第六章在用压力容器的安全管理与定期检验2

1、无损检测无损检测概概 述述 1. 1.无损检测与破坏性检验无损检测与破坏性检验 无损检测的结果必须与破坏性检测的结果相比无损检测的结果必须与破坏性检测的结果相比较后，才能知道怎样来评价无损检测的结果，否较后，才能知道怎样来评价无损检测的结果，否则是没有根据的。则是没有根据的。 2.无损检测的实施时间无损检测的实施时间 无损检测应该在对材料或工件的质量有影响无损检测应该在对材料或工件的质量有影响的每道工序之后进行。的每道工序之后进行。3.3.无损检测结果的可靠性无损检测结果的可靠性 无损检测的可靠性与被检工件的材质、组成、形状、无损检测的可靠性与被检工件的材质、组成、形状、表面状态、所采用的物理

2、量的性质以及被检工件异常部表面状态、所采用的物理量的性质以及被检工件异常部位的状态、形状、大小、方向性和检测装置的特性等关位的状态、形状、大小、方向性和检测装置的特性等关系很大。而且还受人为因素、标定误差、精度要求、数系很大。而且还受人为因素、标定误差、精度要求、数据处理和环境条件等的影响。据处理和环境条件等的影响。 因此，不管采用哪种检测方法，要完全检测出异常因此，不管采用哪种检测方法，要完全检测出异常部位是不可能的。而且往往不同的检测方法会得到不同部位是不可能的。而且往往不同的检测方法会得到不同的信息，因此综合应用几种方法可以提高无损检测结果的信息，因此综合应用几种方法可以提高无损检测结果

3、的可靠性。的可靠性。 选用无损检测方法时需要考虑的主要因素有选用无损检测方法时需要考虑的主要因素有两个方面：两个方面： 1.需要检出的缺陷类型、大小、方向和位置，具需要检出的缺陷类型、大小、方向和位置，具 体要求决定于被检工件本身；体要求决定于被检工件本身； 2.被检工件的形状、大小和材质。被检工件的形状、大小和材质。 对缺陷类型来说，通常可分为体积型缺陷和对缺陷类型来说，通常可分为体积型缺陷和平面型缺陷两种如下表平面型缺陷两种如下表1-11-1、1-21-2所示。所示。表表1-1 1-1 不同体积型缺陷及其可采用的方法不同体积型缺陷及其可采用的方法体积型缺陷类型体积型缺陷类型可采用的检测可采

4、用的检测方法方法夹杂夹杂夹渣夹渣夹钨夹钨缩松缩松缩孔缩孔气孔气孔腐蚀坑腐蚀坑目视检测（表面）、渗透检测目视检测（表面）、渗透检测（表面）、磁粉检测（表面及近（表面）、磁粉检测（表面及近表面）、涡流检测（表面及近表表面）、涡流检测（表面及近表面）、微波检测面）、微波检测超声检测超声检测射线检测射线检测中子检测中子检测红外检测红外检测光全息检测光全息检测平面型缺陷类型平面型缺陷类型可采用的检测可采用的检测方法方法分分 层层粘接不良粘接不良折折 叠叠冷冷 隔隔裂纹裂纹未熔合未熔合目视检测目视检测磁粉检测磁粉检测涡流检测涡流检测微波检测微波检测超声检测超声检测声发射检测声发射检测红外检测红外检测 表表

5、1-2 1-2 不同平面型缺陷及其可采用的方法不同平面型缺陷及其可采用的方法 对缺陷在工件中的位置来说，通常可分为表面缺陷和内部缺陷对缺陷在工件中的位置来说，通常可分为表面缺陷和内部缺陷两种。两种。检测表面缺陷采用的方法检测表面缺陷采用的方法检测内部缺陷可采用的检测方法检测内部缺陷可采用的检测方法目视检测目视检测渗透检测渗透检测磁粉检测磁粉检测涡流检测涡流检测超声检测超声检测声发射检测声发射检测红外线检测红外线检测光全息检测光全息检测声全息检测声全息检测声显微镜声显微镜磁粉检测（近表面）磁粉检测（近表面）涡流检测（近表面）涡流检测（近表面）微波检测微波检测超声检测超声检测声发射检测声发射检测射

