無損檢測基礎(chǔ)知識(全)ppt精選課件

.,無損檢測基礎(chǔ)知識侯文科,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，對試件的內(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。而用人的肉眼為手段稱之為宏觀檢查，。無損探傷：是無損檢測早期階段的名稱，其涵義是探測和發(fā)現(xiàn)缺陷。無損檢測：是當(dāng)前階段的名稱，其內(nèi)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(jié)構(gòu)、性質(zhì)、狀態(tài)等，并試圖通過測試掌握更多的信息。無損評價：是將進(jìn)入或目前正在進(jìn)入的新階段的名稱，其內(nèi)涵不僅僅是探測缺陷、探測試件的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、狀態(tài)，還要獲取更全面、更深刻的、更準(zhǔn)確的綜合信息，例如缺陷的形狀、尺寸、位置、取向、內(nèi)容特、缺陷部位的金相組織、殘余應(yīng)力等。,概述,常用常規(guī)無損檢測方法射線檢測超聲檢測磁粉檢測滲透檢測渦流檢測聲發(fā)射檢測現(xiàn)代無損檢測技術(shù)的發(fā)展新的檢測理論計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生新的檢測手段:TOFD磁記憶超聲成像等,概述,無損檢測的目的一、保證產(chǎn)品質(zhì)量通過無損檢測方法可以探測出許多肉眼很難看見的細(xì)小缺陷。在容器和其他產(chǎn)品制造的過程檢驗和最終質(zhì)量檢驗中普遍采用。采用破壞性檢測，在檢測完成的同時，試件也被破壞了，因此破壞性檢測只能進(jìn)行抽樣檢驗。與破壞性檢測不同，無損檢測不需損壞試件就能完成檢測過程，因此無損檢測能夠?qū)Ξa(chǎn)品進(jìn)行百分之百檢驗或逐件檢驗。二、保障使用安全即使是設(shè)計和制造質(zhì)量完全符合規(guī)范要求的容器，在經(jīng)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(yùn)行條件使設(shè)備狀態(tài)發(fā)生變化，例如由于高溫和應(yīng)力的作用導(dǎo)致材料蠕變，由于溫度、壓力的波動產(chǎn)生交變應(yīng)力，使設(shè)備的應(yīng)力集中部位產(chǎn)生疲勞，由下腐蝕作用使壁厚減薄或材質(zhì)劣化等等。上述因素有可能使設(shè)備中原來存在的，制造規(guī)范允許的小缺陷擴(kuò)展開裂，或使設(shè)備中原來沒有缺陷的地方產(chǎn)生樣或那樣的新生缺陷，最終導(dǎo)致設(shè)備失效。為了保障使用安全，對在用鍋爐壓力容器，必須定期進(jìn)行檢驗，及時發(fā)現(xiàn)缺陷，避免事故發(fā)生。,概述,三、改進(jìn)制造工藝在產(chǎn)品生產(chǎn)中，為了了解制造工藝足否適宜，必須事先進(jìn)行工藝試驗。在工藝試驗中，經(jīng)常對工藝試樣進(jìn)行無損檢測，并根據(jù)檢測結(jié)果改進(jìn)制造工藝，最終確定理想的制造工藝。例如，為了確定焊接工藝規(guī)范，在焊接試驗時對焊接試樣進(jìn)行射線照相。隨后根據(jù)檢測結(jié)果修正焊接參數(shù)，最終得到能夠達(dá)到質(zhì)量要求的焊接工藝。又如，在進(jìn)行鑄造工藝設(shè)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(jìn)澆口和冒口的位置，最終確定臺適的鑄造工藝。四、降低生產(chǎn)成本在產(chǎn)品制造過程中進(jìn)行無損檢測，往往被認(rèn)為要增加檢測費(fèi)用，從而使制造成本增加。可是如果在制造過程中間的適當(dāng)環(huán)節(jié)正確地進(jìn)行無損檢測，就是防止以后的工序浪費(fèi)，減少返工，降低廢品率，從而降低制造成本。例如，在厚板焊接時，如果在焊接全部完成后再無損檢測，發(fā)現(xiàn)超標(biāo)缺陷需要返修，要花費(fèi)許多工時或者很難修補(bǔ)。因此可以在焊至一半時先進(jìn)行一次無損檢測，確認(rèn)沒有超標(biāo)缺陷后再繼續(xù)焊接，這樣雖然無損檢測費(fèi)用有所增加，但總的制造成本降低了。又如，對鑄件進(jìn)行機(jī)械加工，有時不允許機(jī)加上后的表面上出現(xiàn)夾渣、氣孔、裂紋等缺陷，選擇在機(jī)加工前對要進(jìn)行加工的部位實(shí)施無損檢測，對發(fā)現(xiàn)缺陷的部位就不再加工，從而降低了廢品率，節(jié)省了機(jī)加工工時。,無損檢測注意事項1、與破壞性檢測相配合無損檢測技術(shù)自身還有局限性。對一個工件、材料、機(jī)器設(shè)備的評價，必須把無損檢測的結(jié)果與破壞性檢測的結(jié)果互相對比和配合，才能作出準(zhǔn)確的評定。例如液化石油氣鋼瓶除了無損檢測外還要進(jìn)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。2、正確選擇檢測時機(jī)在進(jìn)行無損檢測時，必須根據(jù)無損檢測的目的，正確選擇無損檢測實(shí)施的時機(jī)。例如，要檢查高強(qiáng)鋼焊縫有無延遲裂紋，無損檢測實(shí)施的時機(jī)，就應(yīng)安排在焊接完成24h以后進(jìn)行。要檢查熱處理工藝是否正確，就應(yīng)將無損檢測實(shí)施時機(jī)放在熱處理之后進(jìn)行。,3、合理選擇無損檢測方法必須在檢測前，根據(jù)被檢物的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸，預(yù)計可能產(chǎn)生什么種類，什么形狀的缺陷，在什么部位、什么方向產(chǎn)生，根據(jù)以上種種情況分析，然后根據(jù)無損檢測方法各自的特點(diǎn)選擇最合適的檢測方法。例如，鋼板的分層缺陷因其延伸方向與板平行，就不適合射線檢測而應(yīng)選擇超聲波檢測。檢查工件表面細(xì)小的裂紋就不應(yīng)選擇射線和超聲波檢測，而應(yīng)選擇磁粉和滲透檢測。在保證充分安全性的同時要保證產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性。4、各種無損檢測方法綜合應(yīng)用不要只采用一種無損檢測方法，而盡可能多的同時采用兒種方法，以便保證各種檢測方法互相取長補(bǔ)短，從而取得更多的信息。