無損檢測之各種檢查手段

1、無損檢測無損檢測NDT Non-destructive testing 過程裝備與控制工程系過程裝備與控制工程系 年編制年編制教學重點：教學重點： 無損檢測的概念無損檢測的概念 無損檢測的特點無損檢測的特點 無損檢測的目的無損檢測的目的教學難點：教學難點： 無損檢測方法的應用特點無損檢測方法的應用特點第一章 概述 2一、無損檢測的定義一、無損檢測的定義 在不損壞受檢件的物理和化學性能的前提下，對受檢件內在不損壞受檢件的物理和化學性能的前提下，對受檢件內部及其外表的不連續(xù)和物理量進展檢查和或測試的方法部及其外表的不連續(xù)和物理量進展檢查和或測試的方法 。無損檢測是在現代科學根底上產生和開展的檢測技

2、術，它無損檢測是在現代科學根底上產生和開展的檢測技術，它借助先進的技術和儀器設備，在不損壞、不改變被檢測對象借助先進的技術和儀器設備，在不損壞、不改變被檢測對象理化狀態(tài)的情況下，對被檢測對象的內部及外表的構造、性理化狀態(tài)的情況下，對被檢測對象的內部及外表的構造、性質、狀態(tài)進展高靈敏度和高可靠性的檢查和測試，借以評判質、狀態(tài)進展高靈敏度和高可靠性的檢查和測試，借以評判它們的連續(xù)性、完好性、平安性以及其他性能指標。它們的連續(xù)性、完好性、平安性以及其他性能指標。二、無損檢測的開展二、無損檢測的開展( (一一) )無損探傷無損探傷( (二二) )無損檢測無損檢測是早期階段的名稱，其含義是探測和發(fā)現缺陷

3、 是當前階段的名稱，其內涵不僅僅是探測缺陷，還包括探測試件的一些其他信息，例如構造、性質、狀態(tài)等，并試圖通過測試，掌握更多得信息。 ( (三三) )無損評價無損評價將進入或正在進入的新的開展階段。 無損評價涵蓋更廣泛、更深化的內容，它不僅要求發(fā)現缺陷，探測試件的構造、性質、狀態(tài)，還要求獲取更全面、更準確的綜合的信息，例如有關缺陷的形狀、尺寸、位置、取向、內含物、缺陷部位的組織、剩余應力等的信息。它要結合成像技術、自動化技術、計算機數據分析和處理等技術，與材料力學等領域知識，對試件或產品的質量和性能給出全面、準確的評價。四大四大常規(guī)常規(guī)檢測檢測方法方法射線檢測射線檢測 RT超聲波檢測超聲波檢測U

4、T磁粉檢測磁粉檢測MT浸透檢測浸透檢測PT主要用于探測試件內部缺陷主要用于探測試件內部缺陷主要用于探測試件外表缺陷主要用于探測試件外表缺陷三、無損檢測的方法初步介紹三、無損檢測的方法初步介紹射線在透照工件時射線在透照工件時,由于射線能量由于射線能量衰減程度與材料密度和厚度有關衰減程度與材料密度和厚度有關,所以有缺陷部位與無缺陷部位對所以有缺陷部位與無缺陷部位對射線射線 能量的吸收不同能量的吸收不同,因此透過有因此透過有缺陷部位與無缺陷部位的射線強缺陷部位與無缺陷部位的射線強度不同度不同,在底片上形成的黑度不同在底片上形成的黑度不同,那么可通過底那么可通過底 片上不同黑度的影片上不同黑度的影像來

5、顯示缺陷像來顯示缺陷.利用超聲波在材料中傳播特性，對工件利用超聲波在材料中傳播特性，對工件內部質量進展檢測；超聲波在均勻介質內部質量進展檢測；超聲波在均勻介質中將直線傳播，當遇到異種介質超聲波中將直線傳播，當遇到異種介質超聲波將發(fā)生反射、折射、透射或發(fā)生波型轉將發(fā)生反射、折射、透射或發(fā)生波型轉換等，利用這些波到達超探儀接收到的換等，利用這些波到達超探儀接收到的信號來判斷工件質量狀況這就是超聲波信號來判斷工件質量狀況這就是超聲波檢測。檢測。 適用于材料內部體積型缺陷：適用于材料內部體積型缺陷：孔洞、夾雜、未焊透等；對孔洞、夾雜、未焊透等；對于面積缺陷如裂紋等有于面積缺陷如裂紋等有選擇性。即缺陷平

