无损检测专业知识

张学成高级工程师损检测专业知识1、第二章无损检测方法及其工艺要点2、第三章金属材料及热处理目录第二章无损检测方法及其工艺要点2.1无损检测概念2.2无损检测应用目的和特点2.3无损检测方法的工艺要点2.4压力容器制造过程中无损检测方法的选择back2.1无损检测概念定义：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（或）测试的方法。back关于超声测厚：1、仪器校正：采用台阶试块，选接近待测厚度最大值和最小值（或最大值的1/2）进行校正，如T=25，用30，24校正。2、测定方法：一次测定法，二次测定法，30mm多点测定法。

常规无损检测方法：JB/T4730-2005：RT、UT、MT、PT、ET,AEASME:以上方法+VT+LT日本：5大常规+应变测试2.2.无损检测方法应用目的和特点2.2.1目的1、保证产品质量：容器制造从原材料到水压试验后全过程采用2、改进制造工艺：焊接试验、铸造浇冒口3、保障产品安全运行：在用检验、声发射监督4、降低生产成本：管座角焊接防层状撕裂、混料的电磁分选2.2.2无损检测方法特点1、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；2、无损检测时机安排十分重要；成形封头检测、锻件检测、裂纹敏感性材料容器检测3、无损检测的可靠性影响因素较多，选择适当的NDT方法和规范非常关键；案例：成形汽包表面缺陷诊断4、无损检测结果只是评定质量和寿命的依据之一。back2.3无损检测方法的工艺要点2.3.1射线照相法1、射线源、胶片和增感屏的恰当组合问题基本原则：在能穿透受检件的前提下，尽量选用能量低的射线，优先顺序是：X射线——Ir192——Co60；X射线照相应尽量选用较低的管电压，在采用高管电压时，应保证适当的曝光量。采用射线对裂纹敏感性大的材料RT时，应采用T2类或更高类的胶片。一般应选用金属增感屏或不用增感屏。双片叠加技术：就是在同一个暗袋中放入两张感光速度不同的胶片，而胶片之间用一个双面增感屏隔开。叠加观察时，单片黑度应不低于1.3。back2、胶片有效透照长度问题A、一次透照长度应以透照厚度比K进行控制。不同级别射线监测技术和不同类型对接焊接接头透照厚度比应符合JB/T4730-2005的规定。B、整条环向对接焊接接头所需的透照次数可参照JB/T4730附录D的曲线图确定。back3、压力容器取换证检查常发现的一些问题A、将象质计放在胶片一侧；B、将搭接标记插在暗盒的字码套上；C、底片发黄；D、底片黑度偏低；E、有效透照长度不够。back4、射线检测质量管理见教材。back5、RT检出面状缺陷能力都比UT差吗？19Mn6管板钻孔补焊探伤案例。对接焊缝中垂直检测面﹥3倍波长面状缺陷检测问题（如窄间隙焊缝）。back2.3.2超声检测方法要点1、检测面用砂轮修整问题手提砂轮打磨，仔细操作，其表面粗糙度在70m左右，有时可达150m以上，满足不了超声检测要求。普通良好状态黑皮表面粗糙度约为20m，氧化皮剥落处也有50m，少量锈蚀用金属刷和砂布去除。缺陷种类产生位置反射面方向性形状探头个数频率折射角备注坡口面未熔合坡口面光滑与坡口面相同平面状单5MHZ900-层间未熔合层间略粗糙平行于检测面曲面状单2.5MHZK1内部未焊透根部光滑垂直检测面平面状双：串列式5MHZK1厚板≥40mm内部未焊透单2.5MHZ700扽边高2mm以下纵向裂纹整个焊缝区粗糙多数垂直于检测面弯曲面单2.5MHZ700横向裂纹正反面附近粗糙垂直焊接线弯曲面单5MHZ700夹渣坡口面和层间稍粗糙推测困难复杂单2.5MHZ400-700单面未焊透根部光滑垂直于检测面槽形单5MHZK12、各种焊接缺陷的特点及最佳检测参数横向裂纹检测：最后焊接层的正下方附近（正反面）10mm范围内（手工焊），埋弧焊一般在20——30mm范围内Cos=sincos