6、线检测射线检测中子检测中子检测红外线检测（有可能）红外线检测（有可能）光全息检测（有可能）光全息检测（有可能）声全息检测（有可能）声全息检测（有可能）声显微镜（有可能）声显微镜（有可能）表表1-31-3检测表面缺陷和内部缺陷分别可采用的方法检测表面缺陷和内部缺陷分别可采用的方法 对被检工件形状和大小（厚度）来说，选用无损检测方法的对被检工件形状和大小（厚度）来说，选用无损检测方法的原则如表原则如表1-41-4和表和表1-51-5所示。所示。最简单形状最简单形状最复杂形状最复杂形状光全息检测光全息检测声全息检测声全息检测声显微镜声显微镜红外检测红外检测微波检测微波检测涡流检测涡流检测磁粉检测磁粉

7、检测中子检测中子检测射线检测射线检测超声检测超声检测渗透检测渗透检测目视检测目视检测射线射线CT表表1-4 适用与适用与不同形状不同形状工件的无损检测技术工件的无损检测技术被检工件厚度被检工件厚度采用的无损检测方法采用的无损检测方法表面表面目视检测、渗透检测目视检测、渗透检测最薄件（壁厚最薄件（壁厚1mm）磁粉检测、涡流检测磁粉检测、涡流检测较薄件（壁厚较薄件（壁厚3mm）微波检测、光全息检测、声全息检测、微波检测、光全息检测、声全息检测、声显微镜声显微镜较厚件（壁厚较厚件（壁厚100）射线检测射线检测厚件（壁厚厚件（壁厚250）中子照相、中子照相、射线照相射线照相最厚件（壁厚最厚件（壁厚10

8、m）超声检测超声检测表表1-5 1-5 适用于适用于不同厚度不同厚度工件的无损检测技术工件的无损检测技术 对被检工件的不同材质来说，可采用的无损检测方法如表对被检工件的不同材质来说，可采用的无损检测方法如表1-61-6所示。所示。检测方法检测方法主要材料特征主要材料特征渗透检测渗透检测缺陷必须延伸到表面缺陷必须延伸到表面磁粉检测磁粉检测必须是磁性材料必须是磁性材料 涡流检测涡流检测必须是导电材料必须是导电材料微波检测微波检测能透入微波能透入微波射线检测射线检测随工件厚度、密度及化学成分变化而变化随工件厚度、密度及化学成分变化而变化中子照相中子照相随工件厚度、密度及化学成分变化而变化随工件厚度、

9、密度及化学成分变化而变化光全息检测光全息检测表面光学性质表面光学性质表表1-6 1-6 不同无损检测方法及其主要不同无损检测方法及其主要材料特征材料特征 射线检测的基本原理是：当射线透过被检物射线检测的基本原理是：当射线透过被检物体时，有缺陷部位（如气孔、非金属夹杂物等）体时，有缺陷部位（如气孔、非金属夹杂物等）与无缺陷部位对射线吸收能力不同（以金属物体与无缺陷部位对射线吸收能力不同（以金属物体为例，缺陷部位所含空气或非金属夹杂物对射线为例，缺陷部位所含空气或非金属夹杂物对射线的吸收能力大大低于金属对射线的吸收能力）。的吸收能力大大低于金属对射线的吸收能力）。 透过有缺陷部位的射线强度高于无缺

