无损探伤工培训课程1资料

1、幻灯片 1无损探伤工培训课程（一） （ 2013.10. ） 工业上使用的无损探伤技术方法有以下五种 :1. 射线探伤2. 超声波探伤3. 磁粉探伤4. 液体渗透探伤5. 涡流探伤 幻灯片 2一. 无损探伤的有关概念1 、无损探伤的概念 无损探伤是在不损害或不影响被检测对象使用性能的前提下，利用物体的声、 光、电磁等原理技术对材料、零件、设备进行缺陷、化学、物理参数的检测技术。无损检测 是工业发展必不可少的有效工具， 在一定程度上反映了一个国家的工业发展水平。 无损检测 的重要性已得到公认。主要有射线检验（RT）、超声检测（ UT）、磁粉检测（ MT）和液体渗透检测（ PT）、涡流检测（ ET

2、）五种。其他无损检测方法有声发射检测 （AT）、热像/ 红外（TIR）、 泄漏试验（ LT）、交流场测量技术（ ACFM）T、漏磁检验（ MFL）、远场测试检测方法（ RFT）、 超声波衍射时差法（ TOFD）等。我国在 1978年 11 月成立了全国性的无损检测学术组织中国机械工程学会 无损检测分会。此外，冶金、电力、石油化工、船舶、宇航、核能等行业还成立了各自的无 损检测学会或协会；部分省、自治区、直辖市和地级市成立了省（市）级、地市级无损检测 学会或协会；东北、 华东、 西南等区域还各自成立了区域性的无损检测学会或协会。在无损检测的基础理论研究和仪器设备开发方面， 中国与世界先进国家之间

3、仍有较大的差距， 特别 是在红外、声发射等高新技术检测设备方面更是如此。幻灯片 3 2、无损探伤的特点概括起来 ,无损检测的特点是：非破坏性、互容性、动态性、严格性以及检 测结果的分歧性等。（1）、非破坏性 无损检测系统非破坏性是指在获得检测结果的同时， 除了剔除不合格品 外，不损失零件。因此，检测规模不受零件多少的限制，既可抽样检验，又可在必要时采用 普检。因而，更具有灵活性（普检、抽检均可）和可靠性。（2）、互容性 互容性即指检验方法的互容性， 即：同一零件可同时或依次采用不同的 检验方法；而且又可重复地进行同一检验。这也是非破坏性带来的好处。（3）、动态性动态性这是说， 无损探伤方法可对

4、使用中的零件进行检验， 而且能够适 时考察产品运行期的累计影响。因而，可查明结构的失效机理。（4）、严格性 严格性是指无损检测技术的严格性。 首先无损检测需要专用仪器、 设备； 同时也需要专门训练的检验人员，按照严格的规程和标准进行操作。（5）、检验结果的分歧性检验结果的分歧性不同的检测人员对同一试件的检测结果可能有分歧。 特别是在超声波检验时，同一检验项目要由两个检验人员来完成。需要“会诊” 。幻灯片 43、无损探伤的检测依据（1）、产品图样图样是生产中使用的最基本的技术资料， 也是加工、 检验的依据。 尤其在图样 的技术要求中， 往往规定了原材料、 零件、产品的质量等级、 具体要求以及是否

5、需要作无损 检验等等。（2）、相关标准 生产企业往往要贯彻相关标准，如：企业标准、行业标准、国家标准、国际标 准等等。 这些都是产品加工的指导性文件， 自然也是实施无损检测的指导性文件。 在具体标 准中，往往详细规定了检验对象、检验方法、检验规模等等。（3）、技术文件 产品生产工艺部门下达的各种技术文件，如工艺规程、检验卡片、产品检验报 告、返修单等等。有时还要追加或改变检验要求等等。（4）、订货合同某些产品 （例如中厚钢板）的特殊检验要求、 质量控制的条款， 有时可能较详细 的强调在订货合同中，应引起特别注意。幻灯片 5二、无损探伤常用方法简介（一）、射线探伤该方法是用 射线或 射线穿透试件

6、，以胶片作为记录信息的载体的无损检测方 法。射线探伤通常简称为： RT。作为五大常规无损检测方法之一的射线探伤， 在工业上有着非常广泛的应用， 它既用 于金属检查， 也用于非金属检查。 对金属内部可能产生的缺陷， 如气孔、 针孔、 夹杂、疏松、 裂纹、 偏析、未焊透和熔合不足等， 都可以用射线检查。 应用的行业有特种设备、 航空航天、 船舶、兵器、水工成套设备和桥梁钢结构。射线探伤的基本原理如下：当强度均匀的射线束透照射物体时， 如果物体局部区域存在缺陷或结构存在差异， 它 将改变物体对射线的衰减，使得不同部位透射射线强度不同， 这样，采用一定的检测器 （例 如，射线照相中采用胶片）检测透射射

