無損檢測(cè)（第2版） 習(xí)題答案 林莉

無損檢測(cè)（第2版）課后習(xí)題答案第一章超聲檢測(cè)試述超聲波的特點(diǎn)和適用范圍。超聲波特點(diǎn)：（1）超聲波的方向性好。超聲波具有像光波一樣良好的方向性，經(jīng)過專門的設(shè)計(jì)可以定向發(fā)射，猶如手電筒的燈光可以在黑暗中幫助人的眼睛探尋物體一樣，利用超聲波可在被檢對(duì)象中進(jìn)行有效的探測(cè)。（2）超聲波的穿透能力強(qiáng)。對(duì)于大多數(shù)介質(zhì)而言，它具有較強(qiáng)的穿透能力。例如在一些金屬材料中，其穿透能力可達(dá)數(shù)米。（3）超聲波的能量高。超聲檢測(cè)的工作頻率遠(yuǎn)高于聲波的頻率，超聲波的能量遠(yuǎn)大于聲波的能量。研究表明，材料的聲速、聲衰減、聲阻抗等特性攜帶有豐富的信息，并且成為廣泛應(yīng)用超聲波的基礎(chǔ)。（4）遇有界面時(shí)，超聲波將產(chǎn)生反射、折射和波型轉(zhuǎn)換。人們利用超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)的這些物理現(xiàn)象，經(jīng)過巧妙的設(shè)計(jì)，使超聲檢測(cè)工作的靈活性、精確度得以大幅度提高，這也是超聲檢測(cè)得以迅速發(fā)展的原因。（5）對(duì)人體無害。適用范圍：工業(yè)超聲檢測(cè)常用的工作頻率為0.510MHz。較高的頻率主要用于細(xì)晶材料和高靈敏度檢測(cè)，而較低的頻率則常用于衰減較大和粗晶材料的檢測(cè)。有些特殊要求的檢測(cè)工作，往往首先對(duì)超聲波的頻率作出選擇，如粗晶材料的超聲檢測(cè)常選用1MHz以下的工作頻率，金屬陶瓷等超細(xì)晶材料的檢測(cè)，其頻率選擇可達(dá)10200MHz，甚至更高。簡(jiǎn)述超聲波有哪些基本波型和分類方法？以介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向之間的關(guān)系分類可分為以下四種：縱波L：介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向相同的波叫縱波。橫波S（T）：介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直的波叫橫波。表面波R：當(dāng)超聲波在固體介質(zhì)中傳播時(shí)，對(duì)于有限介質(zhì)而言，有一種沿介質(zhì)表面?zhèn)鞑サ牟ń斜砻娌?。介質(zhì)表面的質(zhì)點(diǎn)作橢圓運(yùn)動(dòng)，橢圓的長(zhǎng)軸垂直于波的傳播方向，短軸平行于波的傳播方向，介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的橢圓振動(dòng)可視為縱波與橫波的合成。板波：在板厚和波長(zhǎng)相當(dāng)?shù)膹椥员“逯袀鞑サ某暡ń邪宀ǎɑ蛱m姆波）。板波傳播時(shí)薄板的兩表面和板中間的質(zhì)點(diǎn)都在振動(dòng)，聲場(chǎng)遍及整個(gè)板的厚度。薄板兩表面質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)為縱波和橫波的組合。除此之外，超聲波還可根據(jù)頻率范圍分為：低頻超聲波（20kHz至100kHz）、中頻超聲波（100kHz至1MHz）、高頻超聲波（1MHz以上）。按產(chǎn)生方式分為：連續(xù)型超聲波和脈沖型超聲波。何謂超聲場(chǎng)，它有哪些基本參量？充滿超聲波的空間，或在介質(zhì)中超聲振動(dòng)所波及的質(zhì)點(diǎn)占據(jù)的范圍叫超聲場(chǎng)。描述超聲波聲場(chǎng)常用的物理量包括聲壓、聲強(qiáng)、聲阻抗、質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)位移和質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度等。試分述介質(zhì)聲參量的物理意義和數(shù)學(xué)表達(dá)式。聲阻抗：超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，任一點(diǎn)的聲壓p與該點(diǎn)速度振幅V之比叫聲阻抗，常用Z表示。單位：g(cm2·s)；kg(聲速：聲波在介質(zhì)中傳播的速度稱為聲速，常用c表示。在同一種介質(zhì)中，超聲波的波型不同，其傳播速度亦各不相同，超聲波的聲速還取決于介質(zhì)的密度、彈性模量等。例如無限固體介質(zhì)中的縱波聲速：cL聲衰減系數(shù)：超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，隨傳播距離的增加能量逐漸減弱的現(xiàn)象叫做超聲波的衰減。在傳聲介質(zhì)中，單位距離內(nèi)某一頻率下聲波能量的衰減值叫做該頻率下介質(zhì)的衰減系數(shù)，常用表示。單位為dB/m或dB/cm。簡(jiǎn)述超聲波垂直入射時(shí)的r、t、R、T及界面兩側(cè)必須滿足的邊界條件。r、t、R、T分別滿足如下邊界條件：r=t=R=T=在垂直入射時(shí)，介面兩側(cè)的聲波必須滿足以下兩個(gè)邊界條件：（1）一側(cè)總聲壓等于另一側(cè)總聲壓。否則界面兩側(cè)受力不等，將會(huì)發(fā)生界面運(yùn)動(dòng)。（2）兩側(cè)質(zhì)點(diǎn)速度振幅相等，以保持波的連續(xù)性。默寫斯涅爾定律，第一、第二臨界角的數(shù)學(xué)表達(dá)式。斯涅爾定律：sin式中，是入射角，β是折射角，是反射角，L代表縱波，S代表橫波。第一臨界角：第二臨界角：何謂超聲波的聚焦？簡(jiǎn)述水浸聚焦探頭的設(shè)計(jì)思路。超聲波的聚焦是指將超聲波能量集中到一個(gè)特定的區(qū)域或點(diǎn)上，以增強(qiáng)其在該區(qū)域的作用。水浸聚焦探頭是根據(jù)平面波入射到c1c2的凸曲面上時(shí)，透射波將產(chǎn)生聚焦的原理設(shè)計(jì)制作的，水浸聚焦探頭由壓電晶片和具有一定曲率半徑的凹面聲透鏡兩部分組成，聲束在水中焦距為聲透鏡曲率半徑，在介質(zhì)中焦距為f=C1C1?C2r何謂超聲場(chǎng)的近場(chǎng)區(qū)、遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)和指向性？超聲場(chǎng)的近場(chǎng)區(qū)：超聲波從發(fā)射源傳播出后，距離發(fā)射源較近的區(qū)域，聲場(chǎng)的性質(zhì)受到發(fā)射源的影響，波束未完全展開，能量密度不均勻。在聲場(chǎng)中，稱x<N的區(qū)域?yàn)槁曉吹慕鼒?chǎng)區(qū)，最后一個(gè)聲壓最大值至聲源的距離N稱為近場(chǎng)長(zhǎng)度。N=超聲場(chǎng)的遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)：超聲波從發(fā)射源傳播出后，距離發(fā)射源較遠(yuǎn)的區(qū)域，聲場(chǎng)的性質(zhì)受波束的影響較小，波束已展開為較為均勻的平面波，能量密度分布均勻。指向性：聲場(chǎng)的指向性是指聲場(chǎng)中θ方向的聲壓振幅pmaxθ與θ為0°時(shí)的聲壓振幅pmax0之比，它表達(dá)了聲場(chǎng)中聲壓p的振幅與方向角θD當(dāng)聲源為圓形活塞聲源且直徑為D、半徑為時(shí)，用指向角（單位：度）來描述主聲束寬度，或稱半擴(kuò)散角：θ=arcsin?(1.22同一個(gè)探頭發(fā)射超聲波，傳播介質(zhì)分別為水、鋁、鋼和有機(jī)玻璃，試問，在哪種材料中超聲波的擴(kuò)散角最大？使用半擴(kuò)散角公式，易得出超聲波在鋁中擴(kuò)散角最大。θ=arcsin?(1.22簡(jiǎn)述標(biāo)準(zhǔn)試塊的作用和分類。