3、检测灵敏度是不是越高越好？过高的灵敏度将使始脉冲占宽过大。对薄板焊缝检测影响大。JB/T4730同ASME比检测灵敏度高得多。4、端点6dB法和绝对灵敏度法当把最后一个高点选在定量线上，下降6dB就到了评定线，这还是端点6dB法。5、焊缝缺陷的定性问题JB/T4730-2005增加了这方面内容;附录L缺陷性质识别和形性质估判，对缺陷进行了分类，规定了定性依据及程序。关于五步法定性。两侧探伤法：面状缺陷判据为9dB，如坡口未熔合。

6、焊缝的等级评定问题分4步：（1）反射波幅（2）定为裂纹等危害缺陷为Ⅲ级（3）单个缺陷指示长度：I：1/3T；II：2/3T（4）多个缺陷累计指示长度：I：任意9T焊缝长度范围内L不超过T；II：任意4.5T焊缝长度范围内L不超过T。焊缝长度不足9T或4.5T，可按比例折算。当折算后的缺陷累计指示长度小于单个缺陷指示长度时，以单个缺陷指示长度为准。

back7、干扰信号判断问题判断原则：找不到相应反射波的反射体的第二位置。T=40高压加热器封头UT案例。8、钢板检测中的几个问题（1）注意对焊缝坡口区域的检测；（2）等级评定问题：单个缺陷指示长度；单个缺陷指示面积；在任一1m×1m检测面积内存在的缺陷面积百分比；缺陷性质（有白点、裂纹等危害性缺陷时评为Ⅴ级）。

9、超声检测质量控制见教材。10、缺陷测高JB/T4730-2005增加了这方面内容：附录I、附录J、附录K

8、钢板检测中的几个问题（1）注意对焊缝坡口区域的检测；（2）等级评定问题：单个缺陷指示长度；单个缺陷指示面积；在任一1m×1m检测面积内存在的缺陷面积百分比；缺陷性质（有白点、裂纹等危害性缺陷时评为Ⅴ级）。

11、UT的检测技术等级比较焊缝不同检测技术等级要求对比表检测等级厚度范围K值个数检测面扫查方式横向缺陷检测其他特殊要求A8≤T≤46一种K值单面单侧一、二次波一般不要求B8≤T≤46一种K值单面双侧一、二次波焊缝边缘使探头与焊缝中心成100-200作两个方向斜平行扫查；若余高磨平则在焊缝及热影响区作两个方向平行扫查46<T≤120原则一种K值双面双侧一次波120<T≤400两种K值折射角相差≮100双面双侧一次波C8≤T≤46两种K值折射角相差≮100有K1单面双侧一、二次波磨平焊缝在焊缝及热影响区上作两个方向平行扫查焊缝两侧探头移动母材部位用直探头检查；单侧坡口角度<50窄间隙焊缝如有可能增加检测平行坡口缺陷有效方法2.3.3磁粉检测1、常用磁化方法和磁化电流选择要点周向磁化:：轴向通电法、触头法、中心导体法纵向磁化：线圈法（螺管线圈法和电缆缠绕法）复合磁化：交叉磁轭法（旋转磁场），交叉线圈法、直流磁轭与交流通电复合法磁化电流种类：7种，最常用3种：交流电、单向半波整流电、三相全波整流电。直流电不常用，要用蓄电池或直流发电机，多用整流电代替。1）有的是通电接触。有的是非电接触；2）有的有较强的反磁场，当L/D小于2时，线圈法不能用；3）有的检测范围广，如中心导体法可检内外表面纵向缺陷和端面径向缺陷；4）有的很适用于现场和局部检测，如磁轭法；5）从灵敏度来看，交流电+湿法：检测表面缺陷灵敏度最高，易发现疲劳裂纹、磨削裂纹和发纹；单相半波整流电+干法：检测近表面灵敏度最高；6）从检测深度来看，由大到小顺序为：直流电——全波整流电——半波整流电——交流7）标准试片：主要用于检验磁粉检测设备、磁粉和磁悬液的综合性能，了解被检工件表面有效磁场强度和方向、有效检测区以及磁化方法是否正确。试片有A1型、C型、D型和M1型。适用于连续磁化法。

