无损检测实验指导书

1、实验一 金属零部件的表面缺陷检测1、 实验目的通过实验，正确掌握轴向通电法、磁轭法和旋转磁场法等探伤法操作技术，了解各种探伤方法的优缺点，学会选择合理的探伤方法。2、 实验内容对2个铸造试件、2块焊缝试件和2个锻造试件任选2件进行检验。3、 实验原理31磁场探伤漏磁场探伤是利用铁磁性材料或工件磁化后，在表面和近表面如有不连续（材料的均质状态即致密性受到破坏）存在，则在不连续性处磁力线离开工件和进入工件表面发生局部畸变产生磁极，并形成可检测的漏磁场进行探伤的方法。漏磁场探伤包括磁粉探伤和利用检测元件探测漏磁场。其区别在于，磁粉探伤是利用铁磁性粉末磁粉，作为磁场的传感器，即利用漏磁场吸附施加在不连

2、续性处的磁粉聚集形成磁痕，从而显示出不连续性的位置、形状的大小。利用检测元件探测漏磁场的磁场传感器有磁带、霍尔元件、磁敏二极管的感应线圈等。32 磁粉探伤磁粉探伤（Magnetic Particle Testing，缩写符号为MT），又称磁粉检验或磁粉检测，是应用较为广泛的常规无损检测方法之一。磁粉探伤的基础是缺陷处漏磁场与磁粉的磁相互作用。321磁粉探伤原理铁磁性材料和工件被磁化后，由于不连续性的存在，使工件表面的近表面的磁力线发生局部畸变而产生漏磁场，吸附施加在工件表面的磁粉，形成在合适光照下目视可见的磁痕，从而显示出不连续性的位置、形状的大小。如图1-1所示缺陷磁力线磁粉磁痕显示工件图1

3、-1 不连续性处的漏磁场和磁痕痕分布322磁粉探伤适用范围A、 磁粉探伤适用于检测铁磁性材料表面和近表面尺寸很小，间隙极窄（如可检测出长0.1、宽为微米级的裂纹），目视难以看出的不连续性。B、 磁粉探伤可对未加工的原材料（如钢坯）、加工的半成品、成品工件及在役或使用过的零部件进行探伤。C、 能对板材、型材、棒材、管材、焊接件、铸钢件及锻钢件进行探伤。D、 磁粉探伤不能检测奥氏体不锈钢材料和用奥氏体不锈钢焊条焊接的焊缝，也不能检测铜、铝、镁、钛等非磁性材料。E、 马氏体不锈钢和沉淀硬化不锈钢具有磁性，可以进行磁粉探伤。F、 磁粉探伤可发现裂纹、夹杂、发纹、白点、折叠、冷隔和疏松等缺陷，但对于表面

4、浅的划伤、埋藏较深的孔洞和与工件表面夹角小于20°的分层及折叠难以发现。4、 实验设备及器材41 MP-A2L、MP-A-3、CJX-220E手提式磁轭探伤机1台，主要技术指标提升力 44N极 距 40160输 出 36V电 源 220±10%重 量 7.5kg探头：1.5kg，主机：6kg外型尺寸 270（长）×90（宽）×170（高）42 磁粉探伤灵敏度试片，若干。43 焊缝试件2件、铸件试件2件、锻件试件2件。44 磁悬液1瓶。5、 实验步骤51 清洁工件表面污物。52 对工件通电磁化（12秒钟，23次）。53 在工件表面边通磁边喷洒磁粉或者喷磁悬

5、液。54 检查、记录并评定缺陷。55 退磁（有需要时）。56 工件后处理。注意事项仪器在使用时，应避免空载工作，防止产生不必要的温升或损坏。应检查配电板上的电源电压是否是220V。使用时探头端面与被测工件应保持良好的接触，再接通手把上的控制开关，此时探伤效果最好。在使用时，如果发现探头线包发热严重，即停止使用。6、 实验结果分析61 用图示方法画出所检零件中缺陷的情况（包括缺陷位置、长度等）。62 分析影响磁力探伤灵敏度的因素（磁化方式、磁化方向及缺陷大小的影响）。实验二 钢板探伤一、实验目的了解超声波探伤的基本原理。掌握钢板纵波探伤的基本方法。二、原理脉冲反射法 脉冲反射法是由超声波探头发射