6、面與射線選擇性。即缺陷平面與射線透照方向平行或接近平行時透照方向平行或接近平行時非常適用；而當缺陷平面與非常適用；而當缺陷平面與射線透照方向垂直時極不敏射線透照方向垂直時極不敏感！易出現漏檢感！易出現漏檢!適用于適用于大多數缺陷大多數缺陷的檢測，的檢測，但檢出容易，但檢出容易，分析難分析難。不易發(fā)。不易發(fā)現細小裂紋?，F細小裂紋。射線檢測射線檢測 RT超聲波檢測超聲波檢測UT7利用毛細管現象使浸透液滲入利用毛細管現象使浸透液滲入外表開口缺陷外表開口缺陷,經清洗使外表經清洗使外表上多余浸透劑去除上多余浸透劑去除,而使而使 缺陷缺陷中的浸透劑保存中的浸透劑保存,再利用顯像再利用顯像劑的毛細管作用吸附

7、出缺陷中劑的毛細管作用吸附出缺陷中的余留浸透劑的余留浸透劑,而到達檢驗缺而到達檢驗缺陷的目的。陷的目的。有外表和近外表缺陷的工件磁有外表和近外表缺陷的工件磁化后化后,當缺陷方向和磁場方向成當缺陷方向和磁場方向成一定一定 角度時角度時,由于缺陷處的磁由于缺陷處的磁導率的變化使磁力線逸出工件導率的變化使磁力線逸出工件外表外表,產生漏磁場產生漏磁場,可以吸附磁可以吸附磁粉而粉而 產生磁痕顯示。產生磁痕顯示。合適鐵磁性材料的外合適鐵磁性材料的外表缺陷及近外表缺陷表缺陷及近外表缺陷的探傷；不適用于非的探傷；不適用于非鐵磁性材料，如銅、鐵磁性材料，如銅、鋁、奧氏體鋼等等；鋁、奧氏體鋼等等；適用于各種材料外

8、表的適用于各種材料外表的開口型缺陷的檢測如開口型缺陷的檢測如裂紋、針孔等；但不裂紋、針孔等；但不適用多孔型材料；適用多孔型材料；磁粉檢測磁粉檢測MT浸透檢測浸透檢測PT 目前在工業(yè)上把無損檢測方法主要分為九大類型：射線目前在工業(yè)上把無損檢測方法主要分為九大類型：射線檢測檢測(RT),超聲波檢測超聲波檢測(UT),磁粉檢測磁粉檢測(MT),浸透檢測浸透檢測(PT),渦流渦流檢測檢測(ET),聲發(fā)射檢測聲發(fā)射檢測(AE),泄漏檢測泄漏檢測(LT), 中子射線檢測中子射線檢測(NRT),目視檢測目視檢測(VT).等等 為滿足消費的需求，并伴隨著現代科學技術的進展，為滿足消費的需求，并伴隨著現代科學技

9、術的進展，無損檢測的方法和種類日益繁多，除了上述幾種方法外，無損檢測的方法和種類日益繁多，除了上述幾種方法外，激光、紅外線、微波、液晶等技術都被應用于無損檢測。激光、紅外線、微波、液晶等技術都被應用于無損檢測。僅僅利用射線的無損檢測方法就可細分為僅僅利用射線的無損檢測方法就可細分為X射線照相、射線照相、射線照相、中子射線照相、高能射線照相、中子射線照相、高能X射線照相、射線實時射線照相、射線實時成像、層析照相、幾何放大照相、挪動照相、康普頓散成像、層析照相、幾何放大照相、挪動照相、康普頓散射照相、硒版照相等幾十鐘。射照相、硒版照相等幾十鐘。四、無損檢測的應用四、無損檢測的應用1.無損檢測的應用

