無損檢測基礎(chǔ)知識培訓(xùn)哈爾濱鍋爐廠范雪松

1、無損檢測基礎(chǔ)知識培訓(xùn)哈爾濱鍋爐廠范雪松第一部分無損檢測概述1、無損檢測定義在不損壞試件的前提下，以物理或化學(xué)方法為手段，借助先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備器材，對試件內(nèi)部及表面的結(jié)構(gòu)，性質(zhì)，狀態(tài)進(jìn)行檢查和測試的方法。2、無損檢測方法我公司常用無損檢測方法有：射線檢測（RT）、超聲波檢測（UT）、磁粉檢測（MT）、滲透檢測（PT）、渦流檢測（ET），此外還有泄漏檢測（LT）、目視檢測（VT）。3、無損檢測的目的保證產(chǎn)品質(zhì)量保障使用安全改進(jìn)制造工藝降低生產(chǎn)成本4、無損檢測的特點無損檢測要與破壞性檢測相結(jié)合 無損檢測可以對產(chǎn)品進(jìn)行100%檢測，但不是所有測試的項目和指標(biāo)都能進(jìn)行無損檢測，無損檢測技術(shù)自身還有局限性

2、。無損檢測是宏觀檢測，發(fā)現(xiàn)缺陷的尺寸是毫米級別的。4、無損檢測的特點正確選用實施無損檢測的時機(jī) 例如，鍛件超聲波探傷，一般要安排在鍛造和粗加工后，鉆孔、銑槽、精磨等最終機(jī)加工前進(jìn)行；檢查高強(qiáng)鋼焊縫有無延遲裂紋，無損檢測應(yīng)安排在焊接完成24h后進(jìn)行；檢查熱處理后是否發(fā)生再熱裂紋，就應(yīng)將無損檢測放在熱處理后進(jìn)行。4、無損檢測的特點選用適當(dāng)?shù)臒o損檢測方法 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。為了提高檢測可靠性，必須在檢測前選定最適當(dāng)?shù)臒o損檢測方法。根據(jù)缺陷種類、缺陷方向性、缺陷在工件中的位置、工件的材質(zhì)、工件的厚度、工件的形狀選擇無損檢測方法。4、無損檢測的特點綜合應(yīng)用各種無

3、損檢測方法 在無損檢測應(yīng)用中，必須認(rèn)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，在重要的產(chǎn)品檢驗過程中，如果可能，不要只采用一種無損檢測方法。如表面檢測方法與內(nèi)部檢測方法相結(jié)合，超聲波檢測和射線檢測方法相結(jié)合。5、實施無損檢驗的依據(jù)產(chǎn)品圖紙 圖紙是生產(chǎn)中使用的最基本的技術(shù)資料，也是加工、檢驗的依據(jù)。尤其在圖樣的技術(shù)要求中，往往規(guī)定了原材料、零件、產(chǎn)品的質(zhì)量等級、具體要求以及是否需要作無損檢驗。5、實施無損檢驗的依據(jù)相關(guān)檢驗標(biāo)準(zhǔn) 生產(chǎn)企業(yè)往往要貫徹相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，如：企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)、國際標(biāo)準(zhǔn)等等。在具體標(biāo)準(zhǔn)中，往往詳細(xì)規(guī)定了檢驗對象、檢驗方法、檢驗規(guī)模。5、實

4、施無損檢驗的依據(jù)無損檢驗工藝卡 對于特殊結(jié)構(gòu)產(chǎn)品，探傷技術(shù)人員編制的無損檢驗工藝卡。訂貨合同 某些產(chǎn)品的特殊檢驗要求、質(zhì)量控制的條款，有時可能較詳細(xì)的強(qiáng)調(diào)在訂貨合同中，應(yīng)引起特別注意。6、無損檢驗標(biāo)準(zhǔn)JB/T4730 （NB/T 47013 ）承壓設(shè)備無損檢測按ASME 卷編制的無損檢驗規(guī)程，如30.2010.322 焊縫射線檢驗規(guī)程、30.2010.323 焊縫超聲波檢驗規(guī)程原材料驗收按采購合同，多采用GB、ASTM標(biāo)準(zhǔn)重點工程和項目編制的專用檢驗規(guī)程7、各種無損檢測方法的特點應(yīng)根據(jù)被檢測對象的材料、加工方法、形成缺陷的種類選擇無損檢測方法。因此，必須掌握各種無損檢測方法的特點、適用范圍。7