標(biāo)準(zhǔn)試塊可用以測(cè)試探傷儀的性能、調(diào)整檢測(cè)靈敏度和聲時(shí)的測(cè)定范圍。例如我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)試塊CSK-I、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)試塊IIW、IIW2等。（IIW試塊是國(guó)際焊接協(xié)會(huì)在1958年確定為用于焊縫超聲檢測(cè)用的試塊，IIW2試塊是國(guó)際焊接學(xué)會(huì)于1974年通過的標(biāo)準(zhǔn)試塊。）一定頻率的超聲波通過聲速低的材料時(shí)，其波長(zhǎng)將比通過聲速高的材料時(shí)：減少材料中的聲速取決于：頻率、波長(zhǎng)在給定距離上，下列對(duì)超聲波衰減最大的材料是：鑄鐵以相同的檢測(cè)靈敏度分別探測(cè)粗晶鑄鋼和調(diào)質(zhì)鍛件中的缺陷，如兩者探測(cè)面的條件相同，同樣深度處（如200mm）的缺陷回波高度也一樣，則兩者的缺陷：鑄件中的大從檢測(cè)原理分析相控陣超聲檢測(cè)的特點(diǎn)。相控陣超聲波探頭基于惠更斯原理設(shè)計(jì)，由多個(gè)相互獨(dú)立的壓電晶片組成陣列。每個(gè)晶片稱為一個(gè)陣元，按一定的規(guī)則和時(shí)序用計(jì)算機(jī)控制激發(fā)各個(gè)陣元，則各陣元的波陣面疊加形成一個(gè)新的波陣面，從而產(chǎn)生波束聚焦、偏轉(zhuǎn)等相控效果；在反射波的接收過程中，采用同樣的方法控制波束并進(jìn)行信號(hào)合成，最后將合成結(jié)果以適當(dāng)形式顯示。根據(jù)相控陣超聲原理可以總結(jié)如下幾點(diǎn)相控陣超聲特點(diǎn)：可以靈活、便捷而有效地控制聲束指向、波前形狀及聲壓分布；其焦柱長(zhǎng)度、焦點(diǎn)位置和焦斑大小在一定范圍內(nèi)連續(xù)、動(dòng)態(tài)可調(diào)。通過相位控制可以快速偏轉(zhuǎn)或者移動(dòng)聲束實(shí)現(xiàn)掃查。由于各聲束在焦點(diǎn)處的相干疊加，缺陷檢測(cè)信號(hào)的信噪比有顯著提高。相控陣超聲技術(shù)的應(yīng)用有助于改善檢測(cè)的可達(dá)性和適用性，提高檢測(cè)的精確性、重現(xiàn)性及檢測(cè)結(jié)果的可靠性，增強(qiáng)檢測(cè)的實(shí)時(shí)性和直觀性。相控陣超聲技術(shù)也存在一些局限性，比如：檢測(cè)參數(shù)多，對(duì)操作人員要求高，數(shù)據(jù)分析和缺陷評(píng)定要求高等。試分析傳統(tǒng)超聲檢測(cè)與TOFD檢測(cè)在缺陷定量方面的差異。傳統(tǒng)超聲檢測(cè)利用缺陷回波聲壓對(duì)缺陷進(jìn)行定量，這受限于很多影響因素，例如材料聲速、衰減等，通常使用當(dāng)量法、6分貝法和20分貝法對(duì)缺陷定量，對(duì)小體積缺陷定量不準(zhǔn)。TOFD檢測(cè)利用缺陷端部的衍射波來檢出缺陷并對(duì)其進(jìn)行定量，通過接收缺陷上下端衍射信號(hào)的聲時(shí)差，實(shí)現(xiàn)對(duì)缺陷的檢測(cè)及精準(zhǔn)定量，較傳統(tǒng)超聲檢測(cè)方法定量精度高。第二章射線檢測(cè)對(duì)比射線檢測(cè)和超聲檢測(cè)的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍。射線檢測(cè)優(yōu)點(diǎn)：適用于檢測(cè)體積型缺陷：能夠檢測(cè)到被測(cè)物內(nèi)部的缺陷，如裂紋、氣孔、夾雜物等。適用性廣：可用于多種材料，包括金屬、塑料、陶瓷等。不受表面條件限制：表面粗糙或涂層不會(huì)顯著影響檢測(cè)結(jié)果。射線檢測(cè)能直觀地顯示缺陷影像，便于對(duì)缺陷進(jìn)行定性、定量和定位。缺點(diǎn):健康風(fēng)險(xiǎn)：射線輻射對(duì)操作人員和周圍人員有潛在健康風(fēng)險(xiǎn)，需采取嚴(yán)格的安全措施。設(shè)備成本高：射線檢測(cè)設(shè)備和安全設(shè)施成本較高。操作要求嚴(yán)格：需要經(jīng)過專門培訓(xùn)的操作人員，且檢測(cè)過程較為繁瑣。單一方向檢測(cè)：通常只能提供從一個(gè)方向的視圖，對(duì)某些類型的缺陷可能檢測(cè)不到。超聲檢測(cè)優(yōu)點(diǎn)：深度穿透能力：可以檢測(cè)厚材料的內(nèi)部缺陷，相比于射線檢測(cè)穿透能力更強(qiáng)。適用于檢測(cè)面積型缺陷：對(duì)射線檢測(cè)不出的面積型缺陷具有較高的檢測(cè)靈敏度。即時(shí)反饋：提供即時(shí)檢測(cè)結(jié)果，方便快捷。安全性高：不存在輻射危險(xiǎn)，對(duì)操作人員和環(huán)境友好。設(shè)備相對(duì)便宜：與射線檢測(cè)相比，超聲檢測(cè)設(shè)備成本較低，便于攜帶。缺點(diǎn)：對(duì)于小體積缺陷檢測(cè)的靈敏度較低。缺陷的取向?qū)Τ暀z測(cè)靈敏度影響很大。存在盲區(qū)：超聲檢測(cè)可能存在“盲區(qū)”，即聲波束寬和死區(qū)的存在可能使得某些區(qū)域的缺陷被漏檢。適用范圍：超聲檢測(cè)特別適用于金屬和其他密度高、均勻性好的材料。由于其高穿透能力和良好的定位精度，適合于檢測(cè)厚壁組件中的內(nèi)部缺陷，如裂紋、夾雜、孔洞等。超聲檢測(cè)在測(cè)量材料厚度方面也非常有效，其優(yōu)勢(shì)在于它不僅能提供缺陷的存在與否，還能給出缺陷的具體位置、大小和可能的性質(zhì)，但其對(duì)于非均質(zhì)或多孔材料（如某些復(fù)合材料）的檢測(cè)效果較差。射線檢測(cè)適用于發(fā)現(xiàn)和評(píng)估材料內(nèi)部的缺陷和結(jié)構(gòu)問題。RT可以應(yīng)用于多種材料，包括金屬、塑料和陶瓷等，特別是對(duì)于復(fù)雜形狀或異種材料組合的檢測(cè)。它在鑄件、焊接件和鍛件的質(zhì)量評(píng)估中尤為常見，能有效檢測(cè)氣孔、裂紋和夾雜等缺陷。射線檢測(cè)的一個(gè)重要優(yōu)勢(shì)是能提供直觀的圖像記錄，便于分析和存檔。RT的使用受限于其潛在的健康風(fēng)險(xiǎn)，操作時(shí)需要嚴(yán)格的安全措施來保護(hù)工作人員和環(huán)境。X射線、γ射線和中子射線是如何產(chǎn)生的？X射線管是一種兩極電子管，將陰極燈絲通電加熱，使之白熾而放出電子。在管的兩板（燈絲與靶）間加上幾十至幾百千伏電壓后，由燈絲發(fā)出的電子即以很高的速度撞擊靶面，此時(shí)電子能量的絕大部分將轉(zhuǎn)化為熱能形式散發(fā)掉，而極少一部分以X射線能量形式輻射出來，即為X射線。γ射線是一種電磁波，可以從天然放射性原子核鐳-226、鈾-235等中產(chǎn)生，也可以從人工放射性原子核鈷-60、銥-192、銫-137、銩-170等中產(chǎn)生。用質(zhì)子、氘核、α粒子和其它帶電粒子以及γ射線來轟擊原子核，可以激發(fā)中子射線。X射線檢測(cè)的原理是什么？如何實(shí)現(xiàn)三維重構(gòu)？當(dāng)管電壓超過某一臨界值時(shí)，電子能量增高到足以使原子中的核外電子激發(fā)或脫離原子時(shí)，此時(shí)原子在低能級(jí)處于穩(wěn)定態(tài)的核外電子向高能級(jí)升遷或被擊出，從而在低能級(jí)處形成一個(gè)空穴，使原子處于不穩(wěn)定。鄰近高能級(jí)層中的核外電子就會(huì)躍至低能級(jí)，更遠(yuǎn)的高能級(jí)層中的核外電子也可能躍至較低能級(jí)空穴。這樣，當(dāng)一個(gè)內(nèi)層電子被激發(fā)，就可能引起一系列外層電子的躍遷。外層高能級(jí)上的電子向內(nèi)層低能級(jí)躍遷將釋放出多余能量，而以X射線形式呈現(xiàn)。透度計(jì)的使用原則是什么？