10、非常廣泛：無損檢測的應用非常廣泛： 作為一種有效的檢測手段，無損檢測在我國已經廣作為一種有效的檢測手段，無損檢測在我國已經廣泛應用于經濟建立的各個領域，例如特種設備的制造檢泛應用于經濟建立的各個領域，例如特種設備的制造檢測和在用檢驗，以及機械、冶金、石油天然氣、化工、測和在用檢驗，以及機械、冶金、石油天然氣、化工、航空航天、船舶、鐵道、電力、核工業(yè)、兵器、煤炭、航空航天、船舶、鐵道、電力、核工業(yè)、兵器、煤炭、有色金屬、建筑等行業(yè)。尤其在保證承壓類特種設備產有色金屬、建筑等行業(yè)。尤其在保證承壓類特種設備產品質量和使用平安方面，無損檢測技術顯得特別重要品質量和使用平安方面，無損檢測技術顯得特別重要

11、 。2.無損檢測應用的正確性和有效性取決于：無損檢測應用的正確性和有效性取決于： 所采用的技術和裝備的程度；檢測人員的知識程度和判斷才能。 五、無損檢測的目的五、無損檢測的目的( (一一) )保證產品質量保證產品質量 應用無損檢測技術，可以探測到肉眼無法看到的試件內部應用無損檢測技術，可以探測到肉眼無法看到的試件內部或外表的缺陷；在對試件外表質量進展檢驗時，通過無損或外表的缺陷；在對試件外表質量進展檢驗時，通過無損檢測方法可以探測出許多肉眼很難看見的細小缺陷。由于無損檢測方法可以探測出許多肉眼很難看見的細小缺陷。由于無損檢測技術對缺陷檢測的應用范圍廣，靈敏度高，檢測結果可靠檢測技術對缺陷檢測的

12、應用范圍廣，靈敏度高，檢測結果可靠性好，因此在承壓類特種設備和其他產品制造的過程檢驗和最性好，因此在承壓類特種設備和其他產品制造的過程檢驗和最終質量檢驗中普遍采用。終質量檢驗中普遍采用。 應用無損檢測技術的另一優(yōu)點是可以進展百分之百檢驗。應用無損檢測技術的另一優(yōu)點是可以進展百分之百檢驗。眾所周知，采用破壞性檢驗，在檢驗完成的同時，試件也被破眾所周知，采用破壞性檢驗，在檢驗完成的同時，試件也被破壞了，因此破壞性檢測只能進展抽樣檢驗。與破壞性檢驗不同，壞了，因此破壞性檢測只能進展抽樣檢驗。與破壞性檢驗不同，無損檢測不需要損壞試件就能完成檢測過程，因此無損檢測可無損檢測不需要損壞試件就能完成檢測過程

13、，因此無損檢測可以對產品進展百分之百檢驗或逐件檢驗。許多重要的材料，構以對產品進展百分之百檢驗或逐件檢驗。許多重要的材料，構造或產品，必須保證萬無一失，只能采用無損檢測手段，才能造或產品，必須保證萬無一失，只能采用無損檢測手段，才能為質量提供有效保證。為質量提供有效保證。 12( (二二) )保障使用平安保障使用平安 即使是設計和制造質量完全符合標準要求的承壓類特種設即使是設計和制造質量完全符合標準要求的承壓類特種設備或其他產品設備，經過一段時間使用后，也有可能發(fā)生破壞備或其他產品設備，經過一段時間使用后，也有可能發(fā)生破壞事故。這是由于苛刻的運動條件使設備狀態(tài)發(fā)生了變化，例如事故。這是由于苛刻

