無(wú)損檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)

1、無(wú)損檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)一、無(wú)損檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的實(shí)驗(yàn)教學(xué)和理論教學(xué)互為依存, 互為補(bǔ)充, 共同組成飛機(jī)結(jié)構(gòu)腐蝕與控制課程的重要環(huán)節(jié)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的成績(jī)記入本門課成績(jī)中。實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅僅是幫助加深理解無(wú)損檢測(cè)技術(shù)中的基本概念, 鞏固理論教學(xué)知識(shí), 它的重要意義還在于引導(dǎo)學(xué)生在科學(xué)實(shí)驗(yàn)的海洋中, 學(xué)到一些基本的實(shí)驗(yàn)理論, 掌握基本的實(shí)驗(yàn)方法, 培養(yǎng)分析和解決無(wú)損檢測(cè)技術(shù)中的工程實(shí)際問(wèn)題的能力。二、無(wú)損檢測(cè)技術(shù)簡(jiǎn)介NDT(Non-destructive testing)，就是利用聲、光、磁和電等特性，在不損害或不影響被檢對(duì)象使用性能的前提下，檢測(cè)被檢對(duì)象中是否存在缺陷或不均勻性，給出缺陷的大小、位置、

2、性質(zhì)和數(shù)量等信息，進(jìn)而判定被檢對(duì)象所處技術(shù)狀態(tài)（如合格與否、剩余壽命等）的所有技術(shù)手段的總稱。無(wú)損檢測(cè)方法很多，據(jù)美國(guó)國(guó)家宇航局調(diào)研分析，其認(rèn)為可分為六大類約70余種。但在實(shí)際應(yīng)用中比較常見(jiàn)的有以下五種，也就是我們所說(shuō)的常規(guī)的無(wú)損檢測(cè)方法：目視檢測(cè)Visual Testing（縮寫(xiě) VT）；超聲檢測(cè)Ultrasonic Testing（縮寫(xiě) UT）；射線檢測(cè)Radiographic Testing（縮寫(xiě) RT）；磁粉檢測(cè)Magnetic particle Testing（縮寫(xiě) MT）；滲透檢測(cè)Penetrant Testing （縮寫(xiě) PT）。 1、目視檢測(cè)（VT）目視檢測(cè)，是國(guó)內(nèi)實(shí)施的比較少

3、，但在國(guó)際上非常重視的無(wú)損檢測(cè)第一階段首要方法。按照國(guó)際慣例，目視檢測(cè)要先做，以確認(rèn)不會(huì)影響后面的檢驗(yàn)，再接著做四大常規(guī)檢驗(yàn)。例如BINDT的PCN認(rèn)證，就有專門的VT1、2、3級(jí)考核，更有專門的持證要求。經(jīng)過(guò)國(guó)際級(jí)的培訓(xùn)，其VT檢測(cè)技術(shù)會(huì)比較專業(yè)，而且很受國(guó)際機(jī)構(gòu)的重視。 VT常常用于目視檢查焊縫，焊縫本身有工藝評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，都是可以通過(guò)目測(cè)和直接測(cè)量尺寸來(lái)做初步檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)咬邊等不合格的外觀缺陷，就要先打磨或者修整，之后才做其他深入的儀器檢測(cè)。例如焊接件表面和鑄件表面較多VT做的比較多，而鍛件就很少，并且其檢查標(biāo)準(zhǔn)是基本相符的。 2、射線照相法（RT）是指用射線穿透試件，以膠片作為記錄信息的器材

4、的無(wú)損檢測(cè)方法，該方法是最基本的，應(yīng)用最廣泛的一種非破壞性檢驗(yàn)方法。 射線照相檢驗(yàn)法的原理：射線能穿透肉眼無(wú)法穿透的物質(zhì)使膠片感光，當(dāng)射線照射膠片時(shí)，與普通光線一樣，能使膠片乳劑層中的鹵化銀產(chǎn)生潛影，由于不同密度的物質(zhì)對(duì)射線的吸收系數(shù)不同，照射到膠片各處的射線能量也就會(huì)產(chǎn)生差異，便可根據(jù)暗室處理后的底片各處黑度差來(lái)判別缺陷。 射線照相法的特點(diǎn)：射線照相法的優(yōu)點(diǎn)和局限性總結(jié)如下：a 可以獲得缺陷的直觀圖像，定性準(zhǔn)確，對(duì)長(zhǎng)度、寬度尺寸的定量也比較準(zhǔn)確；b 檢測(cè)結(jié)果有直接記錄，可長(zhǎng)期保存；c 對(duì)體積型缺陷（氣孔、夾渣、夾鎢、燒穿、咬邊、焊瘤、凹坑等）檢出率很高，對(duì)面積型缺陷（未焊透、未熔合、裂紋等）