另外，還應(yīng)利用無損檢測以外的其他檢測所得的信息，利用有關(guān)材料、焊接、加工工藝的知識及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的知識，綜合起來進(jìn)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(zhǔn)是其不足，而射線的優(yōu)點(diǎn)是對缺陷定性比較準(zhǔn)確，兩者配合使用，就能保證檢測結(jié)果既可靠又準(zhǔn)確。,無損檢測可發(fā)現(xiàn)缺陷的類型缺陷的分類按加工階段分原材料缺陷：如裂紋、夾雜物等制造過程缺陷：又稱工藝缺陷，如裂紋、夾渣、氣孔、未焊透等使用過程中缺陷：如裂紋、減薄、氫損傷（氫鼓泡、氫致裂紋）、腐蝕等,按檢測對象分：鑄件：氣孔、夾渣、夾砂、密集氣孔、冷隔、密集氣孔、縮孔和疏松、裂紋鍛件：縮孔和縮管、非金屬夾雜物、夾砂、龜裂、鍛造裂紋、白點(diǎn)鋼管：縱裂紋、橫裂紋、表面劃傷、翹皮和折疊、夾雜和分層鋼棒：內(nèi)部缺陷（芯部裂紋、偏析、白點(diǎn)、非金屬夾雜物）、外部缺陷（線狀缺陷、裂紋）鋼板：分層、裂紋、線狀缺陷、非金屬夾雜物、夾渣、折疊、偏析等使用缺陷：應(yīng)力腐蝕、氫損傷、蠕變損傷、疲勞裂紋、摩擦、沖刷等,各種檢測方法易檢出的缺陷MT：表面、近表面裂紋、剖口分層、夾雜物等PT：表面開口性裂紋、針孔等ET：表面和近表面裂紋、夾雜物等RT：體積狀缺陷和與射線入射方向一致（平行）的面型缺陷UT：垂直于聲束的平面狀缺陷（裂紋、未熔合、未焊透）及大的體積狀缺陷AE：檢測在負(fù)載狀態(tài)下裂紋等缺陷的張口位移（發(fā)展）情況,1.6無損檢測技術(shù)人員的任務(wù)總體任務(wù)是為預(yù)防設(shè)備及構(gòu)件在使用中由于損壞而影響到人身安全的重大事故。因此：必須不斷地努力學(xué)習(xí)，鉆研技術(shù)，為提高自己職責(zé)范圍內(nèi)的檢測和判斷正確能力而努力。熟悉標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，能正確理解和應(yīng)用，確保在同一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的一致的評定結(jié)果，能重復(fù)再現(xiàn)。能編制檢測工藝，正確選擇檢測方法，并有熟練的操作技術(shù)。認(rèn)真貫徹執(zhí)行質(zhì)量管理體系規(guī)定的崗位職責(zé)和國家對NDT人員資格的規(guī)定，保持高度的責(zé)任心和敬業(yè)精神。,一射線檢測,射線檢測是利用射線探測零件內(nèi)部缺陷的無損探傷方法、利用X射線、射線和中子射線易于穿透物體和穿透物體后的衰減程度不同，使膠片感光程度的不同來探測物體內(nèi)部的缺陷，對缺陷的種類、大小、位置等進(jìn)行判斷。射線檢測主要適用于體積型缺陷，如氣孔等的檢測；在特定的條件下，也可檢測裂紋、未焊透、未熔合等缺陷。工業(yè)應(yīng)用的射線檢測技術(shù)有三種：X射線檢測，r射線檢測、中子射線檢測。,射線的種類很多，其中廣泛用于鍋爐壓力容器焊縫和其他工業(yè)產(chǎn)品、結(jié)構(gòu)材料的缺陷檢測的是x射線和射線。射線檢測是工業(yè)無損檢測的一個重要專業(yè)門類。射線檢測最主要的應(yīng)用是探測試件內(nèi)部的宏觀幾何缺陷（探傷）。射線照相法是指用x射線或射線穿透試件，試件中因缺陷存在影響射線的吸收而產(chǎn)生強(qiáng)度差異，通過測量這種差異來探測缺陷，并以膠片作為記錄信息的器材的無損的檢測方法。該方法是最基本的，應(yīng)用最廣泛的一種射線檢測方法。x射線和射線都是波長極短的電磁波，從現(xiàn)代物理學(xué)波粒二相性的觀點(diǎn)看也可將其視為能量極高的光子束流，兩者基本區(qū)別在于x射線是從x射線管中產(chǎn)生的，而射線是從放射性同位素的原子核中放射出來的。,射線的特性X射線和射線均為電磁波，波長范圍均在0.001lnm之間，比可見光的波長短、頻率高、穿透力強(qiáng)。具有以下特性:不可見，以直線傳播;不帶電荷，不受電場和磁場的影響;能穿透物體并被物質(zhì)吸收而使自身強(qiáng)度衰減;能產(chǎn)生光化學(xué)作用，使膠片感光;能使物質(zhì)電離，使某些物質(zhì)產(chǎn)生熒光;能產(chǎn)生生物效應(yīng)，對生命細(xì)胞有殺傷作用,射線檢測基本原理射線照相法探傷是利用物質(zhì)在密度不同、厚度不同時對射線的吸收程度不同(即使射線的衰減程度不同),就會使零件下面的底片感光不同的原理，實(shí)現(xiàn)對材料或零件內(nèi)部質(zhì)量的照相探傷。當(dāng)射線穿過密度大的物質(zhì)，如金屬或非金屬材料時,射線被吸收得多，自身衰減的程度大,使底片感光輕;當(dāng)射線穿過密度小的缺陷(空氣)時。則被吸收得少,衰減小，底片感光重。這樣就獲得反映零件內(nèi)部質(zhì)量的射線底片。,1.1射線照相法的原理,x射線管是一種兩極電子管，將陰極燈絲通電，使之白熾，電子就在真空中放出，如果兩極之間加幾十千伏以至幾百千伏的電壓（叫做管電壓）時，電子就從陰極向陽極方向加速飛行，獲得很大的動能，當(dāng)這些高速電子撞擊陽極時，與陽極金屬原子的核外庫侖場作用，發(fā)生軔致幅射而放出x射線。,由x射線管所發(fā)出的x射線能譜為連續(xù)譜，因其波長分布是連續(xù)的。連續(xù)譜的最短波長min與管電壓千伏值（kVP）的關(guān)系為min=12.4/kVP管電壓越高，最短波長min的值就越小，平均波長越短，x射線的能量越高，線質(zhì)越硬，穿透物質(zhì)時衰減越少，穿透力越強(qiáng)。所以在射線檢測時，一般是根據(jù)試件的材質(zhì)和厚度來選擇管電壓。x射線的強(qiáng)度大致與管電壓的平方和管電流的大小成正比。x射線的強(qiáng)度越大，,射線是通過放射性同位素的衰減產(chǎn)生的同位素都存在半衰期，一般要求用于射線探傷的放射性同位素的半衰期為幾個月常用的放射性同位素主要有Co60、Ir192等。,圖7.2-5x射線照相原理,射線特性1、通過物體會衰減2、能使膠片感光,射線照相的原理如圖所示，厚度為T厘米的物體中有厚度為T厘米的缺陷時，x射線透過無缺陷部位的底片的黑度為D，而x射線透過有缺陷部位的底片黑度應(yīng)為D+D，把這種曝過光的膠片在暗室中經(jīng)過顯影、定影、水洗和干燥。再將干燥的底片放在觀片燈上觀察，根據(jù)底片上有缺陷部位與無缺陷部位的黑度圖象不一樣，就可判斷出缺陷的種類、數(shù)量、大小。,射線照相設(shè)備可分為：x射線探傷機(jī)、高能射線探傷設(shè)備、射線探傷機(jī)三大類。x射線探傷機(jī)有攜帶式，移動式兩類。攜帶式x射線機(jī)主要用于現(xiàn)場射線照相，管電壓一般小于320kV，最大穿透厚度約50mm。