14、的運動條件使設備狀態(tài)發(fā)生了變化，例如由于高溫和應力的作用導致材料蠕變；由于溫度、壓力的波動由于高溫和應力的作用導致材料蠕變；由于溫度、壓力的波動產生交變應力，使設備的應力集中部位產生疲勞；由于腐蝕作產生交變應力，使設備的應力集中部位產生疲勞；由于腐蝕作用使壁厚減薄或材料劣化；等等；上述因素有可能使設備中原用使壁厚減薄或材料劣化；等等；上述因素有可能使設備中原來存在的、制造標準允許的小缺陷擴展開裂，或使設備中原來來存在的、制造標準允許的小缺陷擴展開裂，或使設備中原來沒有缺陷的地方產生這樣或那樣的新缺陷，最終導致設備失效。沒有缺陷的地方產生這樣或那樣的新缺陷，最終導致設備失效。為了保障使用平安，對

15、在用鍋爐壓力容器壓力管道，必須定期為了保障使用平安，對在用鍋爐壓力容器壓力管道，必須定期進展檢驗，及時發(fā)現缺陷，防止事故發(fā)生，而無損檢測就是在進展檢驗，及時發(fā)現缺陷，防止事故發(fā)生，而無損檢測就是在鍋爐壓力容器壓力管道定期檢驗的主要內容和發(fā)現缺陷最有效鍋爐壓力容器壓力管道定期檢驗的主要內容和發(fā)現缺陷最有效的手段。的手段。 除鍋爐壓力容器壓力管道外，其他在用重要設備、構件、零除鍋爐壓力容器壓力管道外，其他在用重要設備、構件、零件的定期檢驗使，也經常應用無損檢測手段。件的定期檢驗使，也經常應用無損檢測手段。( (三三) )改進制造工藝改進制造工藝 在產品消費中，為了理解制造工藝是否適宜，必須事先在產

16、品消費中，為了理解制造工藝是否適宜，必須事先進展工藝試驗。在工藝試驗中，經常對工藝試樣進展無損檢進展工藝試驗。在工藝試驗中，經常對工藝試樣進展無損檢測，并根據檢測結果改進制造工藝，最終確定理想的制造工測，并根據檢測結果改進制造工藝，最終確定理想的制造工藝。藝。 例如，為了確定焊接工藝標準，在焊接試驗時對焊例如，為了確定焊接工藝標準，在焊接試驗時對焊接試樣進展射線照相，隨后根據檢測結果修正焊接參數，接試樣進展射線照相，隨后根據檢測結果修正焊接參數，最終得到可以到達質量要求的焊接工藝。又如，在進展最終得到可以到達質量要求的焊接工藝。又如，在進展鑄造工藝設計時，通過射線照相探測試件的缺陷發(fā)生情鑄造工

17、藝設計時，通過射線照相探測試件的缺陷發(fā)生情況，并據此改進澆口和冒口的位置，最終確定適宜的鑄況，并據此改進澆口和冒口的位置，最終確定適宜的鑄造工藝。造工藝。( (四四) )降低消費本錢降低消費本錢 在產品制造過程中進展無損檢測，往往被認為要增加檢查費在產品制造過程中進展無損檢測，往往被認為要增加檢查費用，從而使制造本錢增加?？墒羌偃缭谥圃爝^程中間的適當環(huán)節(jié)用，從而使制造本錢增加?？墒羌偃缭谥圃爝^程中間的適當環(huán)節(jié)正確地進展無損檢測，就是防止以后的工序浪費，減少返工，降正確地進展無損檢測，就是防止以后的工序浪費，減少返工，降低廢品率，從而降低制造本錢。低廢品率，從而降低制造本錢。六、無損檢測方法的應

18、用特點六、無損檢測方法的應用特點( (一一) )無損檢測結果評價準那么是建立在破壞試驗和實際無損檢測結果評價準那么是建立在破壞試驗和實際發(fā)惹事故根底上的發(fā)惹事故根底上的 無損檢測的最大特點是能在不損傷材料、工件和構造的無損檢測的最大特點是能在不損傷材料、工件和構造的前提下進展檢測，所以施行無損檢測后，產品的檢查率可以前提下進展檢測，所以施行無損檢測后，產品的檢查率可以到達到達100%。但是，并不是所有需測試的工程和指標都能進。但是，并不是所有需測試的工程和指標都能進展無損檢測，無損檢測技術自身還有局限性。某些試驗只能展無損檢測，無損檢測技術自身還有局限性。某些試驗只能采用破壞性檢測，因此，在目

