無損檢測之各種檢查手段2016

1、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 2013年編制年編制2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 3一、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，對受檢件內部及其表面的不連續(xù)和物理量進行檢查和受檢件內部及其表面的不連續(xù)和物理量進行檢查和（或）測試的方法（或）測試的方法 。無損檢測是在現(xiàn)代科學

2、基礎上產生和發(fā)展的檢測技術，它借助先進的技術和儀器設備，在不損壞、不改變被檢測對象理化狀態(tài)的情況下，對被檢測對象的內部及表面的結構、性質、狀態(tài)進行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、完整性、安全性以及其他性能指標。4二、無損檢測的發(fā)展二、無損檢測的發(fā)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(xiàn)缺陷 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，例如結構、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發(fā)展階段。 5 無損評價涵蓋更廣泛、更深

3、刻的內容，它不僅要求發(fā)現(xiàn)缺陷，探測試件的結構、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、殘余應力等的信息。它要結合成像技術、自動化技術、計算機數(shù)據(jù)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。6四大四大常規(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（UT）磁粉檢測（磁粉檢測（MT）滲透檢測（滲透檢測（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表面缺陷主要用于探測試件表面缺陷三、無損檢測的方法初步介紹三、無損檢測的方法初步介紹7射線在

4、透照工件時射線在透照工件時,由于射線能由于射線能量衰減程度與材料密度和厚度量衰減程度與材料密度和厚度有關有關,所以有缺陷部位與無缺陷所以有缺陷部位與無缺陷部位對射線部位對射線 能量的吸收不同能量的吸收不同,因因而透過有缺陷部位與無缺陷部而透過有缺陷部位與無缺陷部位的射線強度不同位的射線強度不同,在底片上形在底片上形成的黑度不同成的黑度不同,則可通過底則可通過底 片上片上不同黑度的影像來顯示缺陷不同黑度的影像來顯示缺陷.利用超聲波在材料中傳播特性，利用超聲波在材料中傳播特性，對工件內部質量進行檢測；超聲對工件內部質量進行檢測；超聲波在均勻介質中將直線傳播，當波在均勻介質中將直線傳播，當遇到異種介

5、質超聲波將發(fā)生反射、遇到異種介質超聲波將發(fā)生反射、折射、透射或發(fā)生波型轉換等，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信號來判斷工件質量狀況這就是超聲波檢測。超聲波檢測。 適用于適用于材料內部材料內部體積型缺陷體積型缺陷：孔洞、夾雜、未焊透等；孔洞、夾雜、未焊透等；對對于面積缺陷于面積缺陷（如裂紋等）（如裂紋等）有有選擇性。選擇性。即缺陷平面與射線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；而非常適用；而當缺陷平面當缺陷平面與與射線透照方向射線透照方向垂直時垂直時極不敏極不敏感感！易出現(xiàn)！易出

6、現(xiàn)漏檢漏檢!適用于適用于大多數(shù)缺陷大多數(shù)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。不易發(fā)現(xiàn)細小裂紋。發(fā)現(xiàn)細小裂紋。射線檢測射線檢測 （RT）超聲波檢測（超聲波檢測（UT）8利用毛細管現(xiàn)象使?jié)B透液滲利用毛細管現(xiàn)象使?jié)B透液滲入表面開口缺陷入表面開口缺陷,經清洗使表經清洗使表面上多余滲透劑去除面上多余滲透劑去除,而使而使 缺陷中的滲透劑保留缺陷中的滲透劑保留,再利用再利用顯像劑的毛細管作用吸附出顯像劑的毛細管作用吸附出缺陷中的余留滲透劑缺陷中的余留滲透劑,而達到而達到檢驗缺陷的目的。檢驗缺陷的目的。有表面和近表面缺陷的工有表面和近表面缺陷的工件磁化后件磁化后,當缺陷方向和磁當缺

7、陷方向和磁場方向成一定場方向成一定 角度時角度時,由于由于缺陷處的磁導率的變化使缺陷處的磁導率的變化使磁力線逸出工件表面磁力線逸出工件表面,產生產生漏磁場漏磁場,可以吸附磁粉而可以吸附磁粉而 產產生磁痕顯示。生磁痕顯示。適合鐵磁性材料適合鐵磁性材料的的表表面面缺陷及缺陷及近表面近表面缺陷缺陷的探傷；的探傷；不適用不適用于非于非鐵磁性材料，如鐵磁性材料，如銅銅、鋁鋁、奧氏體鋼等等；、奧氏體鋼等等；適用適用于各種材料于各種材料表面的表面的開口型開口型缺陷缺陷的檢測（如的檢測（如裂紋、針孔等）；但裂紋、針孔等）；但不不適用適用多孔型材料多孔型材料；磁粉檢測（磁粉檢測（MT）滲透檢測（滲透檢測（PT）

