无损检测介绍

1、无损检测概论无损检测概论 Xie ling Jan,28,20101无损检测的定义和分类无损检测的定义和分类2无损检测的目的无损检测的目的3无损检测的应用特点无损检测的应用特点4缺陷的种类和产生原因缺陷的种类和产生原因附录：无损检测方法附录：无损检测方法o通俗的定义通俗的定义：无损检测指在不损坏试件的前提下，对试件进行检查和测试的方法。亦称非破坏性检验。非破坏性检验。o现代无损检测的定义现代无损检测的定义：在不破坏试件的前提下，以物理或化学方法为手段，借助现代的技术和设备器材，对试件内部及表面的结构、性质、状态进行检查和测试的方法。定定 义义o射线照相法（RT）X射线发现（1895年伦琴射线）

2、o超声波检测（UT）二次大战中迅速发展的声纳技术和雷达技术的基础上开发o磁粉检测（MT）电磁学基础o渗透检测（PT）物理化学的进展o涡流检测（ET）电磁学（电磁感应）o 电子技术和计算机技术的发展和其它学科介入无损检测领域，使其如虎添翼，得到质的飞跃。无损检测技术的产生和发展无损检测技术的产生和发展 无损探伤：（无损探伤：（Non-distructive Inspection）简称）简称NDI 探测和发现缺陷o无损检测：（无损检测：（Non- distructive Testing） 简称简称NDT 不仅要探测发现缺陷，还包括探测试件的其它信息，如结构、状态、性质o无损评价：（无损评价：（No

3、n- distructiv Evaluation）简称）简称NDE 无损检测技术发展无损检测技术发展 过程的三个阶段过程的三个阶段o无损评价：（无损评价：（Non- distructiv Evaluation）简称简称NDEo不仅要求发现缺陷，探测试件的结构、状态、性质，还要求获取更全面、准确和综合的信息，辅以成象技术、自动化技术、计算机数据分析和处理技术等，与材料力学、断裂力学等学科综合应用，以期对试件和产品的质量和性能作出全面、准确的评价。o射线检测 （Radiography Testing）简称RTo超声波检测（Ultrasonic Testing）简称UT (频率大于20000赫兹的声

4、波)o磁粉检测（Magnetig Testing）简称MTo渗透检测（Penetrant Testing）简称PT常规无损探伤方法常规无损探伤方法o涡流检测（Eddy current Testing ）简称ETo声发射检测（Acoustic Emission）简称AEo目视检测（Visual and Optical Testing） VTo泄漏检测（Leak Testing）简称LTo其它无损检测技术其它无损检测技术o随着现代科学技术的发展，激光、红外、微波、液晶等技术都被应用于无损检测领域，而传统的常规无损检测技术也因为现代科技的发展，大大丰富了应用方法，如射线照相就可细分为X射线、射线、中

5、子射线、高能X射线、射线实时照相、层析照相等多种方法。o1）保证产品质量保证产品质量o借助仪器和器材，可以发现目视检查无法发现的内外部宏观缺陷。o无损检测不需破坏试件就能完成检测过程，可以对产品进行100%检验和逐件检验，为产品质量提供有效保证。 2无损检测的目的无损检测的目的2）保障使用安全保障使用安全o可以对在用设备和部件进行定期检验，保障使用安全。3）改进制造工艺改进制造工艺o在产品工艺试验中，对工艺试样进行无损检验，并根据检测结果改进制造工艺，确定理想的制造工艺。4）降低生产成本降低生产成本o在产品制造过程中的适当环节正确地进行无损检测，防止以后的工序浪费，减少返工，降低废品率，从而降

6、低制造成本。1）要与破坏性检测相结合要与破坏性检测相结合o由于无损检测具有的局限性，不是所有的需要测试的项目和性能都能进行无损检测，这种局限性可能来自方法本身，也可能来自被测试对象的形状、位置等客观条件的不允许，所以某些试验只能采用破坏性检验。3无损检测的应用特点无损检测的应用特点2）正确选用无损检测的时机正确选用无损检测的时机o必须根据无损检测的目的,正确选择无损检测的时机,从而顺利地完成检测预定目的,正确评价产品质量。3）正确选用合理的无损检测方法正确选用合理的无损检测方法o每种无损检测方法均具有局限性，不能适用于所有工件和缺陷。为了提高检测结果的可靠性，必须根据被检件的特点（材料、结构、