19、前無損檢測還不能完全替代破采用破壞性檢測，因此，在目前無損檢測還不能完全替代破壞性檢測。也就是說，要對工件、材料、機器設備作出準確壞性檢測。也就是說，要對工件、材料、機器設備作出準確的評價，必須把無損檢測的結果與破壞性檢測的結果結合起的評價，必須把無損檢測的結果與破壞性檢測的結果結合起來加以考慮。例如，為判斷液化石油氣鋼瓶來加以考慮。例如，為判斷液化石油氣鋼瓶CNG鋼瓶鋼瓶的適用性，除完成無損檢測外還要進展爆破試驗。鍋爐管子的適用性，除完成無損檢測外還要進展爆破試驗。鍋爐管子焊縫，有時要切取試樣做金相和斷口檢驗。焊縫，有時要切取試樣做金相和斷口檢驗。( (二二) )無損檢測時機安排非常重要無損

20、檢測時機安排非常重要 根據無損檢測的目的來正確選擇無損檢測施行的時機是非根據無損檢測的目的來正確選擇無損檢測施行的時機是非常重要的。例如，鍛件的超聲波探傷，一般要安排在鍛造和初常重要的。例如，鍛件的超聲波探傷，一般要安排在鍛造和初加工后，鉆孔、銑槽、精磨等最終機加工前進展。這是因為此加工后，鉆孔、銑槽、精磨等最終機加工前進展。這是因為此時掃查面較平整，耦合較好，有可能干擾探傷的孔、槽、臺階時掃查面較平整，耦合較好，有可能干擾探傷的孔、槽、臺階還未加工出來，發(fā)現質量問題處理也較容易，損失也較小。又還未加工出來，發(fā)現質量問題處理也較容易，損失也較小。又例如，要檢查高強度鋼焊縫有無延遲裂紋，無損檢測

21、放在熱處例如，要檢查高強度鋼焊縫有無延遲裂紋，無損檢測放在熱處理之后進展。電渣焊接接頭晶粒粗大，超聲波檢測就應在正火理之后進展。電渣焊接接頭晶粒粗大，超聲波檢測就應在正火處理細化晶粒后再進展。只有正確選定施行無損檢測的時機，處理細化晶粒后再進展。只有正確選定施行無損檢測的時機，檢測才能順利完成。檢測才能順利完成。( (三三) )無損檢測的可靠性影響因素較多，選擇適當的無損檢測的可靠性影響因素較多，選擇適當的NDTNDT方方法和標準非常關鍵法和標準非常關鍵 每種檢測方法本身都有局限性，不可能適用于所有工件每種檢測方法本身都有局限性，不可能適用于所有工件和所有缺陷。為了進步檢測結果的可靠性，必須在

22、檢測前正確和所有缺陷。為了進步檢測結果的可靠性，必須在檢測前正確選定最適當的無損檢測方法。在選擇中，既要考慮被檢物的材選定最適當的無損檢測方法。在選擇中，既要考慮被檢物的材質、構造、形狀、尺寸，預計可能產生什么種類、什么形狀的質、構造、形狀、尺寸，預計可能產生什么種類、什么形狀的缺陷，在什么部位、什么方向產生；又要結合各種無損檢測方缺陷，在什么部位、什么方向產生；又要結合各種無損檢測方法各自的特點。例如，鋼板的分層缺陷因其延伸方向與板面平法各自的特點。例如，鋼板的分層缺陷因其延伸方向與板面平行，就不合適射線檢測而應選擇超聲波檢測。檢查工件外表細行，就不合適射線檢測而應選擇超聲波檢測。檢查工件外