移動式x射線機(jī)用在透照室內(nèi)的射線探傷，它具有較高的管電壓和管電流。管電壓可達(dá)450kV，最大穿透厚度約100mm。高能射線探傷設(shè)備主要有加速器等射線機(jī)由射線源、盛裝源容器、操作機(jī)構(gòu)、支撐和移動機(jī)構(gòu)組成。,1.2射線檢測設(shè)備,1.3射線照相工藝,為得到高的缺陷檢出率。照相規(guī)范的選擇應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）透照方式的選擇和K值控制。按射線源、工件和膠片之間的相互位置關(guān)系，透照方式分為縱縫透照法、環(huán)縫外透法、環(huán)縫內(nèi)透法、雙壁單影法和雙壁雙影法五種，。其中雙壁單影法用于小直徑的容器或大口徑管子焊縫；雙壁雙影法用于89以下管子對接環(huán)焊縫。除了管道和無法進(jìn)入內(nèi)部的小直徑容器只能采用雙壁透照外，大多數(shù)容器殼體的焊縫照相都采用單壁透照，透照時可以把射線源放在外面而把膠片貼在內(nèi)壁（稱為外透法），也可以把射線源放在里面而膠片貼在外面（稱為內(nèi)透法）。外透法的優(yōu)點(diǎn)是操作比較方便，內(nèi)透法的優(yōu)點(diǎn)是透照厚度差小，在滿足透照厚度比K值的情況下，一次透照長度較大。透照厚度比K的含義見圖7.2-8，由圖中關(guān)系可知：K=T/T（7.2-8）=arcos（1/K）（7.2-9）,1.4射線照相規(guī)范,標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，鍋爐壓力容器焊縫射線照相，縱縫的K值不得大于1.03，環(huán)縫的K值不得大小于1.1，限制透照厚度比，也就間接控制了橫向裂紋檢出角，使之不致過大，過大的角有可能導(dǎo)致橫向裂紋漏檢。采用源在內(nèi)的透照方式，其角比源在外方式小得多，尤其是源在中心的內(nèi)透法，K值為1，角為0，是最佳透照方式。,（2）射線能量的選擇。愈是使用低能量的射線，吸收系數(shù)值就愈大，從而可以得到D較大的缺陷圖象。為了達(dá)到這一目的，在采用X射線時要盡可能降低管電壓，在采用射線時，則要選擇能量較低的射線源。但是降低管電壓會導(dǎo)致射線穿透力減小，因而不能得到黑度足夠的底片。所以降低管電壓也是有一定限度的。完整的說法是：在能穿透工件的前提下盡可能地降低x射線管電壓。,（3）透照距離的選擇。焦距（射線源到膠片的距離）愈大，被檢物體和膠片貼得愈緊，幾何不清晰度愈小，在選擇透照距離時，應(yīng)將焦距選得大一些。但是由于射線的強(qiáng)度I與焦距F的平方成反比，所以不能把焦距選得過大，不然透照時，射線強(qiáng)度將不夠，所以焦距的選擇應(yīng)在滿足幾何不清晰度要求的前提下合理選擇，一般在透照中，焦距的選擇大多在600800mm間,（4）曝光量的選擇。曝光量E為射線強(qiáng)度I與曝光時間t的乘積，即E=It。曝光量的大小要能保證足夠的底片黑度。如果管電壓偏高，那么小的曝光量也能使底片達(dá)到規(guī)定黑度，但這樣的底片靈敏度不夠好，所以焦距為600mm時X射線照相的曝光量一般選擇15mAmin以上。,（5）膠片與增感屏的選擇。高梯噪比膠片具有細(xì)顆粒、高梯度，其底片對比度D大，顆粒度小，裂紋檢出靈敏度高，檢測高強(qiáng)度鋼焊縫，或用射線探傷時，宜選擇此種膠片。照相時根據(jù)射線能量選擇不同厚度的鉛箔增感屏或其它金屬增感屏。鉛箔吸收射線后放出二次電子，由于這種電子對膠片易于感光，因此用鉛箔時感光度可提高27倍。而且鉛箔能吸收散亂射線，使散射比n減小，從而提高底片的對比度。（6）底片黑度控制。黑度D值增大，膠片G值也增大，因此一般來說，應(yīng)使底片黑度D大些，但黑度過大，觀片燈亮度不夠就不容易看清了，所以底片黑度也不宜太大，一般規(guī)定底片黑度為1.54.0D的范圍內(nèi)，,（7）象質(zhì)計（透度計）的應(yīng)用象質(zhì)計是用來檢查透照技術(shù)和膠片處理質(zhì)量的。衡量該質(zhì)量的數(shù)值是底片上能識別出的最細(xì)鋼絲的線編號。我國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定使用線型象質(zhì)計，用底片上必須顯示的最小鋼絲直徑與相應(yīng)的象質(zhì)指數(shù)來表示照相的靈敏度。所謂射線照相的靈敏度是射線照相能發(fā)現(xiàn)最小缺陷的能力，射線照相靈敏度分為絕對靈敏度和相對靈敏度。絕對靈敏度是指射線透照某工件時能發(fā)現(xiàn)最小缺陷的尺寸，如JB4730標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定B級照相時。母材厚度3mm時，應(yīng)能辨認(rèn)出0.1mm的鋼絲，這就是絕對靈敏度表示法。射線照相的相對靈敏度K用透照方向上所能發(fā)現(xiàn)缺陷的最小厚度尺寸D與該處的穿透厚度d的百分比表示，即（7.2-11）目前標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的象質(zhì)指數(shù)，換算成相對靈敏度，其值大約在1%2%之間。,評片是射線檢測最重要的一道工序。供評定的底片本身質(zhì)量必須合格，對底片的質(zhì)量要求包括：（1）底片的黑度應(yīng)在規(guī)定范圍內(nèi)，影像清晰，反差適中，靈敏度符合標(biāo)準(zhǔn)要求。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的x射線底片黑度為1.54.0，射線底片黑度為1.84.0，靈敏度應(yīng)能識別標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的象質(zhì)指數(shù)。（2）標(biāo)記齊全，擺放正確。必須擺放標(biāo)記有設(shè)備號、焊縫號、底片號、中心標(biāo)記和邊緣標(biāo)記等標(biāo)記應(yīng)距焊縫邊緣5mm。（3）在評定區(qū)內(nèi)無影響評定的偽缺陷：如劃傷、水跡、折痕、壓痕、靜電感光、顯影斑紋、霉點(diǎn)等。評定項目包括缺陷定性、定量和定位，對照標(biāo)準(zhǔn)評出工件質(zhì)量等級，寫出探傷報告。,1.5底片評定,由于射線對人體具有危害性，所以在射線照相中，防護(hù)是很重要的。有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對職業(yè)放射性工作人員劑量當(dāng)量限值作了規(guī)定：職業(yè)放射性的人員年劑量當(dāng)量限值為50毫希沃特。非職業(yè)放射性的人員年劑量當(dāng)量限值為5毫希沃特。