7、线强度，就可以判断物体内部的缺陷和物质分布等。射线探伤常用的方法有 X射线探伤、 射线探伤、 高能射线探伤和中子射线探伤。 对 于常用的工业射线探伤来说，一般使用的是X 射线探伤、 射线探伤。幻灯片 61、X 射线机工业射线照相探伤中使用的低能 X 射线机，简单地说是由四部分组成：射线发生器 （X 射线管）、高压发生器、冷却系统、控制系统。当各部分独立时，高压发生器与射线发 生器之间应采用高压电缆连接。按照 X 射线机的结构， X 射线机通常分为三类， 便携式 X 射线机、 移动式 X 射线机、 固定式 X 射线机。便携式 X 射线机采用组合式射线发生器，其 X 射线管、高压发生器、冷却系统共

8、同 安装在一个机壳中， 也简单地称为射线发生器， 在射线发生器中充满绝缘介质。 整机由两个 单元构成， 即控制器和射线发生器， 它们之间由低压电缆连接。 在射线发生器中所充的绝缘 介质， 较早时为高抗电强度的变压器油， 其抗电强度应不小于 30 50kV/2.5mm 。现在多数 充填的绝缘介质是六氟化硫（ SF6 ），以减轻射线发生器的重量。X 射线机的核心器件是 X 射线管，普通 X 射线管主要由阳极、阴极和管壳构成。x 射线是由 x 射线管加高压电激发而成，可以通过所加电压，电流来调节 x 射线的强 度。对低压 X 射线机，输入 X射线管的能量只有很少部分转换为 X 射线，大部分转换成 热

9、，所以对于 X 射线机来说要保证良好的散热。X 射线机的主要技术性能可归纳为五个：工作负载特性、辐射强度、焦点尺寸、辐射 角、漏泄辐射剂量。在选取 X 射线机时应考虑上述性能是否适应所进行的工作。 幻灯片 72、射线机 射线机用放射性同位素作为 射线源辐射 射线，它与 X 射线机的一个重要不同 是： 射线源始终都在不断地辐射 射线，而 X 射线机仅仅在开机并加上高压后才产生 X 射线。这就使 射线机的结构具有了不同于 X 射线机的特点。 射线是由放射性元素激发， 能量不变。强度不能调节，只随时间成指数倍减小。将 射线探伤机分为三种类型：手提式、移动式、固定式。手提式 射线机轻便，体积小、重量小

10、，便于携带， 使用方便。 但从辐射防护的角度， 其不能装备能量高的 射线源。射线机主要由五部分构成： 源组件（密封 射线源）、源容器（主机体）、输源（导） 管、驱动机构和附件。射线机与 X 射线机比较具有设备简单、便于操作、不用水电等特点，但射线机操作错误所引起的后果将是十分严重， 因此， 必须注意 射线机的操作和使用。 按照国家的 有关规定， 使用射线机的单位涉及到放射性同位素， 因此， 单位必须申领放射性同位素使 用许可证，操作人员，应经过专门的培训，并应取得放射工作人员证。射线探伤要用放射源发出射线， 对人的伤害极大， 操作不慎会导致人员受到辐射， 患 白血病的概率增加。操作人员应穿好防

11、护服，并注意放射源的妥善保存。幻灯片 83、射线探伤的优缺点：射线照相法能较直观地显示工件内部缺陷的大小和形状,因而易于判定缺陷的性质；射线底片可作为检验的原始记录供多方研究并作长期保存。但这种方法耗用的 X 射线胶片 等器材费用较高，检验速度较慢，只宜探查气孔、夹渣、缩孔、疏松等体积性缺陷，能定性 但不能定量，且不适合用于有空腔的结构，对角焊、 T 型接头的检验敏感度低，不易发现间 隙很小的裂纹和未熔合等缺陷以及锻件和管、 棒等型材的内部分层性缺陷。 此外， 射线对人 体有害，需要采取适当的防护措施。幻灯片 9（二）、超声波探伤： 超声波探伤是利用超声能透入金属材料的深处，并由一截面进入另一

12、截面时， 在界面边缘发生反射的特点来检查零件缺陷的一种方法， 当超声波束自零件表面由探头通至 金属内部， 遇到缺陷与零件底面时就分别发生反射波， 在荧光屏上形成脉冲波形， 根据这些 脉冲波形来判断缺陷位置和大小。超声波在介质中传播时有多种波型， 检验中最常用的为纵波、 横波、 表面波和板 波。用纵波可探测金属铸锭、坯料、 中厚板、大型锻件和形状比较简单的制件中所存在的夹 杂物、裂缝、缩管、白点、分层等缺陷；用横波可探测管材中的周向和轴向裂缝、划伤、焊 缝中的气孔、夹渣、裂缝、未焊透等缺陷；用表面波可探测形状简单的铸件上的表面缺陷； 用板波可探测薄板中的缺陷。超声波在介质中的传播过程中， 会发生

