焊接檢驗課件

1、第一章 緒論11焊接檢驗在全面質(zhì)量控制中作用焊接結(jié)構(gòu)的設(shè)計階段 焊接結(jié)構(gòu)的質(zhì)量主要是由設(shè)計質(zhì)量決定的，同時，它可靠性和維修性也是設(shè)計質(zhì)量的延伸和擴展。設(shè)計質(zhì)量決定著焊接結(jié)構(gòu)的固有質(zhì)量。 在合理設(shè)計焊接結(jié)構(gòu)件的同時要考慮焊接檢驗的可行性和檢驗設(shè)備的可達性。這主要是指焊接結(jié)構(gòu)要有適當(dāng)?shù)奶絺臻g；安有便于探傷的探測面。焊接結(jié)構(gòu)的研制、生產(chǎn)階段焊接結(jié)構(gòu)的高質(zhì)量是建立在高質(zhì)量設(shè)計的基礎(chǔ)之上，而制造工藝的高質(zhì)量則是使焊接結(jié)構(gòu)質(zhì)量符合設(shè)計要求的必要前提。在焊接結(jié)構(gòu)件的研制、生產(chǎn)過程對焊接接頭的焊接檢驗是必不可少的。它包括所使用的材料（母材）、焊材（焊絲、焊條、焊劑、保護氣體）、所有焊接設(shè)備（焊機、輔機具）的

2、檢查（檢驗）。 任何焊接結(jié)構(gòu)件的研制、生產(chǎn)階段沒有焊接檢驗的參與，設(shè)計人員對產(chǎn)品質(zhì)量所提出的要求都是難以達到的。焊接結(jié)構(gòu)的使用階段 在某些焊接結(jié)構(gòu)件，尤其是一些重要的壓力容器在使用階段也要對其結(jié)構(gòu)的完整性進行檢測及評定。利用聲發(fā)射檢測技術(shù)應(yīng)用于在役壓力容器檢修水壓試驗，發(fā)現(xiàn)活動性缺陷源（在役時擴展的缺陷），定出位置再用常規(guī)無損探傷方法對其復(fù)查處理，消除了惡性事故發(fā)生的隱患。 有人說，現(xiàn)代工業(yè)是建立在無損探傷基礎(chǔ)之上，此并非言過其實。 美國前總統(tǒng)里根在給無損檢測學(xué)會紀(jì)念成立40周年大會賀信中是這樣評價無損檢測作用的：“你們能夠給飛機和空間飛行器、發(fā)電廠、船舶、汽車和建筑物等帶耒更大的可靠性。沒有

3、無損檢測，我們就不可能享有目前在這些領(lǐng)域和其它領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。”1一2 檢驗方法分類破壞性檢驗 力學(xué)性能試驗（包括拉伸、彎曲、 沖擊、壓扁、疲勞及硬度試驗）化學(xué)分析（化學(xué)成份分析、腐蝕試驗）金相分析（宏觀、微觀、斷口分析）破壞性檢驗的結(jié)果是結(jié)構(gòu)件或試板（樣）實驗結(jié)果。試樣的截取有隨機性（局限牲），所以試驗結(jié)果是建立在統(tǒng)計數(shù)學(xué)基礎(chǔ)之上的。非破壞性檢驗外觀檢查（借助低倍放大鏡或直接用肉眼觀察）強度檢驗（P8表1一7“水壓試驗” P9“氣壓試驗”致密性試驗 （P8表1一6“致密性試驗方法及適用范圍”）無損檢驗（五大探傷方法：射線檢驗RT、超聲波檢驗UT、磁力檢驗MT、滲透法檢驗PT、渦流檢驗ET）見

4、P7表1一5（下頁有說明）聲發(fā)射檢測（缺陷擴展的動態(tài)檢測） 表P7表1一5中有四點要特別注意：1）RT與UT屬內(nèi)部缺陷探傷，而MT與ET屬表面、近表 面缺陷探傷，PT屬表面開口型缺陷探傷。2）RT與UT雖同屬內(nèi)部缺陷探傷，但適用的缺陷有所不同。RT的優(yōu)勢為探測體積型缺陷（氣孔、夾渣）及末焊透，而UT的優(yōu)勢則是平面型（面積型）缺陷（裂紋、未熔合）。 RT對平面型（面積型）缺陷耒說，要求缺陷必須與透照方向一致才有較高檢出率。 UT對體積型缺陷也有較高檢出率。3）RT透照厚度受限制（小于400mm），UT厚度基本不受限制。4）MT不適用非導(dǎo)磁材料（奧氏體、銅、鋁），PT不適用疏松多孔材料，ET不適用

5、非導(dǎo)電材料。1一3 焊接檢驗過程1.焊接檢驗依據(jù) (共4條)(1)施工圖樣 圖樣中規(guī)定了材料的牌號、規(guī)格、坡口和焊縫的形式及尺寸。圖樣除了用圖形、符號表達要求，通常還有用文字規(guī)定的技術(shù)要求。圖樣反映產(chǎn)品的主要技術(shù)特性，依照圖樣檢驗是一條基本原則。 (2) 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 技本標(biāo)準(zhǔn)具有一定的權(quán)威性，是企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)活動的基本依據(jù)。標(biāo)準(zhǔn)都訂有反映產(chǎn)品質(zhì)量特性的定量指標(biāo)，并定有質(zhì)量評定方法。 (3) 檢驗文件 包括檢驗規(guī)程、檢驗工藝等，它具體規(guī)定了檢驗方法和檢驗程序，指導(dǎo)現(xiàn)場檢驗人員進行工作。 (4) 訂貨合同 訂貨合同作為檢驗工作的依據(jù)主要是在焊接生產(chǎn)的前期階段，例如對鋼板、鋼管、鍛件作UT，對外購、外協(xié)

6、件精度、粗糙度、形位公差的檢驗。另外還包括一些其它特殊項目的檢驗。以上這些帶有具體質(zhì)量要求條款的訂貨合同也是焊接檢驗的依據(jù)。 2. 焊接檢驗過程(1)焊前檢驗 體現(xiàn)了以預(yù)防為主的思想，屬焊前質(zhì)量控制。 見P5表1一2共12項內(nèi)容。序號1是對基本金屬（被焊母材）質(zhì)量 檢驗： 這里除了要對被焊母材的化學(xué)成分、力學(xué)性能、有無缺陷（例鋼板的夾層）進行復(fù)查外，還要對投料劃線質(zhì)量、下料零部件標(biāo)記的移植加以檢查。序號2是對焊材的檢查： 由于所用焊條、焊絲的型號品種繁多，所以一定要細心檢查。 序號3是對焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計的檢查： 除對應(yīng)具有良好檢測性進行檢外，還應(yīng)檢查焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性。（見下頁）序號4是對焊件備

7、料的檢查： 坡口形狀、尺寸的檢查。序號5是對焊件裝配質(zhì)量的檢查： 檢查焊件裝配是否有錯邊、間隙是否均勻一致。序號6是對焊接試板的檢查： 一般情況下焊接試板都跟焊件一塊焊接（焊接工藝相同）。檢查試板尺寸、坡口、間隙等。直至序號12。接上頁序號3（1）采用合理的結(jié)構(gòu)形式可降低應(yīng)力集中，提高疲勞強度。左圖為幾種設(shè)計方案的比較。a）推薦的設(shè)計方案b）力求避免的設(shè)計方案接序號3（2）為提高疲勞強度降低應(yīng)力集中的另一個措施是盡量采用應(yīng)力集中系數(shù)小的焊接接頭。凡是承受交變載荷的構(gòu)件，應(yīng)盡量采用對接接頭或開坡口的T型接頭。左圖為輪轂結(jié)構(gòu)采用對接焊縫b）、c)改進角焊縫a）接序號3（3）為避免產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕開裂，