2、压力容器常用磁粉检测方法A、焊缝磁粉检测：（1）坡口检测：一般用磁轭法；（2）焊接过程中的检测：高温磁粉；（3）焊后检测：有延迟裂纹倾向的材料24小时后检测；（4）水压后的检测；（5）在用检测。磁轭法：提升力：交流电45N,直流电177N，当厚度大于6mm时，不宜用直流磁轭。磁轭间距应控制在75——200mm，有效区域为两极连线两侧各50mm范围内。触头法：间距75——200mm，最佳100——150mm，防止烧伤问题。缠绕电缆法：钢管对接环缝可用。B、卡具、拉筋板、临时吊耳焊接去除后C、锻件:法兰、管板、主螺栓等，主螺栓用线圈法检查横向裂纹D、在用检查3、磁粉检测的记录和评定（1）长度小于0.5mm磁痕不计；（2）缺陷磁痕的显示记录可采用照相、录像和可剥型塑料薄膜等方式记录，同时用草图标示。（3）圆形缺陷磁痕和线性缺陷磁痕：L/D≤3；L/D＞3（4）评级:I、II、Ⅲ、Ⅳ

4、磁粉检测质量控制见教材2.3.4渗透检测1、渗透检测剂的种类和特点（1）按渗透液分：荧光渗透液、着色渗透液（2）按多余渗透液去除方法分：水洗型、后乳化型、溶剂去除型（3）按显像剂分：湿式、干式、快干式水洗型荧光法：成本较低，检查速度快，适用于表面粗糙的零部件，但灵敏度较低，宽而浅的缺陷易漏检。后乳化荧光法：对细小缺陷检出灵敏度高，能检出宽而浅的缺陷，重复性好，但成本高，清洗困难，对表面要求高。溶剂去除型着色法：灵敏度高，在无电源、水源的现场也能工作，不要设备，适用于大型工件的局部检比测。2、工艺要点（1）预处理极为重要，要去除工件表面油脂、涂层、铁锈和水等。局部检测时，清理范围应从检测部位向外扩展25mm.（2）渗透：温度应在100-500范围内，渗透时间一般不小于10分钟。施加方法：喷涂、刷涂、浇涂、浸涂。（3）清洗：沿一个方向清洗不能往复擦拭，防止过清洗和清洗不足。（4)干燥：一般可用热风进行干燥或进行自然干燥，干燥时间通常为5-10分钟。（5）显像：均匀喷涂显象剂，显象时间不少于7分钟。（6）观察：显象剂施加后7——60分钟进行，受检件白光照度≥1000Lx。便携式设备检测而现场条件所限，可适当降低，但不得低于500Lx。

（7）试块的应用：铝合金试块（A型）;JB/T4730-2005将A、B区域分成独立两块，用于非标温度下对渗透检测方法做出鉴定，正常情况下检验渗透检测剂能否满足要求，以及两种渗透检测剂性能比较。镀铬试块（B型）：JB/T4730-2005规定了3个裂纹区域。主要用于检验渗透检测剂系统灵敏度及操作工艺正确性。划分灵敏度等级。（8）记录和评定;（A）长度小于0.5mm显示不计；（B）缺陷的显示记录可采用照相、录像和可剥型塑料薄膜等方式记录，同时用草图标示。（C）圆形缺陷显示和线性缺陷显示：L/D≤3；L/D＞3（D）评级:I、II、Ⅲ、Ⅳ (9)后处理：清洗残余的渗透检测剂，防止腐蚀工件。

3、质量控制见教材。2.3.5特种设备制造过程中无损检测方法的选择1、原材料检验（1）板材UT（2）锻件和棒材UT、MT（PT）（3）管材UT（RT）、MT（PT）(4)螺栓UT、MT（PT）