透度計(jì)通常用與被檢工件材質(zhì)相同或射線吸收性能相似的材料制作，透度計(jì)中設(shè)有一些人為的有厚度差的結(jié)構(gòu)(孔、槽、金屬絲等)，其尺寸與被檢工件的厚度有一定的數(shù)值關(guān)系。但透度計(jì)的指示數(shù)值(孔徑、槽深或線徑等)并不等于被檢工件中可以發(fā)現(xiàn)的自然缺陷的實(shí)際尺寸，因?yàn)樽匀蝗毕莸膶?shí)際尺寸是缺陷的幾何形狀、方位和吸收系數(shù)的綜合函數(shù)。不同形狀的工件如何確定合適的透射方向？平板形工件：對(duì)平板形工件的透照方法是讓X射線從前方照射，將膠片放在被檢查部位的后面。圓管工件：使膠片與被檢部位的貼合要緊密，并使錐形中心輻射線與被檢區(qū)域中心的切面相互垂直。角形件：在檢驗(yàn)這一類工件時(shí)，X射線照射的方向多為其角的二等分線的方向。對(duì)于內(nèi)焊的角形焊、迭焊以及丁字焊的焊縫等，除上述透照法外，尚須沿坡口方向透照。管接頭焊縫：X射線照射的方向45°斜入射焊縫，并沿管旋轉(zhuǎn)焊縫。圓柱體：對(duì)于批量大的相同部件進(jìn)行射線檢測(cè)時(shí)，可以考慮制作專用的托座或夾具。但在一般情況下，是不具備這種條件的，簡(jiǎn)單而有效的辦法就是使用濾波板。濾波板一般安裝在X射線管保護(hù)罩的窗口上。厚度變化劇烈的物體的透照：將感光度不同的兩種或兩種以上型號(hào)各異的膠片同時(shí)放在試件下進(jìn)行曝光透照。在感光快的底片上觀察厚處，而在感光慢的底片上觀察薄處。如果只有一種型號(hào)的膠片，則只有按材料厚薄分別單獨(dú)曝光。對(duì)于物體的薄處可用與其密度相近的材料作補(bǔ)償塊(圖2-15a)。亦可將物體埋在與其密度相近材料的介質(zhì)(液體、骨狀物和金屬微粒)中(圖2-15b)。經(jīng)上述處理后，均可一次透照成功。不過要注意，當(dāng)使用液體或膏狀物介質(zhì)作相近材料時(shí)，要防止它們?cè)诒粰z物體表面形成氣泡，因?yàn)檫@些氣泡可在底片上造成假缺陷的影像。利用銅、鉛或錫等重金屬做成金屬增感屏。將考慮采用熒光增感屏的膠片直接進(jìn)行不增感曝光。鑄件和焊件中常見缺陷在底片上的特征是什么？氣孔在底片上呈圓形、橢圓形、長(zhǎng)形或梨形的黑斑，邊界清晰，中間較邊緣黑些，分布有單個(gè)的，有密集的或呈鏈狀分布。疏松形貌一般分為羽毛狀和海綿狀兩種。前者的圖像呈類羽毛或?qū)訔l狀的暗色影像，而后者則呈現(xiàn)為海綿狀或云狀的暗色團(tuán)塊。鑄件的縮孔在底片上呈樹枝狀、細(xì)絲或鋸齒狀的黑色影像。鑄件中的針孔一般分為圓形和長(zhǎng)形針孔兩種。前者在底片上呈近似圓形的暗點(diǎn)，而后者則呈現(xiàn)為長(zhǎng)形暗色影像，它們屬于鑄件內(nèi)部的細(xì)小孔洞，呈局部或大面積分布。熔劑夾渣在底片上呈白色斑點(diǎn)或雪花狀，有的還呈蘑菇云狀。氧化夾渣在底片上呈形狀不定而輪廓清晰的黑斑，有單個(gè)的，有密集的。夾砂對(duì)于鎂、鋁等輕金屬合金鑄件，在底片上呈近白色的斑點(diǎn)；對(duì)于黑色金屬，呈黑色斑點(diǎn)，邊界比較清晰，形狀不規(guī)則，影像密度不均勻。比鑄件金屬密度大的夾雜物呈明亮影像，反之呈黑色影像，輪廓一般較明晰，形狀不一。鑄件中的冷隔在圖像上顯示為很明顯的似斷似續(xù)的黑色條紋，形狀不規(guī)則，邊緣模糊不清。這種缺陷多半在鑄件表面上有時(shí)也有痕跡，顯示為未熔合的帶有圓角或卷邊的縫隙或凹痕。鑄件中的偏析在底片上呈現(xiàn)為攝影密度變化的區(qū)域。按生成的原因可分為比重?偏析和共晶偏析兩大類：比重偏析在底片上呈現(xiàn)為亮的斑點(diǎn)或云狀；共晶偏析在底片上多呈亮的影像，其形狀可因被填充的缺陷形狀而變化。裂紋在底片上呈黑色的曲線或直線，兩端尖細(xì)而密度漸小，有時(shí)帶有分叉。如果裂紋是發(fā)生在工件邊緣，且方向垂直于工件的端面，則裂紋在工件端面處較寬，向另一端變細(xì)。至于裂紋的清晰度隨裂紋的寬度、深度和破裂面同射線的夾角的大小而不同，有的清晰，有的極難辨認(rèn)。破裂而若同射線垂直，則一般的裂紋是不會(huì)在底片上留下影像的。γ射線和中子射線檢測(cè)的特點(diǎn)是什么？γ射線檢測(cè)特點(diǎn)：γ射線源不像X射線那樣，可以根據(jù)不同檢測(cè)厚度來調(diào)節(jié)能量(如管電壓)，它有自己固定的能量，所以要根據(jù)材料厚度、精度要求合理選取γ射線源。(2)γ射線比X射線輻射劑量(輻射率)低，所以曝光時(shí)間比較長(zhǎng)，曝光條件同樣是在曝光曲線上選擇，并且一般都要使用增感屏。(3)γ射線源隨時(shí)都在放射，不像X射線機(jī)那樣不工作就沒有射線產(chǎn)生，所以應(yīng)特別注意射線的防護(hù)工作。(4)γ射線比普通X射線穿透力強(qiáng)，但靈敏度較X射線低，它可以用于高空、水下、野外作業(yè)。在那些無水無電及其它設(shè)備不能接近的部位（如狹小的孔洞或是髙壓線的接頭等），均可使用γ射線對(duì)其進(jìn)行有效的檢測(cè)。中子射線檢測(cè)特點(diǎn)：中子射線照相檢測(cè)與X射線照相檢測(cè)和γ射線照相檢測(cè)相類似，都是利用射線對(duì)物體有很強(qiáng)的穿透能力，來實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的無損檢測(cè)。對(duì)大多數(shù)金屬材料來說，由于中子射線比X射線和γ射線具有更強(qiáng)的穿透力，對(duì)含氫材料表現(xiàn)為很強(qiáng)的散射性能等特點(diǎn)，從而成為射線照相檢測(cè)技術(shù)中又一個(gè)新的組成部分。中子通過物質(zhì)時(shí)與原子核相互作用而衰減，且不同的元素有不同的吸收系數(shù)，這和X射線，γ射線是不同的。中子不能直接使X射線膠片感光成像，而是通過一種特殊的轉(zhuǎn)換屏與X射線底片組合使用，中子與轉(zhuǎn)換屏相互作用時(shí)能產(chǎn)生α、β或γ射線使X射線膠片曝光。由于轉(zhuǎn)換屏發(fā)出的射線輻射強(qiáng)度與照射的中子射線強(qiáng)度成正比例，所以可以真實(shí)地轉(zhuǎn)換中子射線圖像。常用的轉(zhuǎn)換屏有鏑（Dy）、釓（Qd）、銠（Rh）、銀（Ag）等。如何進(jìn)行X射線、γ射線和中子射線的防護(hù)？射線防護(hù)主要有屏蔽防護(hù)、距離防護(hù)和時(shí)間防護(hù)三種防護(hù)方法：屏蔽防護(hù)法:屏蔽防護(hù)法是利用各種屏蔽物體吸收射線，以減少射線對(duì)人體的傷害，這是外照射防護(hù)的主要方法。一般根據(jù)X射線、γ射線與屏蔽物的相互作用來選擇防護(hù)材料，屏蔽X射線和γ射線以密度大的物質(zhì)為好，如貧化鈾、鉛、鐵、重混凝土，鉛玻璃等。但從經(jīng)濟(jì)、方便出發(fā)，也可采用普通材料如混凝土、巖石、磚、土、水等。對(duì)于中子的屏蔽除防護(hù)γ射線之外，還以特別選取含氫元素多的物質(zhì)為宜。距離防護(hù)法:距離防護(hù)在進(jìn)行野外或流動(dòng)性射線檢測(cè)時(shí)是非常經(jīng)濟(jì)有效的方法。這是因?yàn)樯渚€的劑量率與距離的平方成反比，增加距離可顯著的降低射線的劑量率。時(shí)間防護(hù)法:時(shí)間防護(hù)是指讓工作人員盡可能地減少接觸射線的時(shí)間，以保證檢測(cè)人員在任一天都不超過國(guó)家規(guī)定的最大允許劑量當(dāng)量（17mrem）。第三章渦流檢測(cè)什么是趨膚效應(yīng)？分析趨膚效應(yīng)對(duì)渦流檢測(cè)的利與弊。當(dāng)導(dǎo)體中通以交變電流時(shí)，會(huì)在導(dǎo)體周圍產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)也會(huì)在導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而使得沿導(dǎo)體截面的電流分布不均勻，表面電流密度最大，越往中心越小，特別是頻率高時(shí)，電流幾乎全部集中在導(dǎo)體表面附近的薄層流動(dòng)，這種電流集中于導(dǎo)體表面的現(xiàn)象稱之為趨膚效應(yīng)。