8、設(shè)計時應(yīng)避免在結(jié)構(gòu)上存在拐角、縫隙和死角，因為這些部位易引起溶液濃縮而導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕破壞。a)結(jié)構(gòu)容易引起應(yīng)力腐蝕破壞b)改進后結(jié)構(gòu)大大減緩應(yīng)力腐蝕破壞這里注意：焊接工藝評定也屬于焊前質(zhì)量控制范疇。 焊接工藝評定：依照所擬定的焊接工藝，遵照標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定進行焊接和檢驗，然后對接頭是否滿足性能要求進行測定。 是否要做焊接工藝評定的理由：生產(chǎn)中首次采用的鋼種；首次采用的焊材和焊接方法；更改現(xiàn)行焊接工藝。(2) 焊接過程檢驗 P6表1一3共7項(3) 焊后檢驗 P6表1一4共8項(4) 安裝調(diào)試檢驗 包括：現(xiàn)場組裝質(zhì)量檢驗；焊接質(zhì)量現(xiàn)場復(fù)查。(5) 產(chǎn)品服役質(zhì)量檢驗 包括：產(chǎn)品在役質(zhì)量監(jiān)控產(chǎn)品檢修質(zhì)量復(fù)查

9、焊接結(jié)構(gòu)破壞事故現(xiàn)場調(diào)查及分析（“主要包括現(xiàn)場調(diào)查；取樣分析；設(shè)計校核；制造工藝復(fù)查?！保?一4課程特點及要求1.特點涉及學(xué)科多：物理、力學(xué)、化學(xué)、電學(xué)、材料。相關(guān)原理多：聲、光、電、熱、磁、力。2.要求掌握各種檢驗方法原理及適用范圍。正確選擇檢驗方法及相應(yīng)檢驗設(shè)備。了解有關(guān)檢驗標(biāo)準(zhǔn)及焊接缺陷的識別。第二章 焊接缺陷2一1焊接缺陷分類 GB6417一86金屬熔化焊焊縫缺陷分類及說明將熔焊焊縫缺陷分為六大類： 裂紋； 孔穴； 固體夾雜； 未熔合和未焊透；形狀缺陷； 其它缺陷。 裂紋按外觀形貌和產(chǎn)生的 部位分類：圖中2-縱向裂紋； 3-間斷裂紋； 4-弧坑裂紋； 5-橫向裂紋； 6-枝狀裂紋； 7

10、-放射裂紋。按裂紋產(chǎn)生的溫度分類：分為冷裂紋與熱裂紋孔穴和 固體夾雜未熔合見P18圖2 一13焊縫金屬與母材之間 或焊道之間 未 完全熔化結(jié)合的部分。未焊透見P18圖2一14 母材金屬之間 未完全熔化結(jié)合的部分。形狀缺陷咬邊；焊瘤；燒穿與下塌；錯邊與角彎形；焊縫尺寸、形狀不合要求。其它缺陷電弧擦傷；飛濺。2一2焊接缺陷對接頭質(zhì)量的影響 (共5條) 焊接缺陷引起應(yīng)力集中 單個球形氣孔、條蟲狀氣孔 應(yīng)力集中不嚴(yán)重。 裂紋因呈扁平狀，若加載方向垂直于裂紋平面，此時在裂紋兩尖端會引起嚴(yán)重應(yīng)力集中。 角縫余高過大、錯邊、角變形等形狀不良缺陷，會引起附加應(yīng)力（一般為扭矩）和應(yīng)力集中。 焊接缺陷對靜載強度的

11、影響 缺陷減少了結(jié)構(gòu)的承載截面，很自然它也就降低了承載截面的承載能力。 缺陷性質(zhì)、形狀、尺寸對靜載強度的影響大小不同氣孔：成串氣孔、密集氣孔對靜載強度的影響大。裂紋、未熔合、未焊透：它們比氣孔、夾渣對靜載強度的影響大。（原因：它們更 容易引起應(yīng)力集中，誘發(fā)脆性斷裂。）夾渣：與形狀、尺寸有關(guān)。夾渣若呈扁平狀，且加載方向垂直于夾渣平面，對靜載強度的影響大。 焊接缺陷對脆性斷裂的影響 脆性斷裂：金屬材料在應(yīng)力低于材料的設(shè)計應(yīng)力和沒有明顯的宏觀塑性變形情況下，金屬構(gòu)發(fā)生瞬時、突然破壞的斷裂（裂紋擴展速度可高達15002000m/s）稱為脆性斷裂。這種斷口稱為脆性斷口，斷口幾乎看不到塑性變形的痕跡，裂口

12、平整，斷口有金屬光譯。 最典型的脆斷事例是1938年3月14日比利時Albert運河上Hesselt橋的斷塌事故，這座橋是用St42轉(zhuǎn)爐鋼焊制的，其跨度為7452m，僅使用了14個月，就在橋上只有一輛電車和一些行人的載荷下發(fā)生斷塌。當(dāng)時氣溫為零下20度，在6分鐘之內(nèi)橋身斷為三截。第二次世界大戰(zhàn)美國的4694艘船中，970艘船上發(fā)現(xiàn)1442條裂紋，多數(shù)裂紋出現(xiàn)在萬噸級貨輪上。 存在嚴(yán)重的應(yīng)力集中是發(fā)生脆斷的基本因素。 平面型缺陷（尤其是裂紋）因為極易引起應(yīng)力集中，故而是引起脆斷的危險缺陷，其中又以裂紋是最危險的缺陷。 避免發(fā)生脆斷的有效措施之一是：減少易造成應(yīng)力集中的焊接缺陷。 這些缺陷主要有：

13、幾何不連續(xù)性缺陷（角變形、錯邊）。冶金不連續(xù)性缺陷（裂紋、未熔合、末焊透、夾渣、咬邊）。 焊接缺陷對疲勞強度的影響 在循環(huán)應(yīng)力和應(yīng)變作用下，在一處和幾處產(chǎn)生局部永久性積累損傷。經(jīng)一定的循環(huán)次數(shù)后產(chǎn)生的裂紋或突然發(fā)生斷裂的過程稱為疲勞。在承受重復(fù)載荷的結(jié)構(gòu)的應(yīng)力集中部位，當(dāng)構(gòu)件所受的應(yīng)力低于屈服強度時就可能產(chǎn)生疲勞裂紋。 疲勞斷裂是金屬結(jié)構(gòu)斷裂的一種主要形式。大量的統(tǒng)計資料表明，工程結(jié)構(gòu)失效約80以上是由疲勞引起的。任何材料的疲勞斷裂都經(jīng)過裂紋萌生，穩(wěn)定擴展和失穩(wěn)擴展三個階段。 因為疲勞裂紋發(fā)展的最后階段失穩(wěn)擴展（斷裂）是突然發(fā)生的，沒有預(yù)兆，無明顯的塑性變形，難以采取預(yù)防措施，所以疲勞裂紋對于

14、結(jié)構(gòu)的安全性具有嚴(yán)重威脅。 多數(shù)疲勞裂紋源于焊接接頭表面幾何不連續(xù)性缺陷（角變形、錯邊）以及表面冶金不連續(xù)性缺陷（裂紋、咬邊）。 少數(shù)疲勞裂紋源于焊接接頭的內(nèi)部較大缺陷 在循環(huán)應(yīng)力作用下，由疲勞源慢慢形成微裂紋以及隨后裂紋擴展，當(dāng)裂紋達到臨界尺寸，構(gòu)件剩余斷面不足以承受外載荷時，裂紋失穩(wěn)擴展至斷裂。 焊接缺陷對應(yīng)力腐蝕開裂的影響 應(yīng)力腐蝕開裂：結(jié)構(gòu)在腐蝕介質(zhì)和靜拉伸應(yīng)力共同作用下引起的開裂。 常發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂的部位：焊縫附近，特別是在熱影響區(qū)中。另外，弧坑和電弧擦傷處也常引起應(yīng)力腐蝕開裂。表面粗糙也易引起應(yīng)力腐蝕開裂。第三章 射線探傷（RT）3一1射線檢測基本原理 射線種類射線分有：X射線（