射線防護(hù)主要措施有三種：屏蔽防護(hù)、距離防護(hù)和時間防護(hù)。在實(shí)際探傷中，可根據(jù)當(dāng)時的條件選擇，為了得到更好的效果，往往是三種防護(hù)方法同時使用。,1.6射線的安全防護(hù),射線檢測的優(yōu)點(diǎn)和局限性概括如下：（1）檢測結(jié)果有直接記錄底片。由于底片上記錄的信息十分豐富，且可以長期保存，從而使射線照相法成為各種無損檢測方法中記錄最真實(shí)、最直觀、最全面、可追蹤性最好的檢測方法。（2）可以獲得缺陷的投影圖象，缺陷定性定量準(zhǔn)確。各種無損檢測方法中，射線照相對缺陷定性是最準(zhǔn)的。在定量方面，對體積型缺陷（氣孔、夾渣類）的長度、寬度尺寸的確定也很準(zhǔn)，其誤差大致在零點(diǎn)幾毫米。但對面積型缺陷（如裂紋、未熔合類），如缺陷端部尺寸（高度和張口寬度）很小，則底片上影像尖端延伸可能辨別不清，此時定量數(shù)據(jù)會偏小。（3）體積型缺陷檢出率很高。而面積型缺陷的檢出率受到多種因素影響體積型缺陷是指氣孔、夾渣類缺陷。一般情況下，直徑在試件厚度的1%以上的體積型缺陷可以檢出。在薄試件中，可檢出缺陷的最小尺寸受人眼分辨率的限制，可達(dá)0.5mm或更小。面積型缺陷是指裂紋、未熔合類缺陷，其檢出率的影響因素包括缺陷形態(tài)尺寸、透照厚度、透照角度、透照幾何條件、源和膠片種類、像質(zhì)計靈敏度等。雖然如此，一般可以說厚試件中的裂紋檢出率較低，但對薄試件，除非裂紋或未熔合的高度和張口寬度極小，否則只要照相角度適當(dāng)，底片靈敏度符合要求，裂紋檢出率還是足夠高的。,1.7關(guān)于射線照相法特點(diǎn)的概括,（4）適宜檢驗厚度較薄的工件而不適宜較厚的工件。因為檢驗厚工件需要高能量的射線探傷設(shè)備。300KV便攜式X射線機(jī)透照厚度一般小于40mm，420KV移動式X射線機(jī)和Ir192射線機(jī)透照厚度均小于100mm，對厚度大于100mm的工件照相需使用加速器或Co60，因此是比較困難的。此外，板厚增大，射線照相絕對靈敏度是下降的，也就是說對厚工件采用射線照相，小尺寸缺陷以及一些面積型缺陷漏檢的可能性增大。（5）適宜檢測對接焊縫，檢測角焊縫效果較差，不適宜檢測板材、棒材、鍛件。檢測角焊縫的透照布置比較困難，攝得底片的黑度變化大，成像質(zhì)量不夠好；不適宜檢驗板材、棒材、鍛件的原因是板材、鍛件中的大部分缺陷與板平行，射線照相無法檢出。此外棒材、鍛件厚度較大，射線穿透比較困難，效果也不好。,（6）有些試件結(jié)構(gòu)和現(xiàn)場條件不適合射線照相。由于是穿透法檢驗，檢測時需要接近工件的兩面，因此結(jié)構(gòu)和現(xiàn)場條件有時會限制檢測的進(jìn)行。例如有內(nèi)件的容器，有厚保溫層的容器，內(nèi)部液態(tài)或固態(tài)介質(zhì)未排空的容器等均無法檢測；采用雙壁單影法透照雖然可以不進(jìn)入容器內(nèi)部，但只適用于直徑較小的容器，對直徑較大（一般大于1000mm）的容器，雙壁單影法透照很難實(shí)施。此外射線照相對源至膠片的距離（焦距）有一定要求，如焦距太短，則底片清晰度會很差。（7）對缺陷在工件中厚度方向的位置、尺寸（高度）的確定比較困難。除了一些根部缺陷可結(jié)合焊接知識和規(guī)律來確定其在工件中厚度方向的位置，很多缺陷無法用底片提供的信息定位。缺陷高度可通過黑度對比的方法作出判斷，但精確度不高，尤其影像細(xì)小的裂紋類缺陷，其黑度測不準(zhǔn)，用黑度對比方法測定缺陷高度的誤差較大。,（8）檢測成本高。射線照相設(shè)備和透照室的建設(shè)投資巨大：穿透能力40mm（鋼）的300KV便攜式X射線機(jī)至少需8萬元，穿透能力100mm（鋼）的420KV移動式X射線機(jī)至少需60萬元，穿透能力100mm（鋼）的Ir192射線機(jī)至少需6萬元，穿透能力大于100mm（鋼）的60Co至少需50萬元，加速器則需100萬元以上。透照室按其面積、高度、防護(hù)等級等設(shè)計條件的不同，建設(shè)費(fèi)用在數(shù)十萬乃至數(shù)百萬。此外，與其它無損檢測方法相比，射線照相的材料成本（膠片、沖洗藥液等）、人工成本也是很高的。（9）射線照相檢測速度慢。一般情況下定向X射線機(jī)一次透照長度不超過300mm，拍一張片子需10分鐘，射線源的曝光時間一般更長。射線照相從透照開始到評定出結(jié)果需數(shù)小時。與其它無損檢測方法相比，射線照相的檢測速度很慢，效率很低。但特殊場合的特殊應(yīng)用另當(dāng)別論，例如周向X射線機(jī)周向曝光或射線源全景曝光技術(shù)應(yīng)用則可以大大提高檢測效率。（10）射線對人體有傷害。射線會對人體組織造成多種損傷，因此對職業(yè)放射性工作人員劑量當(dāng)量規(guī)定了限值。要求在保證完成射線探傷任務(wù)的同時，使操作人員接受的劑量當(dāng)量不超過限值，并且應(yīng)盡可能的降低操作人員和其他人員的吸收劑量。防護(hù)的主要措施有屏蔽防護(hù)、距離防護(hù)和時間防護(hù)?，F(xiàn)場照相因防護(hù)會給施工組織帶來一些問題，尤其是射線，對放射同位素的嚴(yán)格管理規(guī)定將影響工作效率和成本。,工業(yè)CT,工業(yè)CT是工業(yè)用計算機(jī)斷層成像技術(shù)的簡稱，它能在對檢測物體無損傷條件下，以二維斷層圖像或三維立體圖像的形式，清晰、準(zhǔn)確、直觀地展示被檢測物體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)、組成、材質(zhì)及缺損狀況，被譽(yù)為當(dāng)今最佳無損檢測技術(shù)。工業(yè)CT技術(shù)涉及了核物理學(xué)、微電子學(xué)、光電子技術(shù)、儀器儀表、精密機(jī)械與控制、計算機(jī)圖像處理與模式識別等多學(xué)科領(lǐng)域，是一個技術(shù)密集型的高科技產(chǎn)品。工業(yè)CT廣泛應(yīng)用在汽車、材料、航天、航空、軍工、國防等產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，為檢測航天運(yùn)載火箭及飛船航空發(fā)動機(jī)、大型武器的檢測、地質(zhì)結(jié)構(gòu)的分析以及機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量的重要檢測手段。,二超聲波檢測,超聲波在介質(zhì)中的傳播方式隨振源在介質(zhì)上施力方向與聲波傳播方向不同分為縱波、橫波和表面波。聲波屬于機(jī)械波范疇。超過人耳聽覺（16Hz20KHz），頻率大于20千赫茲的聲波叫超聲波。用于工業(yè)檢測的超聲波，頻率為0.425兆赫茲，其中用得最多的是15兆赫茲。