無(wú)損檢測(cè)的概述

1、第一章無(wú)損檢測(cè)概述1.1無(wú)損檢測(cè)目的1.2無(wú)損檢測(cè)范圍1.3常用的無(wú)損檢測(cè)辦法1.3.1射線檢測(cè)（RT）1.3.2滲透檢測(cè)（PT）1.3.3磁粉檢測(cè)（MT）1.3.4超聲檢測(cè)（UT）1.3.5渦流檢測(cè)（ET）第一章 無(wú)損檢測(cè)概述無(wú)損檢測(cè)是指在不損傷和破壞材料、機(jī)器和結(jié)構(gòu)物的情況下，對(duì)它們的物理性質(zhì)、機(jī)械性能以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)等進(jìn)行檢測(cè)的一種方法，是探測(cè)其內(nèi)部或外表的缺陷(傷痕)的現(xiàn)代檢驗(yàn)技術(shù)。所以，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是提高產(chǎn)品質(zhì)量，促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步不可缺少的手段。1.1無(wú)損檢測(cè)的目的： （1）確保工件或設(shè)備質(zhì)量，保證設(shè)備安全運(yùn)行用無(wú)損檢測(cè)來(lái)保證產(chǎn)品質(zhì)量，使之在規(guī)定的使用條件下，在預(yù)期的使用壽命內(nèi)，產(chǎn)品的部分或

2、整體都不會(huì)發(fā)生破損，從而防止設(shè)備和人身事故。這就是無(wú)損檢測(cè)最重要的目的之一。（2）改進(jìn)制造工藝 無(wú)損檢測(cè)不僅要把工件中的缺陷檢測(cè)出來(lái)，而且應(yīng)該幫助其改進(jìn)制造工藝。例如，焊接某種壓力容器，為了確定焊接規(guī)范，可以根據(jù)預(yù)定的焊接規(guī)范制成試樣，然后用射線照相檢查試樣焊縫，隨后根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，修正焊接規(guī)范，最后確定能夠達(dá)到質(zhì)量要求的焊接規(guī)范。（3）降低制造成本 通過(guò)無(wú)損檢測(cè)可以達(dá)到降低制造成本的目的。例如，焊接某容器，不是把整個(gè)容器焊完后才無(wú)損檢測(cè)，而是在焊接完工前的中間工序先進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，提前發(fā)現(xiàn)不合格的缺陷，及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)。這樣就可以避免在容器焊完后，由于出現(xiàn)缺陷而整個(gè)容器不合格，從而節(jié)約了原材料和工時(shí)

3、費(fèi)，達(dá)到降低制造成本的目的。1.2無(wú)損檢測(cè)的范圍（1）組合件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)或內(nèi)部組成情況的檢查（2）材料、鑄鍛件和焊中缺陷縫的檢查 a、質(zhì)量評(píng)定 b、壽命評(píng)定（3）材料和機(jī)器的計(jì)量檢測(cè)通過(guò)定量的測(cè)定材料和機(jī)器的變形量或腐蝕量來(lái)確定能不能繼續(xù)使用。例如，用超聲波測(cè)厚儀來(lái)測(cè)定容器的腐蝕量，通過(guò)射線照相來(lái)測(cè)定原子反應(yīng)堆用過(guò)的燃料棒的變形量、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的變形量等。（4）材質(zhì)的無(wú)損檢測(cè) 無(wú)損檢測(cè)可以用來(lái)驗(yàn)證材料品種是否正確，是否按規(guī)定進(jìn)行處理，例如，可采用電磁感應(yīng)法來(lái)進(jìn)行材質(zhì)混料的分選和材料熱處理狀態(tài)的判別。（5）表面處理層的厚度測(cè)定 確定各種表面層的深度和厚度。例如，用電磁感應(yīng)檢測(cè)法可以測(cè)定滲碳淬火層

4、的深度和鍍層的厚度。（6） 應(yīng)變測(cè)試1.3常用的無(wú)損檢測(cè)辦法1.3.1射線檢測(cè)(RT)射線檢測(cè)(探傷)有X射線、射線和中子射線等檢測(cè)方法。它是利用各種射線源對(duì)材料的透射性能及不同材料的射線的衰減程度的不同，使底片感光成黑度不同的圖像來(lái)觀察的。射線檢測(cè)用來(lái)檢測(cè)產(chǎn)品的氣孔、夾渣、鑄造孔洞等立體缺陷。當(dāng)裂紋方向與射線平行時(shí)就能被檢查出來(lái)。1、 基本原理利用射線通過(guò)物質(zhì)時(shí)的衰減規(guī)律，即當(dāng)射線通過(guò)物質(zhì)時(shí)，由于射線與物質(zhì)的相互作用發(fā)生吸收和散射而衰減。其衰減程度，則根據(jù)其被通過(guò)部位的材質(zhì)、厚度和存在缺陷的性質(zhì)不同而異。 2、 應(yīng)用 優(yōu)點(diǎn)是檢測(cè)結(jié)果可作為檔案資料長(zhǎng)期保存，檢測(cè)圖像較直觀，對(duì)缺陷尺寸和性質(zhì)判斷