13、衰减和散射； 超声波在异种介质的界面上 将产生反射、折射和波型转换。 利用这些特性，可以获得从缺陷界面反射回来的反射波，从 而达到探测缺陷的目的；超声波的声束能集中在特定的方向上， 在介质中沿直线传播， 具有良好的指向性； 超声波的能量比声波大得多。幻灯片 10超探仪是一种便携式工业无损探伤仪器，它能够快速便捷、无损伤、精确地进 行工件内部多种缺陷（裂纹、夹杂、折叠、气孔、砂眼等）的检测、定位、评估和诊断。既 可以用于实验室，也可以用于工程现场。 本仪器能够广泛地应用在制造业、 钢铁冶金业、金 属加工业、化工业等需要缺陷检测和质量控制的领域，也广泛应用于航空航天、铁路交通、 锅炉压力容器等领域

14、的在役安全检查与寿命评估。它是无损检测行业的必备设备。1、声波的波段：人耳能够感受到频率高于 20 赫兹，低于 20 千赫兹的弹性波，所以在这个 频率范围内的弹性波又叫声波。频率小于 20 赫兹的弹性波叫次声波，频率高于 20 千赫兹 的弹性波叫做超声波。次声波和超声波人耳都不能感受。2、超声波的特性： （1）超声波在介质中传播时，在不同质界面上具有反射的特性，如遇到缺陷，缺陷的尺寸 等于或大于超声波波长时， 则超声波在缺陷上反射回来， 探伤仪可将反射波显示出来； 如缺 陷的尺寸小于波长时，声波将绕过缺陷而不能反射；（ 2 ）波声的指向性好，频率越高，指向性越好，以很窄的波束向介质中辐射，易于

15、确定缺 陷的位置；（3）超声波的传播能量大，如频率为1MHZ （ 1 兆赫兹）的超生波所传播的能量，相当于振幅相同而频率为 1000HZ （赫兹）的声波的 100 万倍。幻灯片 113、超声波探伤方法主要特点优点： 是检测厚度大（超声波穿透能力强，探测深度可达数米） 、灵敏度高、速度快、成本低、 对人体无害，能对缺陷进行定位和定量； 灵敏度高， 由于超声波在异质界面上会发生反射、 折射等现象， 尤其不能通过气体与固体 的界面。 如果金属中有气孔、 裂纹、分层之类的缺陷 （缺陷中有气体） 或夹渣之类的缺陷 （缺 陷中有异种介质） ，超声波传播到金属与缺陷的界面处，就会全部或部分被反射。反射回来

16、的超声波被探头接收， 通过仪器内部的电路处理， 在仪器的荧光屏上就显示出不同高度和有 一定间距的波形。 探伤人员则根据波形的变化特征， 判断缺陷在工件中的深度、 大小和类型。 可发现与直径约十分之几毫米的空气隙反射能力相当的反射体； 在确定内部反射体的位向、大小、形状及等方面较为准确； 仅须从一面接近被检验的物体； 可立即提供缺陷检验结果 ; 操作安全 ,设备轻便。缺点：超声波探伤对缺陷的显示不直观， 探伤技术难度大，容易受到主、客观因素的影响， 要由 有经验的人员谨慎操作；对粗糙、形状不规则、小、薄或非均质材料难以检查； 对所发现缺陷作十分准确的定性、定量表征仍有困难； 不适合有空腔的结构；

17、 除非拍照，一般少有留下追溯性材料。幻灯片 124、穿透法探伤和反射法探伤 超声波探伤的应用：水浸（喷水）法检测钢管、锻件；单（双）探头检测焊缝； 多探头检测大型管道；板材超声波探伤； 复合材料超声探伤； 非金属材料检测等。 实际工作 中使用的主要有穿透法探伤和脉冲反射法探伤两种方式。1）穿透法：探伤时使用两个探头，一个用来发射超声波，一个用来接收超声波。检测时，两 个探头分置在工件两侧，根据超声波穿透工件后能量的变化来判别工件内部质量。（2）脉冲反射法：目前应用最多的通过反射法来获取物体内部特性信息的方法。 反射法是基于超声波在通过不同声阻抗组织界面时会发生较强反射的原理工作的。 我们知道，