較低頻率用于檢測粗晶材料和衰減較大的材料較高頻率用于檢測細(xì)晶材料和要求高靈敏度處。超聲波具有頻率高、波長短、傳播能量大、穿透力強(qiáng)、指向性好的特點(diǎn)。超聲波在均勻介質(zhì)中沿直線傳播，遇到界面時發(fā)生反射和折射.并且可以在任何彈性介質(zhì)(固體、液體和氣體)中傳播。在工業(yè)超聲波探傷中傳播介質(zhì)主要是固體，液體作為藕合劑以減少聲能損失。,超聲波檢測實(shí)際上就是利用超聲波通過兩種介質(zhì)的界面時發(fā)生反射和折射的特性來探測零件內(nèi)部的缺陷。超聲波檢測方法按波的傳播方式分為脈沖反射法和透射法。目前用得最多的是脈沖反射法，在顯示超聲信號方面，目前用得最多而且較為成熟的是A顯示。脈沖反射波法是利用脈沖發(fā)生器發(fā)出的電脈沖激勵探頭晶體產(chǎn)生超聲脈沖波。超聲波以一定的速度向零件內(nèi)部傳播。遇到缺陷的波發(fā)生反射，得到缺陷波,其余的波則繼續(xù)傳播至零件底面后發(fā)生反射，得到底波。探頭接收發(fā)射波、缺陷波和底波，放大后顯示在熒光屏上。,2.1超聲波的發(fā)生及其性質(zhì),1.超聲波的發(fā)生和接收超聲波探傷用的高頻超聲波是通過壓電換能器獲得的。所謂壓電效應(yīng)是指將電振動轉(zhuǎn)換成機(jī)械振動或?qū)C(jī)械振動轉(zhuǎn)換成電振動物理現(xiàn)象。壓電材料主要采用石英、鈦酸鋇、鋯鈦酸鉛和硫酸鋰。通常在超聲波探傷中只使用一個晶片，這個晶片既作發(fā)射又作接收。,2.超聲波的種類,超聲波在不同介質(zhì)中傳播的波型不同：空氣中和水中只有聲波的介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)振動方向與傳播方向一致的波能傳播，叫做縱波。因固體介質(zhì)能承受剪切應(yīng)力，所以可在其中傳播多種波型，除了縱波外還有介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)振動方向和波傳播的方向垂直的波，叫做橫波。此外，還有在固體介質(zhì)的表面?zhèn)鞑サ谋砻娌ê驮诒“逯袀鞑サ陌宀?，它們都可用來探傷?3.超聲波特征參數(shù),聲速：聲速是由傳播介質(zhì)的彈性系數(shù)、密度以及聲波的種類決定的，它與頻率和晶片沒有關(guān)系。水中的聲速約為1500米/秒，鋼中縱波的聲速約為5900米/秒，橫波的聲速約為3230米/秒，表面波的聲速約為3007米/秒。波長：波在一個周期內(nèi)或者說質(zhì)點(diǎn)完成一次振動所經(jīng)過的路程稱為波長，用表示，根據(jù)頻率f和波速C的定義，三者有下式關(guān)系：C=f,超聲場：被超聲所充滿的空間范圍稱為超聲場聲壓：超聲場某一點(diǎn)某一順時所具有的壓強(qiáng)與沒有超聲波存在時的靜態(tài)壓強(qiáng)之差聲強(qiáng)：在垂直于超聲波傳播方向上單位面積單位時間內(nèi)通過的超聲能量。聲阻抗：密度與聲速的乘積。分貝：是聲壓與聲強(qiáng)的計量單位,3.超聲場及其特征量,4.界面的反射和透射,當(dāng)超聲波傳到缺陷、被檢物底面或者異種金屬結(jié)合面，即兩種不同聲阻抗的物質(zhì)組成的界面時，會發(fā)生反射。（1）垂直入射時的反射和透射R=(Z2-Z1)/(Z2+Z1)D=2Z2/(Z2+Z1)（2）斜射時的反射和透射,5.指向性,聲束集中向一個方向幅射的性質(zhì)，叫做聲波的指向性。高頻超聲波具有良好的指向性，這有利于超聲波探傷發(fā)現(xiàn)缺陷，確定缺陷位置。如圖7.3-5所示，晶片發(fā)出的超聲波，在某一個范圍內(nèi)，聲速是不擴(kuò)散的，可是，發(fā)射到一定距離后，由于晶片的制約力減弱，波束就擴(kuò)散了。超聲波探頭的聲場中，在一定角度中包含了大部分的超聲波能量，這個角度就叫做指向角（或叫半擴(kuò)散角）。指向角0與超聲波波長，晶片直徑D的關(guān)系為：0=arcsin（1.12/D）（7.3-8）頻率愈高（即波長愈短），晶片愈大，則指向角就愈小，目前實(shí)際應(yīng)用的探頭，其指向角在幾度到十幾度之間。,7.小物體上的超聲波反射,當(dāng)超聲波碰到缺陷時，會反射和散射?？墒牵绻毕莸某叽缧∮诓ㄩL的一半時，由于衍射，波就會繞過缺陷傳播，這樣波的傳播就與缺陷的存在與否沒有關(guān)系了。因此，在超聲波探傷中，缺陷尺寸的檢出極限約為超聲波波長的一半。缺陷的尺寸愈大，愈容易反射。但由于缺陷形狀和方向不同，其反射的方式也有所不同。超聲波與光波十分相似，具有直線前進(jìn)的性質(zhì)，其反射的方式如圖7.3-6所示。假如超聲波垂直地入射到平面狀的反射體（如裂紋）時，大部分反射波都返回到晶片，可以得到很高的缺陷回波，可是球形缺陷（如氣孔）的反射波因為是各個方向的反射，回到晶片的反射波較少，所以缺陷回波較低。另外，雖然是平面狀缺陷，但如果是傾斜的話，也可能幾乎沒有反射波返回晶片。從超聲波入射面（即探傷面）的對面，即工件的底面，反射回來的超聲波叫做底面回波。,2.2超聲波檢測的原理和方法,超聲波的垂直入射縱波探傷和傾斜入射的橫波探傷是超聲波探傷中兩種主要探傷方法。兩種方法各有用途互為補(bǔ)充：縱波探傷主要能發(fā)現(xiàn)與探測面平行或稍有傾斜的缺陷，主要用于鋼板、鍛件、鑄件的探傷；斜射的橫波探傷，主要能發(fā)現(xiàn)垂直于探測面或傾斜較大的缺陷，主要用于焊縫的探傷。,2.垂直探傷法,2.斜射探傷法,在斜射法探傷中，由于超聲波在被檢物中是斜向傳播的，超聲波是斜向射到底面，所以不會有底面回波。因此，不能再用底面回波調(diào)節(jié)來對缺陷進(jìn)行定位。而要知道缺陷位置，需要用適當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)試塊來把示波管橫坐標(biāo)調(diào)整到適當(dāng)狀態(tài)。通常采用CSK-1A和橫孔試塊來進(jìn)行調(diào)整。,三種調(diào)節(jié)方法:深度、距離、聲程,2.3試塊,試塊的用途：用試塊作為調(diào)節(jié)儀器、定量缺陷的參考依據(jù)，是超聲探傷的一個特點(diǎn)。超聲探傷的試塊上有各種已知的特征，例如特定的尺寸、規(guī)定形狀和尺寸的人工缺陷，如平底孔、橫通孔、凹槽等。試塊在超聲探傷中的用途主要有三方面：（1）確定合適的探傷方法。在超聲探傷中，可以應(yīng)用在某個部位有某種人工缺陷（平底孔、槽等）的試塊來摸索探傷方法。在這種試塊上摸到的探傷規(guī)律和方法，可應(yīng)用到與試塊同材質(zhì)、同形式、同尺寸的工件探傷中去。（,2）確定探傷靈敏度和評價缺陷大小。對于不同種類，不同厚度、不同要求的工件，需要不同的探傷靈敏度。為了確定探傷時的靈敏度，就需要帶有各種人工缺陷的試塊，用人工缺陷的波高來表示探傷靈敏度，這是試塊常用的一種方法。