15、波長為0.001-0.1nm,射線能量及強度均可調(diào)節(jié)。探傷靈敏度一般為1%一2%。 ）射線（波長為0.0003-0.1nm,能量不能調(diào)節(jié)，衰變速率也是固定的 .）高能密度X射線（指射線能量在1MeV以上的X射線，焊縫探傷用高能密度X射線一般在15一30MeV,探傷靈敏度較高（0.5%一1%） ） 射線性質(zhì)（1）不可見，以光速直線傳播（2）不帶電，因而不會受電場和磁場的作用。（3）具有可穿透可見光所不能穿透的物質(zhì)（例如骨骼、金屬、非金屬等）和在物質(zhì)中有衰減的特性。（4）可使物質(zhì)電離，能使膠片感光，也能使某 物質(zhì)產(chǎn)生熒光。（5）能起生物效應(yīng)，傷害和殺死生物細胞。 射線與物質(zhì)相互作用入射到物體的射線

16、，因為一部分能量被吸收、一部分能量被散射而減弱，使其強度發(fā)生衰減。 單色平行射線入射物體后的衰減規(guī)律可用下式表示：式中 I-射線穿透厚度為物體后的射線強度； I0-入射射線強度； -透過物體的厚度； -線衰減系數(shù)。 也就是說射線穿透工件后，有缺陷地方的上式表明，射線的強度是呈負指數(shù)規(guī)律衰減的。它隨透過物體的厚度和線衰減系數(shù)的增加而增大。 線衰減系數(shù)值與射線的波長（）及被穿透物質(zhì)性質(zhì)（原子序數(shù)Z、密度）有關(guān)。 對同樣的物質(zhì)，入射射線波長（）越長，值越大； 對相同波長（或能量）的入射射線，物質(zhì)的原子序數(shù)Z越大，密度越大，則值也越大。 射線照相法探傷原理圖中射線在構(gòu)件中及缺陷中的線衰減系數(shù)分別是：無

17、缺陷部位為；缺陷部位為 。根據(jù)衰減定律，透過無缺陷部位X厚的射線強度為：透過缺陷部分的射線強度為： 也就是說射線穿透工件后，有缺陷地方的強度與無缺陷處的強度是不一樣的。若在工件的下方（緊貼工件）放一張X光工業(yè)膠片，膠片受X光照射可以感光。由于有缺陷地方的射伐強度與無缺陷處的射結(jié)強度是不一樣的，所以它反映在膠片上的感光程度將是不同的。我們即可在感光后的膠片（X光底片）上通過這一不同判斷出缺陷的性質(zhì)、尺寸及缺陷產(chǎn)生的部位。缺陷部分 分如下兩種情況： （1）當(dāng) IX。缺陷在射線照相法探傷的底片上呈黑色影象，在電視屏幕上呈灰白色影象。（2）當(dāng) 時（缺陷為夾鎢，即缺陷部位透過射線強度小于周圍完好部位），

18、I100KV-150KVC5C3鉛屏（前后）0.02一0.15X射線150KV-250KVC5C4鉛屏（前后）0.02一0.15 Ir192 C5C4前鉛屏0.02一0.15 后鉛屏0.02-0.2Co60穿透厚度: 100C5C4鉛屏鋼或銅屏（前后）0.25-0.7增感屏主要特點比較增感屏種類主要增感物質(zhì)增感機理增感系數(shù)屏不清晰度金屬增感屏鉛合金等金屬箔二次電子低 無熒光增感屏鎢酸鈣等熒光物質(zhì)熒光很高很大金屬熒光增感屏鎢酸鈣等熒光物質(zhì)熒光高大 象質(zhì)計作用： 是用來定量評價射線底片影象質(zhì)量的工具，即用象質(zhì)計來測定射線底片的射線照相靈敏度。它表示某種特定形狀的細節(jié)在使用的射線照相技術(shù)下可被發(fā)現(xiàn)的

19、程度，它不完全等同于同樣尺寸的自然缺陷可被發(fā)現(xiàn)的程度。 類型： 1)絲型象質(zhì)計、2)階梯孔型象質(zhì)計、3)槽式象質(zhì)計。射線照相靈敏度的表示方法：有兩種，一種稱為相對靈敏度，另一種稱為絕對靈敏度。 相對靈敏度以百分比表示，即以射線照片上可識別的象質(zhì)計的最小細節(jié)的尺寸與被透照工件的厚度之比的百分數(shù)表示。 絕對靈敏度則以射線照片上可識別的象質(zhì)計的最細小尺寸表示。1）絲型象質(zhì)計 絲型象質(zhì)計它采用與被透照構(gòu)件材料相同或相近的材料制做的7根金屬絲，按直徑大小的順序、以規(guī)定的間距平行排列、封裝在對射線吸收系數(shù)很低的透明材料中。不同材質(zhì)線型像質(zhì)計的組別標(biāo)志和適用范圍（GB/T3323-2005）組別標(biāo)志像質(zhì)計絲

20、號金屬絲材質(zhì)適用范圍 W1FF W6FF W10FF W13FF W1W7W8W12W10W16W13W19碳素鋼鐵類材料 W1CUW6CU W10CU W13CU W1W7W8W12W10W16W13W19銅銅、鋅、錫及錫合金 W1AL W6AL W10AL W13ALW1W7W8W12W10W16W13W19 鋁鋁及鋁合金W1 TIW6 TIW10 TIW13 TIW1W7W8W12W10W16W13W19鈦鈦及鈦合金像質(zhì)計線號和標(biāo)稱線徑（JB/T7902-2006）像質(zhì)計含的線金屬線1號6號10號13號線號標(biāo)稱線徑X13.20X22.50X32.00X41.60X51.25X X61.0

21、0XX70.80X80.63X90.50XX100.40XX110.32XX120.25XX130.20XX140.16XX150.125XX160.100X170.080X180.063X190.050安放工件上，在焊縫被檢區(qū)長度1/4處，鋼絲橫跨焊縫上并與焊縫軸線垂直，且最細絲朝外。2）階梯孔型象質(zhì)計 基本結(jié)構(gòu)是在階梯塊上鉆直徑等于階梯厚度的通孔，孔的中心線垂直階梯表面、不做倒角。常用的階梯形狀是矩形和正六邊形 (5) 鉛罩、鉛光闌 附加在X射線機窗口的鉛罩或鉛光闌可以限制射線照射區(qū)域大小和得到合適的照射量，從而減少來自其它物體（如地面、墻壁、構(gòu)件非受檢區(qū)）的散射作用，以避免和減少散射線所

22、導(dǎo)致底片灰霧度的增加。(6) 鉛遮板 工件表面和周圍的鉛遮板，可以有效地屏蔽前方散射線和工件外緣由散射引起的“邊蝕”效應(yīng)。（7）底部鉛板 又稱為后防護鉛板，是屏蔽后方散射線（如來自地面）所用。（8）濾板 材料通常是銅、黃銅和鉛，其厚度應(yīng)合適。例如透照鋼時所用銅濾板的厚度不大于工件最大厚度的20%，而鉛板則不得大于3%。 作用：是吸收掉X射線中那些波長較大易引起散射線的譜線。（9）暗盒 暗盒用對射線吸收不明顯，對影象無影響的柔軟塑料帶制成。要求它能很好的彎曲和緊貼工件。（10）標(biāo)記帶 標(biāo)記帶可使每張射線底片與構(gòu)件被檢部位始終能做到一一對照（即實現(xiàn)所謂的可追蹤性）。其上的鉛質(zhì)標(biāo)記有： 定位標(biāo)記（中