一般來說，激勵(lì)頻率越高、電導(dǎo)率和磁導(dǎo)率越大，渦流越趨近于表面，渦流趨膚效應(yīng)越明顯；反之，則趨膚效應(yīng)變?nèi)?，渦流易于滲透到試件內(nèi)部。則其利弊如下所示。優(yōu)勢(shì)：由于趨膚效應(yīng)導(dǎo)致電流主要集中在材料表層，渦流檢測(cè)對(duì)表面及近表面缺陷具有較高的靈敏度，使得檢測(cè)這類缺陷更為有效。通過改變交變電磁場(chǎng)的頻率，可以調(diào)整渦流的分布深度，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同深度的缺陷進(jìn)行定向檢測(cè)，這使得渦流檢測(cè)具有較好的適應(yīng)性和靈活性。趨膚效應(yīng)限制了渦流在材料深層的分布，這意味著來自材料深處的非缺陷性質(zhì)的信號(hào)干擾會(huì)減少，有利于提高檢測(cè)的準(zhǔn)確性。弊端：趨膚效應(yīng)雖然提高了表面缺陷的檢測(cè)靈敏度，但同時(shí)也限制了渦流檢測(cè)深層缺陷的能力。對(duì)于深層缺陷，需要使用較低的頻率，這又會(huì)降低系統(tǒng)的靈敏度和分辨率。增加了對(duì)設(shè)備參數(shù)調(diào)整的要求。為了檢測(cè)到深層缺陷而使用的低頻率可能會(huì)導(dǎo)致檢測(cè)過程變慢，從而降低了檢測(cè)效率。影響渦流檢測(cè)靈敏度的因素有哪些？如何提高渦流檢測(cè)靈敏度？影響渦流檢測(cè)靈敏度的因素主要有線圈大小、缺陷位置（表面或近表面等）、激勵(lì)頻率、電導(dǎo)率和磁導(dǎo)率等。隨著頻率增加，電導(dǎo)率和磁導(dǎo)率增加，趨膚深度不斷減小，反之則趨膚深度變大。由此可知，對(duì)于深埋缺陷，需要較低的頻率，或者采用適當(dāng)?shù)姆椒ǜ淖儾牧系奶匦詤?shù)。如對(duì)于鐵磁性材料，可采用磁飽和技術(shù)將材料磁化到飽和，降低材料的磁導(dǎo)率，提高渦流滲透深度；而對(duì)于表面裂紋缺陷，采用較高的工作頻率，使感應(yīng)渦流集中在試件表面附近，提高對(duì)表面缺陷的檢測(cè)靈敏度。什么是歸一化阻抗，為什么要對(duì)檢測(cè)線圈阻抗做歸一化處理？對(duì)于渦流檢測(cè)，可以將空線圈阻抗Z0≈R1+jωL1作為一個(gè)歸一化參數(shù)，該值可以用阻抗橋或空線圈的電壓與電流之比測(cè)量。為了只研究渦流作用引起的電阻變化，將空氣中的電阻R1從檢測(cè)信號(hào)中消去，表現(xiàn)在阻抗圖上的變化，就是將橫坐標(biāo)向左平移R由于消去了初級(jí)線圈的電阻和電感，使得歸一化阻抗平面圖具有通用性，是關(guān)于影響阻抗變化的電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率、提離、頻率等變化的定量表征，根據(jù)歸一化阻抗平面圖，可分析各影響因素表現(xiàn)出的方向和大小，為根據(jù)不同的檢測(cè)要求選擇渦流檢測(cè)方法減少干擾因素提供了依據(jù)。分析磁性材料與非磁性材料阻抗平面圖異同，為什么？磁性材料的磁導(dǎo)率高，導(dǎo)致渦流探頭在其上工作時(shí)，相比非磁性材料具有更高的初始電感值。這導(dǎo)致阻抗平面圖的起點(diǎn)在電抗軸（縱軸）上更高。非磁性材料（如鋁、銅等）的磁導(dǎo)率接近空氣的磁導(dǎo)率，相對(duì)較低，導(dǎo)致探頭的初始電感較小。因此，阻抗平面圖的起點(diǎn)在電抗軸上較低。磁性材料的磁導(dǎo)率與磁場(chǎng)強(qiáng)度有非線性關(guān)系，特別是在低磁場(chǎng)下最明顯。這種非線性導(dǎo)致阻抗變化軌跡在阻抗圖上可能出現(xiàn)更為復(fù)雜的曲線形狀。非磁性材料的磁性能相對(duì)線性，這使得阻抗變化在阻抗平面圖上表現(xiàn)為較簡(jiǎn)單的直線或平滑曲線。磁性材料存在磁滯現(xiàn)象，這意味著材料的磁化狀態(tài)不僅取決于當(dāng)前的磁場(chǎng)強(qiáng)度，還取決于先前的磁化歷史。這可能導(dǎo)致阻抗平面圖上出現(xiàn)回環(huán)或更寬的軌跡。由于缺乏磁性，非磁性材料不顯示磁滯效應(yīng)，因此其阻抗圖軌跡更為簡(jiǎn)潔，沒有回環(huán)或?qū)掗煹默F(xiàn)象。渦流相似性定律是什么，在渦流檢測(cè)中有什么作用？由有效磁導(dǎo)率的定義可知，只要有效磁導(dǎo)率相同，則試件內(nèi)的渦流和磁場(chǎng)強(qiáng)度分布相同。進(jìn)一步地，由于有效磁導(dǎo)率是一個(gè)完全取決于頻率比f/fg的參數(shù)，因此只要頻率比利用該定律，可根據(jù)實(shí)際需要，對(duì)待檢測(cè)的問題進(jìn)行簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，得到可應(yīng)用于實(shí)際檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)試件，進(jìn)而制作出相應(yīng)的渦流檢測(cè)傳感器。如何計(jì)算渦流檢測(cè)中的特征頻率，在渦流檢測(cè)中有什么作用？將有效磁導(dǎo)率μeff表達(dá)式中貝塞爾函數(shù)的虛宗量模為1時(shí)對(duì)應(yīng)的頻率定義為特征頻率，特征頻率不一定是檢測(cè)的最佳頻率，它只是一個(gè)用來識(shí)別檢測(cè)試件特征的參考值，并用來確定合適的檢測(cè)條件。什么是提離效應(yīng)？其在渦流檢測(cè)中有何利與弊？當(dāng)線圈與試件之間距離發(fā)生變化時(shí)，線圈線阻抗發(fā)生變化，這種線圈阻抗受線圈和試件間距離影響的效應(yīng)稱為提離效應(yīng)。優(yōu)勢(shì)在于，小提離就會(huì)產(chǎn)生很大的變化，間距越小，提離效應(yīng)越明顯，故而利用提離效應(yīng)，可以測(cè)量非導(dǎo)電涂層（如油漆、塑料等）在金屬基體上的厚度。涂層越厚，提離效應(yīng)越明顯，通過測(cè)量渦流檢測(cè)信號(hào)的變化可以準(zhǔn)確地確定涂層的厚度。隨著線圈直徑增加，試件中磁通密度增大，從而渦流增大，相當(dāng)于電導(dǎo)率增大，阻抗值沿著曲線向下移動(dòng)，與頻率增加效應(yīng)相同?；谶@一關(guān)系，利用阻抗曲線選擇最佳檢測(cè)工作點(diǎn)時(shí)，對(duì)于材料一定的情況，既可以通過改變頻率使工作點(diǎn)移動(dòng)，也可以借助改變線圈直接實(shí)現(xiàn)。與檢測(cè)試件相比，檢測(cè)線圈通常是很小的，能檢測(cè)出小面積缺陷，采用逐點(diǎn)掃描方式可獲得整個(gè)檢測(cè)試件信息。劣勢(shì)在于，提離效應(yīng)會(huì)減少渦流在被測(cè)物體中的分布，導(dǎo)致檢測(cè)靈敏度下降。這對(duì)于檢測(cè)小缺陷或深層缺陷尤為不利。在檢測(cè)過程中，如果探頭與被測(cè)物體表面之間的距離不是非常穩(wěn)定，提離效應(yīng)會(huì)引入額外的變量，使得缺陷信號(hào)與提離信號(hào)混合，難以區(qū)分，從而影響檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和重復(fù)性。檢測(cè)線圈過小導(dǎo)致在大規(guī)模檢測(cè)任務(wù)時(shí)，效率變慢。什么是填充系數(shù)？在渦流檢測(cè)中有什么作用？在實(shí)際檢測(cè)中，為保證檢測(cè)線圈能夠順利通過檢測(cè)試件，不可能密繞在檢測(cè)試件上，檢測(cè)試件外表面與線圈內(nèi)表面之間必然存在間隙，此時(shí)可以引入填充系數(shù)η來描述這一現(xiàn)象。η=(d為圓柱導(dǎo)體外直徑，D為線圈內(nèi)直徑。填充系數(shù)對(duì)渦流檢測(cè)起到補(bǔ)償線圈與試件之間空氣間隙的作用，1?η這一項(xiàng)對(duì)應(yīng)于由環(huán)形空氣間隙磁場(chǎng)提供的信號(hào)分量，與檢測(cè)簡(jiǎn)述渦流測(cè)厚有哪些方法？