為了評價工件中某一深度處缺陷大小，用試塊中同一深度各種尺寸的人工缺陷與之相比較，這就是探傷中應(yīng)用的缺陷當(dāng)量法。（3）校驗儀器和測試探頭性能。通過試塊可以測試儀器聲或探頭的性能，以及儀器和探頭連接在一起的系統(tǒng)綜合性能。,試塊的種類根據(jù)試塊的用途，可分為三大類：（1）調(diào)節(jié)儀器及測試探頭的試塊，如標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的CSK-1A試塊。（2）縱波探傷用試塊，人工缺陷為平底孔。（3）橫波探傷用試塊，人工缺陷為橫孔，如標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的CSK-A和A試塊。,2.4超聲波檢測工藝要點(diǎn),1.檢測方法的分類超聲波探傷有多種分類方法：（1）按原理分類。超聲波探傷按原理來分：有脈沖反射法、穿透法和共振法三種。目前用得最多的是脈沖反射法。（2）按顯示方式分類。按超聲波探傷圖形的顯示方式分：有A型顯示、B型顯示、C型顯示等。目前用得最多的是A型顯示探傷法。（3）按探傷波型分類。按超聲波的波型來分，脈沖反射法大致可分為縱波探傷法（直射探傷法）、橫波探傷法（斜射探傷法）、表面波探傷法和板波探傷法4種。用的較多的是縱波和橫波探傷法。（4）按探頭數(shù)量：單探頭、多探頭（5）按接觸方法：直接接觸、水浸,1.脈沖反射法超聲波探頭發(fā)射脈沖波到被檢試件內(nèi)，根據(jù)反射波的情況來檢測試件缺陷的方法，稱為脈沖反射法。脈沖反射法包括缺陷回波法、底波高度法和多次底波法。2.穿透法穿透法是依據(jù)脈沖波或連續(xù)波穿透試件之后的能量變化來判斷缺陷情況的一種方法。穿透法常采用兩個探頭，一收一發(fā)，分別放置在試件的兩側(cè)進(jìn)行探測。3.共振法若聲波（頻率可調(diào)的連續(xù)波）在被檢工件內(nèi)傳播，當(dāng)試件的厚度為超聲波的半波長的整數(shù)倍時，將引起共振，儀器顯示出共振頻率。當(dāng)試件內(nèi)存在缺陷或工件厚度發(fā)生變化時，將改變試件的共振頻率，依據(jù)試件的共振頻率特性，來判斷缺陷情況和工件厚度變化情況的方法稱為共振法。共振法常用于試件測厚。,A、B、C顯示,A型顯示是一種波形顯示，探傷儀的屏幕的橫坐標(biāo)代表聲波的傳播距離，縱坐標(biāo)代表反射波的幅度。由反射波的位置可以確定缺陷位置，由反射波的幅度可以估算缺陷大小。,B型顯示是一種圖象顯示，屏幕的橫坐標(biāo)代表探頭的掃查軌跡，縱坐標(biāo)代表聲波的傳播距離，因而可直觀地顯示出被探工件任一縱截面上缺陷的分布及缺陷的深度。,C型顯示也是一種圖象顯示，屏幕的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)都代表探頭在工件表面的位置，探頭接收信號幅度以光點(diǎn)輝度表示，因而當(dāng)探頭在工件表面移動時，屏上顯示出被探工件內(nèi)部缺陷的平面圖象，但不能顯示缺陷的深度。,2基本操作探傷時機(jī)探傷方法探傷儀器探傷方向和掃除面頻率的選擇探頭選擇晶片、折射角探傷面修整耦合探傷靈敏度,2.6關(guān)于超聲波檢測特點(diǎn)的概括,超聲波檢測的優(yōu)點(diǎn)和局限性概括如下：（1）面積型缺陷的檢出率較高，而體積型缺陷的檢出率較低。從理論上說，反射超聲波的缺陷面積越大，回波越高，越容易檢出，因為面積型缺陷反射面積大而體積型缺陷反射面積小，所以面積型缺陷的檢出率高。實(shí)踐中，對較厚（約30mm以上）焊縫的裂紋和未熔合缺陷檢測，超聲波檢測確實(shí)比射線照相靈敏。但在較薄的焊縫中，這一結(jié)論不一定成立。必須注意，面積型缺陷反射波并不總是很高的，有些細(xì)小裂紋和未熔合反射波并不高，因而也有漏檢的例子。此外，厚焊縫中的未熔合缺陷反射面如果較光滑，單探頭檢測可能接收不到回波，也會漏檢。（2）適宜檢驗厚度較大的工件，不適宜檢驗較薄的工件。超聲波對鋼有足夠的穿透能力，檢測直徑達(dá)幾米的鍛件，厚度達(dá)上百毫米的焊縫并不太困難。另外，對厚度大的工件檢測，表面回波與缺陷波容易區(qū)分。因此相對于射線檢測來說，超聲波更加適宜檢驗厚度較大的工件。但對較薄的工件，例如厚度小于8mm的焊縫和6mm的板材，進(jìn)行超聲波檢測檢驗則存在困難。薄焊縫檢測困難是因為上下表面形狀回波容易與缺陷波混淆，難以識別；薄板材檢測困難除了表面回波容易與缺陷波混淆的問題外，還因為超聲波探傷存在盲區(qū)以及脈沖寬度影響縱向分辨率。,（3）應(yīng)用范圍廣，可用于各種試件。超聲波探傷應(yīng)用范圍包括對接焊縫、角焊縫、T型焊縫、板材、管材、棒材、鍛件、以及復(fù)合材料等。但與對接焊縫檢測相比，角焊縫、T型焊縫檢測工藝相對不成熟，有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)也不夠完善。板材、管材、棒材、鍛件、以及復(fù)合材料的內(nèi)部缺陷檢測超聲波是首選方法。（4）檢測成本低、速度快，儀器體積小，重量輕，現(xiàn)場使用較方便。便攜式手工探傷超聲波儀器有模擬式和數(shù)字式兩種，模擬式儀器1-2萬元，數(shù)字式儀器4-8萬元。檢測過程消耗材料費(fèi)用很少。正常情況下，一個檢測人員一天能檢測數(shù)十米焊縫，檢測結(jié)果當(dāng)場就能得到。目前數(shù)字式儀器的體積只有詞典大小，重2-3公斤，與射線儀器相比，現(xiàn)場使用要方便得多。,（5）無法得到缺陷直觀圖象，定性困難，定量精度不高超聲波探傷是通過觀察脈沖回波來獲得缺陷信息的。缺陷位置根據(jù)回波位置來確定，對小缺陷（一般10mm以下）可直接用波高測量大小，所的結(jié)果稱為當(dāng)量尺寸；對大缺陷，需要移動探頭進(jìn)行測量，所的結(jié)果稱指示長度或指示面積。由于無法得到缺陷圖象，缺陷的形狀、表面狀態(tài)等特征也很難獲得，因此判定缺陷性質(zhì)是困難的。在定量方面，所謂缺陷當(dāng)量尺寸、指示長度或指示面積與實(shí)際缺陷尺寸都有誤差，因為波高變化受很多因素影響。超聲波對缺陷定量的尺寸與實(shí)際缺陷尺寸誤差幾毫米甚至更大，一般認(rèn)為是正常的。近些年來，在超聲波定性和定量技術(shù)方面有一些進(jìn)展。例如用不同掃查手法結(jié)合動態(tài)波形觀察對缺陷定性、采用聚焦探頭對缺陷定量、以及各種成像技術(shù)等等，但實(shí)際應(yīng)用效果還不能令人滿意。,（6）檢測結(jié)果無直接見證記錄。由于不能象射線照相那樣留下直接見證記錄，超聲波檢測結(jié)果的真實(shí)性、直觀性、全面性和可追蹤性都比不上射線照相。超聲波檢測的可靠性在很大程度上受檢測人員責(zé)任心和技術(shù)水平的影響，如果檢測方法選擇不當(dāng)，或工藝制訂不當(dāng)，或操作方面失誤，有可能導(dǎo)致大缺陷漏檢。