无损检测之各种检查手段2016

1、1无损检测无损检测NDT （Non-destructive testing） 过程装备与控制工程系过程装备与控制工程系 2013年编制年编制2教学重点：教学重点： 无损检测的概念无损检测的概念 无损检测的特点无损检测的特点 无损检测的目的无损检测的目的教学难点：教学难点： 无损检测方法的应用特点无损检测方法的应用特点第一章 概述 3一、无损检测的定义一、无损检测的定义 在不损坏受检件的物理和化学性能的前提下，对在不损坏受检件的物理和化学性能的前提下，对受检件内部及其表面的不连续和物理量进行检查和受检件内部及其表面的不连续和物理量进行检查和（或）测试的方法（或）测试的方法 。无损检测是在现代科学

2、基础上产生和发展的检测技术，它借助先进的技术和仪器设备，在不损坏、不改变被检测对象理化状态的情况下，对被检测对象的内部及表面的结构、性质、状态进行高灵敏度和高可靠性的检查和测试，借以评判它们的连续性、完整性、安全性以及其他性能指标。4二、无损检测的发展二、无损检测的发展( (一一) )无损探伤无损探伤( (二二) )无损检测无损检测是早期阶段的名称，其含义是探测和发现缺陷 是当前阶段的名称，其内涵不仅仅是探测缺陷，还包括探测试件的一些其他信息，例如结构、性质、状态等，并试图通过测试，掌握更多得信息。 ( (三三) )无损评价无损评价将进入或正在进入的新的发展阶段。 5 无损评价涵盖更广泛、更深

3、刻的内容，它不仅要求发现缺陷，探测试件的结构、性质、状态，还要求获取更全面、更准确的综合的信息，例如有关缺陷的形状、尺寸、位置、取向、内含物、缺陷部位的组织、残余应力等的信息。它要结合成像技术、自动化技术、计算机数据分析和处理等技术，与材料力学等领域知识，对试件或产品的质量和性能给出全面、准确的评价。6四大四大常规常规检测检测方法方法射线检测射线检测 （RT）超声波检测（超声波检测（UT）磁粉检测（磁粉检测（MT）渗透检测（渗透检测（PT）主要用于探测试件内部缺陷主要用于探测试件内部缺陷主要用于探测试件表面缺陷主要用于探测试件表面缺陷三、无损检测的方法初步介绍三、无损检测的方法初步介绍7射线在

4、透照工件时射线在透照工件时,由于射线能由于射线能量衰减程度与材料密度和厚度量衰减程度与材料密度和厚度有关有关,所以有缺陷部位与无缺陷所以有缺陷部位与无缺陷部位对射线部位对射线 能量的吸收不同能量的吸收不同,因因而透过有缺陷部位与无缺陷部而透过有缺陷部位与无缺陷部位的射线强度不同位的射线强度不同,在底片上形在底片上形成的黑度不同成的黑度不同,则可通过底则可通过底 片上片上不同黑度的影像来显示缺陷不同黑度的影像来显示缺陷.利用超声波在材料中传播特性，利用超声波在材料中传播特性，对工件内部质量进行检测；超声对工件内部质量进行检测；超声波在均匀介质中将直线传播，当波在均匀介质中将直线传播，当遇到异种介

5、质超声波将发生反射、遇到异种介质超声波将发生反射、折射、透射或发生波型转换等，折射、透射或发生波型转换等，利用这些波到达超探仪接收到的利用这些波到达超探仪接收到的信号来判断工件质量状况这就是信号来判断工件质量状况这就是超声波检测。超声波检测。 适用于适用于材料内部材料内部体积型缺陷体积型缺陷：孔洞、夹杂、未焊透等；孔洞、夹杂、未焊透等；对对于面积缺陷于面积缺陷（如裂纹等）（如裂纹等）有有选择性。选择性。即缺陷平面与射线即缺陷平面与射线透照方向平行或接近平行时透照方向平行或接近平行时非常适用；而非常适用；而当缺陷平面当缺陷平面与与射线透照方向射线透照方向垂直时垂直时极不敏极不敏感感！易出现！易出