單一金屬厚度測(cè)量:單層金屬板厚測(cè)量主要指金屬薄板或箔厚度的測(cè)量，由于渦流檢測(cè)的是電導(dǎo)率和厚度乘積，可采用兩種頻率探頭，高頻探頭測(cè)量電導(dǎo)率，低頻探頭測(cè)量電導(dǎo)率與厚度之積，兩者信號(hào)之比即為板厚。多層金屬厚度測(cè)量:精確控制覆層厚度，需要采用快速可靠的測(cè)厚方法，渦流在金屬材料表面覆層厚度檢測(cè)中具有明顯優(yōu)勢(shì)。用渦流測(cè)量涂層厚度是利用提離效應(yīng)進(jìn)行的。用渦流測(cè)量涂層厚度是利用提離效應(yīng)進(jìn)行的。根據(jù)覆層與基體電磁特性不同，可分為非磁性金屬非導(dǎo)電層厚度測(cè)量、磁性金屬非磁性覆層厚度測(cè)量和復(fù)合鍍層厚度測(cè)量三種。當(dāng)渦流檢測(cè)鋁合金和低碳鋼有缺陷，畫圖說明二者的阻抗曲線變化。低碳鋼：鋁合金：低碳鋼屬于鐵磁性材料，鋁合金屬于非鐵磁性材料。對(duì)于非磁性材料，相對(duì)磁導(dǎo)率可看作常數(shù)，影響很小，但對(duì)于鐵磁性材料，情況不同，磁導(dǎo)率對(duì)阻抗的影響是雙重的。一方面，增大，使阻抗值要落到增大倍的曲線上，另一方面又改變參數(shù)，使之增大，阻抗值要移動(dòng)到另一個(gè)的位置上，兩者的綜合效應(yīng)使之沿低碳鋼阻抗曲線圖中弦線方向移動(dòng)。同樣在鐵磁性材料中，電導(dǎo)率引起的變化依然體現(xiàn)在曲線切線方向，與磁導(dǎo)率效應(yīng)方向有一定的夾角，有一定的分辨力。對(duì)于鐵磁性材料，由于磁導(dǎo)率效應(yīng)與直徑效應(yīng)變化趨勢(shì)相近，要區(qū)分相對(duì)磁導(dǎo)率變化和直徑變化是困難的。第四章磁粉檢測(cè)簡(jiǎn)述磁粉檢測(cè)的原理。磁粉檢測(cè)能否發(fā)現(xiàn)不銹鋼焊縫中的缺陷？原理：由鐵磁材料制造的零件被磁化后，當(dāng)表面或近表面存在缺陷（如裂紋、氣孔或夾雜物）且其延伸方向與磁場(chǎng)方向垂直或呈較大角度時(shí)，由于缺陷內(nèi)部介質(zhì)是空氣或非金屬夾雜物，相比于零件基體材料，其磁導(dǎo)率小、磁阻大，因此，磁感應(yīng)線通過缺陷時(shí)往往發(fā)生彎曲，逸出零件表面形成漏磁場(chǎng)。此時(shí)將磁粉或磁懸液施加到零件表面，在缺陷處的磁粉就會(huì)被漏磁場(chǎng)磁化，形成N極、S極，并沿著漏磁場(chǎng)的磁感應(yīng)線方向排列堆積起來，吸附在缺陷處形成磁痕，從而顯示出缺陷的位置、形狀和大小。磁粉檢測(cè)不能用于檢測(cè)不銹鋼焊縫中的缺陷，不銹鋼是一種非鐵磁性材料，或說其磁性非常弱，特別是奧氏體不銹鋼（如304、316等常用品種），由于磁粉檢測(cè)依賴于強(qiáng)磁性來吸引和保留磁粉，所以磁粉檢測(cè)不適合用于不銹鋼材料的檢測(cè)。簡(jiǎn)述磁化方法的選擇依據(jù)及其分類方法。分析交叉電磁軛旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)探傷機(jī)的工作原理。磁粉檢測(cè)中，在一定的磁化場(chǎng)條件下，要在缺陷處產(chǎn)生足夠大的漏磁場(chǎng)，必須使磁化場(chǎng)的方向盡可能與缺陷垂直。與磁場(chǎng)方向垂直的缺陷，檢測(cè)靈敏度最高，與磁場(chǎng)平行的缺陷則難以檢出。磁粉檢測(cè)的工件有各種形狀和尺寸，工件中缺陷有各種取向，為了能有效地檢出各個(gè)方向的缺陷，根據(jù)缺陷可能的取向來選擇最佳磁化方向，便形成了多種磁化方法。按照在工件上產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向不同，磁化方法通常分為周向磁化、縱向磁化和復(fù)合磁化3種。周向磁化法主要用來發(fā)現(xiàn)工件表面和近表面的軸向缺陷以及與軸向夾角小于45°的缺陷。有多種方法可以實(shí)現(xiàn)被檢工件的周向磁化。對(duì)于小型零部件，可以采用直接通電法或中心導(dǎo)體法對(duì)被檢工件作整體周向磁化。在大型結(jié)構(gòu)的磁粉檢測(cè)中，可以釆用支桿法（直接通電）和平行電纜法（輔助通電）對(duì)被檢區(qū)域作局部周向磁化?？v向磁化在工件內(nèi)部建立的是與工件軸向平行的磁化場(chǎng)，可用于發(fā)現(xiàn)與工件軸向垂直或與軸向夾角大于45°的表面和近表面缺陷，即橫向缺陷。常用的縱向磁化法有線圈法、磁軛法和電纜纏繞法。復(fù)合磁化考慮到工件上實(shí)際存在的缺陷可能有各種取向，因此，為避免缺陷的漏檢，就需要至少在兩個(gè)相互垂直的方向上磁化被檢工件。釆用前述的磁化方法要分兩次完成這一過程，檢測(cè)速度很慢。復(fù)合磁化可將這兩次磁化過程合二為一，即同時(shí)在被檢工件上施加兩個(gè)或兩個(gè)以上不同方向的磁場(chǎng)，其合成磁場(chǎng)的方向在被檢區(qū)域內(nèi)隨著時(shí)間變化，經(jīng)一次磁化就能檢出各種不同取向的缺陷。其主要優(yōu)點(diǎn)是靈敏可靠，檢測(cè)效率高。交叉電磁軛旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)探傷機(jī)的核心在于其能夠生成一個(gè)沿工件軸向旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)。這是通過兩個(gè)相互垂直放置的電磁軛（線圈）來實(shí)現(xiàn)的，這兩個(gè)電磁軛被設(shè)計(jì)為可以產(chǎn)生交變的磁場(chǎng)。當(dāng)這兩個(gè)磁場(chǎng)以特定頻率交替激活時(shí)，合成的磁場(chǎng)在空間中呈旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。其特點(diǎn)是具有方向靈活性：由于磁場(chǎng)能夠沿多個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，因此能夠有效檢測(cè)出各個(gè)方向上的表面和近表面缺陷；高效性：旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)覆蓋工件的全表面，使得檢測(cè)過程快速且全面；適用性廣：特別適合于圓柱形工件的檢測(cè)，如軸承、管道等。交叉電磁軛旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)探傷機(jī)廣泛應(yīng)用于航空、汽車、石油化工和其他領(lǐng)域中的材料檢測(cè)，尤其適用于需要高度精確和全面檢測(cè)的場(chǎng)合。簡(jiǎn)述磁粉檢測(cè)的基本過程與檢測(cè)靈敏度的評(píng)價(jià)方法。預(yù)處理：預(yù)處理是對(duì)即將進(jìn)行磁粉檢測(cè)的工件作預(yù)備性處理。工件表面狀況對(duì)缺陷檢出有較大影響，檢驗(yàn)前必須清除工件表面的油脂、污垢、銹蝕、氧化皮等。清除方法很多，可以噴砂、溶劑清洗、砂紙打磨、抹布擦洗等。磁化：依據(jù)缺陷尺寸類型選擇磁化方法。如連續(xù)法，為兼顧磁化瞬間施加磁懸液，通常按通電1~3s間斷1~2s這個(gè)動(dòng)作反復(fù)，直到施加磁懸液完畢，這樣可使熱量不至于太高，又達(dá)到檢測(cè)效果。在采用濕式連續(xù)法時(shí)，還應(yīng)注意磁痕不要被磁懸液的流動(dòng)破壞。施加磁粉或磁懸液：干法檢驗(yàn)通常采用壓縮空氣將裝在磁粉散布器（如球形噴粉器）中的磁粉彌散在被檢表面上方的空氣里。噴粉時(shí)，氣流速度應(yīng)很低，把磁粉均勻散布到工件表面上，并可借助弱氣流吹掉被檢面上多余的磁粉，以利缺陷磁痕的顯示。檢查：檢查缺陷是磁粉檢測(cè)的關(guān)鍵，應(yīng)在規(guī)定的照明條件下進(jìn)行。