23、心標(biāo)記、搭接標(biāo)記）、 識別標(biāo)記（工件編號、部位編號、焊縫編號、返修標(biāo)記）、 B標(biāo)記等。 B標(biāo)記應(yīng)貼附在暗盒背面，以檢查背面散線防護效果。若在底片上出現(xiàn)“B”的較淡影象，應(yīng)予重照。鉛質(zhì)標(biāo)記與被檢區(qū)域同時透照在底片上，它們的安放位置見P40圖314。（注意解釋AJ、K內(nèi)容，以及B標(biāo)記應(yīng)安放位置） . 射線照相檢測條件選擇 （1）選擇依據(jù) 1）射線透照技術(shù)質(zhì)量要求 透照鋼熔化焊對接接頭時應(yīng)以GB33232005鋼熔化焊對接接頭射線照相標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)。它把射線透照技術(shù)質(zhì)量分為兩個級別。兩個級別分別為： A級-普通級別。 B級-優(yōu)化級別。同樣的透照厚度，針對不同的透照技術(shù)質(zhì)量級別來說，應(yīng)識別的金屬絲號(象質(zhì)

24、計數(shù)值 )不同。舉例1：透照厚度8mm，對應(yīng)A級透照技術(shù)，應(yīng)識別的金屬絲號(象質(zhì)計數(shù)值 )為W13（絲徑0.20），對應(yīng)B級透照技術(shù)，應(yīng)識別的金屬絲號(象質(zhì)計數(shù)值 )為W15（絲徑0.125）。舉例2：透照厚度20mm，對應(yīng)A級透照技術(shù)，應(yīng)識別的金屬絲號(象質(zhì)計數(shù)值 )為W11（絲徑0.32），對應(yīng)B級透照技術(shù)，應(yīng)識別的金屬絲號(象質(zhì)計數(shù)值 )為W13（絲徑0.20）。2）靈敏度 靈敏度是評價射線照相質(zhì)量最重要指標(biāo)，它標(biāo)志著射線檢測中發(fā)現(xiàn)缺陷的能力。由于無法預(yù)知工件沿射線穿透方向上應(yīng)識別的最小缺陷尺寸，為此必須采用已知尺寸的人工“缺陷”（金屬絲、圓孔）象質(zhì)計來度量。各種類型的象質(zhì)計都是用來測定

25、射線照相靈敏度的工具。 利用象質(zhì)計得到的射線照相靈敏度，僅用以衡量射線照相影像的質(zhì)量，而不能直接表示可以發(fā)現(xiàn)自然缺陷的實際尺寸。 射線照相靈敏度是射線照相對比度（又稱為襯度。它指小細節(jié)或小缺陷與其周圍的黑度差）和清晰度（黑度變化明銳或不明銳程度）兩大因素的綜合效果。射線照相清晰度包括：幾何不清晰度ug 由于X射線機的焦點并不是點狀源，而是有定尺寸，必然會產(chǎn)生一個半影，這個半影被稱為幾何不清晰度ug。它使缺陷邊緣影像變的模糊，使清晰度下降。(P44圖3-19)焦點尺寸對幾何不清晰度的影響 固有不清晰度ui 入射到膠片的射線在乳劑層激發(fā)出次級電子的散線而形成的不清晰度。固有不清晰度ui隨射線能量增

26、加而增加。3）黑度 底片黑度（或光學(xué)密度）D： 是指曝光并經(jīng)暗室處理后的底片黑化程度。黑度定義的數(shù)學(xué)表示： D=Ig（Lo/L）式中 Lo入射光強； L透射光強。射線底片黑度可用黑度計（光密度計）直接在底片的規(guī)定部位測量（見P41圖316）。初始灰霧度Do 是指未經(jīng)曝光的底片經(jīng)顯影處理后獲得的黑度，它也包含了膠片本身的不透明度。 黑度測量部位C、D-為最大處 A、B-為最小處GB3323-2005規(guī)定各檢測技術(shù)等級的黑度值如:等 級 A: 黑 度2.0;等 級 B: 黑 度2.3。（2）X射線照相法探傷參數(shù)選擇1）管電壓選擇管電壓越高，射線的“質(zhì)”越硬，穿透能力越強。同時使底片的對比度下降（即

27、底片相鄰區(qū)域的黑度差別變?。?。 管電壓應(yīng)在保證穿透前提下，盡量選擇較低管電壓。 GB33232005標(biāo)準(zhǔn)中對允許使用的最高管電壓和透照厚度的下限做了規(guī)定.透照厚度和允許使用的最高管電壓射線和1MeV以上X射線對鋼、銅和鎳基合金所適用穿透厚度射線種類 穿透厚度/mm A級 B級 Tm 5 5 Yb169a 115 212 Se75b 1040 1440 Ir192 20100 2090 Co60 40200 60150 X射線1MeV一4MeV 30200 50180 X射線4MeV一12MeV 50 80 X射線4MeV一12MeV 80 100 2) 管電流（mA）選擇 當(dāng)管電壓不變時，管電

28、流（mA）越大 ，X射線強度越大 ，保持底片黑度一定則可以縮短曝光時間。 管電流（mA）大小對底片黑度影響較大。3) 焦點尺寸選擇 焦點尺寸越小，半影寬度越小，清晰度高。 4) 透照距離F的選擇透照距離F：指焦點至膠片之間距離。 參見P45圖320“透照距離對幾何不清晰度影響”。F越大ug越小。在國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中，最小透照距離（最小焦距F）均依照幾何不清晰度原理使用諾模圖來確定。(P45圖322)透照距離F對幾何不清晰度影響 （示例：己知d =3mm，=20mm，ug =0.4mm。最小透照距離是多少？在圖中（d）標(biāo)尺中找到“3”刻度，在（）標(biāo)尺上找到“20”刻度，用直線連接這二點交于（F-）

29、標(biāo)尺的“150”刻度。得到射線源焦點至工件表面距離為150mm，最小透照距離Fmin =150+20=170mm。）。 5) 缺陷至膠片距離h參見P45圖321“缺陷至膠片距離對幾何不清晰度影響”。h越大ug越大。所以膠片應(yīng)緊貼工件下表面。6) X射線輻射角選擇 X射線輻射角分為： 定向,定向適用于定向分段曝光。 周向,周向適用于環(huán)焊縫整圈一次周向曝光。缺陷至膠片距離對幾何不清晰度影響 7) X射線探傷主要參數(shù)的選擇 在一定的探傷器材、幾 何條件和暗室處理等條件下，欲蕕得規(guī)定黑度值的底片，對某一厚度工件應(yīng)選用的透照參數(shù)叫曝光條件，又稱為曝光規(guī)范。 X射線檢測的主要規(guī)范參數(shù)是：管電壓、管電流、焦

30、距和曝光時間； 射線檢測的主要規(guī)范參數(shù)是：焦距和曝光時間 。 X射線檢測的常用曝光曲線有兩種：1）P45圖323“以管電壓為參數(shù)的曝光曲線”以管電壓為參數(shù)的曝光曲線 2）P46圖324“以曝光量（mA X min）為參數(shù)的曝光曲線”以曝光量（mAXmin）為參數(shù)的曝光曲線 由于一張二維坐標(biāo)圖最多只能表示三個相關(guān)參數(shù)，因此在構(gòu)成X射線曝光曲線時，一般只能選擇透照厚度、管電壓和曝光量做為可變參數(shù)，其它條件相對固定。 目前用得較多的是P45圖323“以管電壓為參數(shù)的曝光曲線”那種。 值得注意的是，任何曝光曲線只適用于一組特定條件。只有當(dāng)實際拍片（探傷）所用的所有條件與制做曝光曲線的條件完全一致時，才