7、形状、尺寸，预计可能产生的缺陷种类、形状、所处部位、取向）选择适宜的检测方法。o所谓适宜 ，即不是片面的追求最高的检测灵敏度，而是在保证充分安全性的同时兼顾产品的经济性，这样选择的检测方法才是正确、合理的。4）综合应用各种无损检测方法综合应用各种无损检测方法o每种无损检测方法均有其自身的优缺点，不能适用于所有工件和缺陷。因此，在对某试件确定无损检测方案时，只要可能，应尽量采用多种无损检测方法，以保证方法间的互补，从而取得更多的产品和缺陷信息o除应用无损检测方法获得产品信息外，还应充分利用其它有关产品的材料、焊接、加工工艺及产品结构等多方面的信息，综合判断。o这点对于大型和重要工件的无损检验尤为

8、重要 1钢焊缝中常见宏观缺陷及其产生原因钢焊缝中常见宏观缺陷及其产生原因 气孔 由形状和产生原因分为不同种类o夹渣 成份分为金属夹渣（夹杂）和非金属夹渣o裂纹 由产生温度分为热裂纹和冷裂纹；由产生原因分为再热裂纹、层状撕裂和应力腐蚀裂纹等。o未焊透o未熔合 分为坡口未熔合和根部未熔合4缺陷的种类和产生原因缺陷的种类和产生原因2铸件中常见宏观缺陷及其产生原因铸件中常见宏观缺陷及其产生原因o气孔 分为单个气孔和密集性气孔o夹渣和夹沙o冷隔o缩孔和疏松o裂纹 由于形成温度不同分为热裂纹和冷裂纹3锻件中常见宏观缺陷及其产生原因锻件中常见宏观缺陷及其产生原因o缩孔和缩管o非金属夹杂物o夹砂o龟裂o锻造裂

9、纹 产生原因较多，由于产生原因不同形状和发生的部位也不同。o白点 氢致裂纹4钢管中常见宏观缺陷及其产生原因钢管中常见宏观缺陷及其产生原因o裂纹 由于产生原因不同而分为纵裂纹和横裂纹o表面划伤 o翘皮的折叠 表面可见并呈一定角度o夹杂和分层5钢棒和型材中常见宏观缺陷及其产生原因钢棒和型材中常见宏观缺陷及其产生原因o内部缺陷 由于轧制作用，缺陷一般有延展性o表面缺陷 产生原因不同，形状不同，但均分布在表面和近表面6钢板中常见宏观缺陷及其产生原因钢板中常见宏观缺陷及其产生原因o与锻件和型材中的缺陷基本类似，按其严重程度可分为大、中、小三类缺陷7在用设备定检中常见宏观缺陷及其产生原因在用设备定检中常见

10、宏观缺陷及其产生原因o疲劳裂纹 设备或部件承受交变载荷而引起的裂纹，该类裂纹的断口一般有明显的呈同心圆状的疲劳源并伴有脆性断口。o应力腐蚀裂纹 处于特定腐蚀介质中且受拉应力作用下产生的裂纹o氢损伤o摩擦腐蚀o空化腐蚀o锅炉压力容器制造过程中无损检测方法的选择o原材料检验o板材 UTo锻件和棒材 UT、MT（PT）o管材 UT（RT）、MT（PT）o螺栓 UT、MT（PT） 8无损检测方法的应用选择小结无损检测方法的应用选择小结o焊接检验n坡口 UT、PT（MT）n清根部位 PT（MT）n对接焊缝 RT（UT）、MT（PT）n角焊缝和T型焊缝 UT（RT）、PT（MT）n工卡具焊疤 MT（PT）