10、陷部位透过有缺陷部位的射线强度高于无缺陷部位的射线强度的射线强度。可以通过检测透过工件后的射线强。可以通过检测透过工件后的射线强度的差异，来判断工件中是否存在缺陷。度的差异，来判断工件中是否存在缺陷。0J2J1JAx射线检测原理图射线检测原理图 目前国内外应用最目前国内外应用最广泛、灵敏度比较高的广泛、灵敏度比较高的射线检测方法是射线照射线检测方法是射线照相法。相法。 采用感光胶片来检采用感光胶片来检测射线强度，在测射线强度，在X X 射线射线感光胶片上对应的有缺感光胶片上对应的有缺陷部位将因陷部位将因接受较多的接受较多的射线射线，从而形成黑度较，从而形成黑度较大的缺陷阴影，其示意大的缺陷阴影

11、，其示意如图所示。如图所示。射线检测的优点射线检测的优点射线检测的缺点射线检测的缺点1.1.利用射线照相获得的底片分析焊接接头缺陷具有直观利用射线照相获得的底片分析焊接接头缺陷具有直观 性；性；2.2.射线检测的检测结果可记录下来作为档案长期保存。射线检测的检测结果可记录下来作为档案长期保存。 当裂纹面与射线近于垂直时就很难检查出来，射线当裂纹面与射线近于垂直时就很难检查出来，射线检测对微小裂纹的检测灵敏度低，生产费用大，并且对检测对微小裂纹的检测灵敏度低，生产费用大，并且对人体有害，需要有防护设备。人体有害，需要有防护设备。X X 射线检测仪射线检测仪1 1、圆形缺陷、圆形缺陷定义：长宽比小

12、于等于3的非裂纹、未焊透和未熔合缺陷。圆形缺陷包括气孔、块状夹渣、夹钨等缺陷。气孔的成像：呈暗色斑点，中心黑度较大，边缘较浅平滑过渡，轮廓较清晰。夹渣（非金属）的成像：呈暗色斑点，黑度分布无规律，轮廓不圆滑，小点状夹渣轮廓较不清晰。 夹钨(金属夹渣)成像：呈亮点，轮廓清晰。 常见缺陷及成像示意图常见缺陷及成像示意图 气孔气孔夹渣夹渣常见缺陷及成像示意图常见缺陷及成像示意图 常见缺陷及成像示意图常见缺陷及成像示意图 密集气孔密集气孔常见缺陷及成像示意图常见缺陷及成像示意图 夹钨夹钨常见缺陷及成像示意图常见缺陷及成像示意图 常见缺陷及成像示意图常见缺陷及成像示意图 2 2、条形缺陷、条形缺陷定义：

13、不属于裂纹、未焊透和未熔合的缺陷，当缺陷的长宽比大于3时，定义为条状缺陷，包括条渣和条孔。常见缺陷及成像示意图常见缺陷及成像示意图 常见缺陷及成像示意图常见缺陷及成像示意图 3 3、未焊透、未焊透定义：未焊透是指母材金属之间没有熔化，焊缝金属没有进入接头的部位根部造成的缺陷。影像特征：未焊透的典型影像是细直黑线，两侧轮廓都很整齐，为坡口钝边痕迹，宽度恰好是钝边的间隙宽度。有时坡口钝边有部分融化，影像轮廓就变得不很整齐，线宽度和黑度局部发生变化，但只要能判断是出于焊缝根部的线性缺陷，仍判定为未焊透。未焊透有底片上处于焊缝根部的投影位置，一般在焊缝中部，因透照偏、焊偏等原因也可能偏像一侧。未焊透呈

14、断续或连续分布，有时能贯穿整张底片。常见缺陷及成像示意图常见缺陷及成像示意图 未焊透未焊透常见缺陷及成像示意图常见缺陷及成像示意图 单边未焊透单边未焊透常见缺陷及成像示意图常见缺陷及成像示意图 常见缺陷及成像示意图常见缺陷及成像示意图 常见缺陷及成像示意图常见缺陷及成像示意图 4 4、未融合、未融合定义：未熔合是指焊缝金属与母材金属可焊缝金属之间未熔化结合在一起的缺陷。影像特征：根部未熔合的典型影像是连续或断续的黑线，线的一侧轮廓整齐且黑度较大，为坡口或钝边的痕迹，另一侧轮廓可能较规则，也可能不规则。根部未熔合在底片上的位置就是焊缝根部的投影位置，一般在焊缝的中间，因坡口形状或投影角度等原因出

