《无损检测（第2版）》 课件绪论

无损检测（第2版）

绪论一、无损检测概述现代化工业的实现建立在材料（或构件）高质量的基础之上，为确保这种优异的质量，必须采用不破坏产品原来的形状、不改变使用性能的检测方法，以确保产品的安全可靠性，即无损检测技术。无损检测以不损害被检验对象的使用性能为前提，应用多种物理原理和化学现象，对各种工程材料、零部件、结构件进行有效地检验和测试，借以评价它们的连续性、完整性、安全可靠性和某些物理性能。无损检测技术已在机械制造、石油化工、、能源、铁路、冶金、造船、汽车、航空航天等工业中被普遍采用。无损检测人员已发展为一支庞大的生力军，并享有“工业卫士”的美誉。1.无损检测的意义一、无损检测概述无损检测技术的理论基础是材料的物理性质，包括：材料在弹性波作用下呈现出的性质，在射线照射下呈现出的性质，在电场、磁场、热场作用下呈现出的性质等。例如：（1）射线检测（X射线、射线、高能X射线、中子射线、质子和X光工业电视等）；（2）超声和声振检测（超声脉冲反射、超声透射、超声共振、超声成像、超声频谱、电磁超声和声振检测等）；（3）电学和电磁检测（电位法、电阻法、涡流法、微波法、录磁与漏磁法、磁粉法、核磁共振法、巴克豪森效应和外激电子发射等）；（4）力学和光学检测（目视法和内窥镜、荧光法、着色法、光弹性覆膜法、脆性涂层、激光全息干涉法、泄露检测、应力测试等）；（5）热力学方法（热电势法、液晶法、红外线热图法等）；（6）化学分析方法（电解检测法、离子散射、俄歇电子分析和穆斯堡尔谱等）。2.无损检测的分类一、无损检测概述（一）质量控制对非连续加工（如多工序生产）或连续加工（如自动化生产流水线）的原材料、零部件提供实时的质量控制，例如控制材料的冶金质量、加工工艺质量、组织状态、涂镀层的厚度以及缺陷的大小、方位与分布等等。（二）在役检测使用无损检测技术对装置或构件在运行过程中进行监测，或者在检修期进行定期检测，能及时发现影响装置或构件继续安全运行的隐患，防止事故的发生。（三）质量鉴定对于制成品（包括材料、零部件）在进行组装或投入使用之前，应进行最终检验，确定被检对象是否达到设计性能，能否安全使用，亦即判断其是否合格，这既是对前面加工工序的验收，也可以避免给以后的使用造成隐患。3.无损检测的目的一、无损检测概述（一）质量控制对非连续加工（如多工序生产）或连续加工（如自动化生产流水线）的原材料、零部件提供实时的质量控制，例如控制材料的冶金质量、加工工艺质量、组织状态、涂镀层的厚度以及缺陷的大小、方位与分布等等。（二）在役检测使用无损检测技术对装置或构件在运行过程中进行监测，或者在检修期进行定期检测，能及时发现影响装置或构件继续安全运行的隐患，防止事故的发生。（三）质量鉴定对于制成品（包括材料、零部件）在进行组装或投入使用之前，应进行最终检验，确定被检对象是否达到设计性能，能否安全使用，亦即判断其是否合格，这既是对前面加工工序的验收，也可以避免给以后的使用造成隐患。3.无损检测的目的综上所述，无损检测在生产设计、制造工艺、质量鉴定以及经济效益、工作效率的提高等方面都显示了极其重要的作用。二、无损检测技术的发展小型轻量X射线机、X射线工业电视和图像增强与处理装置、安全可靠的γ射线装置和微波直线加速器、回旋加速器等；X射线、γ射线和中子射线的计算机辅助层析摄影术（CT技术）；超声检测中的A扫描、B扫描、C扫描和超声全息成像装置、超声显微镜；具有多种信息处理和显示功能的多通道声发射检测系统；高速自动化检测的漏磁和录磁探伤装置及多频多参量涡流检测仪；各类高速、高温检测、高精度和远距离检测等技术。1.微机技术促进无损检测技术发展2.新材料推动无损检测研究需求复合材料、胶结结构、陶瓷材料以及记忆合金等功能材料的出现，为无损检测提出了新的检测课题，还需研究新的无损检测仪器和方法，以满足对这些材料进行无损检测的需要。二、无损检测技术的发展即无损探伤（NondestructiveInspection，NDI）、无损检测(NondestructiveTesting，NDT)和无损评价(NondestructiveEvaluation，NDE)。3.无损检测的3个阶段