31、能從曲線中直接找出所需曝光量。任何條件的改變都應(yīng)對曝光量進行修正。圖7-16射線檢測的曝光曲線。 Co60曝光曲線 散射線的控制 射線探傷時，凡受射線照射的物體（工件、暗盒、墻璧、地面、甚至空氣）都會成為散射源。散射線使底片灰霧度增大，對比度和清晰度下降。其影響程度與散射比n有關(guān)。 n =Is/I式中 Is散射線強度； I直接透射強度。散射比n與1)射線能量、2)透照厚度有關(guān)。實驗表明：射線能量減小、透照厚度增大，都使n增大。如P47圖326所示。射線檢測時，設(shè)置鉛罩、鉛光闌、鉛遮板、底部鉛板和濾板都主要是為了減少散射線。另外，金屬增感屏也有減少散射線的作用。（4）透照方式的選擇 GB3323

32、-2005標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，按射線源、工件和膠片之間的相互位置關(guān)系，焊縫的透照方式分為： 縱縫單壁透照法； 單壁外透法； 射線源中心法； 射線源偏心法； 橢圓透照法； 垂直透照法； 雙璧單影法； 不等厚透照法。a）縱縫單壁透照法 b）對接環(huán)縫單壁外透法 C）射線源中心法的對接環(huán)縫周向曝光 d）管對接環(huán)縫雙璧單影法 e）橢圓透照法的管對接環(huán)縫雙璧雙影法 在透照方式確定之后，還應(yīng)注意以下二點： 1）選擇合適的射線入射方向 只有射線垂直入射工件中缺陷時，膠片上缺陷圖像尺寸和形狀才最接近實際。只有射線入射方向與裂紋、未熔合等面積型缺陷的深度相一致時，膠片上缺陷影像才最清晰（此時才具有最高檢出率）。 實踐表明：

33、當(dāng)二者傾角大于20度時，裂紋漏檢可能性大大增加。如P49圖329“沿坡口方向透照圖”所示，為便于檢查出坡口面未熔合缺陷，應(yīng)選與坡口面相一致（平行）的射線入射方向。沿坡口方向透照圖 2）透照厚度差的控制在X射線機輻射角的照射場內(nèi)，射線強度分布不均勻。如P49圖330“射線照射場內(nèi)射線強度分布”所示并不是均勻的，可以看出：中心最強，邊上弱。愈靠近邊緣，射線強度愈弱，黑度愈低。 透照工件時，中心射線穿透的工件厚度小于邊緣射線穿透的工件厚度，產(chǎn)生了透照厚度差（, ）。這也使底片邊緣部位的黑度值低于中間部位的黑度值，降低了底片兩端圖像的對比度，在膠片兩端產(chǎn)生缺陷漏檢的可能性將提高。 為此控制透照厚度比A

34、。透照技術(shù)等級 A級: 透照厚度比A 1.2透照技術(shù)等級 B級: 透照厚度比A 1.1 對透照厚度比A的限制，實際表現(xiàn)為對每次透照（檢測或探傷）長度的 控制。對某條長焊縫來說，可以看作該焊縫需要透照多少個段落（檢測區(qū)段）。 角接頭、T型接頭要加補償塊以彌補透照厚度上的差別。見P50圖332“安放補償塊”a.角接接頭、b.T型接接頭。注：補償塊材料與工件材料相同。 焊接接頭射線照相缺陷評定 底片本身質(zhì)量評判底片黑度：透照技術(shù)質(zhì)量A級D2.0、透照技術(shù)質(zhì)量B級D2.3。底片初始灰霧度Do0.3。 象質(zhì)計數(shù)值 ：1)相等的透照厚度下，不同的透照技術(shù) 質(zhì)量所要求的象質(zhì)計數(shù)值是不樣的。2)相同的透照技術(shù)

35、 質(zhì)量下，不同的透照厚度所要求的象質(zhì)計數(shù)值是不樣的。 散射線控制情況：檢查底片上是否有“B”的影像， 若有則認為底面防護不夠，應(yīng)于重照。 標(biāo)記的齊全性及正確性檢查：偽缺陷檢查： 焊接接頭質(zhì)量分級根據(jù)缺陷性質(zhì)和數(shù)量，焊接接頭質(zhì)量分為四個等級。I級焊接接頭：應(yīng)無裂紋、未熔合、未焊透和條形缺陷。II級焊接接頭：應(yīng)無裂紋、未熔合和未焊透。III級焊接接頭：應(yīng)無裂紋、未熔合以及雙面焊和加墊板的單面焊中的未焊透。IV級焊接接頭：焊接接頭中缺陷超過III級者。 焊接缺陷評級將缺陷分為圓形缺陷和條形缺陷兩類分別進行評定。圓形缺陷：缺陷長徑比缺陷寬度3者。它們可以是圓形、橢圓形、錐形或帶尾巴的氣孔、夾渣和夾鎢。

36、條形缺陷：缺陷長徑比缺陷寬度3的氣孔、夾渣和夾鎢。 圓形缺陷評級1) 確定評定區(qū)尺寸 圓形缺陷評級是在評定區(qū)內(nèi)進行評定的，評定區(qū)大小與透照厚度有關(guān)。下表為缺陷評定區(qū)的選定。評定區(qū)厚T/mm2525100100評定區(qū)尺寸/mm10 x 1010 x 2010 x 302) 缺陷化成相應(yīng)點數(shù) 將評定區(qū)內(nèi)所有圓形缺陷化成相應(yīng)點數(shù)。點數(shù)與缺陷長徑尺寸有關(guān) 。將評定區(qū)內(nèi)的所有園形缺陷按下表化成相應(yīng)點數(shù)。 注：當(dāng)缺陷與評定區(qū)邊界線相接時，應(yīng)把它劃入評定區(qū)內(nèi)計算點數(shù)。缺陷長徑/mm112233446688點數(shù)12361015253) 圓形缺陷分級 將評定區(qū)內(nèi)缺陷點數(shù)相加，按下表進行評定。注：表中的點數(shù)是允許

37、缺陷點數(shù)的上限。評定區(qū)/mm10 x 1010 x 2010 x 30評定區(qū)厚度/mm1010151525255050100100質(zhì)量等級I123456II369121518III61218243036IV缺陷點數(shù)大于III者 條形缺陷評級 條形缺陷評級是在整張片子上評定。質(zhì)量等級評定厚度單個條形缺陷長度條形缺陷總長IIT1212T60T6041/3T20在平行于焊縫軸線的任意直線上，相鄰兩缺陷間距均不超過6L的任意一組缺陷，其累計長度在12T焊縫長度內(nèi)不超過TIIIT99T45T4562/3T30在平行于焊縫軸線的任意直線上，相鄰兩缺陷間距均不超過3L的任意一組缺陷，其累計長度在6T焊縫長度

38、內(nèi)不超過TIV大于III級者 未焊透評級 不加墊的單面焊中未焊透的允許長度，應(yīng)按上表“條形缺陷評級表”的III級評定。 角焊縫的未焊透是指角焊縫的實際熔深未達規(guī)足熔深值，應(yīng)按上表“條形缺陷評級表”的III級評定。設(shè)計焊縫系數(shù)o75的鋼管根部未焊透按下表評級。質(zhì)量等級未焊透深度長度/mm占壁厚的百分數(shù)/%深度/mmII151510%周長III2020 15%周長IV大于III者 綜合評級 在圓形缺陷評定區(qū)內(nèi)，同時存在圓形缺陷和條形缺陷（或未焊透、根部內(nèi)凹和根部咬邊）時，應(yīng)各自評級，將兩種缺陷所評級別相加減1（或三種缺陷所評級別相加減2）作為最終級別。34 射線照相法缺陷識別一般可從以下三個方面對

