APIQ1第九版及产品标准培训20131215解析.ppt

1、吐哈油田公司机械厂API Q1及相关产品标准培训,API Q1及相关产品标准培训计划表: 第一天（2013-12-13）上午半天 1. Q1 第9版简单解读 （重点：与第8版的不同之处以及对其理解）:120分钟 2. API现场审核/内审发现的不符合项整改思路 60分钟 3. API Q1第9版和整改不符合项的答疑 X分钟 第一天（2013-12-13）下午半天 4. API 5CT 产品实现策划/生产/检验要点。 110分钟 5. API 11E 产品实现策划/生产/检验要点。 110分钟 第二天（2013-12-14）上午半天 6. API 11B 产品实现策划/生产/检验要点。 120分

2、钟 7. API审核前的重点准备工作 60分钟 8. 就产品规范的理解的答疑 X分钟 第二天（2013-12-14）下午半天 9. 焊接和焊接检验专项（WPS/PQR/WPQ/WI） 90分钟 10.无损探伤专项 60分钟 11.设计/材料热处理 45分钟 12.记录的设计和处理 45分钟,API Q1 第9版简单解读120分钟,在Q1第八版基础上增加的内容： 4.1.5.1b: 数据分析的结果在企业内部各职能和层次要得到沟通； 4.1.5.2d: 当合同要求提供产品质量计划而质量计划有变更时， 一定要和客户沟通； 4.2.3c: 管代应采取预防措施，以尽可能降低不符合发生的可能性； 4.3.

3、2.2： 人员能力的确定必须保持证据； 4.3.2.3b: 当有要求时，应确保顾客指定额培训和/或顾客提供的培训包含在培训计划内； 4.4.1b.3): 质量手册中应识别产品规范需要验证的过程； 4.4.1e: 质量手册中应明确满足产品符合性不可缺的法律及其他适用要求； 4.4.2： 第9版应用的29个程序要求得到建立、文件化、实施、保持、更新； 4.4.3： 程序、作业指导书、表格都应受控； 4.5： 所有的外包活动的控制都应记录； 5.2c: 产品实现策划中应明确法律法规和其他的要求； 5.2d: 产品实现策划中应明确基于风险评估的应急预案； 5.2g: 产品实现策划中应落实管理变更的要求

4、； 5.2： 产品实现策划应随更改的出现而更新； 5.3： 风险评估和管理-ISO31000; 5.4.1： 同意企业不同地点进行的设计的控制； 5.4.2g: 风险评估的结果作为设计输入； 5.4.3d: 关键产品或部件的识别或引用作为设计输出； 5.4.6： 设计确认完成后的最终设计批准,API Q1 第9版简单解读120分钟,5.5： 应急预案; 5.6.1.1a 采购控制程序应确定产品或活动的关键性 5.6.1.1c 采购控制程序应给予产品或活动的重要性对供方采取的控制类型和程度； 5.6.1.1e 采购控制应保持合格供方名单和批准的供货范围； 5.6.1.2 关键供方的初次评审准则

5、5.6.1.2b)ii) 通过首件检验 5.6.1.2b)iii) 明确产品何如满足法律法规要求 5.6.1.3 非关键供方初次评审按关键供方来处理 5.6.1.6 外包活动的记录应保持 5.7.1.1b 产品质量计划的实施 5.7.1.1c 设计要求的满足 5.7.1.1f 过程控制文件的实施 5.7.1.2d 服务控制程序应确保标识和追溯性的保持 5.7.1.2f 服务控制程序应确保过程控制文件的应用 5.7.1.3 过程控制程序应包括API 产品规范或等效规范的要求；顾客的检验停止 点或见证点； 5.7.1.4 产品实现能力的文件应保持满足产品要求的能力的证据 5.7.2 产品质量计划，

6、有要求时。 5.7.4 检验/试验状态应确保产品满足要求才可放行,API Q1 第9版简单解读120分钟,38 5.7.6.2： 使用指定的储存区域或库房以防止茶品的损坏或变形、暂停使用或发运；制定程序定期评估可能发生的变形； 评估记录保存； 39 5.7.7.3： 最终检验基于计划或程序，确定并记录结果并 40 5.7.8： 预防性保养 41 5.8.5： 外部资源的计量器具的验证是否适合及证据 42 5.10.2b: 不合格品的降级使用 43 5.10.2c: 让步放行5.10.3 44 5.10.2d: 拒收或报废 45 5.11.1: 管理变更的过程应保持；管理变更的实施；管理变更的通

7、知 46 6.2.1: 顾客满意信息的结果的记录保持 47 6.2.2.1: 在组织内部场所的外包活动的内审要求 48 6.2.2.2: 质量管理体系的过程在声称符合规范之前被内审 49 6.3c: 发运或使用后发现的不合格或失效， 应确定原因进行数据分析予以输出 50 6.3f: 质量目标应进行数据分析予以输出 51 6.4.2g: 纠正措施要求新的控制时的MOC; 52 6.4.2： 记录应对验证所实施的纠正措施有效性的活动进行识别 53 6.4.3d: 明确实施预防措施的时限和负责人 54 6.4.3f: 预防措施要求新的控制时的MOC 55 6.5.2e: 过程绩效作为管理评审的输入