18、声波在从一种介质传播到另外一种介质的时候在两者之间的界面处会发生反射， 而且介质之间的差别越大反射就会越大， 所以我们可以对一个物体发射出穿透力强、 能够直 线传播的超声波， 超声波探伤仪 对反射回来的超声波进行接收并根据这些反射回来的超声 波的先后、 幅度等情况就可以判断出这个组织中含有的各种介质的大小、 分布情况以及各种 介质之间的对比差别程度等信息 （其中反射回来的超声波的先后可以反映出反射界面离探测，超声波探伤仪从而判包括超声波的产生、所产生的波向工件 发射波的其余部分作表面的距离，幅度则可以反映出介质的大小、对比差别程度等特性） 断出该被测物体是否有异常。 在这个过程中就涉及到很多方

19、面的内容， 接收、信号转换和处理等。探伤时高频发生器产生的高频脉冲激励信号作用在探头上，内部传播， 如工件内部存在缺陷， 波的一部分作为缺陷波被反射回来， 为底波也将反射回来。根据发射波、缺陷波、底波相对于扫描基线的位置可确定缺陷位置； 根据缺陷波的幅度可确定缺陷的大小； 根据缺陷波的形状可分析缺陷的性质； 如工件内部无 缺陷，则只有发射波和底波。幻灯片 13 5、超声波探伤仪（ 1）探伤仪类型产生超声波的方法是通过电路产生激励电信号传给具有压电效应的晶体（比如石英、硫酸锂等） ，使其振动从而产生超声波；而接收反射回来的超声 波的时候，这个压电晶体又会受到反射回来的声波的压力而产生电信号并传送

20、给信号处理电 路进行一系列的处理，超声波探伤仪最后形成图像供人们观察判断。根据图像处理方法（也就是将得到的信号转换成什么形式的图像）的种类又可以分 为 A 型显示、 M 型显示、 B 型显示、 C 型显示、 F 型显示等。A 型显示是将接收到的超声信号处理成波形图像， 根据波形的形状可以看出被测物体 里面是否有异常和缺陷在那里、有多大等， 主要用于工业检测；M 型显示是将一条经过辉度处理的探测信息按时间顺序展开形成一维的" 空间多点运动时序图 "，适于观察内部处于运动状态的物体，超声波探伤仪如运动的脏器、动脉血管等；B 型显示是将并排很多条经过辉度处理的探测信息组合成的二维

21、的、 反映出被测物体 内部断层切面的 "解剖图像 " （医院里使用的 B 超就是用这种原理做出来的） ，超声波探伤仪 适于观察内部处于静态的物体，可以用于工业检测；C 型显示也是一种图象显示， 探伤仪荧光屏的横坐标和纵坐标都是靠机械扫描来代表 探头在工件表面的位置。 探头接收信号幅度以光点辉度表示， 因而， 当探头在工件表面移动 时，荧光屏上便显示出工件内部缺陷的平面图象，但不能显示缺陷的深度。C 型显示、 F 型显示现在用得比较少。超声波探伤仪检测不但可以做到非常准确， 而且相对其他检测方法来说更为方便、 快 捷，也不会对检测对象和操作者产生危害。幻灯片 14（2）超声波

22、探伤仪主要性能指标灵敏度 超声波探伤的灵敏度一般是指整个探伤系统（仪器和探头）发现最小缺陷的能力。 发现缺陷愈小，灵敏度就愈高。仪器的探头的灵敏度常用灵敏度余量来衡量。灵敏度余量是指仪器最大输出时（增 益、发射强度最大，衰减和抑制为0），使规定反射体回波达基准高所需衰减的衰减总量。灵敏度余量大， 说明仪器与探头的灵敏度高。 灵敏度余量与仪器和探头的综合性能有关， 因 此又叫仪器与探头的综合灵敏度。盲区与始脉冲宽度盲区是指从探测面到能够发现缺陷的最小距离。盲区内的缺陷一概不能发现。始脉冲宽度是指在一定的灵敏度下， 屏幕上高度超过垂直幅度 20% 时的始脉冲延续 长度。始脉冲宽度与灵敏度有关，灵敏

23、度高，始脉冲宽度大。分辨力仪器与探头的分辨力是指在屏幕上区分相邻两缺陷的能力。 能区分的相邻两缺陷的距 离愈小，分辨力就愈高。信噪比 信噪比是指屏幕上有用的最小缺陷信号幅度与无用的噪声杂波幅度之比。信噪比高， 杂波少，对探伤有利。信噪比太低，容易引起漏检或误判，严重时甚至无法进行探伤。幻灯片 15 3、磁粉探伤： 利用工件缺陷处的漏磁场与磁粉的相互作用， 它利用了钢铁制品表面和近表面缺陷 （如裂纹， 夹渣，发纹等） 处磁导率和钢铁本体磁导率的差异， 磁化后这些材料不连续处的 磁场将发生崎变， 形成部分磁通泄漏处工件表面产生了漏磁场， 从而吸引磁粉形成缺陷处的 磁粉堆积磁痕， 探测物件表面缺陷和