11、 n爆炸复合层 VTn坡焊复合层堆焊前 MT（PT）n坡焊复合层堆焊后 UT、PTn水压试验后 MT检测方法和检测对象的适应性检测方法和检测对象的适应性(表一表一)分类分类检测对象检测对象内部缺陷检测方法内部缺陷检测方法表面近表面缺陷检测方法表面近表面缺陷检测方法RTUTMTPTET试试件件分分类类锻件锻件 铸件铸件 压延件（管、板、型材压延件（管、板、型材焊缝焊缝内内部部缺缺陷陷分分类类分层分层疏松疏松气孔气孔缩孔缩孔未焊透未焊透未熔合未熔合夹渣夹渣裂纹裂纹注:很适用; 适用; 有附加条件适用; 不适用; 不相关分类分类检测对象检测对象内部缺陷检测内部缺陷检测方法方法表面近表面缺陷检表面近表

12、面缺陷检测方法测方法RTUTMTPTET检测方法和检测对象的适应性检测方法和检测对象的适应性(二二)表表面面缺缺陷陷分分类类白点白点表面裂纹表面裂纹表面针孔表面针孔折叠折叠断口白点断口白点注:很适用; 适用; 有附加条件适用; 不适用; 不相关渗透探伤渗透探伤磁粉探伤磁粉探伤涡流探伤涡流探伤 超声波探伤 射线探伤射线探伤 声发射探伤 综合探伤法 附录：无损检测方法附录：无损检测方法1.1.渗透探伤渗透探伤原理原理:利用液体的流动性和渗透性，借助毛细管利用液体的流动性和渗透性，借助毛细管作用显示零料表面上开口性缺陷。作用显示零料表面上开口性缺陷。原理简单，操作方便、灵活，适应性强，可检查原理简单

13、，操作方便、灵活，适应性强，可检查各种材料和各种形状、尺寸的零件，对表面裂纹各种材料和各种形状、尺寸的零件，对表面裂纹有很高的检测灵敏度。有很高的检测灵敏度。但但不能不能检测检测表面非开口性表面非开口性缺陷和缺陷和皮下皮下缺陷。缺陷。按照渗透剂的不同有按照渗透剂的不同有四种四种方法：方法： 煤油白粉法煤油白粉法 着色探伤着色探伤 荧光探伤荧光探伤渗透检漏探伤渗透检漏探伤1 1）煤油白粉法）煤油白粉法渗透剂：煤油为渗透剂显像剂：石灰粉或白垩粉检验步骤如下:检验时，先将清洗干净的零件浸入煤油中或把煤油涂抹在零件待检表面上，依零件尺寸大小而定;1530min后，煤油已充分掺入零件缺陷中，取出零件并擦

14、干在零件待检表面上涂上一层白粉，干燥后适当敲击零件，使渗入缺陷中的煤油携缺陷中的锈、污等复渗于白粉上，现出黑色痕迹，将零件表面上缺陷的大小、部位或覆盖层脱壳情况显示出来。 简便、实用、经济，但不精确，粗检。 2)2)着色探伤着色探伤渗透液：红色颜料、溶剂和渗透剂等成分。显像剂：氧化锌、氧化镁或二氧化铁等白色粉末和有机溶剂组成。过程:检验时，先用清洗剂清洁零件待检表面，然后喷涂一层红色渗透剂并保持一定渗透时间，清洗表面(去除渗透剂),再喷涂一层白色显像剂，凉干后在白色衬底上显示出红色缺陷痕迹。 渗透剂渗透时间对检验效果影响很大。时间短，小缺陷难以发现，大缺陷显示不完全;时间长，难以清洗，且检验效

15、率低。3)3)荧光探伤荧光探伤荧光探伤荧光探伤：是借助残留在零件缺陷内的荧光渗透液在紫外线照射下发出的荧光显示缺陷。荧光渗透液荧光渗透液：荧光物质、溶剂和渗透剂组成。荧光物质是在紫外线照射下能够通过分子跃迁产生荧光的物质。通常采用在紫外线照射下发出黄绿色荧光的渗透液，这种颜色在暗处衬度高，人的视觉对其最敏锐。显像剂显像剂：白色氧化镁粉.4)4)渗透检漏探伤渗透检漏探伤 液体渗透检漏探伤用来探测容器或焊缝有无穿透性缺陷。通用于金属或非金属材料的容器。常用煤油渗透检漏。用煤油作为渗透剂进行检漏时：在容器或焊缝的容易观察的一面涂以白垩粉液，干燥后在另一面涂煤油，观察白垩粉上有无煤油渗透的痕迹。采用着