8、56 6.5.2f: 风险评估的结果作为管理评审的输入 57 6.5.2h: 供方绩效分析作为管理评审的输入,API Q1 第9版简单解读120分钟,结构上的调整3个大的章节（体系要求；产品实现；体系改进）； 3大关键増项风险；应急；管理变更； 策划（5.2）VS产品质量计划（5.7.2）； 产品实现能力（5.7.1.4）VS制造能力（A.7）; 29个强制性的程序；,API Q1 第9版简单解读120分钟,Q1-9TH和Q1-8TH 相似而不相同的章节理解： （不一一阐述第9版要求文件化的程序/第8版要求控制特性的建立的区别） 1.策划（4.1.4）-管理者，第8版（5.4.2）最高管理者

9、2.内部沟通（4.1.5.1）-管理者，第8版（5.5.3）最高管理者 3.策划（5.2）-产品实现的策划（7.1） 4.设计输入（5.4.2）增加了“环境和工况”“风险分析”第8版（7.3.2）； 5.设计输出（5.4.3）明确了“产品接受准则”（7.3.3.C）为DAC; 6.采购控制（5.6.1）增加了重新评定的范围、频率、方法的明确；对供方初审进行区别要求； 第8版（7.4.1）,API Q1 第9版简单解读120分钟,7.生产与服务的控制（5.7.1）把生产和SERVICING区别要求；增加“产品实现能力文件”的要求第8版7.5.1； 8.预防性保养（5.7.8）明确了设备保养的要求

10、：频次和负责人。第8版6.3中没有的； 9.工作环境（4.3.3.）涵盖了第8版“基础设施（6.3）”和“工作环境（6.4）”； 10.内部审核（6.2.2）明确了内审的间隔时间不能超过12个月， 与第8版8.2.2.1不同； 11.纠正/预防措施（6.4.2 、6.4.3）增加了MOC 的要求，第8版（8.5.2、8.5.3）没有相关要求； 12.管理评审（6.5）仅要求评审的输出要得到最高管理者的审批，输入可有管理层进行；而第8版5.6.1明确评审输入输出都要最高管理者执行。,API现场审核/内审发现的不符合项整改思路-60分钟,-原则：纠正原因分析纠正措施的制定、实施、有效性验证 -纠正

11、/纠正措施/预防措施 的含义明确： -培训及培训有效性评价是整改的一部分； -文件修改时的相关联-文件清单、审核批准、发放与回收； -实施纠正和纠正措施的时限和责任人明确；-第9版新增要求 -纠正或纠正措施所涉及到的管理变更的实施（5.11.2）和通知（5.11.3-第9版新增要求； -人员、设备、材料、工艺文件、工作环境、检验测试等要素点上分析原因，寻求纠正措施。 -举例说明,API 5CT 产品实现策划/生产/检验要点-110分钟,-API Q1-9TH 所涉及的要素点：5.2；5.3；5.5；5.7.1.1；5.7.1.3； 5.7.1.4； 5.7.1.5；5.7.3； 5.7.4；

12、5.7.6；5.7.7； 5.7.8； 5.8； 5.9； 5.10 -API 5CT-9TH 所涉及的要素点： 接箍生产流程 相应检验测试 关注点 1. 下料 NQ接箍料的壁厚验证 2. 粗加工 3. 螺纹加工 螺纹参数/W-F-MPI 触球直径的选择；内外表面如 何可达？ 4. 磷化 企业自定的磷化文件/工艺的要求 -如何做满足API 5CT-9TH / API 5B-15TH 的油套管接箍质量计划/ITP? *注意理解Q1-9TH 的5.7.2条款的注释2：QP/ITP/MPS/PCP/QA只是名称不同而已，关注点大致相同。,API 5CT 产品实现策划/生产/检验要点,API 5CT

13、产品实现策划/生产/检验要点,几率：材料/尺寸发生错误导致不能加工出一个完整的指定螺纹的范围； 后果：企业能接受的损失范围， 所有的范围都都按等级来划分，而且等级的多少自定。,API 11E 产品实现策划/生产/检验要点-110分钟,-API Q1-9TH 所涉及的要素点：5.2；5.3；5.5；5.7.1.1；5.7.1.3； 5.7.1.4； 5.7.1.5；5.7.3； 5.7.4； 5.7.6；5.7.7； 5.7.8； 5.8； 5.9； 5.10 -API 11E-18TH 所涉及的要素点： 抽油机结构件生产流程 相应检验测试 关注点 1. 下料 2. 热处理 3. 焊接及焊后热处

14、理 焊接参数/WPS 4. 装配 企业自定的装配文件/工艺的要求 5. 性能测试 GB/T29021;SY/T5044 标准的参考引用 -如何做满足API 11E-18TH 的游梁式抽油机结构件质量计划/ITP? *注意理解Q1-9TH 的5.7.2条款的注释2：QP/ITP/MPS/PCP/QA只是名称不同而已，关注点大致相同。,API 11E 产品实现策划/生产/检验要点,API 11B 产品实现策划/生产/检验要点-120分钟,-API Q1-9TH 所涉及的要素点：5.2；5.3；5.5；5.7.1.1；5.7.1.3； 5.7.1.4； 5.7.1.5；5.7.3； 5.7.4； 5