6、现漏检漏检!适用于适用于大多数缺陷大多数缺陷的检测，的检测，但检出容易，但检出容易，分析难分析难。不易。不易发现细小裂纹。发现细小裂纹。射线检测射线检测 （RT）超声波检测（超声波检测（UT）8利用毛细管现象使渗透液渗利用毛细管现象使渗透液渗入表面开口缺陷入表面开口缺陷,经清洗使表经清洗使表面上多余渗透剂去除面上多余渗透剂去除,而使而使 缺陷中的渗透剂保留缺陷中的渗透剂保留,再利用再利用显像剂的毛细管作用吸附出显像剂的毛细管作用吸附出缺陷中的余留渗透剂缺陷中的余留渗透剂,而达到而达到检验缺陷的目的。检验缺陷的目的。有表面和近表面缺陷的工有表面和近表面缺陷的工件磁化后件磁化后,当缺陷方向和磁当缺

7、陷方向和磁场方向成一定场方向成一定 角度时角度时,由于由于缺陷处的磁导率的变化使缺陷处的磁导率的变化使磁力线逸出工件表面磁力线逸出工件表面,产生产生漏磁场漏磁场,可以吸附磁粉而可以吸附磁粉而 产产生磁痕显示。生磁痕显示。适合铁磁性材料适合铁磁性材料的的表表面面缺陷及缺陷及近表面近表面缺陷缺陷的探伤；的探伤；不适用不适用于非于非铁磁性材料，如铁磁性材料，如铜铜、铝铝、奥氏体钢等等；、奥氏体钢等等；适用适用于各种材料于各种材料表面的表面的开口型开口型缺陷缺陷的检测（如的检测（如裂纹、针孔等）；但裂纹、针孔等）；但不不适用适用多孔型材料多孔型材料；磁粉检测（磁粉检测（MT）渗透检测（渗透检测（PT）

8、9 目前在工业上把无损检测方法主要分为九大类型：目前在工业上把无损检测方法主要分为九大类型：射线检测射线检测(RT),超声波检测超声波检测(UT),磁粉检测磁粉检测(MT),渗透检测渗透检测(PT),涡流检测涡流检测(ET),声发射检测声发射检测(AE),泄漏检测泄漏检测(LT), 中子中子射线检测射线检测(NRT),目视检测目视检测(VT).等等 为满足生产的需求，并伴随着现代科学技术的进展，为满足生产的需求，并伴随着现代科学技术的进展，无损检测的方法和种类日益繁多，除了上述几种方法外，无损检测的方法和种类日益繁多，除了上述几种方法外，激光、红外线、微波、液晶等技术都被应用于无损检测。激光、

9、红外线、微波、液晶等技术都被应用于无损检测。仅仅利用射线的无损检测方法就可细分为仅仅利用射线的无损检测方法就可细分为X射线照相、射线照相、射线照相、中子射线照相、高能射线照相、中子射线照相、高能X射线照相、射线实射线照相、射线实时成像、层析照相、几何放大照相、移动照相、康普顿时成像、层析照相、几何放大照相、移动照相、康普顿散射照相、硒版照相等几十钟。散射照相、硒版照相等几十钟。10四、无损检测的应用四、无损检测的应用1.无损检测的应用非常广泛：无损检测的应用非常广泛： 作为一种有效的检测手段，无损检测在我国已经广泛应用于经济建设的各个领域，例如特种设备的制造检测和在用检验，以及机械、冶金、石油

10、天然气、化工、航空航天、船舶、铁道、电力、核工业、兵器、煤炭、有色金属、建筑等行业。尤其在保证承压类特种设备产品质量和使用安全方面，无损检测技术显得特别重要 。2.无损检测应用的正确性和有效性取决于：无损检测应用的正确性和有效性取决于： 所采用的技术和装备的水平；检测人员的知识水平和判断能力。 1112五、无损检测的目的五、无损检测的目的( (一一) )保证产品质量保证产品质量 应用无损检测技术，可以探测到肉眼无法看到的试件内应用无损检测技术，可以探测到肉眼无法看到的试件内部（或表面）的缺陷；在对试件表面质量进行检验时，通过部（或表面）的缺陷；在对试件表面质量进行检验时，通过无损检测方法可以探