檢測(cè)人員應(yīng)掌握磁粉檢測(cè)時(shí)工件中可能出現(xiàn)的缺陷種類，以及它們的磁痕形狀、特征，以便準(zhǔn)確地識(shí)別各種缺陷，分析其產(chǎn)生原因。退磁：退磁就是將工件內(nèi)的剩磁減少到零或最小的操作過程，使剩磁對(duì)工件的使用性能不產(chǎn)生不利影響。在工藝操作中必須注意如下問題：周向磁化后的工件，往往對(duì)外不呈現(xiàn)磁性，采用儀表也檢查不出剩磁，但仍然必須進(jìn)行退磁，否則這些工件與其他鐵磁體接觸時(shí)就將產(chǎn)生漏磁。后處理：經(jīng)磁粉檢測(cè)的工件要求進(jìn)行后處理。對(duì)檢測(cè)合格的工件要進(jìn)行清洗，去除工件表面殘留的磁粉、磁懸液，如果使用水磁懸液，清洗后應(yīng)進(jìn)行脫水防銹處理。經(jīng)檢測(cè)不合格的工件應(yīng)另外存放，并在工件上標(biāo)記缺陷的位置和尺度范圍，以便進(jìn)一步驗(yàn)證和返修。對(duì)于無法返修的報(bào)廢品，應(yīng)在檢測(cè)報(bào)告中注明其數(shù)量，對(duì)主要缺陷（報(bào)廢原因）進(jìn)行定性、定量、定位分析。如有可能，還要對(duì)缺陷產(chǎn)生原因進(jìn)行分析，提出防止缺陷的意見和建議。簡(jiǎn)述漏磁場(chǎng)檢測(cè)的原理及其優(yōu)缺點(diǎn)原理：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(chǎng)，通過檢測(cè)漏磁場(chǎng)來發(fā)現(xiàn)缺陷的無損檢測(cè)技術(shù)，稱為漏磁場(chǎng)檢測(cè)。由于漏磁場(chǎng)檢測(cè)是用磁傳感器檢測(cè)缺陷，相對(duì)于磁粉、滲透等方法，有以下優(yōu)點(diǎn)：易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化漏磁場(chǎng)檢測(cè)方法是由傳感器獲取信號(hào)，計(jì)算機(jī)判斷有無缺陷，它的這一特點(diǎn)非常適合于組成自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)。實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中，漏磁場(chǎng)檢測(cè)方法被大量應(yīng)用于鋼坯、鋼棒、鋼管的自動(dòng)化檢測(cè)。較高的檢測(cè)可靠性由計(jì)算機(jī)根據(jù)檢測(cè)到的信號(hào)判斷缺陷的存在與否可以從根本上解決磁粉檢測(cè)中人為因素的影響，因而具有較高的檢測(cè)可靠性?？梢詫?shí)現(xiàn)缺陷的初步量化缺陷的漏磁信號(hào)和缺陷形狀具有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，在特定條件下，漏磁通信號(hào)的峰值和表面裂紋深度有很好的線性關(guān)系。缺陷的可量化使得這種方法不僅可用于缺陷檢測(cè)，還可以對(duì)缺陷的危險(xiǎn)程度進(jìn)行初步判斷，這是實(shí)現(xiàn)無損評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)。在管道檢測(cè)中，在高達(dá)30mm的壁厚范圍內(nèi)，可同時(shí)檢測(cè)內(nèi)外壁缺陷。高效、無污染自動(dòng)化的檢測(cè)可以獲得很高的檢測(cè)效率。局限性如下：只適用于鐵磁材料只有鐵磁材料被磁化后，表面或近表面缺陷才能在試件表面產(chǎn)生漏磁通，因而，漏磁場(chǎng)檢測(cè)和磁粉檢測(cè)一樣只適合于鐵磁材料的表面檢測(cè)。檢測(cè)靈敏度低由于檢測(cè)傳感器不可能像磁粉一樣緊貼在被檢測(cè)表面，不可避免地和被檢測(cè)面有一定的提離值，從而降低了檢測(cè)靈敏度。對(duì)于一般情況，文獻(xiàn)給出的漏磁場(chǎng)檢測(cè)靈敏度為深0.1~0.2mm的表面裂紋。缺陷的量化粗略缺陷的形態(tài)是復(fù)雜的，而漏磁通檢測(cè)得到的信號(hào)相對(duì)簡(jiǎn)單。在實(shí)際檢測(cè)中，缺陷的形狀特征和檢測(cè)的信號(hào)特征不存在一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，因而漏磁場(chǎng)檢測(cè)只能給出缺陷的初步量化。受被檢測(cè)工件的形狀限制由于采用傳感器檢測(cè)漏磁通，漏磁場(chǎng)方法不適合檢測(cè)形狀復(fù)雜的試件。簡(jiǎn)述巴克豪森噪聲及其應(yīng)用。巴克豪森噪聲是指在對(duì)鐵磁性材料施加交變磁化場(chǎng)時(shí)，由于磁疇壁的不可逆跳躍引起的在導(dǎo)體線圈中感應(yīng)出的一系列電壓脈沖信號(hào)，反映了材料內(nèi)部的微觀磁疇結(jié)構(gòu)變化。根據(jù)巴克豪森噪聲對(duì)應(yīng)力和顯微組織的依賴效應(yīng)，該技術(shù)主要應(yīng)用于以下幾方面。檢測(cè)鋼鐵材料和構(gòu)件的殘余應(yīng)力，如焊接、熱處理、使用變形等引起的殘余應(yīng)力。檢測(cè)鋼鐵材料顯微組織的變化，如淬火、回火、滲碳、滲氮等各熱處理過程導(dǎo)致的組織結(jié)構(gòu)、硬度的變化，判斷熱處理缺陷，硬度及硬化層深度、鋼種分選等。檢測(cè)應(yīng)力和顯微組織變化相聯(lián)系的綜合效應(yīng)，如材料表面的熱處理缺陷、機(jī)加工磨削燒傷缺陷、材料疲勞的軟化和硬化以及疲勞壽命的預(yù)測(cè)等。第五章滲透檢測(cè)滲透劑有何性能要求？分為幾類？滲透劑是滲透檢測(cè)中最為關(guān)鍵的材料，直接影響檢測(cè)的精度。滲透劑應(yīng)具有以下性能：滲透性能好，容易滲入缺陷中去。易被清洗，容易從零件表面清洗干凈。對(duì)于熒光滲透液，要求其熒光輝度高；對(duì)于著色滲透劑，則要求其色彩艷麗。其酸堿度應(yīng)呈中性，這樣可對(duì)被檢部件無腐蝕，毒性小，對(duì)人無傷害，對(duì)環(huán)境污染亦小。閃點(diǎn)高，不易著火。制造原料來源方便，價(jià)格低廉。滲透劑按其顯示方式可分為熒光滲透劑和著色滲透劑兩種。按其清洗方法可分為水洗型滲透劑、后乳化型滲透劑和溶劑去除型滲透劑三種。滲透檢測(cè)的六個(gè)主要步驟是什么？預(yù)清洗：零件在使用滲透液之前必須進(jìn)行預(yù)清洗，用來去除零件表面的油脂、鐵屑、鐵銹，以及各種涂料、氧化皮等，防止這些污物堵塞缺陷，阻塞滲透液的滲入，也防止油污污染滲透液，同時(shí)還可防止?jié)B透液存留在這些污物上產(chǎn)生虛假顯示。通過預(yù)清洗將這些污物去除，以便使?jié)B透液容易滲入缺陷中去。滲透：滲透是將滲透液覆蓋被測(cè)零件的表面，覆蓋的方法有噴涂、刷涂、流涂、靜電噴涂或浸涂等多種方法。清洗：在涂覆滲透劑并經(jīng)適當(dāng)?shù)臅r(shí)間保持之后，則應(yīng)從零件表面去除多余的滲透劑，但又不能將已滲入缺陷中的滲透劑清洗出來，以保證取得最高的檢驗(yàn)靈敏度。干燥：干燥的目的是去除零件表面的水分。溶劑型滲透劑的去除不必進(jìn)行專門的干燥。用水洗的零件，若采用干粉顯示或非水濕型顯像工藝，在顯像前必須進(jìn)行干燥，若采用含水濕型顯像劑，水洗后可直接顯像，然后進(jìn)行干燥處理。干燥的方法分別有：干凈的布擦干、壓縮空氣吹干、熱風(fēng)吹干、熱空氣循環(huán)烘干等方法。顯像：顯像就是用顯像劑將零件表面缺陷內(nèi)的滲透劑吸附至零件表面，形成清晰可見的缺陷圖像，也增加缺陷顯示和背景之間的對(duì)比度，同時(shí)減小工件表面光的反射。根據(jù)顯像劑的不同，顯像方式可分為干式、水型和非水型，也有不加顯像劑的自顯法。檢驗(yàn)：在著色檢驗(yàn)時(shí)，顯像后的零件可在自然光或白光下觀察，不需要特別的觀察裝置。在熒光檢驗(yàn)時(shí)，則應(yīng)將顯像后的零件放在暗室內(nèi)，在紫外線燈的照射下進(jìn)行觀察。對(duì)于某些虛假顯示，可用干凈的布或棉球沾少許酒精擦拭顯示部位，擦拭后顯示部位仍能顯示的為真實(shí)缺陷顯示，不能再現(xiàn)的為虛假顯示。