5、，如果照相角度不適當(dāng)，容易漏檢；d 適宜檢驗(yàn)厚度較薄的工件而不宜較厚的工件，因?yàn)闄z驗(yàn)厚工件需要高能量的射線設(shè)備，而且隨著厚度的增加，其檢驗(yàn)靈敏度也會(huì)下降；e 適宜檢驗(yàn)對(duì)接焊縫，不適宜檢驗(yàn)角焊縫以及板材、棒材、鍛件等；f 對(duì)缺陷在工件中厚度方向的位置、尺寸（高度）的確定比較困難；g 檢測(cè)成本高、速度慢；h 具有輻射生物效應(yīng)，能夠殺傷生物細(xì)胞，損害生物組織，危及生物器官的正常功能。總的來(lái)說(shuō)，RT的特性是定性更準(zhǔn)確，有可供長(zhǎng)期保存的直觀圖像，總體成本相對(duì)較高，而且射線對(duì)人體有害，檢驗(yàn)速度會(huì)較慢。 3、超聲波檢測(cè)（UT）超聲波工作的原理：主要是基于超聲波在試件中的傳播特性。a 聲源產(chǎn)生超聲波，采用一定

6、的方式使超聲波進(jìn)入試件；b 超聲波在試件中傳播并與試件材料以及其中的缺陷相互作用，使其傳播方向或特征被改變；c 改變后的超聲波通過(guò)檢測(cè)設(shè)備被接收，并可對(duì)其進(jìn)行處理和分析；d 根據(jù)接收的超聲波的特征，評(píng)估試件本身及其內(nèi)部是否存在缺陷及缺陷的特性。超聲波檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)：a 適用于金屬、非金屬和復(fù)合材料等多種制件的無(wú)損檢測(cè)；b 穿透能力強(qiáng)，可對(duì)較大厚度范圍內(nèi)的試件內(nèi)部缺陷進(jìn)行檢測(cè)。如對(duì)金屬材料，可檢測(cè)厚度為12mm的薄壁管材和板材，也可檢測(cè)幾米長(zhǎng)的鋼鍛件；c 缺陷定位較準(zhǔn)確；d 對(duì)面積型缺陷的檢出率較高；e 靈敏度高，可檢測(cè)試件內(nèi)部尺寸很小的缺陷；f 檢測(cè)成本低、速度快，設(shè)備輕便，對(duì)人體及環(huán)境無(wú)害，現(xiàn)場(chǎng)

7、使用較方便。 超聲波檢測(cè)的局限性：a 對(duì)試件中的缺陷進(jìn)行精確的定性、定量仍須作深入研究；b 對(duì)具有復(fù)雜形狀或不規(guī)則外形的試件進(jìn)行超聲檢測(cè)有困難；c 缺陷的位置、取向和形狀對(duì)檢測(cè)結(jié)果有一定影響；d 材質(zhì)、晶粒度等對(duì)檢測(cè)有較大影響；e 以常用的手工A型脈沖反射法檢測(cè)時(shí)結(jié)果顯示不直觀，且檢測(cè)結(jié)果無(wú)直接見(jiàn)證記錄。 4、磁粉檢測(cè)（MT）磁粉檢測(cè)的原理：鐵磁性材料和工件被磁化后，由于不連續(xù)性的存在，使工件表面和近表面的磁力線發(fā)生局部畸變而產(chǎn)生漏磁場(chǎng)，吸附施加在工件表面的磁粉，形成在合適光照下目視可見(jiàn)的磁痕，從而顯示出不連續(xù)性的位置、形狀和大小。 磁粉檢測(cè)的適用性和局限性：a 磁粉探傷適用于檢測(cè)鐵磁性材料表

8、面和近表面尺寸很小、間隙極窄（如可檢測(cè)出長(zhǎng)0.1mm、寬為微米級(jí)的裂紋），目視難以看出的不連續(xù)性；b 磁粉檢測(cè)可對(duì)原材料、半成品、成品工件和在役的零部件檢測(cè)，還可對(duì)板材、型材、管材、棒材、焊接件、鑄鋼件及鍛鋼件進(jìn)行檢測(cè)；c 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；d 磁粉檢測(cè)不能檢測(cè)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(cè)銅、鋁、鎂、鈦等非磁性材料。對(duì)于表面淺的劃傷、埋藏較深的孔洞和與工件表面夾角小于20°的分層和折疊難以發(fā)現(xiàn)。 5、滲透檢測(cè)（PT）液體滲透檢測(cè)的基本原理：零件表面被施涂含有熒光染料或著色染料的滲透劑后，在毛細(xì)管作用下，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，滲