8、9 目前在工業(yè)上把無損檢測方法主要分為九大類型：目前在工業(yè)上把無損檢測方法主要分為九大類型：射線檢測射線檢測(RT),超聲波檢測超聲波檢測(UT),磁粉檢測磁粉檢測(MT),滲透檢測滲透檢測(PT),渦流檢測渦流檢測(ET),聲發(fā)射檢測聲發(fā)射檢測(AE),泄漏檢測泄漏檢測(LT), 中子中子射線檢測射線檢測(NRT),目視檢測目視檢測(VT).等等 為滿足生產的需求，并伴隨著現(xiàn)代科學技術的進展，為滿足生產的需求，并伴隨著現(xiàn)代科學技術的進展，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、

9、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、射線實射線照相、射線實時成像、層析照相、幾何放大照相、移動照相、康普頓時成像、層析照相、幾何放大照相、移動照相、康普頓散射照相、硒版照相等幾十鐘。散射照相、硒版照相等幾十鐘。10四、無損檢測的應用四、無損檢測的應用1.無損檢測的應用非常廣泛：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泛應用于經濟建設的各個領域，例如特種設備的制造檢測和在用檢驗，以及機械、冶金、石油

10、天然氣、化工、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品質量和使用安全方面，無損檢測技術顯得特別重要 。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水平；檢測人員的知識水平和判斷能力。 1112五、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（或表面）的缺陷；在對試件表面質量進行檢驗時，通過部（或表面）的缺陷；在對試件表面質量進行檢驗時，通過無損檢測方法可以探

11、測出許多肉眼很難看見的細小缺陷。由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，檢測結果可靠性好，因此在承壓類特種設備和其他產品制造的過結果可靠性好，因此在承壓類特種設備和其他產品制造的過程檢驗和最終質量檢驗中普遍采用。程檢驗和最終質量檢驗中普遍采用。 應用無損檢測技術的另一優(yōu)點是可以進行百分之百檢應用無損檢測技術的另一優(yōu)點是可以進行百分之百檢驗。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，試件也被破壞了，因此破壞性檢測只能進行抽樣檢驗。與

12、破件也被破壞了，因此破壞性檢測只能進行抽樣檢驗。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，因此無損檢測能夠對產品進行百分之百檢驗或逐件檢程，因此無損檢測能夠對產品進行百分之百檢驗或逐件檢驗。許多重要的材料，結構或產品，必須保證萬無一失，驗。許多重要的材料，結構或產品，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。只能采用無損檢測手段，才能為質量提供有效保證。 13( (二二) )保障使用安全保障使用安全 即使是設計和制造質量完全符合規(guī)范要求的承壓類特即使是設計和制造質量完全符合規(guī)范要求的承壓類特種設備或其他產品

13、設備，經過一段時間使用后，也有可能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)生破壞事故。這是由于苛刻的運動條件使設備狀態(tài)發(fā)生發(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，例如由于高溫和應力的作用導致材料蠕變；由于了變化，例如由于高溫和應力的作用導致材料蠕變；由于溫度、壓力的波動產生交變應力，使設備的應力集中部位溫度、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；由于腐蝕作用使壁厚減薄或材料劣化；等等；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來存在的、制造規(guī)范允許的小上述因素有可能使設備中原來存在的、制造規(guī)范允許的小缺陷擴展開裂，或

14、使設備中原來沒有缺陷的地方產生這樣缺陷擴展開裂，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。為了保障使用安全，或那樣的新缺陷，最終導致設備失效。為了保障使用安全，對在用鍋爐壓力容器壓力管道，必須定期進行檢驗，及時對在用鍋爐壓力容器壓力管道，必須定期進行檢驗，及時發(fā)現(xiàn)缺陷，避免事故發(fā)生，而無損檢測就是在鍋爐壓力容發(fā)現(xiàn)缺陷，避免事故發(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(xiàn)缺陷最有效的手段。器壓力管道定期檢驗的主要內容和發(fā)現(xiàn)缺陷最有效的手段。 除鍋爐壓力容器壓力管道外，其他在用重要設備、構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