2、焊接检验（1）坡口部位UT、PT（MT）（2）清根部位PT（MT）（3）对接焊缝RT、UT、MT（PT）（4）角焊缝和T型焊缝UT（RT）、PT（MT）（5）工卡具焊疤磨平MT（PT）（6）水压试验后MT第三章金属材料及热处理3.1钢的成分和分类1、钢的组成元素及其影响（1）铁：基本元素（2）碳：基本元素，强化（3）锰：脱氧去硫（4）硅：脱氧，提高热稳性（5）硫、磷、氢、氧、氮：有害元素硫：产生热脆磷：产生冷脆性氢：引起氢脆氮：使钢中形成气孔和疏松，产生时效脆化（6）铬（7）钼(8)钒（9）钛和铌2、钢的分类（1）按化学成分分分为碳素钢和合金钢，又各分低、中、高三类。低碳钢又分为普通低碳钢(Q235B)、优质低碳钢（20R）和高价优质低碳钢（20A）低合金钢又分为低合金高强度钢（16MnR）、低温钢（16MND）、低合金耐热钢（12Cr1MoV）（2）按质量等级分类3.2压力容器常用钢种牌号1、普通低碳钢：其中Q235AF、Q235A已取消；可用Q235B、Q235C2、优质低碳钢：20R、20G3、合金钢：（1）低合金高强度钢：其中15MnVNR、09Mn2VDR已取消，常用有：16MnR、15MnVR、15MnNbR、18MnMONbR等b≥540MPa的低合金钢有：13MnNiMoNbR18MnMoNbR07MnCrMoVR07MnNiCrMoVDR20MnMoNb(JB4726-2000锻件)08MnNiCrMoVD(JB4727-2000锻件)

（2）低温钢低温容器用钢16MnDR15MnNiDR07MnNiCrMoVDR(3)低合金耐热钢：有Cr-MoMo-VCr-Mo-V等合金系列钢（4）奥氏体不锈钢0Cr18Ni91Cr18Ni9Ti0Cr17Ni12Mo2等3.3原材料的无损检测（1）有关《容规》规定(2）有关GB150规定

3.4热处理

1、钢的状态图奥氏体（A）——强度硬度不高，塑性韧性很好，无磁性。铁素体（F）——强度硬度低，塑性韧性好。渗碳体（Fe3C）——硬而脆，随C%增加，强度硬度提高，而塑性韧性下降。珠光体（P）——性能介于F与Fe3C之间。马氏体（M）——具有很高的强度和硬度，但很脆；延展性差，易导致裂纹。魏氏组织——粗大的过热组织，塑性韧性下降，使钢变脆。带状组织——双相共存的金属材料在热变形时沿主伸长方向呈带状或层状分布的组织。2、常见热处理工艺方法（1）退火：将工件加热到一定温度，保温后在炉内缓慢冷却，使其组织结构达到或接近平衡状态组织的热处理工艺。（2）正火：将工件加入到临界点AC3以上并保存一定时间（使工件完全奥氏体化），然后在空气中冷却的热处理工艺。电渣焊焊缝作UT，必须进行正火后实施。（3）淬火：将工件加热到临界温度AC3以上，保温后快速冷却（大于临界淬火速度），使过冷奥氏体转变为马氏体或贝氏体组织的热处理工艺。（4)回火：将淬火钢加热到AC1以下的适当温度，保持一定时间，然后以一定方式冷却，以获得所需组织和性能的热处理工艺。（5）调质=淬火+高温回火

3、热处理可能产生的缺陷（1）淬火裂纹（2）再热裂纹（3）过热（晶粒粗大，产生魏氏组织，可重新热处理消除）（4）过烧（晶界沿氧化物开裂，不可逆）（5）氧化和脱碳（6）机械性能不合格