39、射線底片上的影像進行分析、判斷：影像幾何形狀；影像黑度分布；影像的位置。熔焊接頭常見缺陷主要有五類：1）熔合不良類 如未焊透、未熔合。2）裂紋類 冷裂紋、熱裂紋、再熱裂紋、八字裂紋、弧坑裂紋等。3）孔穴類 如氣孔。4）固體夾雜類 如夾渣、夾鎢。5）形狀缺陷類 如咬邊、焊瘤、下蹋、下垂、燒穿、角變形、錯邊等 焊接缺陷顯示特點（1）焊接缺陷射線照相法底片工業(yè)X射線電祝法屏幕種類名稱裂紋橫向裂紋與焊縫軸線垂直的黑色條紋，兩頭尖細形貌同左的灰白色條紋縱向裂紋與焊縫軸線一致的黑色條紋，兩頭尖細形貌同左的灰白色條紋放射裂紋由一點輻射出去星形黑色條紋形貌同左的灰白色條紋弧坑裂紋弧坑中縱、橫向及星形黑色條紋位

40、置及形貌同左的灰白色條紋未熔合和未焊透未熔合坡口邊緣、焊道之間以及焊縫根部等處的伴有氣孔或夾渣的連續(xù)或斷續(xù)黑色影象分布同左的灰白色圖象未焊透焊縫根部純邊未熔化的直線形黑色影象灰白色直線狀影象夾渣條狀夾渣黑度值較均勻的呈長條形黑色不規(guī)則影象亮度較均勻的長條灰白色影象焊接缺陷顯示特點（2）焊接缺陷射線照相法底片工業(yè)X射線電祝法屏幕種類名稱園形缺陷夾鎢白色塊狀黑色塊狀點狀夾渣黑色點狀灰白色點狀球形氣孔黑度值中心大園形黑色影象黑度值中心小園形灰白色影象均布及局部密集氣孔均勻分布及局部密集的黑色點狀影象形狀同左的灰白色影象鏈狀氣孔與焊縫軸線平行的的成串并呈直線狀黑色影象方向與形貌同左的灰白色影象柱狀氣孔

41、黑度極大且均勻的黑色圓形影象亮度極高的白它園形影象蟲形氣孔條蟲形黑色影象形狀同左的灰白色影象表面氣孔黑度值不太高的園形影象亮度不太高的園形影象弧形縮孔焊道末部黑色影象焊道末部灰白色影象焊接缺陷顯示特點（3）焊接缺陷射線照相法底片工業(yè)X射線電祝法屏幕種類名稱形狀缺陷咬邊位于焊縫邊緣與焊縫走向一致黑色影象灰白色條紋縮溝單面焊，背部焊道兩側(cè)黑色影象灰白色影象焊縫超高焊縫正中的灰白色影象焊縫正中的黑色影象下塌單面焊，焊縫正中的灰白色影象分布同左的黑色影象焊瘤焊縫邊緣的灰白色影象焊縫邊緣的黑色影象錯邊焊縫一側(cè)與另一側(cè)黑度明顯不一樣焊縫一側(cè)與另一側(cè)灰白度明顯不一樣下垂焊縫表面凹槽，焊縫中黑度較大區(qū)域分布同

42、左，但亮度較高燒穿在底片上黑色影象灰白色影象縮根單面焊背面溝槽，呈黑色影象灰白色影象焊接缺陷顯示特點（4）焊接缺陷射線照相法底片工業(yè)X射線電祝法屏幕種類種類其它缺陷電弧擦傷母材上黑色影象母材上灰白色影象飛濺灰白色圓點黑色圓點表面撕裂黑色條紋灰白色條紋磨痕黑色影象灰白色影象鑿痕黑色影象灰白色影象35 X射線實時圖象法探傷方法簡介原理：將透照工件后的X射線轉(zhuǎn)換成相應(yīng)可見光。 特點：實時、高效；不用膠片；可記錄；勞動條件好（防護）。應(yīng)用場合：鋼管、壓力容器；集成電路和微電子器件；食品包裝夾雜物檢查；海關(guān)安全檢查。1. 熒光屏電視成像法原理：將透照工件后的X射線圖像轉(zhuǎn)換成熒光圖像，在電視屏上顯示焊接缺

43、陷。 基本組成：見P58圖340“熒光屏電視成像法探傷系統(tǒng)”適用場合：中等厚度鋁、鎂合金。靈敏度可達34%。 2. 光電增強電視成像法 基本組成：見P58圖341。與上面不同的是在電視攝像機之前增加個微光增增器（8）。 原理：同上。靈敏度可達23%3. 光電圖像電視成像法原理：它將透照工件后的X射線圖像轉(zhuǎn)換成可見熒光輸出。 基本組成：見P60圖344“光電圖像電視成像法探傷系統(tǒng)” 國內(nèi)外應(yīng)用最廣泛的種，探傷靈敏度高于2%，完全相當(dāng)于射線照相法探傷?？商絺ê穸鹊匿摪?、鋁板。4. X射線光導(dǎo)攝像機直接成像法探傷 原理：將透照工件后的X射線圖像轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的視頻信號，然后把視頻信號送到監(jiān)視器顯示缺陷

44、圖像。 基本組成：見P61圖349 “X射線光異攝像機直接成像法探傷系統(tǒng)”。 優(yōu)點： 圖像具有放大功能，可放大2030倍， 有極好的分辯率（可以看清集成電路的細微結(jié)構(gòu)和缺陷）， 價格低。36 射線計算機斷層掃描技術(shù)簡介原理：利用物體橫斷面的組組投影數(shù)據(jù)，經(jīng)過計算機處理后，得到物休橫斷面的圖像。 現(xiàn)己發(fā)展到第五代。 第一至四代CT裝置演變過程可見P63圖352“第一至四代CT裝置演變過程示意圖”。射線工業(yè)CT裝置工作原理第代：僅有個接收檢測器（見P63圖352的a），掃描運動方式平移加旋轉(zhuǎn)。第二代：接收檢測器增至一排（610個），掃描運動方式同上。第三代：接收檢測器增至較多（300個），掃描運動

45、方式只較動而不平移。第四代：接收檢測器增至更多（約600個），分布于被測工件四周（圈），探測源和大扇面射線束圍繞被測物體旋轉(zhuǎn)。第五代：能建立所需的三維活動圖像。第四章 超聲波探傷（UT）41超聲波探傷基本原理1.超聲波概念 振動和波動振動：物體沿直線或曲線在某平衡位置附近做往復(fù)周期性的運動。例：鐘擺的擺動、汽缸中活塞的運動、發(fā)聲體的運動。波動：振動的傳播過程。 產(chǎn)生機械波的兩個條件：波源（振源）和彈性介質(zhì)。 振動是產(chǎn)生波動的根源。 機械波是機械振動狀態(tài)的傳播。 彈性介質(zhì)中的各個質(zhì)點并不隨波前進，僅在各自平衡位置附近做往復(fù)運動（振動）。 次聲波、聲波、超聲波次聲波： 20Hz的聲波。 聲波： 2