5、比較容易。 缺點(diǎn)是當(dāng)裂紋面與射線近于垂直時(shí)就很難檢查出來(lái)，對(duì)工件中平面型缺陷(裂紋未熔合等缺陷)也具有一定的檢測(cè)靈敏度，但與其它常用的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)相比，對(duì)微小裂紋的檢測(cè)靈敏度較低，并且生產(chǎn)成本高于其它無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，其檢驗(yàn)周期也較其它無(wú)損檢測(cè)技術(shù)長(zhǎng)，并且射線對(duì)人體有害，需要有防護(hù)設(shè)備。3、 主要方法照相法熒光屏直接觀察法1.3.2滲透檢測(cè)（PT） 液體滲透檢測(cè)是種檢查工件或材料表面缺陷的種方法，它不受材料磁性的限制，比磁粉探傷的應(yīng)用范圍更加廣泛。應(yīng)用于各種金屬、非金屬、磁性、非磁性材料及零件的表面缺陷的檢查?？梢哉f(shuō)，除表面多孔性材料以外，幾乎一切材料的表面開(kāi)口缺陷都可以應(yīng)用此方法獲得滿(mǎn)意的檢測(cè)結(jié)

6、果。 1、 基本原理 利用黃綠色的熒光滲透液或紅色的著色滲透液對(duì)窄狹縫隙良好的滲透性，經(jīng)過(guò)滲透清洗、顯示處理以后顯示放大了的探傷顯示痕跡，用目視法來(lái)觀察，對(duì)缺陷的性質(zhì)和尺寸做出適當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)。2、 應(yīng)用 優(yōu)點(diǎn)是應(yīng)用廣泛，原理簡(jiǎn)明易懂，檢查經(jīng)濟(jì)，設(shè)備簡(jiǎn)單，顯示缺陷直觀，并可以同時(shí)顯示各個(gè)不同方向的各類(lèi)缺陷。對(duì)大型工件和不規(guī)則零件的檢查以及現(xiàn)場(chǎng)機(jī)件的搶修檢查，更能顯示其特殊的優(yōu)點(diǎn)。但滲透探傷對(duì)埋藏于表皮層以下的缺陷是無(wú)能為力的。缺點(diǎn)是只能檢查開(kāi)口暴露于表面的缺陷，另外還有操作工序繁雜等。 3、 步驟 第一步：將被探工件浸涂具有高度滲透能力的滲透液，由于液體的潤(rùn)濕作用和毛細(xì)現(xiàn)象，滲透液便滲入工件表面缺陷

7、中 第二步：將工件缺陷以外的多余滲透液清洗干凈 第三步：涂一層親和吸附力很強(qiáng)的白色顯像劑，將滲入裂縫中的滲透液吸出來(lái)第四步：在白色涂層上顯示出缺陷的形狀和位置的鮮明圖案，從而達(dá)到了無(wú)損檢疵的目的。 1.3.3磁粉檢測(cè)（MT）1、基本原理 當(dāng)材料或工件被磁化后，若在工件表面或近表面存在裂紋、冷隔等缺陷，便會(huì)在該處形成一漏磁場(chǎng)。此漏磁場(chǎng)將吸引、聚集檢測(cè)過(guò)程中施加的磁粉，而形成缺陷顯示。 因此，磁粉檢測(cè)首先是對(duì)被檢工件加外磁場(chǎng)進(jìn)行磁化. 外加磁場(chǎng)的獲得一般有兩種方法： 一種是由可以產(chǎn)生大電流(幾百安培至上萬(wàn)安培)的磁力探傷機(jī)直接給被檢工件通大電流而產(chǎn)生磁場(chǎng)； 另一種是把被檢工件放在螺旋管線圈產(chǎn)生的磁