11、测出许多肉眼很难看见的细小缺陷。由无损检测方法可以探测出许多肉眼很难看见的细小缺陷。由于无损检测技术对缺陷检测的应用范围广，灵敏度高，检测于无损检测技术对缺陷检测的应用范围广，灵敏度高，检测结果可靠性好，因此在承压类特种设备和其他产品制造的过结果可靠性好，因此在承压类特种设备和其他产品制造的过程检验和最终质量检验中普遍采用。程检验和最终质量检验中普遍采用。 应用无损检测技术的另一优点是可以进行百分之百检应用无损检测技术的另一优点是可以进行百分之百检验。众所周知，采用破坏性检验，在检验完成的同时，试验。众所周知，采用破坏性检验，在检验完成的同时，试件也被破坏了，因此破坏性检测只能进行抽样检验。与

12、破件也被破坏了，因此破坏性检测只能进行抽样检验。与破坏性检验不同，无损检测不需要损坏试件就能完成检测过坏性检验不同，无损检测不需要损坏试件就能完成检测过程，因此无损检测能够对产品进行百分之百检验或逐件检程，因此无损检测能够对产品进行百分之百检验或逐件检验。许多重要的材料，结构或产品，必须保证万无一失，验。许多重要的材料，结构或产品，必须保证万无一失，只能采用无损检测手段，才能为质量提供有效保证。只能采用无损检测手段，才能为质量提供有效保证。 13( (二二) )保障使用安全保障使用安全 即使是设计和制造质量完全符合规范要求的承压类特即使是设计和制造质量完全符合规范要求的承压类特种设备或其他产品

13、设备，经过一段时间使用后，也有可能种设备或其他产品设备，经过一段时间使用后，也有可能发生破坏事故。这是由于苛刻的运动条件使设备状态发生发生破坏事故。这是由于苛刻的运动条件使设备状态发生了变化，例如由于高温和应力的作用导致材料蠕变；由于了变化，例如由于高温和应力的作用导致材料蠕变；由于温度、压力的波动产生交变应力，使设备的应力集中部位温度、压力的波动产生交变应力，使设备的应力集中部位产生疲劳；由于腐蚀作用使壁厚减薄或材料劣化；等等；产生疲劳；由于腐蚀作用使壁厚减薄或材料劣化；等等；上述因素有可能使设备中原来存在的、制造规范允许的小上述因素有可能使设备中原来存在的、制造规范允许的小缺陷扩展开裂，或

14、使设备中原来没有缺陷的地方产生这样缺陷扩展开裂，或使设备中原来没有缺陷的地方产生这样或那样的新缺陷，最终导致设备失效。为了保障使用安全，或那样的新缺陷，最终导致设备失效。为了保障使用安全，对在用锅炉压力容器压力管道，必须定期进行检验，及时对在用锅炉压力容器压力管道，必须定期进行检验，及时发现缺陷，避免事故发生，而无损检测就是在锅炉压力容发现缺陷，避免事故发生，而无损检测就是在锅炉压力容器压力管道定期检验的主要内容和发现缺陷最有效的手段。器压力管道定期检验的主要内容和发现缺陷最有效的手段。 除锅炉压力容器压力管道外，其他在用重要设备、构除锅炉压力容器压力管道外，其他在用重要设备、构件、零件的定期

15、检验使，也经常应用无损检测手段。件、零件的定期检验使，也经常应用无损检测手段。14( (三三) )改进制造工艺改进制造工艺 在产品生产中，为了了解制造工艺是否适宜，必须在产品生产中，为了了解制造工艺是否适宜，必须事先进行工艺试验。在工艺试验中，经常对工艺试样进事先进行工艺试验。在工艺试验中，经常对工艺试样进行无损检测，并根据检测结果改进制造工艺，最终确定行无损检测，并根据检测结果改进制造工艺，最终确定理想的制造工艺。理想的制造工艺。 例如，为了确定焊接工艺规范，在焊接试验时对焊例如，为了确定焊接工艺规范，在焊接试验时对焊接试样进行射线照相，随后根据检测结果修正焊接参数，接试样进行射线照相，随后

16、根据检测结果修正焊接参数，最终得到能够达到质量要求的焊接工艺。又如，在进行最终得到能够达到质量要求的焊接工艺。又如，在进行铸造工艺设计时，通过射线照相探测试件的缺陷发生情铸造工艺设计时，通过射线照相探测试件的缺陷发生情况，并据此改进浇口和冒口的位置，最终确定合适的铸况，并据此改进浇口和冒口的位置，最终确定合适的铸造工艺。造工艺。15( (四四) )降低生产成本降低生产成本 在产品制造过程中进行无损检测，往往被认为要增在产品制造过程中进行无损检测，往往被认为要增加检查费用，从而使制造成本增加。可是如果在制造过加检查费用，从而使制造成本增加。可是如果在制造过程中间的适当环节正确地进行无损检测，就是