15、.7.6；5.7.7； 5.7.8； 5.8； 5.9； 5.10 -API 11B-27TH 所涉及的要素点： 生产流程 相应检验测试 关注点 1. 杆头螺纹加工 2. 杆体调质 3. 摩擦焊 焊接参数/WPS及PWHT -如何做满足API 11B-27TH 的抽油杆质量计划/ITP? *注意理解Q1-9TH 的5.7.2条款的注释2：QP/ITP/MPS/PCP/QA只是名称不同而已，关注点大致相同。,API 11B 产品实现策划/生产/检验要点,审核准备工作-60分钟,-审核前： 1.针对认证范围的产品记录清理、体系运行的证据整理； 2.和老师的联系-航班信息及接机、住宿安排沟通； 3.

16、内部人员的安排，特别是内部人员的分工和协作； -审核中： 4.及时提供资料，拖延时间不是好做法； 5.礼节注意，坦率言谈，做好记录； 6.缺失资料/证据的处理（判断影响程度）； 7.回答问题如果拿不稳时，应说明：“我暂时不确定，等我问了XXX再确认-因为这是XXX平时工作的范围” -审核后： 8.尽量做到举一反三，查遗补漏； 9.分工汇总做好整改。 产品规范的理解的答疑 X分钟,9.焊接和焊接检验专项（WPS/PQR/WPQ/WI） 90分钟,-WPS: 焊接工艺规范 / PQR: 焊接工艺评定： 1.两者关系： 2.评定标准的确定： 3.如何做工艺评定？-确定焊接方法、焊接母材和焊材、熔敷金

17、属层厚度以确定评定试块的厚度及长度。 4. WPQ 如何来做？评定合格的焊工如何管理？ 5. PQR和WPQ关系如何？ -焊接检验： 1.焊前检验： WPS是否正确到位包括焊材是否正确准备、焊工是否在WPS所确定的焊接方法、 焊接位置之内、焊机是否合适包括MME是否计量且在合格期内、坡口质量以及预热情况，如使用？ 2. 焊中检验： WPS所规定的主要变数是否在所规定的范围之内施焊？包括道/层间温度的监控。如有层间NDE要求也应执行规定的NDE 3.焊后检验： 完成的焊缝的外观、检查焊缝尺寸、如有要求，监视焊后热处理、 如要求的无损检验（NDE）,焊接和焊接检验专项（WPS/PQR/WPQ/WI

18、）,目视检验（VT） 图10.2给出了一些常用的、能够帮助焊接检验师评价焊接和焊缝质量的工具。 VT 不仅仅是“看”，尺寸检验也是VT 的一部分。焊接检验在焊前、焊中及焊后的检验项目中不乏尺寸检验。,焊接和焊接检验专项（WPS/PQR/WPQ/WI）,图10.9给出了在多层多道角焊缝中正确地和不正确地进行根部焊道焊接的两种方法。在图10.9（A）中，第一条焊道仅和接头中一个工件相熔接并在接头的根部和另一个工件之间形成了一条很窄的间隙。这就导致了第二条焊道不能很好地在此区域内与第一条焊道及其母材相熔合。图10.9（B）展示了正确地进行前两道根部焊道焊接的方法。,焊接和焊接检验专项（WPS/PQR

19、/WPQ/WI）,除了要检查焊道的布置外，焊接检验师还要监督焊接的次序以及每道焊缝中的每一段的焊接位置。这是因为某一区域上过多的焊接会导致产生过大的焊接变形。这种对焊接次序的考虑可能会要求焊工先在坡口的一侧焊上几道焊缝，然后移到坡口的另一侧进行焊接，这样做可以避免仅从同一侧进行焊接而造成的角度变形。图10.10给出了在双面“V”坡口中按次序进行焊接的情况。图10.11所示的是如何排列双面角焊缝以减少变形。 在某些情况下，可以利用分段退焊技术来焊接每一个单独的焊道以减少焊接变形。当采用这种方法的时候，每一焊道的的焊接方向与沿着焊缝轴线的总的焊缝的进程刚好相反。所以，每后一焊道总是从前一条焊道前某

20、一距离的位置处开始，并朝着前一焊道进行。图10.12以图示的方式说明了采用这种焊接方法时的焊接次序。,焊接和焊接检验专项（WPS/PQR/WPQ/WI）,当设计要求从坡口的两边进行全焊透坡口焊缝的焊接时，则一定要在开始另一边焊接以前采取某种方法对首先焊接的焊缝的根部进行清根处理。在另一边焊缝的焊接开始以前，焊接检验师要对清根后的焊缝表面进行检查。如果不做清根，则有可能会有夹渣或别的不连续存在而导致包含在最终的焊缝中。焊接检验师不仅要确保反面清根去除了所有的不连续，而且还要检查清根后的坡口有足够的开口尺寸以确保后续的焊接操作能够顺利、成功地进行。与要求在一条完工的焊缝上开槽遇到的困难相比，此时发