JB4730.3-2005承压设备无损检测第三部分超声检测主要修改内容1.对壁厚小于3倍近场区工件材质衰减系数公式进行修正;增加了奥氏体不锈钢和双相不锈钢钢板、铝及铝合金板材、钛及钛合金板材超声检测内容;统一了爆炸和轧制复合钢板超声检测内容.4.2.7.2衰减系数(T<3N,且满足nT>3N,m=2n)按下式计算:α=[(Bn-Bm)-6]/2(m-n)T4.1.1奥氏体钢板材、镍及镍合金板材以及双相不锈钢板材的超声检测也可参照本章.4.3承压设备用铝及铝合金及钛及钛合金板材超声检测和质量分级4.4承压设备用复合板超声检测2.将钢制承压设备对接焊接接头超声检测范围扩大到6mm—400mm,对对接焊接接头超声检测试块进行了局部调整;增加了钢制承压设备对接焊接接头超声检测等级别分类的内容;增加了T型焊接接头以及奥氏体不锈钢承压设备对接焊接接头超声检测内容。附录G6mm-8mm钢制承压设备对接接头超声检测和质量分级5.1.3.2CSK-ⅣA增加NO.5NO6两试块;5.1.3.3CSK-ⅠACSK-ⅡACSKⅢA运用范围6mm-120mm.CSK-ⅠACSK-ⅡACSKⅣA运用范围120mm-400mm.5.1.2超声检测技术等级A级:适用于承压设备有关的支承件和结构件焊接接头检测;B级:一般承压设备对接焊接接头检测;C级:重要承压设备.5.1.6.4T型焊接接头的超声波检测附录奥氏体不锈钢对接接头超声波检测和质量分级.3.增加了壁厚大于或等于4mm,外径为32mm—159mm或壁厚为4mm—6mm,外径大于或等于159mm的钢制承压设备管子、压力管道环向对接接头超声检测内容;增加了壁厚大于或等于5mm,外径为80mm—159mm或壁厚为5mm—8mm,外径大于或等于159mm的铝及铝合金环向对接焊接接头超声检测内容.第6章承压设备管子、压力管道环向对接接头超声波检测和质量分级。6.16.24.增加了在用承压设备超声检测内容.第7章在用承压设备超声波检测附录H附录I附录J附录K附录L5．有关质量分级方面的一些变化4．1．7．2表3单个缺陷指示长度I级100改为80，单个缺陷指示面积II级100改为50。表3增加了Ⅴ级。附录C增加锻件横波检测质量分级，4.2.10.5危害性缺陷定Ⅴ级4.5.2钢管对比试样Ⅱ级槽深上限3mm改为2mm附录G6-8mm对接焊缝UT采用CSK-ⅡAm试块其他同8-120mm检测评定和分级JB4730.2-2005承压设备无损检测第二部分

射线检测主要修改内容⑴对射线照相技术等级的指标划定，增加了不同情况下选择射线照相技术等级的规定。范围中射线检测分为三级：A级—低灵敏度技术；AB级—中灵敏度技术；B级—高灵敏度技术。

3.2.2胶片规定3.8（3.8.13.8.23.8.3）射线检测技术等级选择⑵对不同透照厚度、不同透照方式射线底片的象质计灵敏度要求进行了修订，灵敏度有所提高。

4.11.3

见表五、表六、表七⑶增加了工业射线胶片系统分类内容，将胶片分为T1、T2、T3、T4四类。增加附录A（资料性附录），对胶片系统的特性指标提示了要求。3.2.13.2.23.2.3附录A⑷在附录D（资料性附录）中增加了根据不同K值要求，确定相应环向对接焊接接头透照次数的图表。

附录D

4.1.3表三规定：对100mm﹤D0≤400mm的环向对接焊接接头（包括曲率相同的曲面焊接接头），A级、AB级允许采用K≤1.2。⑸对原标准规定的不同射线源适用的底片黑度范围进行了修订，底片黑度范围有所提高。4.11.2规定黑度D：

A级：1.5≤D≤4.0

AB级：2.0≤D≤4.0

B级：2.3≤D≤4.0用X射线透照小径管或其它截面厚度变化大的工件时，AB级最低黑度允许降至1.5；B级不允许降至2.0。⑹对小口径管环向对接焊接接头的透照布置和透照次数的内容进行了修订。4.1.4双壁双影透照满足的条件和垂直透照4.1.5小口径环缝透照次数。T/Dб〉0.12时，透照3次。⑺增加了Se-75射线源应用的规定。

3.54.2.2Se-75透照厚度AB级≥10~40⑻增加了曝光曲线的内容。4.5（4.5.14.5.24.5.3）⑼对观片灯亮度的有关要求进行了修改。

3.34.10.3黑度D≤2.5时，底片的亮度不低于30cd/m2；黑度D＞2.5时，底片的亮度不低于10cd/m2。⑽对钢、铜及铜合金、铝及铝合金、钛及钛合金不同厚度允许的最高电压图进行了修订，增加了对截面厚度变化大的承压设备，管电压可适当增量的规定。图一

4.2.1⑾增加黑度计内容，在附录B中对黑度计的定期校验方法作了明确规定。⑿增加了镍及镍合金，铜及铜合金制承压设备对接焊接接头射线检测质量分级内容。5.1⒀增加了钢、镍、铜及铜合金、铝及铝合金、钛及钛合金制承压设备管子及压力管道环向对接焊接接头的射线检测质量分级内容.6.16.26.3⒁质量