8、場(chǎng)中，或是放在電磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)中使工件磁化。工件被磁化后，在工件表面上均勻噴灑微顆粒的磁粉(磁粉平均粒度為510m)，一般用四氧化三鐵或三氧化二鐵作為磁粉。 如果被檢工件沒(méi)有缺陷，則磁粉在工件表面均勻分布。當(dāng)工件上有缺陷時(shí)，由于缺陷(如裂紋、氣孔、非金屬夾雜物等)內(nèi)含有空氣或非金屬，其磁導(dǎo)率遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于工件的磁導(dǎo)率；由于磁阻的變化，位于工件表面或近表面的缺陷處產(chǎn)生漏磁場(chǎng)，形成一個(gè)小磁極，如圖3.1所示。 磁粉將被小磁極所吸引，缺陷處由于堆積比較多的磁粉而被顯示出來(lái)，形成肉眼可以看到的缺陷圖像。為了使磁粉圖像便于觀察，可以采用與被檢工件表面有較大反襯顏色的磁粉。常用的磁粉有黑色、紅色和白色。為了提高

9、檢測(cè)靈敏度，還可以采用熒光磁粉，在紫外線照射下使之更容易觀察到工件中缺陷的存在。 2、 應(yīng)用 用于檢測(cè)鐵磁性材料和工件(包括鐵、鎳、鉆等)表面上或近表面的裂紋以及其它缺陷。 對(duì)表面缺陷最靈敏，對(duì)表面以下的缺陷隨埋藏深度的增加檢測(cè)靈敏度迅速下降。 采用磁粉檢測(cè)方法檢測(cè)磁性材料的表面缺陷，比采用超聲波或射線檢測(cè)的靈敏度高，而且操作簡(jiǎn)便、結(jié)果可靠、價(jià)格便宜。因此它被廣泛用于磁性材料表面和近表面缺陷的檢測(cè)。對(duì)于非磁性材料如有色金屬、奧氏體不銹鋼、非金屬材料等不能采用磁粉檢測(cè)方法。但當(dāng)鐵磁性材料上的非磁性涂層厚度不超過(guò)50m時(shí)，對(duì)磁粉檢測(cè)的靈敏度影響很小。3、 方法a、濕法 磁懸液應(yīng)采用軟管澆淋或浸漬法

10、施加于試件，使整個(gè)被檢表面被完全覆蓋。 采用連續(xù)法時(shí)，磁化電流應(yīng)在施加磁懸液之前或從磁懸液中取出之前接通(如果檢測(cè)采用浸漬法)，并保持1/51/2 s，直至試件被磁懸液覆蓋，磁懸液覆蓋膜足以產(chǎn)生良好的磁痕。 采用剩磁法時(shí)，試件應(yīng)通過(guò)施加電流至少1/5s的方法來(lái)磁化。此后，切斷磁化電流，采用軟管澆淋或浸漬法施加磁懸液。 對(duì)于浸漬法，試件應(yīng)仔細(xì)地從磁懸液中取出，以免沖掉磁痕。對(duì)于剩磁熒光磁粉檢驗(yàn)法，如覺(jué)得有必要保證缺陷的磁痕有效，則試件可放在用于制備磁懸液的載液中仔細(xì)清洗。 b、干法 磁粉應(yīng)直接噴撒在被檢區(qū)域，并除去過(guò)量的磁粉。輕輕地振動(dòng)試件，使其獲得較為均勻的磁粉分布。應(yīng)注意避免使用過(guò)量的磁粉，

11、不然會(huì)影響缺陷的有效顯示。 對(duì)于連續(xù)法，磁化電流應(yīng)恰好在施加磁粉前接通，并應(yīng)在其后的吹風(fēng)、輕敲或振動(dòng)中，保持接通。 對(duì)于剩磁法，試件應(yīng)先磁化，在切斷磁化電流之后，再按上述方法施加磁粉。 1.3.4超聲檢測(cè)（UT）1.原理和類(lèi)型 超聲波探傷主要是通過(guò)測(cè)量信號(hào)往返于缺陷的渡越時(shí)間，來(lái)確定缺陷和表面間的距離；測(cè)量回波信號(hào)的幅度和發(fā)射換能器的位置，來(lái)確定缺陷的大小和方位。這就是通常所說(shuō)的脈沖反射法或A掃描法。此外，還有B掃描和C掃描等方法。 B掃描可以顯示工件內(nèi)部缺陷的縱截面圖形。C掃描可以顯示工件內(nèi)部缺陷的橫剖面圖形。1、 應(yīng)用 超聲波檢測(cè)是工業(yè)無(wú)損檢測(cè)中應(yīng)用最為廣泛的一種方法。 就無(wú)損探傷而言，超