5、、各種無損檢測方法的特點方法用途優(yōu)點局限性超聲檢測用于檢測鍛件、鋼板、鋼管、焊縫中的各種缺陷對平面型缺陷十分敏感，設(shè)備易于攜帶，可檢測厚度很大的工件，可以準(zhǔn)確探測缺陷位置。對被檢表面光潔度要求較高，難以檢測出細(xì)小裂紋，對缺陷定性困難，對檢測人員能力要求高，不適用于形狀復(fù)雜的工件，不適用于粗晶材料。射線檢測主要用于焊縫中各種缺陷的檢測可以得到直觀圖像，能判斷出缺陷性質(zhì)，可永久記錄檢測結(jié)果，對氣孔、夾渣等體積型缺陷檢測靈敏度高。對裂紋類缺陷的檢出率受透照角度的影響，不能檢測垂直射線方向的薄層缺陷（如鋼板中夾層），檢測成本高，檢測速度慢，需要采取防護(hù)措施。7、各種無損檢測方法的特點方法用途優(yōu)點局限性

6、磁粉檢測鐵磁性材料的表面缺陷檢測靈敏度高，設(shè)備簡單，操作方便，檢測速度快。僅限于鐵磁性材料，探傷前須清理表面，不適用于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的工件，不適用于尺寸較小的工件，某些情況檢測后需要退磁。滲透檢測金屬和非金屬的表面開口缺陷對所有材料都適用，探傷操作簡單，檢測結(jié)果易觀察和解釋。檢測成本相對較高，檢測速度慢，探傷前必須清潔工件表面，滲透材料有輕微毒性。第二部分射線檢測1、射線照相法的原理射線在穿透物體過程中會與物質(zhì)發(fā)生相互作用，因吸收和散射而使其強(qiáng)度減弱。強(qiáng)度衰減程度取決于物質(zhì)的衰減系數(shù)和射線在物質(zhì)中穿越的厚度。被透照物體的局部區(qū)域存在缺陷，且構(gòu)成缺陷的物質(zhì)的衰減系數(shù)又不同于試件，該局部區(qū)域的透過射線強(qiáng)

7、度就會與周圍產(chǎn)生差異。射線對底片感光程度就會存在差異，觀察底片圖像就能夠識別出試件中的缺陷。1、射線照相法的原理射線檢測示意圖射線源膠片缺陷工件1、射線照相法的原理底片圖像2、射線照相法的特點射線照相法用底片作為記錄介質(zhì)，可以直接得到缺陷的直觀圖像，且可以長期保存。射線照相法容易檢出那些形成局部厚度差的缺陷。對氣孔和夾渣之類的缺陷有很高的檢出率，對裂紋類缺陷的檢出率則受透照角度的影響。它不能檢出垂直透照方向的薄層缺陷，例如鋼板的分層。2、射線照相法的特點氣孔夾渣類缺陷，從各個方向透照都有明顯的厚度差，2、射線照相法的特點裂紋類受透照角度的影響能夠檢出缺陷不能檢出缺陷2、射線照相法的特點不能檢出

8、鋼板夾層類缺陷2、射線照相法的特點射線照相法檢測薄工件沒有困難，幾乎不存在檢測厚度下限，但檢測厚度上限受射線穿透能力限制。420KV的X射線機(jī)能穿透的鋼厚度約80mm，Co60射線穿透的鋼厚度約150mm，4MeV加速器穿透的鋼厚度約200mm。2、射線照相法的特點射線照相法幾乎適用于所有材料，在鋼、鈦、銅、鋁等金屬材料上使用均能得到良好的效果，該方法對試件的形狀、表面粗糙度沒有嚴(yán)格的要求，材料晶粒對其不產(chǎn)生影響。射線照相方法檢測成本高，檢測速度慢。射線對人體有傷害，需要采取防護(hù)措施。3、射線檢測設(shè)備和器材我公司射線檢測設(shè)備：3005X光機(jī)，300KV，管子照相室；4510X光機(jī)，450KV，