46、0Hz20000（2萬）Hz。 超聲波 20000（2萬）Hz的聲波。 焊接超聲波探傷所用的超聲波頻率為0.510MHz。 超聲波分類 按質(zhì)點振動方式和波的傳播方向關(guān)系分類：1) 縱波（L）：彈性介質(zhì)中質(zhì)點振動方向與波的傳播方向一致。2) 橫波（S）：彈性介質(zhì)中質(zhì)點振動方向與波的傳播方向垂直。3) 表面波（瑞利波R）：在介質(zhì)表面?zhèn)鞑?，表面質(zhì)點運動軌跡為橢圓。 質(zhì)點運動軌跡為橢圓,長軸垂直（）于聲波傳播方向，短軸則平行（/）于聲波傳播方向。 按波源（振源）振動持續(xù)時間分類1) 連續(xù)波：波源（振源）持續(xù)不斷地振動所輻射出去的波。 常用于超聲波穿透法探傷。2) 脈沖波：波源（振源）振動持續(xù)時間很短（

47、微秒級、S、10的負6次方），間歇輻射出去的波。 常用于焊縫探傷。 超聲波的傳播速度傳播速度C與 介質(zhì)彈性模量有關(guān)（固體為楊氏彈性模量E、切變彈性模量G、氣、液為容變彈性模量B）。 介質(zhì)密度有關(guān) 波的類型有關(guān) 彈性模量C、 C。 與類型有關(guān)： CL CS CR 對鋼而言： CL 1.8 CS 、CR 0.9 CS2. 超聲波的產(chǎn)生和接收 壓電效應(yīng)和壓電晶體 壓電效應(yīng) 壓電法利用壓電晶體來產(chǎn)生超聲波的。壓電晶體具有壓電效應(yīng)它分有： 1) 正壓電效應(yīng) 2) 逆壓電效應(yīng)1) 正壓電效應(yīng)：由壓電晶體切割成的晶片在受到拉應(yīng)力或壓應(yīng)力作用而發(fā)生體積上變化的同時，會在晶片兩表面產(chǎn)生不同極性的電荷；2) 逆壓

48、電效應(yīng)：晶片受電信號激勵，晶片會在厚度方向產(chǎn)生伸縮變形的機械振動。 壓電晶體 可以產(chǎn)生壓電效應(yīng)的晶體叫壓電晶體（多為非金屬晶體）。 壓電晶體分成單晶材料和多晶材料。 單晶材料有：石英（Si02）、硫酸鋰（LiS04）、碘酸鋰（LiI03）、鈮酸鋰（LiNb03）多晶材料：鈦酸鋇（BaTi03）、鈦酸鉛（PbTi03）、偏鈮酸鉛（PbNb204）、鋯鈦酸鉛 超聲波的產(chǎn)生和接收由超聲波檢測儀產(chǎn)生的電振蕩以高頻電壓的形式加在探頭中壓電晶片兩面電極上，由于逆壓電效應(yīng)晶片在厚度方向產(chǎn)生伸縮變形的機械振動。若壓電晶片與被檢測物表面有良好耦合，機械振動就以超聲波形式傳播進入被檢工件，這就是超聲波的產(chǎn)生。反之

49、，當(dāng)探頭中晶片受超聲波（遇到異質(zhì)界面反射回來的超聲波）的作用而發(fā)生伸縮變形時，正壓電效應(yīng)又會使晶片兩表面產(chǎn)生不同極性電荷，形成超聲頻率的高頻電壓，這就是接收 。3. 超聲波性質(zhì)（1）良好的指向性。 有以下兩個含義：1）直線性 超聲波的波長很短（毫米數(shù)量級），它在彈性介質(zhì)中能象光波一樣沿直線傳播，并符合幾何光學(xué)規(guī)律。 2）束射性 聲源（壓電晶片）產(chǎn)生的超聲波聲能集中在一定區(qū)域（超聲場）定向輻射。 分析表明：i）超聲波能量主要集中在2以內(nèi)的錐形區(qū)域內(nèi)，如P71圖42的a）所示。（稱為半擴散角）愈小，波束指向性愈好。超聲波能量愈集中，檢測靈敏度愈高，分辯力愈高，定位也愈精確。 =arcsin1.22

50、（/D） 式中 一超聲波波長（mm）； D一壓電晶片直徑（mm）。 波長愈短（或超聲頻率f愈高）聲束指向性愈好（?。?。 壓電晶片尺寸D愈大則聲束指向性愈好（?。?。ii) 超聲場的近場區(qū) 近場區(qū)：從P71圖42 b）可看出：在距壓電晶片表面距離內(nèi)，聲源軸線上的聲壓具有多個極大值，這個區(qū)域在聲學(xué)上被稱為聲源的近場區(qū)。最后一個聲壓極大值至聲源距離N被稱為近場長度（mm），其值可由下式求得。 式中 D一壓電晶片直徑（mm）； 一超聲波波長（mm）。 D的平方 N N 從P71圖42 c）中可以看出：聲壓在聲場橫截面上變化也很復(fù)雜。在x=0.5N處的橫截面上中心處（軸線）聲壓為零，偏離中心軸線的各點聲壓

51、并非都為零，而有一定的起伏變化。在遠場區(qū)，聲壓變化比較單純，各橫截面中心聲壓最高，偏離中心軸線的聲壓逐漸降低。 能在彈性介質(zhì)中傳播，不能在真空中傳播。超聲檢測中常把空氣當(dāng)作真空處理，也就是說我們認為超聲波是不能通過空氣傳播的。 界面的透射、反射、折射和波型轉(zhuǎn)換。1）垂直入射異質(zhì)界面時的透射、反射和繞射 超聲波從第一種介質(zhì)垂直入射到第二種介質(zhì)上時，其能量的一部分被反射而形成與入射波方向相反的反射波，其余能量則透過界面產(chǎn)生與入射波方向一致的透射波。 超聲波反射能量W反與入射能量W入之比稱為超聲波能量反射系數(shù)， 即 K = W反/W入 幾種界面的K值見P73表43“異質(zhì)界面反射系數(shù) K（%）”。鋼-

52、鋼0鋼-有機玻璃77鋼-變壓器油81鋼-水88鋼-空氣100有機玻璃-變壓器油17有機玻璃-空氣100反射系數(shù)K的大小僅決定構(gòu)成異質(zhì)界面的兩種介質(zhì)聲阻抗Z之差。差值愈大，K值愈大，而與哪種介質(zhì)為第一介質(zhì)無關(guān)。 從上表可以看出：“固一氣”界面 K100%，超聲波幾乎全部被反射掉（也就是說超聲波無法直接進入固體即工件內(nèi)），因而在探頭與工件之間必須借助耦合劑，方能將超聲波從探頭（有機玻璃）導(dǎo)入工件。所以說良好的耦合是超聲檢測時的一個必要條件。超聲波的繞射現(xiàn)象 當(dāng)界面尺寸df很小時，超聲波將能繞過它繼續(xù)前進，即產(chǎn)生所謂的繞射，如P73圖44“超聲波的繞射現(xiàn)象”所示。由于繞射使反射回波減弱，超聲檢測中能

53、探測到的最小缺陷尺寸為df=/2。顯然要探測更小缺陷，就必須提高超聲波頻率。2）傾斜入射異質(zhì)界面時的反射、折射、波型轉(zhuǎn)換 超聲波由第一種介質(zhì)傾斜入射到第二種介質(zhì)時，在異質(zhì)界面上將會產(chǎn)生波的反射、折射和波型的轉(zhuǎn)換。 超聲波縱波傾斜入射的反射與折射(Z1Z2)第一臨界角： 從圖45可看出：隨進一步增加到某一角度時，L可達到90度。即在第二種介質(zhì)內(nèi)只有折射的橫波存在，這時的縱波入射角稱內(nèi)第一臨界角，記作lm。 第二臨界角： 若繼續(xù)增大，則可使S達到90度，這時的縱波入射角稱內(nèi)第二臨界角，記作2m。此時，在第一介質(zhì)和第二介質(zhì)的界面上產(chǎn)生表面波的傳播。第一臨界角和第二臨界角物理意義 當(dāng)lm時，第二種介質(zhì)

