無損檢測實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

1、實(shí)驗(yàn)一 金屬零部件的表面缺陷檢測1、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^實(shí)驗(yàn)，正確掌握軸向通電法、磁軛法和旋轉(zhuǎn)磁場法等探傷法操作技術(shù)，了解各種探傷方法的優(yōu)缺點(diǎn)，學(xué)會(huì)選擇合理的探傷方法。2、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容對(duì)2個(gè)鑄造試件、2塊焊縫試件和2個(gè)鍛造試件任選2件進(jìn)行檢驗(yàn)。3、 實(shí)驗(yàn)原理31磁場探傷漏磁場探傷是利用鐵磁性材料或工件磁化后，在表面和近表面如有不連續(xù)（材料的均質(zhì)狀態(tài)即致密性受到破壞）存在，則在不連續(xù)性處磁力線離開工件和進(jìn)入工件表面發(fā)生局部畸變產(chǎn)生磁極，并形成可檢測的漏磁場進(jìn)行探傷的方法。漏磁場探傷包括磁粉探傷和利用檢測元件探測漏磁場。其區(qū)別在于，磁粉探傷是利用鐵磁性粉末磁粉，作為磁場的傳感器，即利用漏磁場吸附施加在不連

2、續(xù)性處的磁粉聚集形成磁痕，從而顯示出不連續(xù)性的位置、形狀的大小。利用檢測元件探測漏磁場的磁場傳感器有磁帶、霍爾元件、磁敏二極管的感應(yīng)線圈等。32 磁粉探傷磁粉探傷（Magnetic Particle Testing，縮寫符號(hào)為MT），又稱磁粉檢驗(yàn)或磁粉檢測，是應(yīng)用較為廣泛的常規(guī)無損檢測方法之一。磁粉探傷的基礎(chǔ)是缺陷處漏磁場與磁粉的磁相互作用。321磁粉探傷原理鐵磁性材料和工件被磁化后，由于不連續(xù)性的存在，使工件表面的近表面的磁力線發(fā)生局部畸變而產(chǎn)生漏磁場，吸附施加在工件表面的磁粉，形成在合適光照下目視可見的磁痕，從而顯示出不連續(xù)性的位置、形狀的大小。如圖1-1所示缺陷磁力線磁粉磁痕顯示工件圖1

3、-1 不連續(xù)性處的漏磁場和磁痕痕分布322磁粉探傷適用范圍A、 磁粉探傷適用于檢測鐵磁性材料表面和近表面尺寸很小，間隙極窄（如可檢測出長0.1、寬為微米級(jí)的裂紋），目視難以看出的不連續(xù)性。B、 磁粉探傷可對(duì)未加工的原材料（如鋼坯）、加工的半成品、成品工件及在役或使用過的零部件進(jìn)行探傷。C、 能對(duì)板材、型材、棒材、管材、焊接件、鑄鋼件及鍛鋼件進(jìn)行探傷。D、 磁粉探傷不能檢測奧氏體不銹鋼材料和用奧氏體不銹鋼焊條焊接的焊縫，也不能檢測銅、鋁、鎂、鈦等非磁性材料。E、 馬氏體不銹鋼和沉淀硬化不銹鋼具有磁性，可以進(jìn)行磁粉探傷。F、 磁粉探傷可發(fā)現(xiàn)裂紋、夾雜、發(fā)紋、白點(diǎn)、折疊、冷隔和疏松等缺陷，但對(duì)于表面

4、淺的劃傷、埋藏較深的孔洞和與工件表面夾角小于20°的分層及折疊難以發(fā)現(xiàn)。4、 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及器材41 MP-A2L、MP-A-3、CJX-220E手提式磁軛探傷機(jī)1臺(tái)，主要技術(shù)指標(biāo)提升力 44N極 距 40160輸 出 36V電 源 220±10%重 量 7.5kg探頭：1.5kg，主機(jī)：6kg外型尺寸 270（長）×90（寬）×170（高）42 磁粉探傷靈敏度試片，若干。43 焊縫試件2件、鑄件試件2件、鍛件試件2件。44 磁懸液1瓶。5、 實(shí)驗(yàn)步驟51 清潔工件表面污物。52 對(duì)工件通電磁化（12秒鐘，23次）。53 在工件表面邊通磁邊噴灑磁粉或者噴磁懸

5、液。54 檢查、記錄并評(píng)定缺陷。55 退磁（有需要時(shí)）。56 工件后處理。注意事項(xiàng)儀器在使用時(shí)，應(yīng)避免空載工作，防止產(chǎn)生不必要的溫升或損壞。應(yīng)檢查配電板上的電源電壓是否是220V。使用時(shí)探頭端面與被測工件應(yīng)保持良好的接觸，再接通手把上的控制開關(guān)，此時(shí)探傷效果最好。在使用時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)探頭線包發(fā)熱嚴(yán)重，即停止使用。6、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析61 用圖示方法畫出所檢零件中缺陷的情況（包括缺陷位置、長度等）。62 分析影響磁力探傷靈敏度的因素（磁化方式、磁化方向及缺陷大小的影響）。實(shí)驗(yàn)二 鋼板探傷一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私獬暡ㄌ絺幕驹?。掌握鋼板縱波探傷的基本方法。二、原理脈沖反射法 脈沖反射法是由超聲波探頭發(fā)射