17、防止以后程中间的适当环节正确地进行无损检测，就是防止以后的工序浪费，减少返工，降低废品率，从而降低制造成的工序浪费，减少返工，降低废品率，从而降低制造成本。本。16六、无损检测方法的应用特点六、无损检测方法的应用特点( (一一) )无损检测结果评价准则是建立在破坏试验和实际无损检测结果评价准则是建立在破坏试验和实际发生事故基础上的发生事故基础上的 无损检测的最大特点是能在不损伤材料、工件和结无损检测的最大特点是能在不损伤材料、工件和结构的前提下进行检测，所以实施无损检测后，产品的检构的前提下进行检测，所以实施无损检测后，产品的检查率可以达到查率可以达到100%。但是，并不是所有需测试的项目和。

18、但是，并不是所有需测试的项目和指标都能进行无损检测，无损检测技术自身还有局限性。指标都能进行无损检测，无损检测技术自身还有局限性。某些试验只能采用破坏性检测，因此，在目前无损检测某些试验只能采用破坏性检测，因此，在目前无损检测还不能完全替代破坏性检测。也就是说，要对工件、材还不能完全替代破坏性检测。也就是说，要对工件、材料、机器设备作出准确的评价，必须把无损检测的结果料、机器设备作出准确的评价，必须把无损检测的结果与破坏性检测的结果结合起来加以考虑。例如，为判断与破坏性检测的结果结合起来加以考虑。例如，为判断液化石油气钢瓶（液化石油气钢瓶（CNG钢瓶）的适用性，除完成无损检钢瓶）的适用性，除完

19、成无损检测外还要进行爆破试验。锅炉管子焊缝，有时要切取试测外还要进行爆破试验。锅炉管子焊缝，有时要切取试样做金相和断口检验。样做金相和断口检验。17( (二二) )无损检测时机安排十分重要无损检测时机安排十分重要 根据无损检测的目的来正确选择无损检测实施的根据无损检测的目的来正确选择无损检测实施的时机是非常重要的。例如，锻件的超声波探伤，一般时机是非常重要的。例如，锻件的超声波探伤，一般要安排在锻造和初加工后，钻孔、铣槽、精磨等最终要安排在锻造和初加工后，钻孔、铣槽、精磨等最终机加工前进行。这是因为此时扫查面较平整，耦合较机加工前进行。这是因为此时扫查面较平整，耦合较好，有可能干扰探伤的孔、槽

20、、台阶还未加工出来，好，有可能干扰探伤的孔、槽、台阶还未加工出来，发现质量问题处理也较容易，损失也较小。又例如，发现质量问题处理也较容易，损失也较小。又例如，要检查高强度钢焊缝有无延迟裂纹，无损检测放在热要检查高强度钢焊缝有无延迟裂纹，无损检测放在热处理之后进行。电渣焊接接头晶粒粗大，超声波检测处理之后进行。电渣焊接接头晶粒粗大，超声波检测就应在正火处理细化晶粒后再进行。只有正确选定实就应在正火处理细化晶粒后再进行。只有正确选定实施无损检测的时机，检测才能顺利完成。施无损检测的时机，检测才能顺利完成。18( (三三) )无损检测的可靠性影响因素较多，选择适当的无损检测的可靠性影响因素较多，选择

21、适当的NDTNDT方法和规范非常关键方法和规范非常关键 每种检测方法本身都有局限性，不可能适用于所有工每种检测方法本身都有局限性，不可能适用于所有工件和所有缺陷。为了提高检测结果的可靠性，必须在检测件和所有缺陷。为了提高检测结果的可靠性，必须在检测前正确选定最适当的无损检测方法。在选择中，既要考虑前正确选定最适当的无损检测方法。在选择中，既要考虑被检物的材质、结构、形状、尺寸，预计可能产生什么种被检物的材质、结构、形状、尺寸，预计可能产生什么种类、什么形状的缺陷，在什么部位、什么方向产生；又要类、什么形状的缺陷，在什么部位、什么方向产生；又要结合各种无损检测方法各自的特点。例如，钢板的分层缺结