24、近表面缺陷。 在适当的光照条件下， 显现出缺陷位 置和形状，对这些磁粉的堆积加以观察和解释，就能够评判缺陷的性质。幻灯片 16 按工件磁化方向的不同，可分为周向磁化法、纵向磁化法、复合磁化法和旋转磁化法。 按采用磁化电流的不同可分为：直流磁化法、半波直流磁化法、和交流磁化法。 按探伤所采用磁粉的配制不同，可分为干粉法和湿粉法。按照工件上施加磁粉的时间不同，可分为连续法和剩磁法。将待测物体置于强磁场中或通以大电流使之磁化， 若物体表面或表面附近有缺陷 （裂纹、折叠、夹杂物等）存在，由于它们是非铁磁性的，对磁力线通过的阻力很大，磁力 线在这些缺陷附近会产生漏磁。 当将导磁性良好的磁粉 （通常为磁性

25、氧化铁粉） 施加在物体 上时，缺陷附近的漏磁场就会吸住磁粉，堆集形成可见的磁粉痕迹，从而把缺陷显示出来。 幻灯片 17在工业中， 磁粉探伤可用来作最后的成品检验， 以保证工件在经过各道加工工序 （如焊接、金属热处理、磨削）后，在表面上不产生有害的缺陷。它也能用于半成品和原材 料如棒材、钢坯、锻件、铸件等的检验，以发现原来就存在的表面缺陷。铁道、航空等运输 部门、 冶炼、化工、动力和各种机械制造厂等， 在设备定期检修时对重要的钢制零部件也常 采用磁粉探伤， 以发现使用中所产生的疲劳裂纹等缺陷， 防止设备在继续使用中发生灾害性 事故。优缺点磁粉探伤的优点是：对钢铁材料或工件表面裂纹等缺陷的检验非常

26、有效;设备和操作均较简单 ; 检验速度快，便于在现场对大型设备和工件进行探伤；检验费用也较低。缺点是： 仅适用于铁磁性材料； 仅能显出缺陷的长度和形状， 而难以确定其深度； 对剩磁有影响的一些工件，经磁粉探伤后还需要退磁和清洗。幻灯片 18操作步骤 第一步：预清洗 所有材料和试件的表面应无油脂及其他可能影响磁粉正常分布、影响 磁粉堆积物的密集度、特性以及清晰度的杂质。第二步：缺陷的探伤 磁粉探伤应以确保满意的测出任何方面的有害缺陷为准。使磁力 线在切实可行的范围内横穿过可能存在于试件内的任何缺陷。第三步：探伤方法的选择1、湿法：磁悬液应采用软管浇淋或浸渍法施加于试件，使整个被检表面完全被覆盖，

27、磁化 电流应保持 1/51/2 秒，此后切断磁化电流，采用软管浇淋或浸渍法施加磁悬液。2、干法：磁粉应直接喷或撒在被检区域，并除去过量的磁粉，轻轻地震动试件，使其获得 较为均匀的磁粉分布。应注意避免使用过量的磁粉，不然会影响缺陷的有效显示。3、检测近表面缺陷。检测近表面缺陷时，应采用湿粉连续法，因为非金属夹杂物引起的漏 磁通值最小，检测大型铸件或焊接件中近表面缺陷时，可采用干粉连续法。4、周向磁化。在检测任何圆筒形试件的内表面缺陷时，都应采用中心导体法；试件与中心 导体之间应有间隙， 避免彼此直接接触。 当电流直接通过试件时， 应注意防止在电接触面处 烧伤，所有接触面都应是清洁的。5、纵向磁化

28、。用螺线圈磁化试件时，为了得到充分磁化，试件应放在螺线圈内的适当位置 上。螺线圈的尺寸应足以容纳试件。第四步：退磁 将零件放于直流电磁场中，不断改变电流方向并逐渐将电流降至零值。 大型零件可使用移动式电磁铁或电磁线圈分区退磁。第五步：后清洗 在检验并退磁后，应把试件上所有的磁粉清洗干净；应该注意彻底清 除孔和空腔内的所有堵塞物。幻灯片 19 探伤使用的磁粉介质磁粉的功用是作为显示介质，其种类包括有：a. 黑磁粉 -成分为四氧化三铁（ Fe3O4 ），呈黑色粉末状，适用于背景为浅色或光亮的工件。b. 红磁粉 -成分为三氧化二铁（ Fe2O3 ），呈铁红色粉末状，适用于背景较暗的工件。c. 荧光磁