6、脈沖波到試件內(nèi)部,通過觀察來自內(nèi)部缺陷或試件底面的反射波的情況來對(duì)試件進(jìn)行檢測的方法。圖3-1顯示了接觸法單探頭直射聲束脈沖反射波的基本原理。圖2-1a所示，當(dāng)試件中不存在缺陷時(shí)，顯示圖形中僅有發(fā)射脈沖T和底面回波B兩個(gè)信號(hào)。而當(dāng)試件中存在有缺陷時(shí)，在發(fā)射脈沖與底面回波之間將出現(xiàn)來自缺陷的回波F，如圖2-1b所示。通過觀察F的高度可對(duì)缺陷的大小進(jìn)行評(píng)估，通過觀察回波F距發(fā)射脈沖的距離，可得到缺陷的埋藏深度。當(dāng)材質(zhì)條件較好且選用探頭適當(dāng)時(shí)，脈沖回波法可觀察到非常小的缺陷回波，達(dá)到很高的檢測靈敏度。當(dāng)試件的材質(zhì)和厚度、表面狀態(tài)不變時(shí)，底面回波B的高度基本是不變的。當(dāng)試件中存在一定尺寸的缺陷或存在材

7、質(zhì)的劇烈變化時(shí)，底面回波的高度會(huì)下降甚至消失。因此，在對(duì)檢測面與底面平行的試件進(jìn)行脈沖回波直射聲速法超聲波檢驗(yàn)時(shí)，底面回波高度的監(jiān)測也可作為一種檢測手段。但通過底波檢測缺陷時(shí)，靈敏度較低，且無法確定缺陷深度，定量也較難，因此，底波監(jiān)測常作為輔助手段以發(fā)現(xiàn)一些與入射面成一定角度的缺陷或小而密集的缺陷。這類缺陷往往反射幅度很低，或觀察不到反射信號(hào)。除了接觸法單探頭直射聲束法以外，脈沖法反射法還可與斜射聲束法、雙探頭法、液浸法等相結(jié)合，是最常用、最基本的超聲檢測法探頭探頭FTB試件TB試件Bb )Ba )圖2-1 接觸法單探頭直射聲束肪沖反射法 a ) 無缺陷 b )有缺陷鋼板是經(jīng)軋制而成的，鋼板中

8、的大部分缺陷與板面平行。因此一般采用垂直于板面的縱波探傷法。根據(jù)耦合方式不同，分為接觸法和水浸法。接觸法常用于單件小面積鋼板探傷和某些厚度很大的鋼板探傷。水浸法常用于批量大面積鋼板探傷。鋼板探傷時(shí)，一般用2.55MHz，1030的探頭探傷，采用全面或列線掃查。 探傷鋼板調(diào)節(jié)靈敏度的方法有兩種：一種是利用5平底孔試塊來調(diào)，這時(shí)一般不測缺陷的當(dāng)量，只測缺陷的面積。另一種是利用鋼板多次底波來調(diào)，這時(shí)可根據(jù)缺陷波和底波次數(shù)及高度來評(píng)價(jià)鋼板質(zhì)量。 用接觸法探傷厚度較小的鋼板時(shí)，要注意疊加效應(yīng)的影響。若在探傷過程中出現(xiàn)疊加效應(yīng)，應(yīng)根據(jù)F1來評(píng)價(jià)缺陷。只有當(dāng)T20時(shí)，才以F2來評(píng)價(jià)缺陷。 在鋼板探傷中，以下

9、幾種情況記錄缺陷面積。 （1）無底波，只有缺陷波的多次反射。 （2）缺陷波與底波同時(shí)存在。 （3）無底波，只有多個(gè)紊亂的缺陷波。 （4）即無缺陷波，有無底波。 三、試驗(yàn)用品1. 儀器：CTS26、CTS22、PXUT-240B、PXUT-211型探傷儀。2. 探頭：2.5P20Z、2.5P20SJ。3. 試塊：100×100×28 100×100×225平底孔試塊各一塊。4. 耦合劑：機(jī)油、水。5. 其他：T=28和50的鋼板試樣各一塊，并且都帶有人工缺陷或自然缺陷。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1.鋼板接觸法探傷用2.5P20Z探頭探傷T=28的鋼板試樣。（1）清

10、除鋼板表面的氧氣化皮、銹蝕和油污。（2）調(diào)節(jié)儀器，使時(shí)基掃描線清晰明亮，并與水平刻度線重合。（3）調(diào)掃描速度：探頭對(duì)準(zhǔn)T=28的鋼板，調(diào)整微調(diào)和脈沖移位使底波B1、B2分別對(duì)準(zhǔn)42和84，這時(shí)掃描速度為1：1.5。（4）調(diào)靈敏度：探頭對(duì)準(zhǔn)100×100×46試塊上5平底孔。調(diào)節(jié)增益使5平底孔的第一次回波達(dá)滿幅度的60%即可。（5）掃查探測：探頭置于鋼板上作100%的全面掃查，探頭移動(dòng)間距小于晶片尺寸，移動(dòng)速度不大于0.15ms。（6）缺陷測定：掃描過程中發(fā)現(xiàn)缺陷后，先用半波高度法（或6dB法）測定缺陷的面積范圍。缺陷波高下降一半（相對(duì)5回波）時(shí)探頭中心的軌跡線作為缺陷的輪廓線，這種輪廓線一般不規(guī)則，可用方格法確定缺陷面積。然后再根據(jù)掃描速度和缺陷波所對(duì)的刻度值確定缺陷的深度。對(duì)于較小的缺陷也可測定缺陷的當(dāng)量。（