23、表細小的裂紋，就不應選擇射線和超聲波檢測，而應選擇磁粉或浸小的裂紋，就不應選擇射線和超聲波檢測，而應選擇磁粉或浸透檢測。此外，選用無損檢測方法時還應充分的認識到，檢測透檢測。此外，選用無損檢測方法時還應充分的認識到，檢測的目的不是片面追求產品的的目的不是片面追求產品的“高質量，而是在保證充分平安高質量，而是在保證充分平安性的同時要保證產品的經濟性。只有這樣，無損檢測方法的選性的同時要保證產品的經濟性。只有這樣，無損檢測方法的選擇才會是正確的、合理的。擇才會是正確的、合理的。18( (四四) )無損檢測結果只是評定質量和壽命的根據之一無損檢測結果只是評定質量和壽命的根據之一( (五五) )綜合應

24、用各種無損檢測方法綜合應用各種無損檢測方法 在無損檢測應用中，必須認識到任何一種無損檢測方法在無損檢測應用中，必須認識到任何一種無損檢測方法都不是萬能的，每種無損檢測方法都有優(yōu)缺點。因此，在無都不是萬能的，每種無損檢測方法都有優(yōu)缺點。因此，在無損檢測應用中，如有可能，不要只采用一種無損檢測方法，損檢測應用中，如有可能，不要只采用一種無損檢測方法，而應盡可能地同時采用幾種方法，以便保證各種檢測方法取而應盡可能地同時采用幾種方法，以便保證各種檢測方法取長補短，從而獲得更多的信息。另外，還應利用無損檢測以長補短，從而獲得更多的信息。另外，還應利用無損檢測以外的其他檢測所得的信息，利用有關材料、焊接、

25、加工工藝外的其他檢測所得的信息，利用有關材料、焊接、加工工藝的知識及產品構造的知識，綜合起來進展判斷。例如，超聲的知識及產品構造的知識，綜合起來進展判斷。例如，超聲波對裂紋缺陷探測靈敏度較高，但定性不準，而射線檢測的波對裂紋缺陷探測靈敏度較高，但定性不準，而射線檢測的優(yōu)點是對缺陷定性比較準確；兩者配合使用，就能保證檢測優(yōu)點是對缺陷定性比較準確；兩者配合使用，就能保證檢測結果既可靠又準確。結果既可靠又準確。 七、常規(guī)破壞性試驗與無損檢測的區(qū)別與聯絡七、常規(guī)破壞性試驗與無損檢測的區(qū)別與聯絡 常規(guī)破壞性試驗常規(guī)破壞性試驗,例如金相分析例如金相分析,化學分析化學分析,力學性能試力學性能試驗等驗等,俗稱

26、理化試驗俗稱理化試驗,是對試樣進展破壞性試驗是對試樣進展破壞性試驗,試驗試驗 后的試后的試樣不再能用于實際應用樣不再能用于實際應用,因此只能采取抽樣檢測因此只能采取抽樣檢測,它是根據它是根據破壞性試驗的結果以概率評估成批產品的質量破壞性試驗的結果以概率評估成批產品的質量 情況情況,而它而它的試驗結果僅對所進展的試樣負責的試驗結果僅對所進展的試樣負責.無損檢測是直接對產品無損檢測是直接對產品進展非破壞性檢測進展非破壞性檢測,直接評估所檢測對象的質量情況直接評估所檢測對象的質量情況,直接直接對所檢測對象負責對所檢測對象負責,可以實現百分之百檢測可以實現百分之百檢測.為了確認無損為了確認無損檢測的可靠性以及對缺陷的特性分檢測的可靠性以及對缺陷的特性分 析析,以確保無損檢測的以確保無損檢測的正確性正確性,在確定無損檢測方案與驗收標準前在確定無損檢測方案與驗收標準前,往往需要進展往往需要進展一定的破壞性試驗以驗證無損檢測結果一定的破壞性試驗以驗證無損檢測結果.無損檢測員典型考題無損檢測員典型考題3、對于黑色金屬材料檢查外表裂紋時、對于黑色金屬材料檢查外