21、现的问题能够比较容易地得到解决。,焊接和焊接检验专项（WPS/PQR/WPQ/WI）,常见的角焊缝检验尺由一系列金属模板组成，它们的被加工成具备两种不同形状的缺口。（使用时）根据角焊缝是呈内凹还是外凸的形状以及所要求的焊缝尺寸进行选择。焊接检验师根据实际情况选择合适的角焊缝尺的形状及尺寸并与实际焊缝进行比较测量。 角焊缝的尺寸通常为名义尺寸，而实际测量中总有一定的测量允差存在。考虑到大多数检验尺的最小刻度值为1/16英寸，因此，把测量的精度定位在1/32英寸是一种比较合理的做法。把测量准确度精度定为此值的理由包括：在最佳位置观测检验尺的困难性、实际焊缝的尺寸不可能像机加工件尺寸一样地精确、检验

22、尺的误差、母材和焊缝金属表面的不规则性、确定外凸角焊缝焊趾准确位置的困难。图10.13给出了用模板型检验尺测量角焊缝尺寸的情况；这种型式的检验尺也用作为CWI实际考核用检验尺。,焊接和焊接检验专项（WPS/PQR/WPQ/WI）,在测量角焊缝时，焊缝的尺寸由焊缝横截面内最大正三角形的尺寸决定。因此，对于外凸形角焊缝而言，焊角的大小与焊缝尺寸的大小相同。而内凹形角焊缝的尺寸由焊喉尺寸决定。焊接检验师必须首先决定实际测量的角焊缝是属于内凹形，还是外凸形的形状。如果外形特点不明显，则需要采用两种型式的模板对角焊缝的焊角和焊喉尺寸都进行测量以确定其是否满足要求。如果焊角尺寸不相等，则焊缝的尺寸取两者中

23、的最小值。 如上所述，在使用模板型角焊缝检验尺进行焊角尺寸测量的时候，要根据角焊缝的外形轮廓（即内凹还是外凸）来选择模板型角焊缝检验尺两种不同形状的缺口。一旦焊接检验师确定了焊缝的外形，他或她就会根据被测焊缝的大小选择特定尺寸和形状的角焊缝检验尺。如果焊缝呈外凸形状，适当形状的检验尺测量的实际上是焊角的尺寸。与此相似，内凹形角焊缝检验尺测量的是实际的焊喉尺寸。与模板的形状无关，此时指示的尺寸与角焊缝横截面内切三角形的大小有关。图10.14给出了利用这类检验尺进行各种形状焊角测量的情况。,10.无损探伤专项 60分钟,常见的、被经常用来对母材和焊件进行检测和评估的无损探伤（NDE, 或NDT）方

24、法。其缩写如括号内的内容所示。 （1）渗透探伤（PT, LPT） （2）磁粉探伤(MT,MPI) （3）射线探伤(RT) （4）超声波探伤(UT) （5）涡流探伤(ET),无损探伤专项,渗透探伤（PT） 简单地说，渗透探伤就是通过把渗透介质渗出到有一定对比度的背景色上来观察表面不连续的一种探伤方法。这是通过把渗透剂（通常为液体）喷到经过清理的被检工件表面来实现的。当渗透剂被留在检物体的表面并经过一定时间 (驻留时间) 以后，由于毛细现象的作用，渗透剂将渗入到所有表面开口内。接下来再把多余的渗透剂擦掉并用显像剂将留在不连续中的渗透剂析出。最终的影像会在较高的对比度显示出来，把所存在的不连续放大并

25、以以便于进一步的目视评估。 LPT分类：一种是按照所形成的影像的类型来分类，另一种是按照去除多余渗透剂的方法。渗透剂有可见光和荧光两种显示方式。当在白光下进行观察时，可见光染料（通常为红色）会在白色的显像剂背景下形成非常鲜艳的红色显示。当在紫外光下观察时，荧光渗透剂会在背景光下形成一种绿色的荧光显示。和可见光相比，人眼对荧光更为敏感，使用莹光渗透剂可以获得更为灵敏的检测结果。 第二种对渗透剂分类的方法和去除被检测面过多渗透剂的方法有关。他们可以是水洗法、溶剂清除法和乳化液法。可以水洗的渗透剂中包含有一种乳化剂，这种乳化剂可以把油性的渗透剂通过低压水清洗掉。溶剂性清洗渗透剂需要使用溶剂来清除被检

26、表面过多的渗透剂。在驻留时间后，后乳化性渗透剂可通过加入一种乳化液在试验表面，然后和水洗法一样，用水乳化液去除。,无损探伤专项,综合上述的两种分类方法，可以把渗透剂分为下述的的六大类： （1）可见光/水洗性渗透剂 （2）可见光/溶剂清洗型渗透剂 （3）可见光/后乳化性渗透剂 （4）荧光/水洗性渗透剂 （5）荧光/溶剂清洗型渗透剂 （6）荧光/后乳化性渗透剂 除了后乳化性渗透剂需要额外的步骤加入乳化液以外，上述的几种渗透剂的应用方法基本上一致。因此，在实际应用中无论采用哪种方法都要遵循四个基本的步骤以便相对简单地进行渗透探伤。尽管比较简单，但按照既定的顺序认真地进行每一步的操作仍然显得非常重要。