15、檢驗使，也經常應用無損檢測手段。件、零件的定期檢驗使，也經常應用無損檢測手段。14( (三三) )改進制造工藝改進制造工藝 在產品生產中，為了了解制造工藝是否適宜，必須在產品生產中，為了了解制造工藝是否適宜，必須事先進行工藝試驗。在工藝試驗中，經常對工藝試樣進事先進行工藝試驗。在工藝試驗中，經常對工藝試樣進行無損檢測，并根據(jù)檢測結果改進制造工藝，最終確定行無損檢測，并根據(jù)檢測結果改進制造工藝，最終確定理想的制造工藝。理想的制造工藝。 例如，為了確定焊接工藝規(guī)范，在焊接試驗時對焊例如，為了確定焊接工藝規(guī)范，在焊接試驗時對焊接試樣進行射線照相，隨后根據(jù)檢測結果修正焊接參數(shù)，接試樣進行射線照相，隨后

16、根據(jù)檢測結果修正焊接參數(shù)，最終得到能夠達到質量要求的焊接工藝。又如，在進行最終得到能夠達到質量要求的焊接工藝。又如，在進行鑄造工藝設計時，通過射線照相探測試件的缺陷發(fā)生情鑄造工藝設計時，通過射線照相探測試件的缺陷發(fā)生情況，并據(jù)此改進澆口和冒口的位置，最終確定合適的鑄況，并據(jù)此改進澆口和冒口的位置，最終確定合適的鑄造工藝。造工藝。15( (四四) )降低生產成本降低生產成本 在產品制造過程中進行無損檢測，往往被認為要增在產品制造過程中進行無損檢測，往往被認為要增加檢查費用，從而使制造成本增加。可是如果在制造過加檢查費用，從而使制造成本增加?？墒侨绻谥圃爝^程中間的適當環(huán)節(jié)正確地進行無損檢測，就是

17、防止以后程中間的適當環(huán)節(jié)正確地進行無損檢測，就是防止以后的工序浪費，減少返工，降低廢品率，從而降低制造成的工序浪費，減少返工，降低廢品率，從而降低制造成本。本。16六、無損檢測方法的應用特點六、無損檢測方法的應用特點( (一一) )無損檢測結果評價準則是建立在破壞試驗和實際無損檢測結果評價準則是建立在破壞試驗和實際發(fā)生事故基礎上的發(fā)生事故基礎上的 無損檢測的最大特點是能在不損傷材料、工件和結無損檢測的最大特點是能在不損傷材料、工件和結構的前提下進行檢測，所以實施無損檢測后，產品的檢構的前提下進行檢測，所以實施無損檢測后，產品的檢查率可以達到查率可以達到100%。但是，并不是所有需測試的項目和。

18、但是，并不是所有需測試的項目和指標都能進行無損檢測，無損檢測技術自身還有局限性。指標都能進行無損檢測，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，在目前無損檢測某些試驗只能采用破壞性檢測，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、機器設備作出準確的評價，必須把無損檢測的結果料、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來加以考慮。例如，為判斷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（液化石油氣鋼瓶（CNG鋼瓶）的適用性，除完成無損檢鋼瓶）的適用性，除完

19、成無損檢測外還要進行爆破試驗。鍋爐管子焊縫，有時要切取試測外還要進行爆破試驗。鍋爐管子焊縫，有時要切取試樣做金相和斷口檢驗。樣做金相和斷口檢驗。17( (二二) )無損檢測時機安排十分重要無損檢測時機安排十分重要 根據(jù)無損檢測的目的來正確選擇無損檢測實施的根據(jù)無損檢測的目的來正確選擇無損檢測實施的時機是非常重要的。例如，鍛件的超聲波探傷，一般時機是非常重要的。例如，鍛件的超聲波探傷，一般要安排在鍛造和初加工后，鉆孔、銑槽、精磨等最終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行。這是因為此時掃查面較平整，耦合較機加工前進行。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