檢驗(yàn)時(shí)可根據(jù)缺陷中滲出滲透劑的多少來粗略估計(jì)缺陷的深度。虛假顯像產(chǎn)生的原因是什么？如何避免？零件表面由于滲透劑污染和清洗不干凈而產(chǎn)生的顯像稱為虛假顯像，產(chǎn)生虛假顯像的原因可能有：操作者手上的滲透劑對(duì)被檢部件的污染；檢驗(yàn)工作臺(tái)上的滲透劑對(duì)被檢部件的污染；顯像劑受到滲透劑的污染；清洗時(shí)，滲透劑飛濺到干凈的零件表面上；擦布或棉紗纖維上的滲透劑污染；零件筐、吊具上殘存的滲透劑與清洗干凈的零件接觸而造成的污染；已清洗干凈的零件上又有滲透劑滲出，污染了相鄰的零件表面。虛假顯像從顯像特征分析也很容易辨別：用蘸有酒精的棉球擦拭，虛假的顯像容易被擦掉，且不再重新顯像。在進(jìn)行滲透檢測(cè)時(shí)，應(yīng)盡量避免產(chǎn)生虛假的顯像。為此，首先操作者自己要保持干凈（無滲透劑和其它污染物），此外，零件筐、吊具和工作臺(tái)要始終保持干凈，要使用無絨的布擦洗零件。第六章聲發(fā)射檢測(cè)什么是聲發(fā)射？聲發(fā)射是指材料中局域源能量快速釋放而產(chǎn)生瞬態(tài)彈性波的現(xiàn)象。聲發(fā)射信號(hào)攜帶了與材料發(fā)生斷裂位置以及斷裂程度相關(guān)的重要信息，可以通過分析所接收的聲發(fā)射信號(hào)來研究材料性能及動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)的完整性。金屬材料中的聲發(fā)射源有哪些？金屬塑性變形：滑移形變、孿生形變；斷裂：裂紋形成、裂紋亞臨界擴(kuò)展、裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展、第二相質(zhì)點(diǎn)或夾雜物斷裂或脫開；相變：馬氏體相變、貝氏體相變、共晶反應(yīng)、凝固、熔化與沸騰；磁效應(yīng)：磁疇運(yùn)動(dòng)。聲發(fā)射檢測(cè)方法的特點(diǎn)？主要優(yōu)點(diǎn)：（1）受被檢測(cè)工件的形狀影響小，可以檢測(cè)不同形狀的工件；（2）對(duì)缺陷的動(dòng)態(tài)變化較為敏感，能夠檢測(cè)出動(dòng)態(tài)缺陷的微量增長(zhǎng)；（3）受外部環(huán)境的限制小，高低溫、輻射等惡劣環(huán)境下均可適用；（4）可提供缺陷隨載荷、時(shí)間、溫度等變量改變而實(shí)時(shí)或連續(xù)變化的信息，因而適用于工業(yè)過程在線監(jiān)控及材料早期損壞預(yù)報(bào)；（5）可采用多個(gè)通道同時(shí)檢測(cè)，能夠?qū)崿F(xiàn)結(jié)構(gòu)整體損傷的高效率檢測(cè)。存在缺點(diǎn)：（1）聲發(fā)射特性對(duì)材料特性本身十分敏感，又易受到各類環(huán)境噪聲的干擾，因此對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)的解釋依賴于數(shù)據(jù)庫和現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)；（2）聲發(fā)射檢測(cè)通常需要適當(dāng)?shù)募虞d程序。多數(shù)情況下，可利用現(xiàn)成的加載條件，但有時(shí)需要針對(duì)性地進(jìn)行特殊準(zhǔn)備；（3）聲發(fā)射檢測(cè)目前只能給出“源”的位置和強(qiáng)度，不能直接給出缺陷的性質(zhì)和大小，需結(jié)合其它無損檢測(cè)方法進(jìn)行判定。為什么要用其它無損檢測(cè)方法對(duì)聲發(fā)射源進(jìn)行評(píng)價(jià)？常用的無損檢測(cè)方法有哪些？聲發(fā)射檢測(cè)目前只能給出“源”的位置和強(qiáng)度，不能直接給出缺陷的性質(zhì)和大小，需結(jié)合其它無損檢測(cè)方法進(jìn)行判定。常用的無損檢測(cè)方法除了超聲檢測(cè)（UT）以外，還包括磁粉檢測(cè)（MT）、渦流檢測(cè)（ET）、滲透檢測(cè)（PT）、射線檢測(cè)（RT）等。什么是彈性變形和塑性變形？彈性變形和塑性變形是描述材料在外力作用下形狀或尺寸改變的兩種基本方式。彈性變形是指當(dāng)外力撤除后，材料能夠完全恢復(fù)到其原始形狀和尺寸的變形，彈性變形遵循胡克定律，即在彈性限度內(nèi)，材料的變形與施加的力成正比。這種類型的變形是可逆的。塑性變形是指當(dāng)外力撤除后，材料無法完全恢復(fù)到其原始形狀和尺寸的變形，這種類型的變形是不可逆的，意味著即使外力被移除，材料也不會(huì)回到它的原始形狀。彈性變形發(fā)生在材料的彈性極限以內(nèi)，塑性變形則發(fā)生在超過彈性極限之后。什么是凱賽爾效應(yīng)（Kaisereffect）？凱賽爾效應(yīng)指的是聲發(fā)射現(xiàn)象是不可逆的，是應(yīng)變能快速釋放不可逆性的反映。產(chǎn)生凱賽爾效應(yīng)的原因包括位錯(cuò)、滑移、塑性變形和裂紋生成、擴(kuò)展及斷裂等。什么是費(fèi)利西蒂效應(yīng)（Felicityeffect）？什么是費(fèi)利西蒂比？材料重復(fù)加載時(shí)，重復(fù)載荷到達(dá)原先所加最大載荷前發(fā)生明顯聲發(fā)射的現(xiàn)象，稱為費(fèi)利西蒂效應(yīng)，也稱為反凱賽爾效應(yīng)。重復(fù)加載時(shí)的聲發(fā)射起始載荷P1對(duì)原先最大載荷P2之比P1/P2，稱為費(fèi)利西蒂比。費(fèi)利西蒂比作為定量參數(shù)，可反映材料中原先所受損傷或結(jié)構(gòu)缺陷的嚴(yán)重程度，已成為缺陷嚴(yán)重性的重要評(píng)定判據(jù)。什么是突發(fā)型聲發(fā)射信號(hào)？什么是連續(xù)型聲發(fā)射信號(hào)？目前人們將聲發(fā)射信號(hào)分為突發(fā)型和連續(xù)型兩類，如果聲發(fā)射事件的信號(hào)是非連續(xù)的，且在時(shí)間上可以相互分開，則稱這種信號(hào)為“突發(fā)型”聲發(fā)射信號(hào)；如果大量的聲發(fā)射事件同時(shí)發(fā)生，且在時(shí)間上不可區(qū)分，那么可將這些信號(hào)稱為“連續(xù)型”聲發(fā)射信號(hào)。實(shí)際上，二者并非具有本質(zhì)性的區(qū)別，連續(xù)型聲發(fā)射信號(hào)也是由大量小的突發(fā)型信號(hào)組成的，只是因過于密集而無法逐一分辨而已。造成聲波衰減的主要因素有哪些？（1）幾何衰減指的是聲波傳播中因波陣面擴(kuò)張引起的聲強(qiáng)減小。（2）頻散是在某些物理系統(tǒng)中波速（光波、聲波和電磁波等）隨頻率變化引起的一種現(xiàn)象。對(duì)于聲發(fā)射而言，僅僅導(dǎo)波（如板波）傳播存在頻散衰減。因?yàn)閷?shí)際的聲發(fā)射信號(hào)包含多種頻率成分，由于頻散效應(yīng)，隨著波傳播距離的增加，各頻率成分發(fā)生分離或擴(kuò)展，導(dǎo)致信號(hào)幅度下降。（3）散射和衍射衰減聲波在具有復(fù)雜邊界或不連續(xù)（如空洞、裂紋、夾雜物等）的介質(zhì)中傳播時(shí)，會(huì)與上述幾何不連續(xù)發(fā)生相互作用，繼而導(dǎo)致聲波能量轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生損耗。（4）材質(zhì)衰減在非理想介質(zhì)中，由于存在材料內(nèi)摩擦作用、塑性形變以及裂紋擴(kuò)展等因素，因此聲波傳播在其內(nèi)部傳播的總機(jī)械能是逐漸衰減的。（5）其它因素引起的衰減一種是因聲波向相鄰介質(zhì)“泄漏”而造成波的幅度下降，例如容器中的水介質(zhì)；二是因傳播路徑上的障礙物，如容器上的接管、人孔等造成的損耗。聲波在固體介質(zhì)中的傳播速度與哪些因素有關(guān)？介質(zhì)的彈性模量、密度和泊松比、材料均勻性、各向異性以及材料的形狀和尺寸（如板波）等因素第七章無損檢測(cè)新技術(shù)1.