27、否则的话，探伤结果将变得不可靠。 渗透探伤的第一步是要对被探伤工件的表面进行彻底地清理。因为渗透探伤是用来反映表面不连续的探伤方法，因此这一步就显得特别地重要。任何堵住了不连续表面开口的异物都将会阻碍渗透剂进入开口，进而影响不连续的显示。被检测物表面不得存有油污、赃物、锈蚀以及油漆等。在用机械的方法（如钢丝刷或喷砂）清理如铜或者铝这样较软工件的表面时要特别小心。任何过度的机械清理都有可能损伤被检工件的表面，进而覆盖已存在的表面开口并影响缺陷的检测。图10.15描述了一个经过清理的工件表面的情况。 渗透剂在被检工件的表面经过适当的清理并干燥以后加入。对于小工件而言，可以把它浸入盛有渗透剂的池子中

28、来加渗透剂。对于较大的工件而言，可以用喷涂或刷子刷的办法来施加渗透剂。渗透剂可以在被检工件的表面保留530分钟，这一时间被称为驻留时间。实际的驻留时间取决于：渗透剂制造厂商的建议、被检工件的温度以及缺陷尺寸的大小。在这一时间段内，渗透剂必须使被检工件的表面保持湿润以便使渗透剂能够进入所存在的开口。,无损探伤专项,图10.16给出了在被检工件上喷涂渗透剂的实例。 受毛细现象的作用，渗透剂可以渗入到开口很小的裂纹中去。前面我们在讨论钎焊填料渗入到钎焊接头的过程中曾经讨论过这一现象。毛细现象可以使液体渗入到很细的开口中去。在达到驻留时间后，需要将多余的渗透剂从被检工件表面彻底、仔细地清理掉。必须小心

29、、仔细地对被检工件表面进行足够的清理以防止出现过多的渗透剂背景色或无关显示，从而避免漏掉或屏蔽真正的缺陷显示。然而，过度的清理也是不足取的，因为它会把进入较浅不连续的渗透剂洗掉。图10.17显示了去除多余渗透剂的正确方法。,无损探伤专项,在取除掉多余的渗透剂后，需要在被检工件表面施加上显像剂。显像剂可以是干粉、也可以是悬浮于挥发性溶液中的颗粒物，挥发性溶液可以很快地蒸发并把颗粒留在被检工件的表面。重要的是施加显像剂要薄、要均匀。事实上，为了避免显像剂的堆积的一种好办法是将显像剂分几次施加到被检工件的表面并保证每层的厚度都很薄，且每层显像剂的施加都要有几分钟的时间间隔。过厚的显像剂层会将非常小的

30、显示屏蔽掉。 渗透探伤的灵敏度取决于显像剂颗粒的大小以及被检工件上显像剂的厚度。较大的颗粒尺寸和过厚的显像剂厚度将会降低渗透探伤的灵敏度。像海绵吸水一样，显像剂把存在于所有表面不连续内的渗透剂吸出并形成有对比度的显示。这种“析出”效果能将微小的不连续放大以形成便于观察的显示。此时就可以对不连续显示进行评估以确定其是否有害。当采用可见的染色渗透剂时，对不连续的评估可在日（白）光下进行，而使用荧光渗透剂时则需要在黑暗的环境中使用紫外光（黑光）来对不连续进行评估。图10.18显示了如何通过将渗透剂穿过显像剂层“析出”并形成可见显示的情况。,无损探伤专项,渗透探伤有许多优点。 首先，渗透剂的使用不只局

31、限于金属性被检物。使用这种探伤方法可以对所有的非孔状材料进行表面不连续探伤。渗透探伤也特别适合于对使用不同金属材料的焊缝或钎焊接头进行评估，而这对其他探伤方法来讲则是一个问题。这种方法还可以用于非磁性金属，而其他方法则不行。 其次，这种探伤的工艺非常简便，特别是溶剂清洗型渗透探伤。对这种探伤方法而言，实际上可以把小罐装的渗透剂、显像剂、清洗剂方便地带到任何探伤现场。根据所采用的渗透剂系统型式，探伤所需设备的变化也非常地少。和别的探伤方法相比，渗透探伤的使用者不必花费过多的设备费用。 在渗透探伤的局限性 最为突出的是它不能用来检测表面下的不连续。此外，和磁粉探伤相比，渗透探伤相对而言比较费时也比

32、较麻烦。由于工件的表面条件对探伤结果的影响比较明显，对某些应用场合而言所需要的表面清理工作量会非常地大。还需要在探伤后对被检工件表面进行清理处理。在对粗糙、不规则的表面进行探伤时，无关的显示会使渗透结果的评估变得相对比较困难。 相对于其它探伤方法而言，渗透探伤所需的设备比较简单，它可以由渗透剂、清洗剂、没有棉絮的抹布，显影剂，以及（如果有要求时）乳化液组成。可见光的染色渗透探伤需要好的白光源，而荧光类渗透剂则需要好的紫外线光源。此外，荧光探伤法还要求有一个暗室以便于监控清理和对探伤结果进行评估解释。事实证明，在对非常细小的不连续进行评估时，使用放大镜会显得非常有用。,无损探伤专项,磁粉探伤（M