15、可能偏向一边。坡口未熔合的典型影像是连续或断续的黑线，宽度不一，黑度不均匀，一侧轮廓较齐，黑度较大，另一侧轮廓不规则，黑度较小，在底片上的位置一般在中心至边缘的1/2处，沿焊缝纵向延伸。层间未熔合的典型影像是黑度不大的块状阴影，开关不规则，如伴有夹渣时，夹渣部位黑度较大。一般在射线照相检测中不易发现。常见缺陷及成像示意图常见缺陷及成像示意图 常见缺陷及成像示意图常见缺陷及成像示意图 未融合未融合常见缺陷及成像示意图常见缺陷及成像示意图 边缘未融合边缘未融合常见缺陷及成像示意图常见缺陷及成像示意图 5 5、裂纹、裂纹定义：裂纹是指材料局部断裂形成的缺陷。影像特征：底片上裂纹和典型影像是轮廓分明的

16、黑线或黑丝。其细节特征包括：黑线或黑丝上有微小的锯齿，有分叉，粗细和黑度有时有变化，有些裂纹影像呈较粗的黑线与较细的黑丝相互缠绕状；线的端部尖细，端头前方有时有丝状阴影延伸。常见缺陷及成像示意图常见缺陷及成像示意图 纵向裂纹纵向裂纹常见缺陷及成像示意图常见缺陷及成像示意图 常见缺陷及成像示意图常见缺陷及成像示意图 外边缘咬边外边缘咬边 焊缝外边缘咬边表征为沿焊接影像边缘的不规则深色密度线，产生的原因是焊缝边缘存在凹槽或沟槽。 焊缝内边缘咬边焊缝内边缘咬边 焊缝内部（根部）咬边表征为靠近焊接影像中心沿根部焊道影像的不规则黑度， 产生的原因是焊缝内部（根部）由焊缝底部边缘沿伸出的凹槽引起的。焊缝错

17、边焊缝错边 错边的表征为胶片密度在整个焊接影像胶片宽度上的突变，产生的原因是焊接前金属板或管道没有对齐（或母材厚度不一）的现象。常见缺陷及成像示意图常见缺陷及成像示意图 波是机械振动在介质中的传播。当振动频率波是机械振动在介质中的传播。当振动频率超过超过20kHz20kHz时发出的波不能为人耳听到，称为超声时发出的波不能为人耳听到，称为超声波。超声检测的常用频率范围为波。超声检测的常用频率范围为0.5-10MHz0.5-10MHz。 10-410-110210510810111014 超声检测就是利用超声波来对材料和工件进超声检测就是利用超声波来对材料和工件进行检验和测量。行检验和测量。 在检

18、验方面，典型的应用是超声探伤以及材在检验方面，典型的应用是超声探伤以及材料和工件的物理性能与力学性能检验。在测量方料和工件的物理性能与力学性能检验。在测量方面，介质的许多非声学特性和某些状态参量，例面，介质的许多非声学特性和某些状态参量，例如液位、流量等都可以用超声方法来测量。如液位、流量等都可以用超声方法来测量。 a) 无缺陷无缺陷超声扫描系统超声扫描系统超声波探伤仪超声波探伤仪CUT-2009CUT-2009型超声波探伤仪型超声波探伤仪超声波探头超声波探头 磁粉法是用于探测铁磁性材料表面缺陷的一磁粉法是用于探测铁磁性材料表面缺陷的一种简单易行的方法。种简单易行的方法。 当材料或工件被磁化后