第一阶段第二阶段第三阶段简称NDI阶段NDT阶段NDE阶段汉语名称无损探伤无损检测无损评价英文名称Non-destructiveInspectionNon-destructiveTestingNon-destructiveEvaluation基本工作内容主要用于产品的最终检验，在不破坏产品的前提下，发现零部件中的缺陷（含人眼观察、耳听诊断等），以满足工程设计中对零部件强度设计的需要。不但要进行最终产品的检验，还要测量过程工艺参数，特别是测量在加工过程中所需要的各种工艺参数。诸如温度、压力、密度、粘度、浓度、成分、液位、流量、压力水平、残余应力、组织结构、晶粒大小等不但要进行最终产品的检验以及过程工艺参数的测量，而且当认为材料中不存在致命的裂纹或大的缺陷时，还要：1.从整体上评价材料中缺陷的分散程度2.在NDE的信息与材料的结构性能（如强度、韧性等）之间建立联系3.对决定材料的性质、动态响应和服役性能指标的实测值（如断裂韧性、高温持久强度）等因素进行分析和评价无损检测的发展阶段及其基本工作内容简介二、无损检测技术的发展随着现代化工业水平的提高，我国无损检测技术近年来发展迅速。已形成了一个包括中等专业教育、大学专科、大学本科（或无损检测专业方向）和无损检测硕士生、博士生培养方向等门类齐全的教育体系。与此同时，我国已有一批生产无损检测仪器设备的专业企业。从整体上讲，我国无损检测技术和仪器设备的水平整体仍落后于发达国家5-10年，但一些专门仪器设备（如X射线探伤仪、多频涡流仪、超声波探伤仪等）的自动化大大提高了我国的无损检测技术水平，有效地缩短了与发达国家之间的差距。从某种意义上讲，无损检测技术的发展水平，是一个国家工业化水平高低的重要标志，也是在现代企业中，开展全面质量管理工作的一个重要标志。4.我国无损检测的发展现状三、无损检测方法的选用及其对产品质量的影响一般而言，选择不同的无损检测方法，主要基于经济和技术两个方面的考虑。1.经济方面的考虑在质量和成本竞争中常考虑制造成本和使用期成本。成本的高低，往往主要取决于对产品的内在质量及对关键零部件及组装件的检测效能。例如：德国奔驰汽车公司对汽车的几千个零件全部进行无损检测后，运行公里数增加了一倍，大大提高了在国际市场上的竞争能力。应用无损检测技术，必须有全局观念，对其局部的有限的使用，经济收益未必能表现得那么明显，应考虑必要的资本投入，并详细评估资金的回收。在检测方法和可靠性方面增加费用所引发的效果三、无损检测方法的选用及其对产品质量的影响工程技术界人们普遍认为：①没有缺陷的材料是不存在的。②不产生缺陷的（缺陷的多少轻重不一）加工方法是没有的。2.技术方面的考虑各种加工工艺和材料中常见的缺陷材料与工艺常见的缺陷加工工艺铸造气泡、疏松、缩孔、裂纹、冷隔锻造偏析、疏松、夹杂、缩孔、白点、裂纹焊接气孔、夹渣、未焊透、未熔合、裂纹热处理开裂、变形、脱碳、过烧、过热冷加工表面粗糙度、缺陷层深度、组织转变、晶格扭曲金属型材板材夹层、夹灰、裂纹等管材内裂、外裂、夹杂、翘皮、折叠等棒材夹杂、缩孔、裂纹等钢轨白核、黑核、裂纹非金属材料橡胶气泡、裂纹、分层塑料气孔、夹杂、分层、粘合不良等陶瓷夹杂、气孔、裂纹混凝土空洞、裂纹等复合材料未粘合、粘合不良、脱粘、树脂开裂、纤维断裂、水溶胀、柔化等三、无损检测方法的选用及其对产品质量的影响在对材料或构件进行无损检测时，不论在什么情况下，首先要明确检测对象，才能确定应该采用怎样的检测方法和检测规范来达到预定的目的。诸多的无损检测方法中，没有哪一种方法是万能的。就一个成功的NDT工艺设计而言，还应考察被检对象的许多情况：（1）材料的特性（铁磁性、非铁磁性、金属、非金属等）。（2）零（部）件的形状（管、棒、板、饼及各种复杂的形状）。（3）零（部）件中可能产生的缺陷的形态（体积型、面积型、连续型、分散型）。（4）缺陷在零（部）件中可能存在的部位（表面、近表面或内部）。2.技术方面的考虑三、无损检测方法的选用及其对产品质量的影响就缺陷类型来说，通常可分为体积型和面积型两种。2.技术方面的考虑不同的体积型缺陷及其可采用的检测方法不同的面积型缺陷及其可采用的检测方法缺陷类型可采用的检测方法夹杂、夹渣、夹钨、疏松、缩孔、气孔、腐蚀坑目视检测（表面）、渗透检测（表面）磁粉检测（表面及近表面）涡流检测（表面及近表面）超声检测、射线检测、红外检测、微波检测、中子照相、光全息检测缺陷类型可采用的检测方法分层、粘接不良、折叠、冷隔、裂纹、未熔合目视检测、超声检测、磁粉检测、涡流检测、微波检测、声发射检测、红外检测三、无损检测方法的选用及其对产品质量的影响无损评价（NDE）相比无损检测（NDT）考虑的问题