33、T） 磁粉探伤主要用来发现铁磁性材料的表面不连续。虽然这种探伤还能观察到近表面的不连续显示，但要对其作出准确的评估则非常困难，通常需要借助于别的探伤方法来实现。采用其他的无损探伤技术可以对近表面下的不连续进行检测和评估。然而，存在于磁化物体表面的不连续会使所加的磁场在不连续的两侧产生相反方向的“磁极”而对铁粒子有很强的吸引力。如果把铁粒子（这些铁离子可以被磁化而成为“磁化离子”）喷洒在被检物体的表面，它们会因为受上述磁场的作用吸引而保持在一定的位置并堆积形成可见的不连续显示。 虽然磁粉探伤有几种不同的形式，但都以这一相同的基本原理为依据。因此，所有的磁粉探伤都是在被检工件上形成磁场并在探伤面上

34、喷洒铁离子来实现的。 对磁粉探伤的了解：图10.19，该图显示了和磁棒相关的磁场分布的情况。 右手定则：,无损探伤专项,存在于钢棒内部的不连续；在此不连续附近的空气间隙两侧会形成一些彼此相反的磁极。由于这些相反的磁极之间存在着较强的吸引力，所以如果在此区域内撒上一些铁屑，则它们会被吸引而保留在不连续所在的位置处。 因此，为了进行磁粉探伤，必须采取某种方法在被检物体内形成一个磁场。当被检物体被磁化以后，再把铁屑喷洒到被检物的表面。如果有不连续存在，则这些铁屑会被吸引而堆积起来形成肉眼可以看到的显示。到目前为止，我们所有的讨论都以永久磁铁为例。然而，实际应用中很少用永久磁铁进行磁粉探伤。大多数的磁

35、粉探伤都采用电磁设备来实现。 如图10.21所示，这种探伤用的电磁设备是根据在任何导电体的周围都存在有一个磁场的原理来完成的。,无损探伤专项,几个磁力学的基本原理：首先，在磁棒的周围存在的有磁力的线被称为磁力线或磁能量线，它们总是从磁棒的一端（或磁极）移动到达另外一端（或磁极）。我们将这些磁极定义为北极（N）和南极(S)。磁力线构成许多连续的封闭回路并按同一方向从一个磁极到达另外一个磁极。这些磁力线始终保持彼此平行且永不相交。最后，当这些磁力线完全位于铁磁性材料内部时，由磁力线所产生的磁力（以及因此而产生的磁场强度）将达到最大。当磁力线穿过空气间隙的时候，磁场强度会随着空气间隙的增大而明显地减

36、弱。 在图10.20显示了一个与图10.19中相似的磁棒被弯成了U字型并与一个包含不连续的铁磁性材相接触。仍然有磁力线在连续不断的回路中从一个磁极到另一个磁极移动。然而，把一块钢横放磁铁的两端为磁力线提供了一个连续的磁通道 尽管在磁铁和钢棒的结合处由于微小的空气间隙存在而有一定量的磁通量泄漏，但由于磁通道的连续性而使得此时的磁场保持相对较强。,无损探伤专项,当电流流过导体的时候，所产生的磁场与电流方向垂直。利用电磁原理可以在被检物体内产生形成两种基本形式的磁场：纵向磁场和环向磁场。磁场的类型取决于被检工件内所产生的磁场方向。当磁场方向与被检工件的轴线方向相同时，所产生的磁场称为纵向磁场。同样与

37、被检工件的轴线方向垂直的磁场称为环向磁场。有好几种办法可以用来在被检工件内形成这两种类型的磁场。 图10.22说明了利用围绕在被检工件的线圈状导电体形成纵向磁场的原理。当把这一原理用于一台固定的磁粉探伤设备时，所产生磁化称为“线圈磁化（Coil Shot）”。电流流过这种导体时所产生的磁场如图所示。 利用线圈磁化所产生的磁场可以方便地检测出那些与磁力线相垂直的缺陷。也可以检测出那些与磁力线成45夹角的缺陷，但对那些和磁力线方向基本平行的缺陷则无法检出。,无损探伤专项,另外一种磁场称为环形磁化。为了形成这种磁场，需要把被检工件作为电导体来用以便使感应产生的磁场方向与被检工件的轴线垂直且环绕在被检

38、工件的周围。当把这一原理用于一台固定的磁粉探伤设备时，所产生磁化称为“工件磁化（Head Shot）”。其工作原理如图10.23所示。 利用环形磁场可以发现被检工件上的纵向缺陷而无法检测到有可能存在的横向缺陷。也可以检测出那些与被检工件（磁力线）成45度夹角的缺陷。环形磁场的一个重要特征是其所产生的磁场完全包含在铁磁材料之内，而纵向磁场是环绕在被检工件周围的电导体的感应形成的磁场。正是由于这个原因，人们通常认为环形磁场的作用要比纵向磁场强，所以在电流一定的情况下，环形磁场的检出灵敏度更高。为了确定那些有可能形成显示的不连续的方向，可以先确定电流的方向，再接下来确定由电流感应所产生的磁场的方向，