29、粉 -在四氧化三铁磁粉颗粒外裹有荧光物质，在紫外线辐照下能发出黄绿色荧光， 适用于背景较深暗的工件， 特别是由于人眼色敏特性的原因， 使得以荧光磁粉作磁介质的磁 粉检验较之其他磁粉具有更高的灵敏度。d. 白磁粉 -在四氧化三铁磁粉颗粒外裹有白色物质，适用于背景较深暗的工件。为了便于现场检验的使用，商品化的磁介质种类很多， 除了有黑、红、 白磁粉， 荧光磁粉，还有球形磁粉（空心、彩色，用于干粉法） ，还有事先配置好的磁膏、浓缩磁悬 液，还有磁悬液喷罐等等， 以及为了提高背景深暗或者表面粗糙工件的可检验性而提供的表 面增白剂（反差增强剂）等。为了保证磁粉检验结果的可靠性，对磁粉（包括磁性、粒度、形

30、状）以及磁悬 液的浓度、 均匀性、 悬浮性等均需要经过校验合格后才能使用， 并且在使用过程中也需要定 期校验， 此外对于观察评定时环境的白光照度， 或者荧光磁粉检验时使用的紫外线灯的紫外 线强度等等，也是属于校验的项目，以求保证检验质量。幻灯片 204、液体渗透探伤 ：是利用毛细现象检查材料表面缺陷的一种无损检验方法。 20 世纪初， 最早利用 具有渗透能力的煤油检查机车零件的裂缝。渗透探伤包括荧光法和着色法。荧光法是将含有荧光物质的渗透液涂敷在被探 伤件表面， 通过毛细作用渗入表面缺陷中， 然后清洗去表面的渗透液， 将缺陷中的渗透液保 留下来， 进行显象。 典型的显象方法是将均匀的白色粉末撒

31、在被探伤件表面， 将渗透液从 缺陷处吸出并扩展到表面。这时，在暗处用紫外线灯照射表面，缺陷处发出明亮的荧光。着 色法与荧光法相似， 只是渗透液内不含荧光物质， 而含着色染料， 使渗透液鲜明可见， 可在 白光或日光下检查。一般情况下，荧光法的灵敏度高于着色法。这两种方法都包括渗透、清洗、显象和检查四个基本步骤。根据从被探伤件上清洗渗透液的方法， 渗透探伤的荧光法和着色法又可分别分为 水洗型、后乳化型和溶剂去除型三种。常用的渗透探伤方法：有着色渗透探伤、荧光渗透探伤、 水洗型渗透探伤、溶剂去除渗透探伤、干式显 像渗透探伤、 湿式显像渗透探伤。 实际探伤时经常是将几种不同方法组合应用。 例如水洗型、

32、 溶剂去除型的渗透剂组合，既可以使用干式显像也可以用湿式显像。幻灯片 21渗透探伤操作简单 ,不需要复杂设备 , 费用低廉，缺陷显示直观，具有相当高的灵敏 度, 能发现宽度 1 微米以下的缺陷。这种方法由于检验对象不受材料组织结构和化学成分的 限制，因而广泛应用于黑色和有色金属锻件、铸件、焊接件、机加工件以及陶瓷、玻璃、塑 料等表面缺陷的检查。它能检查出裂纹、冷隔、夹杂、疏松、折叠、气孔等缺陷。但对于结 构疏松的粉末冶金零件及其他多孔性材料不适用。幻灯片 22 1) 清洗 渗透探伤前，必须进行表面清理和预清洗， 清除被检零件表面所有污染物。准 备工作范围应以探伤部位四周向外扩展 25 毫米。清

33、除污物的方法有机械方法、化学方法及 溶剂去除法等。2) 渗透 渗透施加方法应根据零件大小、形状、数量和检查部位，来选择喷涂、刷涂、 浇涂及浸涂等方法。在渗透过程中时间的长短与温度范围对探测裂纹的灵敏度有很大影响， 渗透温度为 15 50 范围内时， 渗透时间一般分为 5 10 分钟；当渗透温度降低为 315 时应根据温度适当增加渗透时间。3) 去除 溶剂去除型渗透剂用清洗剂去除， 除了特别难于去除的场合外， 一般都用蘸有清 洗剂的布和纸擦拭； 不得往复擦拭， 不得将被检件浸于清洗剂中或过量地使用清洗剂； 在用 水喷法清洗时，水管压力以 0.21MPa 为宜，水压不得大于 0.34MPa ，水温