9、4X光室；Ir192探傷機(jī)，4X光室，6X光室；Co60探傷機(jī)，4X光室，重容探傷組（加速器）；4MeV直線加速器，重容探傷組；工業(yè)電視，11X光室，管二探傷組，水冷壁探傷組。3、射線檢測設(shè)備和器材射線照相膠片：接受射線，形成潛影；黑度計：測量底片黑度；增感屏：增強(qiáng)射線對膠片的感光作用，減少曝光時間；像質(zhì)計：用來檢查和定量評價射線底片影像質(zhì)量的工具；3、射線檢測設(shè)備和器材像質(zhì)計3、射線檢測設(shè)備和器材射線底片圖像4、射線照相質(zhì)量的影響因素射線照相對比度（影像與背景的反差）射線照相清晰度（黑度變化區(qū)的寬度）射線照相顆粒度（影像黑度不均勻性） 照相質(zhì)量采用像質(zhì)計衡量，能識別標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定粗細(xì)的金屬絲，即射

10、線照相質(zhì)量滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。像質(zhì)計金屬絲的粗細(xì)根據(jù)工件厚度選擇5、射線透照工藝射線穿透能力，射線能量的選擇100KV X射線 10mm150KV X射線 15mm200KV X射線 25mm300KV X射線 40mm400KV X射線 75mm射線能量可調(diào)，保證穿透情況下盡可能降低電壓，提高底片對比度。5、射線透照工藝4MeV 加速器 30230mmIr192 源 2090mmCo60 源 60150mm以上三種射線能量固定，為了保證照相質(zhì)量，有工件厚度下限控制。中心透照時Ir192 源透照厚度下限是10mm， Co60源 透照厚度下限是30mm。5、射線透照工藝焦距（f）的選擇 考慮到射線照相

11、幾何不清晰度，標(biāo)準(zhǔn)對透照距離的最小值有限制。JB/T4730標(biāo)準(zhǔn)A級： fb2/3 ；AB級： f10dfb2/3 ；B級： f15dfb2/3 。5、射線透照工藝示意圖df（射線源尺寸）bf5、射線透照工藝源在內(nèi)中心透照 最佳的透照方式，需要使用射線源。適用于汽包、容器、集箱環(huán)縫，一次性透照整條焊縫，工作效率高，節(jié)省時間。5、射線透照工藝單壁透照 較常用的透照方式，適用于直徑較大的縱縫，環(huán)縫。通常需要人進(jìn)入工件內(nèi)部貼底片。5、射線透照工藝雙壁雙影 適用于小口徑管，受熱面焊口。5、射線透照工藝雙壁單影（不能實現(xiàn)中心透照和單壁透照時采用的透照方式）管一分廠導(dǎo)管，或直徑較小的集箱常用的透照方式，檢

12、測效率較低。5、射線透照工藝高加管系焊縫射線照相（檢測速度慢）B4要選擇最外側(cè)的管子6.底片質(zhì)量要求靈敏度檢查應(yīng)識別出標(biāo)準(zhǔn)要求的像質(zhì)計。黑度檢查用黑度計檢查底片黑度A級： 1.5D4.0 AB級： 2.0D4.0 B級： 2.3D4.0 6.底片質(zhì)量要求標(biāo)記檢查底片上工件編號、焊縫編號、搭接標(biāo)記、人員代號、透照日期等是否齊全。偽缺陷檢查底片上是否有偽缺陷，如劃痕，水跡，靜電感光，指紋等。7、射線實時成像檢測所謂射線實時成像檢測技術(shù)，是指在曝光的同時就可觀察到所產(chǎn)生的圖像的檢測技術(shù)。用于直管對接焊口檢測 圖像增強(qiáng)器工業(yè)射線實時成像檢測系統(tǒng)（管一分廠，管二老廠房）； 數(shù)字化射線成像技術(shù)DR（管二新

13、廠房，水冷壁分廠）。7、射線實時成像檢測正在準(zhǔn)備安裝的射線實時成像設(shè)備管屏數(shù)字成像檢測設(shè)備，用于成屏的受熱面實時成像檢測 照相室外部7、射線實時成像檢測照相室內(nèi)部7、射線實時成像檢測射線實時成像檢測的特點：工件一送到檢測位置就可以立即獲得透視圖像，檢測速度快，是射線照相法的十倍；不使用膠片，不需處理膠片的化學(xué)藥品，運行成本低，且不造成環(huán)境污染；可轉(zhuǎn)化成圖片或錄像存儲；圖像質(zhì)量清晰度比底片略低；低能X射線成像效果好，不適用射線和高能X射線檢驗。8、數(shù)字射線照相技術(shù)（CR）將X射線透過工件后的信息記錄在成像板（IP）板上，經(jīng)掃描裝置讀取，再由計算機(jī)生出數(shù)字化圖像的技術(shù)。與普通射線照相法檢測的區(qū)別主