39、然后再确定不连续的方向将会得到最佳的探伤灵敏度。,无损探伤专项,利用便携式设备也可以在被检工件内产生形成这两种磁场。如图10.24所示，利用“磁扼法（Yoke）”可以产生形成纵向磁场。磁扼探伤设备是一种将线圈缠绕在较软磁芯上的电磁设备。电流流过线圈时所产生的磁场通过磁扼线圈的两端传入被检工件。 为了用便携式磁粉探伤设备产生形成环形磁场，可以采用所谓的“磁棒（Prod）”探伤法来实现。图10.25给出了用这种方法进行焊缝探伤的一个示例。无论是交流电（AC）还是直流电(DC)都可以用来产生磁场。用交流电能够在被检工件表面形成最强的磁场。交流电还能够使被检工件表面的铁屑具有更大的可移动性，从而使这些

40、铁屑更加自由地移动，甚至在粗糙和不规则的工件表面移动以便于缺陷的检出。,无损探伤专项,由直流电产生形成的磁场具有较大的穿透能力，可以用来检测工件近表面的不连续。然而，由近表面缺陷产生的显示很难解释。第三种形式的电流成为半波整流交流电，可以把这种电流看成是交流和直流电的组合。利用这种电流进行磁粉探伤，可以获得两种电流探伤时所具有的优点。 磁粉探伤对垂直于磁力线的缺陷具有最高的检测灵敏度，而对那些平行于磁力线的缺陷可能会根本检测不到。对位于这些极限角度之间的缺陷而言，磁粉探伤的检测灵敏度居中。一般说来，如果磁力线和不连续长轴之间的夹角大于45度，则该不连续能够被发现。而当这一夹角小于4度时，则极有

41、可能检测不到不连续。因此，为了对工件中所有方向存在的缺陷进行评估，就有必要在两个不同90的方向上施加检测磁场。 应用磁粉探伤可包括那些在检测温度下具有磁性的材料进行评估。这样材料有钢、铸铁、一些不锈钢材料（不包括奥氏体不锈钢）和镍。磁粉探伤不能检测铝、铜以及其它不能被磁化的材料。如果使用得法，磁粉探伤可以检测出非常细小的表面不连续并对那些位于近表面的缺陷给出“绒毛状”的显示效果。 用于磁粉探伤的设备在尺寸、可携带性及价格上不尽相同。交流磁扼探伤设备的重量较轻，携 带最为方便，因此在检测那些很大的，以至于不用此法就很难检测的工件时显得特别有用。这类被检物体包括有：建筑物、桥梁、储罐、容器、或者是

42、大型焊接件。携带性较差一些的有磁棒和线圈式磁粉探伤设备。这两种设备都需要有专门的电源且可移动性较差。固定的磁粉探伤设备通常包括有用于对工件和线圈进行磁化的机械装置。使用固定设备进行检测的工件可能会非常地小而且要求较高的检测率，或者是超出想象地大而要求的检测率比较低。固定设备通常包括有消磁装置。,无损探伤专项,磁粉探伤所使用的铁屑非常地小，且通常都染有鲜艳的颜色以便和被检工件形成明显的对比。常用的颜色包括有：灰色、白色、红色、黄色、兰色以及黑色。我们把这些细小的铁屑称为可见颗粒并在很强的可见光源下使用。还有在黑光下呈显荧光显示、且检测灵敏度较高的荧光磁粉。 磁粉可在流速较低的气流下以干粉的形式施

43、加，或者是和有抑制作用的水或轻油一起形成磁悬液流过被检工件的表面。这种使用干磁粉的探伤方法称为干法探伤，而用水或者轻油悬浮液的探伤方法称为湿粉探伤。这两种方法都很常用，但湿粉荧光探伤具有较高的探伤灵敏度因而成为许多现场和车间应用中常选的方法之一。 优缺点： 磁粉探伤的优点是高探伤速度和较低成本。磁粉探伤可具有良好的可携带性并特别适合于检测工件表面的不连续。而且它还可以在工件表面涂有一层薄漆的情况下进行探伤。 磁粉探伤的主要局限性是它只能用于检测那些可以被磁化的材料。另一种局限性是大多数工件在探伤后要进行消磁处理，而且较厚的涂层有可能会掩盖有害缺陷的显示。工件通常用交流电来的消磁，消磁即可以通过

44、把工件从磁场中缓慢移出来实现，也可以通过把加到工件上的磁化电流降低到零来实现。磁粉探伤在绝大多数情况下都需要用电、这可能会限制探伤设备的可携带性。如焊缝或铸件是粗糙的表面条件情况，会使缺陷的评估变得极为困难。 磁粉探伤的结果可以用草图、照片来记录，也可以通过在缺陷显示上放上有附着力的玻璃胶带并随后把胶带移到一张干净的白纸上来予以记录。,无损探伤专项,射线探伤（RT） 射线探伤是一种基于所希望的辐射传递或吸收原理的无损探伤方法。（工件中）厚度减薄或低密度的地方可以穿过较多的射线、因而吸收的辐射能量较小。穿过被检工件的射线会在接收射线的底片上形成有对比度的影像。 具有高射线传递能力（低吸收）的区域