16、色或荧光渗透检漏显示效果更好,检测灵敏度更高，但需较长的渗透时间。2.2.磁粉探伤磁粉探伤仅适用于铁磁性材料仅适用于铁磁性材料1)1)磁粉探伤磁粉探伤 磁粉探伤：是基于铁磁性材料导磁率高磁粉探伤：是基于铁磁性材料导磁率高的特性来检验缺陷，当表面或近表面存在缺的特性来检验缺陷，当表面或近表面存在缺陷的零件在磁场中被磁化后产生漏磁磁场，陷的零件在磁场中被磁化后产生漏磁磁场，漏磁磁场吸附磁粉显示出零件表面或近表面漏磁磁场吸附磁粉显示出零件表面或近表面缺陷的大小、形状和部位。缺陷的大小、形状和部位。 2)2)磁粉探伤方法磁粉探伤方法磁粉探伤磁粉探伤方法方法主要有：主要有：按磁化电流性质分为按磁化电流性

17、质分为: :交流电交流电磁化法和磁化法和直流电直流电磁化法磁化法: :按显示介质状态和性质分为按显示介质状态和性质分为: :干粉法干粉法、湿粉法湿粉法、荧光荧光磁粉法磁粉法; ;按磁化方法分为：按磁化方法分为：直接通电直接通电法、法、局部支杆局部支杆法、法、心轴心轴法、法、线圈线圈法和法和铁轭铁轭法法; ;按磁场方向分为按磁场方向分为: :按磁场方向分按磁场方向分: : 纵向磁化纵向磁化 零件磁化后产生平行零件轴线的磁零件磁化后产生平行零件轴线的磁力线。可以探测与零件轴线垂直或成一定角度力线。可以探测与零件轴线垂直或成一定角度的缺陷。采用直流电或交流电通过线圈或铁轭的缺陷。采用直流电或交流电通

18、过线圈或铁轭磁化。磁化。 周向磁化周向磁化 零件直接通电或使穿过零件的心轴零件直接通电或使穿过零件的心轴通电，使在零件内产生垂直零件轴线的磁力线，通电，使在零件内产生垂直零件轴线的磁力线，可探测轴向缺陷，即平行或近于平行零件轴线可探测轴向缺陷，即平行或近于平行零件轴线的缺陷。的缺陷。复合复合磁化磁化 零件通电后同时产生纵向和周向零件通电后同时产生纵向和周向磁力线磁力线, ,可以探测零件上任意方向上的缺陷。可以探测零件上任意方向上的缺陷。3 3）磁化电流）磁化电流 用于探伤的磁化电流可采用直流电或交流电。为了获得强磁场和安全工作,选用低压大电流，一般电压在l2V以下，电流则视零件大小校经验公式求

19、得。采用交流电磁化可探测表面下 2mm以内 的缺陷，采用直流电磁化可探测表面下 6mm以内 的缺陷。 4)4)退磁退磁 原因:由于铁磁性材料的顽磁性使经探伤的零件内有剩磁,剩磁会使回转零件吸附铁屑而加剧磨损和使仪表工作不正常。经磁粉探伤的零件必须退磁. 退磁后可用袖珍式磁强汁检测剩磁。 退磁操作:零件磁粉探伤后还要经700以上热处理，可不进行退磁。一般用交流电磁化的工件，用交流电退磁，退磁时电流强度应大于磁化电流强度，只要把磁化电流强度逐步减少到零工件就退磁了；而用直流电磁化的工件就用直流电退磁，退磁电流也要强过磁化电流，只要将退磁电流的方向不断来回改变，强度逐级减少到零，工件也就退磁了。 把