19、，若在工件表面或近当材料或工件被磁化后，若在工件表面或近表面存在裂纹、冷隔等缺陷，便会在该处形成一表面存在裂纹、冷隔等缺陷，便会在该处形成一漏磁场漏磁场。此漏磁场将吸引、聚集检测过程中施加。此漏磁场将吸引、聚集检测过程中施加的磁粉，而形成缺陷显示。的磁粉，而形成缺陷显示。 磁粉检测所需的设备简单，操作方便，迅速磁粉检测所需的设备简单，操作方便，迅速可靠，对表面缺陷（尤其是裂纹）检测灵敏度可靠，对表面缺陷（尤其是裂纹）检测灵敏度高，缺陷较直观，但缺陷的显现程度与缺陷同磁高，缺陷较直观，但缺陷的显现程度与缺陷同磁力线的相对位置有关，当力线的相对位置有关，当缺陷与磁力线垂直时显缺陷与磁力线垂直时显现

20、的最清楚现的最清楚，当缺陷与磁力线平行时则不易显现，当缺陷与磁力线平行时则不易显现出来。只能检测缺陷的位置和在表面方向上的长出来。只能检测缺陷的位置和在表面方向上的长度，度，不能检测出缺陷深度不能检测出缺陷深度，检测灵敏度随缺陷深，检测灵敏度随缺陷深度而下降。度而下降。MI-GLOW MI-GLOW 系列荧光磁粉系列荧光磁粉B310SB310S磁轭探伤仪磁轭探伤仪UWUW水下磁探仪水下磁探仪 B310BDCB310BDC磁轭探伤仪磁轭探伤仪使用使用UW#1UW#1磁粉、闭合线圈、磁粉、闭合线圈、平行导体进行水下探伤平行导体进行水下探伤左图的局部放大，注意那条左图的局部放大，注意那条明显的红色裂

21、纹明显的红色裂纹使用使用UW#1UW#1磁粉和磁轭进行水磁粉和磁轭进行水下探伤下探伤海上海上石油石油钻井钻井平台平台 渗透检测的基本原理就是在被检材料或工件渗透检测的基本原理就是在被检材料或工件表面上浸涂某些渗透力比较强的液体，利用液体表面上浸涂某些渗透力比较强的液体，利用液体对微细孔隙的渗透作用，将液体渗入孔隙中，然对微细孔隙的渗透作用，将液体渗入孔隙中，然后用水和清洗液清洗材料或工件表面的剩余渗透后用水和清洗液清洗材料或工件表面的剩余渗透液，最后再用显示材料喷涂在被检工件表面，经液，最后再用显示材料喷涂在被检工件表面，经毛细管作用毛细管作用，将孔隙中的渗透液吸出来并加以显，将孔隙中的渗透液

22、吸出来并加以显示。示。渗透检测的特点：渗透检测的特点：（1 1）工作原理简单易懂，对操作者的技术要求不高；）工作原理简单易懂，对操作者的技术要求不高；（2 2）应用面广，可用与多种材料的表面检测，而且基本）应用面广，可用与多种材料的表面检测，而且基本上不受工件几何形状和尺寸大小的限制；上不受工件几何形状和尺寸大小的限制；（3 3）缺陷的显示不受缺陷方向的限制，即一次检测可同）缺陷的显示不受缺陷方向的限制，即一次检测可同时探测不同的表面缺陷；时探测不同的表面缺陷；（4 4）检测设备简单、成本低廉、使用方便。）检测设备简单、成本低廉、使用方便。 它的局限性主要是只能它的局限性主要是只能检测开口式表面缺陷检测开口式表面缺陷，另外，另外是工序比较多，探伤灵敏度受人为因素的影响比较多。是工序比较多，探伤灵敏度受人为因素的影响比较多。渗透检测的优点渗透检测的优点渗透检测的缺点渗透检测的缺点 渗透法设备简单，并具有检测表面裂纹灵敏度高、渗透法设备简单，并具有检测表面裂纹灵敏度高、使用和操作方便，以及适用于无电源、水源的野外现使用和操作方便，以及适用于无电源、水源的野外现场检测等优点。场检测等优点。 不能检