9、透液可以滲透進(jìn)表面開(kāi)口缺陷中；經(jīng)去除零件表面多余的滲透液后，再在零件表面施涂顯像劑，同樣，在毛細(xì)管的作用下，顯像劑將吸引缺陷中保留的滲透液，滲透液回滲到顯像劑中，在一定的光源下（紫外線光或白光），缺陷處的滲透液痕跡被現(xiàn)實(shí)，（黃綠色熒光或鮮艷紅色），從而探測(cè)出缺陷的形貌及分布狀態(tài)。 滲透檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)：a 可檢測(cè)各種材料，金屬、非金屬材料，磁性、非磁性材料，焊接、鍛造、軋制等加工方式；b 具有較高的靈敏度（可發(fā)現(xiàn)0.1m寬缺陷）；c 顯示直觀、操作方便、檢測(cè)費(fèi)用低。 滲透檢測(cè)的缺點(diǎn)及局限性：a 它只能檢出表面開(kāi)口的缺陷；b 不適于檢查多孔性疏松材料制成的工件和表面粗糙的工件；c 滲透檢測(cè)只能檢出缺陷

10、的表面分布，難以確定缺陷的實(shí)際深度，因而很難對(duì)缺陷做出定量評(píng)價(jià)。檢出結(jié)果受操作者的影響也較大。三、無(wú)損檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)本實(shí)驗(yàn)包括超聲波檢測(cè)技術(shù)、渦流檢測(cè)技術(shù)、孔探檢測(cè)技術(shù)、滲透檢測(cè)技術(shù)四個(gè)方面的內(nèi)容，具體實(shí)驗(yàn)方案如下：實(shí)驗(yàn)一 超聲波檢測(cè)法一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解超聲波檢測(cè)法的基本原理、優(yōu)點(diǎn)和應(yīng)用局限性。2、熟悉超聲波檢測(cè)設(shè)備的基本使用方法；熟悉使用垂直探頭和斜探頭探測(cè)試件內(nèi)部缺陷的操作過(guò)程。二、實(shí)驗(yàn)儀器及器材 數(shù)字式超聲波探傷儀、被測(cè)試塊和耦合劑三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及方案1、講解超聲波檢測(cè)法的原理和實(shí)際操作步驟；2、組織學(xué)生觀看超聲波檢測(cè)操作視頻；3、針對(duì)視頻內(nèi)容進(jìn)行集中討論。使學(xué)生更加深入地了解超聲波檢測(cè)法

11、的基本原理、超聲波的發(fā)射和接收、超聲波的種類和特性、超聲波檢測(cè)法的分類（縱波檢測(cè)法、橫波檢測(cè)法）；熟悉超聲波檢測(cè)的儀器、操作步驟和方法；了解超聲波檢測(cè)法的注意事項(xiàng)。四、實(shí)驗(yàn)步驟1. 探頭連接：將直探頭、斜探頭或其它類型探頭與超聲波探傷儀相連接。2. 超聲波探傷儀基本參數(shù)的設(shè)定：根據(jù)探傷構(gòu)件的材料、外形尺寸及選用的探頭類型，調(diào)節(jié)、設(shè)定超聲波探傷儀的聲速、聲程等檢測(cè)參數(shù)。3. 儀器校準(zhǔn)：利用標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)試塊，校準(zhǔn)儀器，設(shè)定儀器零點(diǎn)。4. 涂耦合劑：在探傷區(qū)域內(nèi)涂抹耦合劑。5. 進(jìn)行探傷操作。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備3、實(shí)驗(yàn)原理4、實(shí)驗(yàn)步驟5、實(shí)驗(yàn)結(jié)果描述6、回答思考題六、思考題1、

12、簡(jiǎn)述超聲波檢測(cè)法的特點(diǎn)及適用性。2、說(shuō)明縱波探測(cè)法根據(jù)什么確定缺陷的位置和大小。3、分析超聲波探測(cè)法中使用斜探頭產(chǎn)生橫波的特點(diǎn)，說(shuō)明為什么在超聲波檢測(cè)中使用橫波探測(cè)來(lái)輔助縱波探測(cè)。實(shí)驗(yàn)二 渦流檢測(cè)法一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解渦流檢測(cè)法的基本原理、渦流檢測(cè)深度的影響因素。2、了解渦流檢測(cè)法的優(yōu)缺點(diǎn)和應(yīng)用局限性。3、熟悉渦流檢測(cè)的基本步驟和渦流檢測(cè)設(shè)備的基本使用方法。二、實(shí)驗(yàn)儀器及器材 渦流探傷儀、帶三條不同深度劃痕的試樣三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及方案1、講解渦流檢測(cè)法的原理和實(shí)際操作步驟；2、組織學(xué)生觀看渦流檢測(cè)設(shè)備的操作視頻；3、針對(duì)錄像的內(nèi)容進(jìn)行集中討論。使學(xué)生更加深入地了解渦流檢測(cè)法的基本原理；了解渦流檢測(cè)