54、中同時存在折射縱波和折射橫波，這在超聲檢測中不采用。當(dāng)lm540MPa的鋼制壓力容器上的C類和D類焊縫。（2）名義厚度16mm的12CrMo及15CrMo鋼制容器，其它任意厚度的Cr-Mo低合金鋼制容器上的C類和D類焊縫。（3）堆焊表面。（4）復(fù)合鋼板的復(fù)合層焊縫。（5）上述（1）、（2）條中所指材料，經(jīng)火焰切割的坡口表面。（6）上述（1）、（2）條中所指材料，焊后經(jīng)缺陷修磨或補焊 處的表面。（7）上述（1）、（2）條中所指材料，在組裝對接時臨時焊在工件表面上的卡具、拉筋等，組焊完后折除處的焊痕表面。 從以上應(yīng)用場合來看均屬于高強鋼焊縫。由于它們的焊接工藝性較差，易在焊縫表面及加工表面產(chǎn)生缺陷

55、。經(jīng)滲透探傷不允許有任何裂紋和分層存在。焊縫無損檢驗方法比較（）探傷方法探傷方法不適用對象優(yōu)缺點 RT 焊縫內(nèi)體積型缺陷 焊縫內(nèi)面積型缺陷，應(yīng)與透照方向一致。 由于射線透照方向不易于裂紋、未熔合一致故較難發(fā)現(xiàn) 透照厚度400防護要求嚴(yán)影象直觀一次性投資大要求有較高素質(zhì)專業(yè)人員 UT 特別適合于焊縫內(nèi)面積型缺陷 對體積缺陷也有較高檢出率 難以檢出小、細裂紋 厚度基本不受限制安全方便成本低缺陷定位困難奧氏體焊縫探傷困難要求有較高素質(zhì)專業(yè)人員 焊縫無損檢驗方法比較（2）探傷方法適用對象不適用對象優(yōu)缺點MT(磁粉法)坡口表面焊縫及附近表面裂紋 厚焊縫中間檢查附件拆除后表面裂紋 非鐵磁性材料如奧氏體鋼、

56、銅、鋁等 相對經(jīng)濟、簡便能確定缺陷位置大小及形狀，但難確定深度探傷結(jié)果直觀PT表面開口型缺陷（裂紋、針孔）疏松多孔性材料同磁粉法 ET 表面及近表面缺陷（裂紋、氣孔、未熔合） 非導(dǎo)電材料經(jīng)濟、簡便、易于自動化缺陷難于定性各種無損探傷方法對裂紋的檢出率 除射線照相法的裂紋檢出率偏低外，其它方法都有較高的檢出率第七章 聲發(fā)射檢測技術(shù)71聲發(fā)射檢測基礎(chǔ)1. 聲發(fā)射現(xiàn)象 材料或結(jié)構(gòu)在外力或內(nèi)力作用下發(fā)生變形或斷裂時，以彈性波形式釋放出應(yīng)變能的現(xiàn)象稱為聲發(fā)射。換句話說，聲發(fā)射是材料或結(jié)構(gòu)中局部區(qū)域快速卸載使彈性波得以釋放的結(jié)果，即是一種常見的物理現(xiàn)象。絕大多數(shù)金屬材料塑性變形和斷裂時都有聲發(fā)射發(fā)生，但聲

57、發(fā)射信號的強度很弱，人耳不能直接聽到，需借助靈敏的電子儀器才能檢測出來。2. 聲發(fā)射信號的表征參數(shù) （1）聲發(fā)射事件計數(shù)和平均事件計數(shù) （2）聲發(fā)射振鈴計數(shù)和平均振鈴計數(shù) （3）振鈴事件比 （4）幅度分布 1）事件分級幅度分布 2）事件累計幅度分布 （5）能量和能量率 3. 聲發(fā)射檢測特點（1）顯示和記錄那些在力的作用下擴展的危險缺陷。采用了不同于常規(guī)無損檢測按缺陷尺寸評判的方法，而是按缺陷活動性和聲發(fā)射強度分類評價。（2）有很高的靈敏度，可以探測到零點幾微米數(shù)量級的裂紋增量。（一個晶粒的斷裂）（3）可用若干個聲發(fā)射傳感器固定在構(gòu)件表面構(gòu)成幾個陣列來檢測整個構(gòu)件，不需要將傳感器在構(gòu)件表面移動。

58、因此，對構(gòu)件表面狀態(tài)和加工質(zhì)量沒有過份要求。（4）缺陷尺寸及在構(gòu)件中的位置及走向不影響聲發(fā)射檢測結(jié)果。（5）與RT和UT相比，受材料限制小。如奧氏體鋼焊縫的凝固組織裂紋，特別是熱裂紋，用X射線和超聲波都有較大困難，但用聲發(fā)射檢測顯示出極大優(yōu)越性。72 聲發(fā)射檢測在焊接中的應(yīng)用1. 在役壓力容器結(jié)構(gòu)完整性檢測評定從事故統(tǒng)計和壓力容器開罐檢查結(jié)果來看，有相當(dāng)數(shù)量的在役壓力容器，普遍存在著各種先天性（制造中遺留）和后天性（使用中產(chǎn)生）缺陷沒能得到及時檢驗和處理。若按制造驗收標(biāo)準(zhǔn)對檢修容器進行100%的磁粉、射線、超聲波檢查，對超標(biāo)缺陷一律進行返修處理，這樣做不僅檢修速度慢，而且費用也高（約1/3的容

59、器需報廢）。在判定哪些是危險程度大而急需檢測的容器上又只能憑主觀臆斷，這種不科學(xué)的做法有可能使真正危險的容器得不到及時檢修，影響安全生產(chǎn)。將聲發(fā)射技術(shù)應(yīng)用于在役壓力容器檢修水壓試驗可以解決上述問題。發(fā)現(xiàn)活動性缺陷（如擴裂紋）源，定出位置再用常規(guī)無損檢測方法對活動源進行重點復(fù)查，這樣不僅大大減少了常規(guī)無損檢測工作量，加快檢修速度，而且免去了相當(dāng)數(shù)量超標(biāo)缺陷的返修，降低檢修費用。同時也真正確保了壓力容器的安全使用。 2. 役前壓力容器結(jié)構(gòu)完整性檢測評定 用聲發(fā)射技術(shù)對役前水壓試驗的壓力容器進行檢測，以做到早期發(fā)現(xiàn)壓力容器內(nèi)部存在的各種足以造成性能退化，影響其正常使用的活動性危險缺陷，是評價壓力容器

60、結(jié)構(gòu)完整性、避免事故，尤其是災(zāi)難性事故發(fā)生的有效方法。 役前水壓試驗聲發(fā)射檢測評定方法與在役壓力容器檢修聲發(fā)射檢測評定方法相同。第八章 破壞性檢驗81 焊接接頭、焊縫及熔敷金屬的力學(xué)性能試驗 焊接接頭的接伸試驗GB/T26512008焊接接頭拉伸試驗方法規(guī)定了焊接接頭拉伸試驗程序及試樣尺寸要求。試樣式樣分有： 1)板及管板狀試樣、2)整管試樣、3)實心圓柱形試樣。 焊縫及熔敷金屬拉伸試驗可按GB/T26522008焊縫及熔敷金屬接伸試驗方法進行?？蓽yb、S、（伸長率）、（斷面收縮率）試樣的夾持部分允許有母材或未加工的焊 縫表面。 試樣橫截面為圓形，夾持部分可以是： 1)單肩、2)雙肩、3)帶螺