12、聲波法適用于各種尺寸的鍛件、軋制件、焊縫和某些鑄件，無(wú)論是鋼鐵、有色金屬和非金屬，都可以采用超聲波法進(jìn)行檢驗(yàn)。各種機(jī)械零件、結(jié)構(gòu)件、電站設(shè)備、船體、鍋爐、壓力容器和化工容器、非金屬材料等，都可以用超聲波進(jìn)行有效的檢測(cè)。有的采用手動(dòng)方式，有的可采用自動(dòng)化方式。 就物理性能檢測(cè)而言，用超聲波法可以無(wú)損檢測(cè)厚度、材料硬度、淬硬層深度、晶粒度、液位和流量、殘余應(yīng)力和膠接強(qiáng)度等。 2、 方法接觸法：就是探頭與工件表面之間經(jīng)一層薄的耦合劑直接接觸進(jìn)行探傷的方法。耦合劑主要起傳遞超聲波能量作用。 液浸法：就是將探頭與工件全部浸入液體，或探頭與工件之間局部充以液體進(jìn)行探傷的方法。液體一般用水，故又稱(chēng)水浸法。探

13、頭不直接與工件接觸，因而易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化檢測(cè)，也適用于檢測(cè)表面粗糙的工件。1.3.5渦流檢測(cè)(ET)渦流檢測(cè)工業(yè)上無(wú)損檢測(cè)的方法之一。給一個(gè)線圈通入交流電，在一定條件下通過(guò)的電流是不變的。如果把線圈靠近被測(cè)工件，像船在水中那樣，工件內(nèi)會(huì)感應(yīng)出渦流，受渦流影響，線圈電流會(huì)發(fā)生變化。由于渦流的大小隨工件內(nèi)有沒(méi)有缺陷而不同，所以線圈電流變化的大小能反映有無(wú)缺陷。原理：將通有交流電的線圈置于待測(cè)的金屬板上或套在待測(cè)的金屬管外（見(jiàn)圖）。這時(shí)線圈內(nèi)及其附近將產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，使試件中產(chǎn)生呈旋渦狀的感應(yīng)交變電流，稱(chēng)為渦流。渦流的分布和大小，除與線圈的形狀和尺寸、交流電流的大小和頻率等有關(guān)外，還取決于試件的電導(dǎo)率、

14、磁導(dǎo)率、形狀和尺寸、與線圈的距離以及表面有無(wú)裂紋缺陷等。因而，在保持其他因素相對(duì)不變的條件下，用一探測(cè)線圈測(cè)量渦流所引起的磁場(chǎng)變化，可推知試件中渦流的大小和相位變化，進(jìn)而獲得有關(guān)電導(dǎo)率、缺陷、材質(zhì)狀況和其他物理量(如形狀、尺寸等)的變化或缺陷存在等信息。但由于渦流是交變電流，具有集膚效應(yīng)，所檢測(cè)到的信息僅能反映試件表面或近表面處的情況。特點(diǎn)： 1、對(duì)于金屬管、棒、線材的檢測(cè)，不需要接觸，也無(wú)需要耦合介質(zhì)。所以檢測(cè)速度高，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化檢測(cè)，特別適合在線普檢。2、對(duì)于表面缺陷的探測(cè)靈敏度很高，且在一定范圍內(nèi)具有良好的線性指示，可對(duì)大小不同缺陷進(jìn)行評(píng)價(jià)，所以可以用作質(zhì)量管理與控制。3、影響渦流的因

15、素很多，如裂紋、材質(zhì)、尺寸、形狀及電導(dǎo)率和磁導(dǎo)率等。采用特定脾電路進(jìn)行處理，可篩選出某一因素而抑制其他因素，由此有可能對(duì)上述某單獨(dú)影響因素進(jìn)行有效的檢測(cè)。4、由于檢查時(shí)不需接觸工件又不用耦合介質(zhì)，所以可進(jìn)行高溫下的檢測(cè)。由于探頭可伸入到遠(yuǎn)處作業(yè)，所以可對(duì)工件的狹窄區(qū)域及深孔壁(包括管壁)等進(jìn)行檢測(cè)。5、由于采用電信號(hào)顯示，所以可存儲(chǔ)、再現(xiàn)及進(jìn)行數(shù)據(jù)比較和處理。6、渦流探傷的對(duì)象必須是導(dǎo)電材料，且由于電磁感應(yīng)的原因，只適用于檢測(cè)金屬表面缺陷，不適用檢測(cè)金屬材料深層的內(nèi)部缺陷。7、金屬表面感應(yīng)的渦流的滲透深度隨頻率而異，激勵(lì)頻率高時(shí)金屬表面渦流密度大，隨著激勵(lì)頻率的降低，渦流滲透深度增加，但表面渦流密度下降，所以探傷深度與表面?zhèn)麢z測(cè)靈敏度是相互矛盾的，