20、、臺階還未加工出來，好，有可能干擾探傷的孔、槽、臺階還未加工出來，發(fā)現(xiàn)質量問題處理也較容易，損失也較小。又例如，發(fā)現(xiàn)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，無損檢測放在熱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行。電渣焊接接頭晶粒粗大，超聲波檢測處理之后進行。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行。只有正確選定實就應在正火處理細化晶粒后再進行。只有正確選定實施無損檢測的時機，檢測才能順利完成。施無損檢測的時機，檢測才能順利完成。18( (三三) )無損檢測的可靠性影響因素較多，選擇適當?shù)臒o損檢測的可靠性影響因素較多，選擇

21、適當?shù)腘DTNDT方法和規(guī)范非常關鍵方法和規(guī)范非常關鍵 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。為了提高檢測結果的可靠性，必須在檢測件和所有缺陷。為了提高檢測結果的可靠性，必須在檢測前正確選定最適當?shù)臒o損檢測方法。在選擇中，既要考慮前正確選定最適當?shù)臒o損檢測方法。在選擇中，既要考慮被檢物的材質、結構、形狀、尺寸，預計可能產生什么種被檢物的材質、結構、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法各自的特點。例如，鋼板的分層缺結

22、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行，就不適合射線檢測而應選擇陷因其延伸方向與板面平行，就不適合射線檢測而應選擇超聲波檢測。檢查工件表面細小的裂紋，就不應選擇射線超聲波檢測。檢查工件表面細小的裂紋，就不應選擇射線和超聲波檢測，而應選擇磁粉或滲透檢測。此外，選用無和超聲波檢測，而應選擇磁粉或滲透檢測。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求產品的“高質量高質量”，而是在保證充分安全性的同時要保，而是在保證充分安全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證產品

23、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。正確的、合理的。19( (四四) )無損檢測結果只是評定質量和壽命的依據(jù)之一無損檢測結果只是評定質量和壽命的依據(jù)之一( (五五) )綜合應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，在無損檢測應用中，如有可能，不要只采用一種無此，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，而應盡可能地同時采用幾種方法，以便保損檢測方法，而應盡可能地同時采

24、用幾種方法，以便保證各種檢測方法取長補短，從而取得更多的信息。另外，證各種檢測方法取長補短，從而取得更多的信息。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、加工工藝的知識及產品結構的知識，綜關材料、焊接、加工工藝的知識及產品結構的知識，綜合起來進行判斷。例如，超聲波對裂紋缺陷探測靈敏度合起來進行判斷。例如，超聲波對裂紋缺陷探測靈敏度較高，但定性不準，而射線檢測的優(yōu)點是對缺陷定性比較高，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，就能保證檢測結果既可靠又準較準確；兩者配合使用，就能保證檢測結果既可靠又準確

25、。確。 20七、常規(guī)破壞性試驗與無損檢測的區(qū)別與聯(lián)系七、常規(guī)破壞性試驗與無損檢測的區(qū)別與聯(lián)系 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,力學性能力學性能試驗等試驗等,俗稱理化試驗俗稱理化試驗,是對試樣進行破壞性試驗是對試樣進行破壞性試驗,試驗試驗 后的試樣不再能用于實際應用后的試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(jù)破壞性試驗的結果以概率評估成批產品的質它是根據(jù)破壞性試驗的結果以概率評估成批產品的質量量 情況情況,而它的試驗結果僅對所進行的試樣負責而它的試驗結果僅對所進行的試樣負責.無損檢無損檢測是直接對產品進行非破壞性檢測測是

26、直接對產品進行非破壞性檢測,直接評估所檢測對直接評估所檢測對象的質量情況象的質量情況,直接對所檢測對象負責直接對所檢測對象負責,可以實現(xiàn)百分之可以實現(xiàn)百分之百檢測百檢測.為了確認無損檢測的可靠性以及對缺陷的特性為了確認無損檢測的可靠性以及對缺陷的特性分分 析析,以確保無損檢測的正確性以確保無損檢測的正確性,在確定無損檢測方案與在確定無損檢測方案與驗收標準前驗收標準前,往往需要進行一定的破壞性試驗以驗證無往往需要進行一定的破壞性試驗以驗證無損檢測結果損檢測結果.21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表面裂紋時、對于黑色金屬材料檢查表面裂紋時,最優(yōu)先考慮的無損檢測方法是最優(yōu)先考慮的無損檢測方法是 (MT )；1、目前在工業(yè)上把無損檢測方法主要分為哪些類型、目前在工業(yè)上把無損