而對超聲波檢測結(jié)果的審核或復(fù)查是困難的，因其錯誤的檢測結(jié)果不象射線照相那樣容易發(fā)現(xiàn)和糾正，這是超聲波檢測的一大不足。近年來發(fā)展的數(shù)字式超聲波探傷儀雖然能記錄波形，但仍不能算檢測結(jié)果的直接見證記錄。只有做到對檢測全過程的探頭位置、回波反射點(diǎn)位置、以及回波信號三者關(guān)聯(lián)記錄，才能算真正的檢測直接記錄，而這對于便攜式超聲波儀器和手工探傷方法來說，是很困難的。（7）對缺陷在工件厚度方向上的定位較準(zhǔn)確。這一條是相對于射線照相來說的。由于射線照相無法對缺陷在工件厚度方向上定位，通常對射線照相發(fā)現(xiàn)的缺陷用超聲波檢測定位。,（8）材質(zhì)、晶粒度對探傷有影響。晶粒粗大的材料，例如鑄鋼、奧氏體不銹鋼焊縫，未經(jīng)正火處理的電渣焊焊縫等，一般認(rèn)為不宜用超聲波進(jìn)行探傷。這是因為粗大晶粒的晶界會反射聲波，在屏幕上出現(xiàn)大量“草狀回波”，容易與缺陷波混淆，因而影響檢測可靠性。近年來對奧氏體不銹鋼焊縫超聲波探傷技術(shù)進(jìn)行了專門研究，如果采用特殊的探頭（縱波窄脈沖探頭）降低信噪比，并制訂專門工藝，可以實(shí)施奧氏體不銹鋼焊縫超聲波檢測，其精度和可靠性基本上是能夠保證的。（9）工件不規(guī)則的外形和一些結(jié)構(gòu)會影響檢測。例如臺，槽，孔較多的鍛件，不等厚削薄的焊縫，管板與筒體的對接焊縫，直邊較短的封頭與筒體連接的環(huán)焊縫，高頸法蘭與管子對接焊縫等。對鍛件，一般在臺、槽、孔加工前進(jìn)行超聲波檢測。管板與筒體的對接焊縫，直邊較短的封頭與筒體連接的環(huán)焊縫一類結(jié)構(gòu)對超聲波檢測的影響主要是探頭掃查面長度不夠，可通過增加掃查面，或采用兩種角度探頭，或把焊縫磨平后檢測等方法來解決。不等厚削薄的焊縫或類似結(jié)構(gòu)的問題是掃查面不規(guī)則，對此可通過改變掃查面，或采用計算法選擇合適角度探頭和對缺陷定位等方法來解決。（10）探頭掃查面的平整度和粗糙度對超聲波檢測有一定影響。一般軋制表面或機(jī)加工表面即可滿足要求。嚴(yán)重腐蝕表面、鑄、鍛原始表面無法實(shí)施檢測。用砂輪打磨處理表面要特別注意平整度，防止溝槽和凹坑的產(chǎn)生，否則嚴(yán)重影響,超聲相控陣技術(shù),3磁粉探傷,利用磁源對被檢工件進(jìn)行局部磁化，若被測工件表面光滑內(nèi)部沒有缺陷,磁通將全部通過被測工件。若材料表面或近表面存在缺陷時,會導(dǎo)致缺陷處及其附近區(qū)域磁導(dǎo)率降低，磁阻增加,從而使缺陷附近的磁場發(fā)生畸變，如圖1所示,它們可能分為三部分,即大部分磁通在工件內(nèi)部繞過缺陷。少部分磁通穿過缺陷。還有部分磁通離開工件的上、下表面經(jīng)空氣繞過缺陷。磁粉堆集現(xiàn)象又稱磁粉痕跡或叫磁痕。,磁粉探傷,磁粉探傷和漏磁檢測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)生局部畸而產(chǎn)生漏磁場，吸附施加在工件表面的磁粉，形成在合適光照下目視可見的磁痕，從而顯示不連續(xù)的位置、形狀和大小。所謂漏磁檢測是指：鐵磁材料被磁化后，其表面和近表面缺陷在材料表面形成漏磁場，通過傳感器檢測漏磁場來發(fā)現(xiàn)缺陷的無損檢測技術(shù)。磁粉檢測技術(shù)也是一種漏磁檢測，但習(xí)慣上人們把用傳感器測量漏磁通的檢測方法稱為漏磁檢測，而把用磁粉檢測漏磁通的方法稱為磁粉檢測，且將它們并列為兩種檢測方法,磁粉探傷,磁粉探傷適用范圍鐵磁性材料表面和近表面尺寸很小，間隙極窄，目視難以看出的不連續(xù)性（長0.1mm,寬為微米級的裂紋）；未加工的原材料、加工的半成品、成品工件及在役或使用過的零部件進(jìn)行探傷，還能對板材、型材、管材、棒材、焊接件、鑄件及鍛件進(jìn)行探傷；可以發(fā)現(xiàn)裂紋、夾雜、發(fā)紋、白點(diǎn)、折疊、冷隔和疏松等缺陷。,磁粉探傷,磁粉探傷的基本步驟預(yù)處理；磁化工件；施加磁懸液；觀察和評定磁痕顯示；退磁；后處理；,磁粉探傷的優(yōu)點(diǎn),可檢測出鐵磁性材料表面和近表面的缺陷；能直觀地顯示出缺陷的位置、形狀、大小和嚴(yán)重程度；具有很高的檢測靈敏度，可檢測微米級寬度的缺陷；單個工件檢驗速度快，工藝簡單，成本低，污染輕；結(jié)合使用各種磁化方法，幾乎不受工件大小和幾何形狀的影響；檢測缺陷的重復(fù)性好；可檢驗受腐蝕的表面。,磁粉探傷的局限性,只能檢測鐵磁性材料；只能檢測表面或近表面缺陷；點(diǎn)狀缺陷和與工件表面夾角小于20度的層不易發(fā)現(xiàn)；受幾何形狀影響，易產(chǎn)生非相關(guān)顯示；有通電法和觸頭法，易燒傷工件；表面打磨；,磁力線用途,假想的，用于形象地描述磁場的大小、方向和分布情況?？捎么帕€的疏密程度反映磁場的大小，在磁力線密的地方磁場大，在磁力線稀的地方磁場小，磁力線上每點(diǎn)的切線方向與該點(diǎn)的磁場方向一致。磁力線的特征：磁力線是連續(xù)的閉合線；磁力線互不相交；磁力線可描述磁場的大小和方向；磁力線沿磁阻最小的路徑通過。,物理基礎(chǔ),磁場強(qiáng)度磁場大小和方向的總稱。（A/m)磁通和磁通密度磁場中垂直穿過某一截面的磁力線的條數(shù)單位面積上的磁通量磁介質(zhì)能影響磁場的物質(zhì)順磁性材料；抗磁性材料；鐵磁性材料,物理基礎(chǔ),磁導(dǎo)率磁感應(yīng)強(qiáng)度與磁場強(qiáng)度的比值。磁導(dǎo)率表示材料被磁化的難易程度。真空磁導(dǎo)率、相對磁導(dǎo)率磁導(dǎo)率不是常數(shù)，而是隨磁場大小不同而改變的變量，有最大值和最小值；在一定的外加磁場強(qiáng)度下，材料的磁導(dǎo)率越高，工件越易被磁化，材料的磁感應(yīng)強(qiáng)度越大，漏磁場強(qiáng)度越大磁疇鐵磁性材料內(nèi)部自發(fā)磁化的大小和方向基本無均勻一致的小區(qū)域,物理基礎(chǔ),磁化過程磁疇磁矩轉(zhuǎn)動；磁疇壁發(fā)生位移；,磁滯回線,鐵磁性工件在交變磁場的作用下，由于在工件上磁感應(yīng)強(qiáng)度變化滯后于磁化場的變化，形成一個葉子形的閉合回線，稱為磁滯回線。,物理基礎(chǔ),軟磁材料高磁導(dǎo)率；低剩磁；低矯頑力；低磁阻；易退磁硬磁材料低磁導(dǎo)率；高剩磁；高矯頑力；高磁阻；難退磁,電流的磁場,導(dǎo)體外部的磁場強(qiáng)度,導(dǎo)體內(nèi)部的磁場強(qiáng)度,交直流電磁化磁感應(yīng)強(qiáng)度分布,交直流電磁化磁感應(yīng)強(qiáng)度分布,鋼管的直流磁化鋼管的交流磁化,通電線圈的磁場,通電線圈中心的磁場強(qiáng)度短螺管線圈有限長螺管線圈無限長螺管線圈,漏磁場,鐵磁性材料和工件磁化后，在不連續(xù)處或磁路截面變化處，磁感應(yīng)線離開和進(jìn)入表面形成的磁場稱為漏磁場影響漏磁場大小因素外加磁場強(qiáng)度的影響；缺陷位置和形狀的影響；(深度、方向、深寬比）工件表面覆蓋層的影響；工件材料及狀態(tài)的影響。