激光超聲檢測(cè)技術(shù)相比于常規(guī)超聲檢測(cè)的優(yōu)勢(shì)是什么？非接觸：通過激光脈沖在構(gòu)件上激勵(lì)超聲、用激光光學(xué)方法檢測(cè)超聲，實(shí)現(xiàn)了完全意義上的非接觸檢測(cè)。發(fā)射源到被測(cè)物之間的距離可遠(yuǎn)至10m，能夠在高溫、高壓、有毒或放射性等惡劣條件下進(jìn)行遠(yuǎn)距離非接觸無損檢測(cè)。寬帶：激光超聲在時(shí)間和空間上都具有極高的分辨率，激發(fā)的超聲脈沖寬度可達(dá)lns，頻率可達(dá)GHz，而相應(yīng)的波長(zhǎng)只有幾微米，這就提高了探測(cè)微小缺陷的能力和測(cè)量的精度，非常適合超薄材料缺陷的無損檢測(cè)和物質(zhì)微結(jié)構(gòu)的研究。實(shí)時(shí)在線：由于激光超聲的激發(fā)和檢測(cè)都是在瞬間完成的，能夠快速實(shí)現(xiàn)檢測(cè)，是工業(yè)上定位、在線監(jiān)測(cè)、快速超聲掃描成像的極好手段。適用面廣：激光激發(fā)超聲現(xiàn)象在固體、液體和氣體中均存在，而且對(duì)樣品的形狀基本沒有限制，使得激光超聲技術(shù)有著很廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。目前，激光超聲檢測(cè)技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于材料缺陷探測(cè)和定位，內(nèi)部損傷過程監(jiān)測(cè)，斷裂機(jī)理研究等工程領(lǐng)域中，特別是對(duì)固體材料的力學(xué)和熱學(xué)性質(zhì)研究，以及對(duì)具有生物活性的化學(xué)和生物物質(zhì)的光化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)的研究，更顯示出激光超聲檢測(cè)技術(shù)具有其它檢測(cè)技術(shù)難以替代的優(yōu)越性。試述激光超聲檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用范圍。激光超聲檢測(cè)技術(shù)有著廣泛的應(yīng)用。利用激光束與被檢測(cè)物體表面相互作用，通過熱彈或燒蝕機(jī)制在材料中產(chǎn)生寬頻或窄帶的超聲波，比傳統(tǒng)超聲檢測(cè)具有更高的空間分辨率，且具有非接觸、可遠(yuǎn)距離探測(cè)等許多優(yōu)點(diǎn)，尤其適合于一些惡劣環(huán)境場(chǎng)合，適合在高溫、腐蝕性、輻射性以及被檢件具有較快的運(yùn)動(dòng)速度等條件下使用。另外，激勵(lì)光束與被檢測(cè)物體表面無需保持嚴(yán)格的垂直等固定的角度關(guān)系，也不需要復(fù)雜的掃查機(jī)構(gòu)。因此，激光超聲不僅適用于彎曲和粗糙表面，還有利于材料無損評(píng)估和其他領(lǐng)域的應(yīng)用，如材料物理特性表征、缺陷檢測(cè)、加工過程監(jiān)測(cè)，以及復(fù)雜形貌的工件或高溫高壓等惡劣環(huán)境下構(gòu)件的無損檢測(cè)與監(jiān)測(cè)等。幾何尺寸測(cè)量，如厚度、高度等。采用激光超聲可實(shí)現(xiàn)高溫環(huán)境下工件的厚度檢測(cè)。通過對(duì)超聲信號(hào)差值和互相關(guān)處理，可實(shí)現(xiàn)高溫壓力容器壁厚的無損檢測(cè)。力學(xué)特性評(píng)價(jià)，如測(cè)量殘余應(yīng)力、彈性模量。激光激發(fā)的聲表面波既具有聲表面波的一般特點(diǎn)，同時(shí)又具有激光超聲的優(yōu)點(diǎn)，可用于殘余應(yīng)力和彈性模量檢測(cè)。根據(jù)聲彈性理論，瑞利波速度的相對(duì)變化與材料表面的二維應(yīng)力的有關(guān)。在已知材料聲彈性系數(shù)的基礎(chǔ)上，只要測(cè)量出具有殘余應(yīng)力材料中的表面波聲速變化分布，就可以檢測(cè)出表面殘余應(yīng)力的分布，該聲速變化應(yīng)該是由縱向殘余應(yīng)力和橫向殘余應(yīng)力共同影響的結(jié)果。缺陷檢測(cè)。激光超聲檢測(cè)技術(shù)對(duì)包括縱波、橫波和瑞利波在內(nèi)的整個(gè)超聲波都具有較高的靈敏度，所以可以通過選擇不同的波型來探測(cè)體內(nèi)、表面和亞表面的缺陷。簡(jiǎn)述基爾霍夫定律的定義?；鶢柣舴蚨擅枋隽宋矬w的輻射出射度與吸收比之間的關(guān)系：在熱力學(xué)平衡的條件下，相同溫度的不同物體對(duì)相同波長(zhǎng)的單色輻射出射度與單色吸收比的比值都相等，且等于該溫度下黑體對(duì)同一波長(zhǎng)的單色輻射出射度?；鶢柣舴蛲瑫r(shí)引出黑體概念，在任何情況下，對(duì)一切波長(zhǎng)的入射輻射率都等于1的物體，稱為黑體。紅外無損檢測(cè)技術(shù)有何優(yōu)缺點(diǎn)？?jī)?yōu)點(diǎn)：適用范圍廣任何溫度高于絕對(duì)零度（0K）的物體都有紅外輻射，因此，紅外無損檢測(cè)具有廣泛的適應(yīng)性。檢測(cè)結(jié)果直觀采用紅外熱像儀或熱電視，可以以圖像的方式，測(cè)取被檢物表面的溫度場(chǎng)，被檢物表面各處的溫度分布一目了然。檢測(cè)效率高紅外探測(cè)器的響應(yīng)速度可以達(dá)到納秒級(jí)，且能夠?qū)嵤┐竺娣e快速掃描，檢測(cè)效率非常高。檢測(cè)靈敏度高目前的紅外探測(cè)器對(duì)紅外輻射的探測(cè)靈敏度很高，可以檢測(cè)出0.01°C的溫度差，能夠捕捉到被檢測(cè)對(duì)象熱狀態(tài)的細(xì)微變化。操作安全紅外無損檢測(cè)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的非接觸式檢測(cè)，安全性好，尤其適合監(jiān)測(cè)電氣設(shè)備、動(dòng)力機(jī)械設(shè)備及高溫設(shè)備等的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況。主要局限性：確定溫度值困難使用紅外無損檢測(cè)技術(shù)可以診斷出設(shè)備或結(jié)構(gòu)等熱狀態(tài)的微小差異和細(xì)微變化，但是很難準(zhǔn)確地確定出被檢對(duì)象上某一點(diǎn)確切的溫度值。其原因是被檢物體的紅外輻射除與其溫度有關(guān)外，還受其它因素的影響，特別是物體表面狀態(tài)的影響。難于確定被檢物體的內(nèi)部熱狀態(tài)物體的紅外輻射主要是其表面的紅外輻射，主要反映了表面的熱狀態(tài)，而不可能直接反映出物體內(nèi)部的熱狀態(tài)。所以，如果不使用紅外光纖或窗口作為紅外輻射傳輸?shù)耐緩?，則紅外無損檢測(cè)技術(shù)通常只能直接診斷出物體暴露于大氣中部分的過熱故障或熱狀態(tài)異常。價(jià)格昂貴紅外無損檢測(cè)儀器是高技術(shù)產(chǎn)品，更新?lián)Q代迅速，生產(chǎn)批量不大，因此與其它檢測(cè)儀器或常規(guī)檢測(cè)設(shè)備相比，其價(jià)格是很昂貴的。主動(dòng)紅外檢測(cè)中，常用的熱激勵(lì)方式有哪些？熱燈激勵(lì)：熱燈激勵(lì)包括熱效率較高的大功率鹵素白熾燈和紅外線燈，鹵素?zé)舯旧淼膯?dòng)時(shí)間長(zhǎng)，熱慣性大，一般采用長(zhǎng)周期激勵(lì)調(diào)制辦法或低頻鎖相方式。相比于其他激勵(lì)方式，鹵素?zé)艏?lì)法的光譜區(qū)域廣，適用于大多數(shù)材料的檢測(cè)，但是檢測(cè)工藝參數(shù)研究要復(fù)雜一些，需要確定調(diào)制頻率。超聲波激勵(lì)：超聲激勵(lì)是將超聲波脈沖發(fā)射到樣品中，利用聲能在工件中衰減而轉(zhuǎn)化成的熱能來進(jìn)行檢測(cè)。主要依據(jù)是缺陷及損傷區(qū)域的彈性性質(zhì)與鄰近無缺陷區(qū)域