13、法的適用范圍及優(yōu)缺點(diǎn)；了解渦流檢測(cè)法在飛機(jī)結(jié)構(gòu)維修中的應(yīng)用情況；熟悉渦流檢測(cè)的儀器、操作步驟和方法；了解渦流檢測(cè)法的注意事項(xiàng)。四、實(shí)驗(yàn)步驟1. 首先應(yīng)對(duì)試件表面進(jìn)行清洗，去除試樣表面對(duì)探傷有影響的附著物。2. 連接探頭和渦流探傷儀。3. 儀器使用前，應(yīng)先通電一定時(shí)間，使之穩(wěn)定，然后才可選定試驗(yàn)規(guī)范和進(jìn)行探傷。4. 操作儀器菜單，設(shè)置合理的檢測(cè)參數(shù)。5. 必須在保證適當(dāng)和正確的探傷性能的情況下來(lái)選定探傷規(guī)范。要把探傷儀器調(diào)整到能充分探測(cè)出所定的缺陷，而將缺陷以外的雜亂信號(hào)排除掉。(1) 探傷頻率的選定。通常選擇能把指定的對(duì)比試塊上的人工缺陷檢測(cè)出來(lái)的頻率作為探傷頻率。(2) 選擇線圈。首先要使所

14、選線圈能適合于試件的形狀和尺寸，同時(shí)要使之能探測(cè)出指定的對(duì)比試塊中的人工缺陷。(3) 探傷靈敏度的選擇。它是在其他調(diào)整步驟完成之后進(jìn)行的，要把指定試塊上的人工缺陷的顯示圖像調(diào)整在探傷儀顯示器的正常動(dòng)作范圍之內(nèi)。(4) 探傷儀有平衡電橋時(shí)，應(yīng)讓試件在實(shí)際探傷狀態(tài)下，放在無(wú)缺陷的部位進(jìn)行電橋的平衡調(diào)整。(5) 對(duì)裝有移相器的探傷議，要調(diào)整相位角，使指定的對(duì)比試塊中的人工缺陷能最明顯地探測(cè)出來(lái)，并將缺陷以外的雜亂信號(hào)排除掉。6. 用選定的規(guī)范進(jìn)行探傷時(shí)，如發(fā)現(xiàn)探傷規(guī)范發(fā)生變化時(shí)，要立即停止探傷，此時(shí)應(yīng)重新調(diào)整并在穩(wěn)定一段時(shí)間后再繼續(xù)進(jìn)行探傷。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備3、實(shí)驗(yàn)原理4

15、、實(shí)驗(yàn)步驟5、實(shí)驗(yàn)結(jié)果描述6、回答思考題六、思考題1、觀察探頭形狀，說(shuō)明低頻探頭和高頻探頭的適用條件。2、分析渦流檢測(cè)法的適用性。3、搜集有關(guān)資料，論述渦流檢測(cè)法在飛機(jī)結(jié)構(gòu)維修中的應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)三 滲透檢測(cè)法一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解滲透檢測(cè)法的應(yīng)用范圍。2、了解滲透檢測(cè)法的基本原理和操作步驟。3、熟悉滲透檢測(cè)法的基本步驟。4、熟悉滲透檢測(cè)設(shè)備的使用方法。5、了解缺陷評(píng)定方法二、實(shí)驗(yàn)儀器及器材 滲透劑、清洗劑、顯像劑、帶開(kāi)口裂紋和疲勞裂紋的試樣和干布三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及方案1、講解滲透檢測(cè)的原理和操作步驟；2、組織學(xué)生觀看孔探和滲透檢測(cè)實(shí)際操作的視頻；3、針對(duì)錄像的內(nèi)容進(jìn)行集中討論。使學(xué)生了解孔探的應(yīng)用范圍和特點(diǎn)；了解滲透檢測(cè)的基本原理；了解滲透檢測(cè)的類型；了解滲透劑的分類及滲透顯示圖像的分析方法；熟悉滲透檢測(cè)使用的試劑、操作步驟和方法；了解滲透檢測(cè)法的注意事項(xiàng)。四、實(shí)驗(yàn)步驟1. 表面預(yù)處理：去除油污、涂層、腐蝕產(chǎn)物、氧化皮、金屬污物、焊劑、化學(xué)殘留物等。2. 涂滲透劑：施加滲透劑方法有浸涂、噴涂、刷涂和流涂。受檢表面應(yīng)被滲透劑覆蓋，滲透時(shí)間內(nèi)保持濕潤(rùn)狀態(tài)。3. 清除多余滲透劑：保證缺陷中的滲透劑不被清除。4. 涂顯像劑：作為吸出劑，將滲透液從開(kāi)口吸出，呈現(xiàn)放大的缺陷顯示。5. 觀察顯示。五、注意事項(xiàng)1. 工件表面在實(shí)驗(yàn)前一定要清潔干凈；2. 噴涂