14、要在于成像板不同，信息記錄和處理不同。成像板（IP）可以循環(huán)使用，掃描以后信息消失，可循環(huán)使用5001000次。使用Co60射線和加速器等高能射線時，成像質(zhì)量較差。8、數(shù)字射線照相技術(shù)（CR）8、數(shù)字射線照相技術(shù)（CR）掃描過程8、數(shù)字射線照相技術(shù)（CR）形成的圖像在計算機(jī)上觀察第三部分超聲波檢測1、超聲波的特性超聲波是頻率高于20000Hz的機(jī)械波；超聲波方向性好；超聲波能量高；能在界面上產(chǎn)生反射、折射、衍射和波形轉(zhuǎn)換；超聲波穿透能力強(qiáng)。1、超聲波的特性超聲波的反射與折射鋼有機(jī)玻璃2、超聲波檢測原理聲源產(chǎn)生超聲波，采用一定的方式進(jìn)入工件。超聲波在工件中傳播并與工件材料以及其中的缺陷相互作用，

15、使其傳播方向或特征被改變。改變后的超聲波通過檢測設(shè)備被接收，并可對其進(jìn)行處理和分析。根據(jù)接收的超聲波的特征，評估工件本身及其內(nèi)部是否存在缺陷及缺陷的特性。2、超聲波檢測原理脈沖反射法檢測原理示意圖a.無缺陷 b.小缺陷 c. 大缺陷TBTTBFF3、超聲波檢測優(yōu)點穿透能力強(qiáng)，可對較大厚度的工件進(jìn)行檢測。缺陷定位較準(zhǔn)確（能探測出缺陷深度）。對面積型缺陷的檢出率較高（與射線檢測互補(bǔ)，能檢測出鋼板中夾層）。靈敏度高，可檢測工件內(nèi)部尺寸很小的缺陷。檢測成本低、速度快，設(shè)備輕便，對人體及環(huán)境無害，現(xiàn)場使用較方便。4、超聲波檢測的局限性常用的手工A型脈沖反射法檢測結(jié)果顯示不直觀，對工件中的缺陷定性困難。對

16、具有復(fù)雜形狀或不規(guī)則外形的工件進(jìn)行超聲檢測困難，對檢測表面光潔度有要求（粗糙度，且較平整）。工件材質(zhì)、晶粒度等對檢測有較大影響（奧氏體不銹鋼焊縫、鋼鑄件等檢測困難；16mm以上的不銹鋼堆焊層或鎳基合金堆焊層檢測困難，晶粒較小的奧氏體鋼鍛件檢測很容易實現(xiàn)）。4、超聲波檢測的局限性由于始脈沖、近場區(qū)和根部反射信號的影響，判斷缺陷困難。上表面10mm信號被始脈沖掩蓋下表面10mm信號與焊縫根部反射信號混在一起始脈沖缺陷信號根部信號單晶探頭超聲波信號5、超聲波在介質(zhì)中的傳播超聲波是一種機(jī)械波，是機(jī)械振動在介質(zhì)中的傳播。縱波介質(zhì)中質(zhì)點（原子、分子）的振動方向與波的傳播方向互相平行的波。橫波介質(zhì)中質(zhì)點的振

17、動方向與波的傳播方向互相垂直的波。只有固體介質(zhì)能傳播橫波，固體中縱波聲速比橫波快。5、超聲波在介質(zhì)中的傳播聲阻抗 Z=c ，為密度，c為聲速。超聲波從一種介質(zhì)傳播到另一種介質(zhì)時，在兩種介質(zhì)的分界面上，一部分能量反射回介質(zhì)內(nèi)，另一部分能量透過界面在另一種介質(zhì)內(nèi)傳播。聲壓反射率 r=Z2-Z1/Z2+Z1聲壓透射率 t=2Z2/Z2+Z15、超聲波在介質(zhì)中的傳播介質(zhì)縱波聲速cL m/s橫波聲速cS m/s（g/cm3）cL（106 g/cm3）鋼590032307.84.53有機(jī)玻璃273014601.180.32變壓器油1425/0.8590.122甘油1880/1.2700.238空氣344/