22、合各种无损检测方法各自的特点。例如，钢板的分层缺陷因其延伸方向与板面平行，就不适合射线检测而应选择陷因其延伸方向与板面平行，就不适合射线检测而应选择超声波检测。检查工件表面细小的裂纹，就不应选择射线超声波检测。检查工件表面细小的裂纹，就不应选择射线和超声波检测，而应选择磁粉或渗透检测。此外，选用无和超声波检测，而应选择磁粉或渗透检测。此外，选用无损检测方法时还应充分的认识到，检测的目的不是片面追损检测方法时还应充分的认识到，检测的目的不是片面追求产品的求产品的“高质量高质量”，而是在保证充分安全性的同时要保，而是在保证充分安全性的同时要保证产品的经济性。只有这样，无损检测方法的选择才会是证产品

23、的经济性。只有这样，无损检测方法的选择才会是正确的、合理的。正确的、合理的。19( (四四) )无损检测结果只是评定质量和寿命的依据之一无损检测结果只是评定质量和寿命的依据之一( (五五) )综合应用各种无损检测方法综合应用各种无损检测方法 在无损检测应用中，必须认识到任何一种无损检测在无损检测应用中，必须认识到任何一种无损检测方法都不是万能的，每种无损检测方法都有优缺点。因方法都不是万能的，每种无损检测方法都有优缺点。因此，在无损检测应用中，如有可能，不要只采用一种无此，在无损检测应用中，如有可能，不要只采用一种无损检测方法，而应尽可能地同时采用几种方法，以便保损检测方法，而应尽可能地同时采

24、用几种方法，以便保证各种检测方法取长补短，从而取得更多的信息。另外，证各种检测方法取长补短，从而取得更多的信息。另外，还应利用无损检测以外的其他检测所得的信息，利用有还应利用无损检测以外的其他检测所得的信息，利用有关材料、焊接、加工工艺的知识及产品结构的知识，综关材料、焊接、加工工艺的知识及产品结构的知识，综合起来进行判断。例如，超声波对裂纹缺陷探测灵敏度合起来进行判断。例如，超声波对裂纹缺陷探测灵敏度较高，但定性不准，而射线检测的优点是对缺陷定性比较高，但定性不准，而射线检测的优点是对缺陷定性比较准确；两者配合使用，就能保证检测结果既可靠又准较准确；两者配合使用，就能保证检测结果既可靠又准确

25、。确。 20七、常规破坏性试验与无损检测的区别与联系七、常规破坏性试验与无损检测的区别与联系 常规破坏性试验常规破坏性试验,例如金相分析例如金相分析,化学分析化学分析,力学性能力学性能试验等试验等,俗称理化试验俗称理化试验,是对试样进行破坏性试验是对试样进行破坏性试验,试验试验 后的试样不再能用于实际应用后的试样不再能用于实际应用,因此只能采取抽样检测因此只能采取抽样检测,它是根据破坏性试验的结果以概率评估成批产品的质它是根据破坏性试验的结果以概率评估成批产品的质量量 情况情况,而它的试验结果仅对所进行的试样负责而它的试验结果仅对所进行的试样负责.无损检无损检测是直接对产品进行非破坏性检测测是

26、直接对产品进行非破坏性检测,直接评估所检测对直接评估所检测对象的质量情况象的质量情况,直接对所检测对象负责直接对所检测对象负责,可以实现百分之可以实现百分之百检测百检测.为了确认无损检测的可靠性以及对缺陷的特性为了确认无损检测的可靠性以及对缺陷的特性分分 析析,以确保无损检测的正确性以确保无损检测的正确性,在确定无损检测方案与在确定无损检测方案与验收标准前验收标准前,往往需要进行一定的破坏性试验以验证无往往需要进行一定的破坏性试验以验证无损检测结果损检测结果.21无损检测员典型考题无损检测员典型考题3、对于黑色金属材料检查表面裂纹时、对于黑色金属材料检查表面裂纹时,最优先考虑的无损检测方法是最优先考虑的无损检测方法是 (MT )；1、目前在工业上把无损检测方法主要分为哪些类型、目前在工业上把无损