20、磁粉探伤后的零件从一个通交流电的螺线管中慢慢抽出，由于螺线管的磁极方向不断改变，所以工件也就退磁了。此法对用交流电磁化还是对直流电磁化的工件均适用。4 4、超声波探伤、超声波探伤 1）超声波 超声波是一种机械振动波,是超声振动在介质中的传播.实质是机械振动以波的形式在弹性介质中的传播。听觉范围:声波频率在l6Hz-2OkHz 次声波:频率小于l6Hz的声波 超声波:频率超过2OkHz的声波 超声波具有频率高、波长短、传播能量大、穿透力强、指向性好的特点。超声波在均匀介质中沿直线传播，遇到界面时发生反射和折射.并且可以在任何弹性介质(固体、液体和气体)中传播。在工业超声波探伤中传播介质主要是固体

21、，液体作为藕合剂以减少声能损失。 超声波在介质中的传播方式随振源在介质上施力方向与声波传播方向不同分为纵波、横波和表面波。 2 2）超声波探伤原理）超声波探伤原理 超声波探伤超声波探伤:是利用超声波通过两种介质的界面时发生反射和折射的特性来探测零件内部的缺陷。超声波探伤方法按波的传播方式分为脉冲反射波法和透射波法。脉冲反射波法是利用脉冲发生器发出的电脉冲激励探头晶体产生超声脉冲波。超声波以一定的速度向零件内部传播。遇到缺陷的波发生反射，得到缺陷波,其余的波则继续传播至零件底面后发生反射，得到底波。探头接收发射波、缺陷波和底波，放大后显示在荧光屏上。超声波探伤常用频率在0.4一5MHz之间。较低

22、频率用于检测粗晶材料和衰减较大的材料较高频率用于检测细晶材料和要求高灵敏度处。特殊要求的检测频率可达10一5OMHz。换能器换能器 换能器主要由压电晶体组成。利用石英、钛酸钡的正压电效应产生超声披，逆压电效应接收超声波。压电晶体在交变电压作用下，在晶体厚度方向产生伸缩变形，产生与交变电压频率相同的机械振动，即产生超声波。当把高频振动(超声波)作用在晶体上，在晶体的两个电极之间产生与超声波频率相同、强度与超声波成正比的高频电压，即接收超声波。依结构和使用波型不同探头分为直探头、斜探头等。直探头为可发射和接收纵波的单探头。斜探头为可发射和接收横波的双探头。藕合剂多采用机油。3 3）超声波探伤的特点

23、）超声波探伤的特点 厚度:探测53000mm厚的金属或非金属材料的构件。 粗糙度:对零件表面粗糙度有一定要求。一般要求粗糙度等级高于Ra6.3，表面清洁光滑，与探头接触良好。盲区:零件表面一段距离内的缺陷波与初始波难于分辨，难以探测缺陷。盲区的大小因超声波探伤仪不同而异，一般为57mm。超声波探伤中对缺陷种类和性质的识别较为困难,需借助一定的方法和技术。5 5射线探伤射线探伤 射线探伤是利用射线探测零件内部缺陷的无损探伤方法、利用X射线、射线和中子射线易于穿透物体和穿透物体后的衰减程度不同，使胶片感光程度的不同来探测物体内部的缺陷，对缺陷的种类、大小、位置等进行判断。 1)射线的特性 X射线和

24、射线均为电磁波，波长范围均在0.001lnm之间，比可见光的波长短、频率高、穿透力强。具有以下特性: (1)不可见，以直线传播; (2)不带电荷，不受电场和磁场的影响; (3)能穿透物体并被物质吸收而使自身强度衰减; (4)能产生光化学作用，使胶片感光; (5)能使物质电离，使某些物质产生荧光; (6)能产生生物效应，对生命细胞有杀伤作用。2)射线探伤原理 射线探伤方法有照相法、透视法(荧屏显示)和工业射线电视法。目前生产中广泛应用射线照相法。 射线照相法探伤是利用物质在密度不同、厚度不同时对射线的吸收程度不同(即使射线的衰减程度不同),就会使零件下面的底片感光不同的原理，实现对材料或零件内部质量的照相探伤。当射线穿过密度大的物质，如金属或非金属材料时,射线被吸收得多，自身衰减的程度大,使底片感光轻;当射线穿过密度小的缺陷