34、不超过 43 。4) 干燥 干燥的方法有用干净布擦干、 压缩空气吹干、 热风吹干、热空气循环烘干装置烘 干等方法。被检物表面的干燥温度应控制在不大于52 范围内。5) 显像 显像的过程是用显像剂将缺陷处的渗透液吸附至零件表面， 产生清晰可见的缺陷 图象。显像时间不能太长，显像剂不能太厚，否则缺陷显示会变模糊。显像时间为 10 30 分钟，显像剂厚度为 0.05 0.07 毫米。6) 检验 观察显示的迹痕应在显像剂施加后 7 30 分钟内进行，如显示迹痕的大小不发 生变化，则可超过上述时间。为确保检查细微的缺陷，被检零件上的照度至少达到 350 勒 克斯。探伤结束后，为了防止残留的显像剂腐蚀被检

35、物表面或影响其使用，必要时 应清除显像剂。清除方法可用刷洗、喷气、喷水、用布或纸擦除等方法。幻灯片 235、涡流探伤：涡流探伤是以交流电磁线圈在金属构件表面感应产生涡流的无损探伤技术。 它适用于导电材料， 包括铁磁性和非铁磁性金属材料构件的缺陷检测。 由于涡流探伤在检测 时不要求线圈与构件紧密接触， 也不用在线圈与构件间充满 藕合剂， 容易实现检验自动化。 但涡流探伤仅适 用于导电材料，只能检测表面或近表面层的缺陷，不便使用于形状复杂的 构件。例如应用于火力发电厂中检测凝汽器管、汽轮机叶片、汽轮机转子中心孔和焊缝等。( 1 )原理当交流电通入线圈时，若所用的电压及频率不变，则通过线圈的电流也将

36、不 变。如果在线圈中放入一金属管，管子表面感生周向电流，即涡流。涡流磁场方向与外加电 流的磁化方向相反， 因此将抵消一部分外加电流， 从而使线圈的阻抗、 通过电流的大小相位 均发生变化。管的直径、厚度、电导率和磁导 率的变化以及缺陷的存在，均会影响线圈的 阻抗。 若保持其他因素不变，仅将缺陷引起阻抗的信号取出， 经仪器放大并予检测，就能达 到探伤目的。 涡流信号不仅能给出缺陷的大小， 同时由于涡流探伤时可以根据表面下的涡流 滞后于表面涡流一定相位，采用相位分析 能判断出缺陷的位深度。幻灯片 242)检测线圈在涡流探伤中，是靠检测线圈来建立交变磁场，把能量传递给被检导体。同 时又通过涡流所建立的

37、交变磁场来获得被检测导体中的质量信息。实质上， 检测线圈是一种换能器，也是是涡流检测技术的核心。其种类繁多，有的将激励线圈与测量线圈分别使用， 有的则采用同一线圈。常用的检测线圈有三类。穿过式线圈 穿过式线圈是将被检测试样放在线圈内进行检测的线圈，适用于管、棒、线材 的探伤。 由于线圈产生的磁场首先作用在试样外壁， 因此检出外壁缺陷的效果较好， 内壁缺 陷的检测是利用的渗透来进行的。 一般来说， 内壁缺陷检测灵敏度比外壁低。 厚壁管材的缺 陷是不能使用外穿式线圈来检测来的。内插式线圈 内插式线圈是放在管子内部进行检测的线圈， 专用来检查厚壁管或钻孔内壁的缺 陷，也用来检查成套设备中管子的质量，

38、如热交换器管的在役检验。探头式线圈 探头式线圈是放置在试样表面上进行检测的线圈，它不仅适用于形状简单的板 材、板坯、方坯、圆坯、棒材及大直径管材的表面扫描探伤，也适用于形状较复杂的机械零 件的检查。 与穿过式线圈相比， 由于探头式线圈的体积小、场作用范围小， 所以适于检出尺 寸较小的表面缺陷。按照检测线圈的连接方式， 可分为绝对式线圈、 标准比较式线圈和自比较式 线圈等三种型式。 只用一个检测线圈称为绝对式线圈； 采用两个检测线圈接成差动形式， 称 为标准比较式线圈； 采用两个线圈放于同一被检构件的不同部位， 作为比较标准线圈， 称自 比较式，是标准比较式线圈的特例。基本电路由振荡器、检测线圈

39、信号输出电路、放大器、信号处理器、 显示器和 电源等部分组成。幻灯片 25二、钢铁生产与钢中缺陷 充分了解金属材料的生产、加工过程的特点，对材料的组织、缺陷的形成及其 对性能的影响，对从事无损检测工作者具有重要意义。（一）、炼铁 铁是易于形成正离子的较强金属性元素，故在自然界以氧化物形式存在。含铁量多且 具有冶炼价值的矿物， 称铁矿石。炼铁是从铁矿石中提取铁及其他有用元素形成生铁的过程。1、炼铁的原料及其作用Fe3O4，有磁性、黑色、质坚、含铁量高、难还原）和 赤铁矿（ Fe2O3，无磁性、 赤红色、质松、易还原） 两种。铁矿石中也含有脉石 （SiO2、Al2O3） 和杂质，它们是铁、钢中杂质