6、脉冲波到试件内部,通过观察来自内部缺陷或试件底面的反射波的情况来对试件进行检测的方法。图3-1显示了接触法单探头直射声束脉冲反射波的基本原理。图2-1a所示，当试件中不存在缺陷时，显示图形中仅有发射脉冲T和底面回波B两个信号。而当试件中存在有缺陷时，在发射脉冲与底面回波之间将出现来自缺陷的回波F，如图2-1b所示。通过观察F的高度可对缺陷的大小进行评估，通过观察回波F距发射脉冲的距离，可得到缺陷的埋藏深度。当材质条件较好且选用探头适当时，脉冲回波法可观察到非常小的缺陷回波，达到很高的检测灵敏度。当试件的材质和厚度、表面状态不变时，底面回波B的高度基本是不变的。当试件中存在一定尺寸的缺陷或存在材

7、质的剧烈变化时，底面回波的高度会下降甚至消失。因此，在对检测面与底面平行的试件进行脉冲回波直射声速法超声波检验时，底面回波高度的监测也可作为一种检测手段。但通过底波检测缺陷时，灵敏度较低，且无法确定缺陷深度，定量也较难，因此，底波监测常作为辅助手段以发现一些与入射面成一定角度的缺陷或小而密集的缺陷。这类缺陷往往反射幅度很低，或观察不到反射信号。除了接触法单探头直射声束法以外，脉冲法反射法还可与斜射声束法、双探头法、液浸法等相结合，是最常用、最基本的超声检测法探头探头FTB试件TB试件Bb )Ba )图2-1 接触法单探头直射声束肪冲反射法 a ) 无缺陷 b )有缺陷钢板是经轧制而成的，钢板中

8、的大部分缺陷与板面平行。因此一般采用垂直于板面的纵波探伤法。根据耦合方式不同，分为接触法和水浸法。接触法常用于单件小面积钢板探伤和某些厚度很大的钢板探伤。水浸法常用于批量大面积钢板探伤。钢板探伤时，一般用2.55MHz，1030的探头探伤，采用全面或列线扫查。 探伤钢板调节灵敏度的方法有两种：一种是利用5平底孔试块来调，这时一般不测缺陷的当量，只测缺陷的面积。另一种是利用钢板多次底波来调，这时可根据缺陷波和底波次数及高度来评价钢板质量。 用接触法探伤厚度较小的钢板时，要注意叠加效应的影响。若在探伤过程中出现叠加效应，应根据F1来评价缺陷。只有当T20时，才以F2来评价缺陷。 在钢板探伤中，以下

9、几种情况记录缺陷面积。 （1）无底波，只有缺陷波的多次反射。 （2）缺陷波与底波同时存在。 （3）无底波，只有多个紊乱的缺陷波。 （4）即无缺陷波，有无底波。 三、试验用品1. 仪器：CTS26、CTS22、PXUT-240B、PXUT-211型探伤仪。2. 探头：2.5P20Z、2.5P20SJ。3. 试块：100×100×28 100×100×225平底孔试块各一块。4. 耦合剂：机油、水。5. 其他：T=28和50的钢板试样各一块，并且都带有人工缺陷或自然缺陷。四、实验内容与步骤1.钢板接触法探伤用2.5P20Z探头探伤T=28的钢板试样。（1）清

10、除钢板表面的氧气化皮、锈蚀和油污。（2）调节仪器，使时基扫描线清晰明亮，并与水平刻度线重合。（3）调扫描速度：探头对准T=28的钢板，调整微调和脉冲移位使底波B1、B2分别对准42和84，这时扫描速度为1：1.5。（4）调灵敏度：探头对准100×100×46试块上5平底孔。调节增益使5平底孔的第一次回波达满幅度的60%即可。（5）扫查探测：探头置于钢板上作100%的全面扫查，探头移动间距小于晶片尺寸，移动速度不大于0.15ms。（6）缺陷测定：扫描过程中发现缺陷后，先用半波高度法（或6dB法）测定缺陷的面积范围。缺陷波高下降一半（相对5回波）时探头中心的轨迹线作为缺陷的轮廓线，这种轮廓线一般不规则，可用方格法确定缺陷面积。然后再根据扫描速度和缺陷波所对的刻度值确定缺陷的深度。对于较小的缺陷也可测定缺陷的当量。（