(晶粒、含碳量、熱處理、合金元素、冷加工等）,磁化方法,磁場方向與發(fā)現(xiàn)缺陷的關(guān)系,選擇磁化方法考慮的因素,工件的尺寸大??；工件的外形結(jié)構(gòu)；工件的表面狀態(tài)；根據(jù)工件過去斷裂情況和應(yīng)力分布，分析可能產(chǎn)生缺陷的部位和方向，選擇合適的磁化方法。,磁化方法分類,周向磁化（軸向通電法、觸頭法、中心導(dǎo)體法、平行電纜法）縱向磁化(線圈法、磁軛法）多向磁化,磁化電流,交流電整流電永磁體用于探傷的磁化電流可采用直流電或交流電。為了獲得強(qiáng)磁場和安全工作,選用低壓大電流，一般電壓在l2V以下，電流則視零件大小校經(jīng)驗公式求得。采用交流電磁化可探測表面下2mm以內(nèi)的缺陷，采用直流電磁化可探測表面下6mm以內(nèi)的缺陷。,交流磁化的優(yōu)點(diǎn),優(yōu)點(diǎn)用交流電濕法檢驗，發(fā)現(xiàn)工件細(xì)微的表面缺陷靈敏度高；退磁容易；能夠?qū)崿F(xiàn)多向磁化和感應(yīng)電流法磁化；電流方向不斷變化有利于磁粉遷移；磁化變截面工件，磁場分布均勻；可用于評價直流電發(fā)現(xiàn)的磁痕，以鑒別缺陷的深淺；交流電兩次磁化工序間可以不退磁；適用于對在役工件表面疲勞裂紋的檢測；設(shè)備簡單。,交流磁化的缺點(diǎn),檢測缺陷的深度??；用于剩磁法檢驗時，受交流電斷電相位的影響，有可能產(chǎn)生剩磁偏小使缺陷漏檢。,磁粉探傷設(shè)備,固定式探傷機(jī)移動式探傷機(jī)便攜式探傷機(jī),磁粉,按磁痕觀察分為熒光磁粉和非熒光磁粉；按施加方式分為濕法磁粉和干法磁粉；,標(biāo)準(zhǔn)試塊,用途用于檢驗磁粉探傷設(shè)備、磁粉和磁懸液的綜合性能（系統(tǒng)靈敏度）；用于檢測被檢工件表面的磁場方向，有效磁化范圍和大致的有效磁場強(qiáng)度；用于考察所用的探傷工藝規(guī)程和操作方法是否妥當(dāng)；當(dāng)無法計算磁化規(guī)范時，可大致確定較理想的磁化規(guī)范類型A型、C型、D型和M1型四種,A型試片的工件原理,將A型試片刻槽的一面緊貼（用透明膠紙粘貼緊）在被檢工件表面，當(dāng)工件磁化后，工件表面的A型試片也被磁化，并在試片刻槽處形成漏磁場，當(dāng)進(jìn)行濕法連續(xù)檢驗時，在A型試片上可以觀察到與磁場方向垂直的兩條清晰圓弧形磁痕。如果繼續(xù)增大磁化電流，則圓弧形磁痕的長度就沿著刻槽增長，磁痕高度也增加。因此，根據(jù)A型試片上的磁痕顯示，就可以判斷工件表面的磁場方向和大致的有效磁場強(qiáng)度。,磁粉探傷工藝,連續(xù)法和剩磁法在外加磁場磁化的同時，將磁粉或磁懸液施加到工件上進(jìn)行磁粉探傷的方法；常用的鐵磁性材料和工件一般可采用。停止磁化后，再將磁懸液施加到工件上進(jìn)行磁粉探傷的方法。剩磁法主要用于經(jīng)過熱處理的高碳鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼，矯頑力在800A/m，剩磁在0.8T以上者。濕法和干法將磁粉懸浮在載液中進(jìn)行磁粉探傷的方法；以空氣為載體用干磁粉進(jìn)行磁粉探傷的方法。磁懸液是以水或油為分散介質(zhì)，加入磁粉配成的懸浮液，配制濃度一般為：非熒光磁粉10-20g/L,熒光磁粉1-3g/L,磁化規(guī)范,制定磁化規(guī)范考慮的因素根據(jù)工件的材料、熱處理狀態(tài)和磁特性，確定采用連續(xù)法還是剩磁法及相應(yīng)的磁化規(guī)范；根據(jù)工件尺寸、形狀、表面狀態(tài)和欲檢缺陷的幾何形狀和位置，確定磁化方法、磁化電流種類、有效探傷范圍及相應(yīng)的磁化規(guī)范。制定磁化規(guī)范的方法：用經(jīng)驗公式計算；用儀器測量工件表面的磁場強(qiáng)度；測繪鋼材磁特性曲線；用標(biāo)準(zhǔn)試片確定大致的磁化規(guī)范。,退磁,原理將工件置于交變磁場中，產(chǎn)生磁滯回線，當(dāng)交變磁場的幅值逐漸遞減時，磁滯回線的軌跡也越來越小，當(dāng)磁場強(qiáng)度降為零時工件中殘留的剩磁也接近于零。,退磁原因:由于鐵磁性材料的頑磁性使經(jīng)探傷的零件內(nèi)有剩磁,剩磁會使回轉(zhuǎn)零件吸附鐵屑而加劇磨損和使儀表工作不正常。經(jīng)磁粉探傷的零件必須退磁.退磁操作:零件磁粉探傷后還要經(jīng)700以上熱處理，可不進(jìn)行退磁。一般用交流電磁化的工件，用交流電退磁，退磁時電流強(qiáng)度應(yīng)大于磁化電流強(qiáng)度，只要把磁化電流強(qiáng)度逐步減少到零工件就退磁了；而用直流電磁化的工件就用直流電退磁，退磁電流也要強(qiáng)過磁化電流，只要將退磁電流的方向不斷來回改變，強(qiáng)度逐級減少到零，工件也就退磁了。把磁粉探傷后的零件從一個通交流電的螺線管中慢慢抽出，由于螺線管的磁極方向不斷改變，所以工件也就退磁了。此法對用交流電磁化還是對直流電磁化的工件均適用。,磁痕分析,偽顯示由非漏磁場形成的磁痕稱為偽顯示非相關(guān)顯示由于工件截面突變或材料磁導(dǎo)率差異等原因產(chǎn)生漏磁場形成的磁痕顯示稱為非相關(guān)顯示相關(guān)顯示由缺陷產(chǎn)生的漏磁場形的磁痕顯示稱為相關(guān)顯示,非相關(guān)顯示產(chǎn)生原因,磁極和電極附近因磁通密度太大產(chǎn)生的非相關(guān)顯示；因磁化過的工件相互接觸產(chǎn)生的磁寫顯示；工件截面突變產(chǎn)生的非相關(guān)顯示；兩種材料交界處因磁導(dǎo)率差異產(chǎn)生的非相關(guān)顯示；局部冷作硬化使材料變硬使磁導(dǎo)率變化產(chǎn)生的非相關(guān)顯示；金相組織不均勻引起磁導(dǎo)率差異產(chǎn)生的非相關(guān)顯示；磁化電流過大產(chǎn)生的非相關(guān)顯示,影響磁粉探傷靈敏度的因素,磁場大小和方向選擇磁化方法的選擇磁粉的性能磁懸液的濃度設(shè)備的性能工件形狀和表面粗糙度缺陷的性質(zhì)、形狀和埋藏深度正確的工藝操作探傷人員的素質(zhì)照明條件,4滲透檢測,滲透檢測滲透檢測是一種以毛細(xì)管作用原理為基礎(chǔ)的檢測表面開口缺陷的無損檢測方法。滲透探傷是基于液體的毛細(xì)管作用和固體染料在一定條件下的發(fā)光現(xiàn)象。原理：零件表面被施涂含有熒光染料或著