18、0.00130.00004水1480/0.9970.1485、超聲波在介質(zhì)中的傳播Z2Z1時，即材料聲學(xué)特性相近時，只有透射波，無反射波。ASME 卷4章中認(rèn)為，3，4，5A到5C，15A到15F均視為相同材料。Z1 Z2時，近似全反射。如在鋼與空氣界面可認(rèn)為聲波全反射，在某些類型的缺陷處也會產(chǎn)生全反射。在底面全反射缺陷處全反射5、超聲波在介質(zhì)中的傳播聲耦合 探頭與工件直接接觸時，中間夾層是空氣，應(yīng)使用耦合劑才能將聲波導(dǎo)入工件中。 工件表面狀態(tài)差也會影響超聲耦合效果。打磨探傷面的目的是使表面平整，去除表面雜質(zhì)，達(dá)到較好的耦合效果。5、超聲波在介質(zhì)中的傳播超聲波的衰減超聲波在介質(zhì)中傳播時，隨著距

19、離的增加，超聲波能量逐漸減弱的現(xiàn)象。引起超聲波衰減餓主要原因是波束擴(kuò)散、晶粒散射和介質(zhì)吸收。6、超聲波聲場近場區(qū)波源附近由于波的干涉而出現(xiàn)的一系列極大極小值的區(qū)域。近場區(qū)檢測定量是不利的，容易引起誤判和漏檢，應(yīng)盡可能避免在近場區(qū)檢測定量。根據(jù)晶片尺寸和頻率可以計算出近場區(qū)長度N=FS/（FS晶片的面積，波長），常用的探頭近場區(qū)長度1050mm左右。7、超聲波檢測設(shè)備與器材模擬超聲波儀器數(shù)字超聲波儀器TOFD/相控陣儀器7、超聲波檢測設(shè)備與器材超聲波探頭 頻率110MHz； 角度0（直探頭）， 45， 60 ， 70，K1，K2（K值 是指對應(yīng)角度的正切值）； 晶片尺寸20、14、 10、131

20、3、 1010； 斜探頭b值10mm左右7、超聲波檢測設(shè)備與器材超聲波探頭雙晶直探頭單晶直探頭單晶斜探頭雙晶斜探頭7、超聲波檢測設(shè)備與器材斜探頭示意圖b值探頭角度晶片鋼7、超聲波檢測設(shè)備與器材耦合劑為了改善探頭與工件間聲能的傳遞，而加在探頭和檢測面之間的液體薄層成為耦合劑。7、超聲波檢測設(shè)備與器材試塊與一般的測量方式一樣，為了保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，按一定用途設(shè)計制作的具有簡單幾何形狀人工反射體或模擬缺陷的試樣。試塊圖紙8、板材超聲波檢測鋼板中常見缺陷檢測方法（主要是指直探頭檢測） 直接接觸法 水浸法（充水耦合法）分層折疊白點8、板材超聲波檢測掃查方式 100%掃查探頭應(yīng)覆蓋鋼板表面，并有10%

21、重疊； 列線掃查沿平行線掃查；100mm8、板材超聲波檢測 邊緣掃查邊緣50mm范圍100%掃查； 列線掃查與邊緣掃查相結(jié)合。50mm50mm9、鍛件超聲波檢測鍛件中常見缺陷：縮孔、夾雜物、裂紋、折疊、白點鍛件探傷要在粗加工探傷面之后，精加工前進(jìn)行。鍛件探傷以直探頭為主，如技術(shù)條件要求進(jìn)行斜探頭檢測時也應(yīng)進(jìn)行斜探頭檢測。9、鍛件超聲波檢測餅形、碗形檢測9、鍛件超聲波檢測筒形或環(huán)形鍛件直探頭斜探頭直探頭10、焊縫超聲波檢測一般采用單晶斜探頭檢測技術(shù)等級 A AB B10、焊縫超聲波檢測焊縫掃查方式鋸齒掃查 + 橫向掃查或斜平行掃查橫向掃查和斜平行掃查主要檢測橫向缺陷，如橫向裂紋。橫向掃查時要求焊縫必須磨平斜平行掃查容易漏檢，效果不如橫向掃查。10、焊縫超聲波檢測掃查方式示意圖鋸齒掃查斜平行掃查橫向掃查10、焊縫超聲波檢測直射波法（不是直探頭法）10、焊縫超聲波檢測一次反射波法（或稱二次波法） 直射波無法覆蓋整個檢測區(qū)域時可采用一次反射波法10、焊縫超聲波檢測工