40、的主要来源。焦炭的燃烧创造了炼铁的必要条件。CaCO3）。其作用是与矿石中的脉石及燃料中的灰分相互作用，形成熔点低、流动性好、比重小的熔渣，使铁水与杂质分开。幻灯片 262、高炉冶炼过程高炉的结构：炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸。三种原料按照一定比例组成炉料，从炉顶装入炉内，直到炉喉。由风口送入热风与 焦炭燃烧后，产生大量的热量和高温炉气（含大量 CO ）使炉温升高。炉气与炉料发生一系 列反应后形成生铁和炉渣。 生成的铁水和炉渣蓄积在炉缸内， 达到一定数量后分别由出铁口 和出渣口排出炉外。高炉炼铁的基本反应有：燃料燃烧提供大量热及还原性气体。反应如下：C+O2=CO2CO2+C=2CO铁的还原和

41、生铁的生成：3Fe2O3+CO=2Fe3O4+CO2Fe3O4+CO=3FeO+CO2FeO+CO=Fe+CO2炉渣的生成：CaO+SiO2=CaSiO3 （硅酸钙）幻灯片 273、高炉的产品生铁：性能脆。以铁碳为主（含碳量 >2.11% ）并含有少量硅、锰、硫、磷等杂志的合 金。铸造生铁含硅高，流动性好，主要用于铸造；炼钢生铁又叫白口铸铁。副产品：煤气，良好的燃料。炉渣可做建筑材料。幻灯片 28（二）、炼钢1、炼钢的基本原理炼钢是把生铁中的碳及硅、锰、硫、 磷等杂质通过氧化方法而降低，使其达到规定的 含量。其实质就是杂质的氧化过程。主要反应如下：FeO+C=Fe+CO 2FeO+Si=

42、2Fe+SiO2 （渣） 放热FeO+Mn=Fe+MnO （渣） 放热S+O2=SO2 2P+5FeO=5Fe+P2O5P2O5+4CaO=4CaO ?P2O5 （磷酸钙入渣）向铁水中供入的氧，使碳、硅、锰氧化的同时，铁也被氧化成亚铁，必须将这部分 FeO 脱氧使铁反入钢水中。其方法是加入脱氧剂（硅-铁、锰 - 铁、铝），反应为：2FeO+Si=2Fe+SiO2 （渣） FeO+Mn=Fe+MnO （渣） 3FeO+2Al=3Fe+Al2O3 （渣）钢液成分和温度达到规定要求时即可出钢。幻灯片 292、镇静钢和沸腾钢的特点与性能：项目镇静钢沸腾钢脱氧程度脱氧完全，基本上无 CO 气泡 产生，钢

43、液保持平静脱氧不完全， 有大量 CO 气泡 产生，钢液有明显的沸腾现象特点表面质量一般，偏析较轻表面质量良好，偏析较严重机械性能冲击韧性良好冲击韧性一般幻灯片 30三）、钢的轧制用旋转的轧辊碾压金属使其发生塑性变形的压力加工方法。轧制过程包括原料清理、加热、轧制、轧后冷却、精整等工序。轧制的产品有型材、钢板、钢管、特殊材料等。钢材在轧制时由于轧辊孔型设计不正确、 轧制工艺设计不良、 钢坯表面或内部有缺陷等， 都 会造成钢材缺陷。钢材的缺陷种类很多，按其特征可以分为四类：1、外形不正确包括断面形状不正确、平面形状不正确、钢材长度上的弯曲、厚度不均2、外部缺陷 包括表面裂纹、发裂、龟裂、折叠等。3 、内部缺陷 包括缩孔、白点。4、机械性能和显微组织异常。幻灯片 31钢材质量化学成分组织结构各种缺陷的严重程度四）、钢中杂质元素、有害气体对钢质量的影响来源：铁矿石、燃料、熔剂、炼钢过程中混入的杂质和气体。幻灯片 321、硅和锰的影响 来源：脱氧剂、生铁。Si ：含量 0.5% 以下可以全部溶解。形成 SiO2 时影响钢质。Mn：含量 0.8%以下可以全部溶解。适当条件下可以形成MnS 。溶解于钢中时起固溶强化作用。形成夹杂物后则起不利作用。2、硫的影响S 是有害杂质元素。 在钢中溶解度很小，