45、会在经过暗室处理的底片上形成一个黑的影像区。而具有较低射线传递能力（高吸收）的区域会在经过暗室处理的底片上形成一个较淡的影像区域。图10.26说明了厚度对底片黑度的影响。被检测物中最薄的地方在底片上形成的影象最黑，这是因为有较多的射线传递到了底片上。被检测物中最厚的地方在底片上形成的影象最淡，这是因为有较多的射线被吸收而到达底片的射线相对较少。图10.27说明了材料密度对底片黑度的影响。,无损探伤专项,在图10.27所示的金属材料中，铅的密度最高（11.34g/cc），接下来的密度次序是铜（8.96g/cc）、铁（7.87g/cc）、铝（2.70g/cc）。.由于具有最高的密度（每单位体积上的

46、重量），铅吸收最多的辐射，传送最少的辐射，所以产生最亮的底片。 低能量，无微粒的辐射是以 r 射线或X射线的形式。a 射线是由放射性的材料蜕变的结果；通常的放射源包括铱192，铯137和钴60。这些放射源不断地发射出射线，当不用时，必须把它们放在称为照像机的屏蔽的贮存器中。这些贮存器通常用铅和钢作屏蔽。 X射线是人造的；当电子高速运行时与物体相撞而产生X射线。可以在一真空管中将电能转换成X辐射。一低电流通过一白热的细丝，产生了电子。而在细丝和目标金属之间的高电位（电压）加速了电子通过这个电压差区。当电子流撞击到目标产生了X射线。只有当把电压加入到X射线管时，辐射才会产生。不管是用射线还是用X射

47、线源，在试验中，试验物体并不是放射性的。 用此方法探到的表面下的缺陷是那些与被辐射的材料相比有不同密度的缺陷。这包括中空，金属的和非金属的夹渣以及良好排列的未熔合和裂纹。中空，如气孔，因为它们代表材料密度的巨大损失，所以在照片上产生暗区域。如果金属夹渣的密度大于试件的密度，它们在照片上产生亮区域。如果夹渣的密度比试件的低，它在照片上是暗区域。 例如，在铝焊中，由于不恰当的钨极气体保护焊接技术而产生钨夹渣，在照片上形成非常亮的区域；钨的密度是19.3g/mm3。非金属夹渣，如熔渣，通常在照片上产生的是暗区域。然而有些电焊条的药皮产生与所填的焊接金属相似密度的夹渣，这样的夹渣是非常难以发现和评判。

48、在探测时，必须要把裂纹和未熔合以其深度方向与射线的方向大致相平行来放置，这样才能探测出来表面不连续；表面缺陷也可在底片上反映出来，然而，不提倡使用射线探伤来发现这些表面不连续，因为目视检验更经济。表面缺陷包括咬边，过大的加强高，未熔合，以及烧穿。射线探伤的用途是非常多的，它能用于检验所有的普通工程材料。,无损探伤专项,进行射线探伤的设备最基本的是射线源；这射线源可以是有电源输入的X射线机，或是产生射线的放射同位素。同位素通常可携带。无论哪种辐射型都需要胶片，不透光的胶片袋，以及用于识别试验物体的铅字。由于铅的高密度和局部厚度增加，这些字母在所产生的底片上形成了亮区。用像质剂(IQI)或透度计来

49、用来验证测试分辨率的灵敏度。这些像质剂通常二种形式是：孔形或线形。它们是根据材料来选用的。另外孔形IQI要求特定的厚度和孔尺寸。而线形要求线的直径。灵敏度是根据透度计的厚度和孔直径或线直径来探测所给定密度不同的能力来证实的。 图10.28所示的是两种类型的像质剂或透度计。 图10.29所示的是在射线照相前孔形像质剂在一平板焊缝上的布置。,无损探伤专项,孔形透度计孔直径及厚度是随所要探伤的金属厚度的变化而变化的。图10.30所示的是根据ASME规范所使用的#25 IQI的基本特性。我们将用插图来注解它的厚度和孔径。这里透度计的厚度是0.025英寸，因此以毫英寸为单位的IQI厚度，就命名为#25。

50、（#10就是厚度为0.010英寸，#50就是0.050英寸厚）按照每个IQI厚度的倍数，确定孔的直径和位置，并注解。在一#25 IQI中的最大孔直径是0.100英寸，根据最大穴直径为四倍的IQI厚度，并且放在最靠近IQI铅字， 故称为4T孔。一“2T”孔（0.050 in）是放在离铅字25最远处并且等于IQI厚度的二倍。在 4T和2T之间最小的孔称为“1T”，并精确地等于IQI 的厚度，即0.025英寸。这些孔是用于证实胶片的图形分辨率的灵敏度。灵敏度通常确定为焊缝厚度的2%。然而，虽然可以定义一1%的灵敏度，但是很难达到的。（这些均在规范里规定）。,无损探伤专项,胶片处理设备用来显影已曝光的

51、胶片，且可调亮度的特殊观片灯可达到最佳的评片效果。由于射线对人的潜在危害，射线剂量仪是必需的。 优缺点： 这种试验方法的主要优点是它能探测所有普通工程材料的表面下的不连续。另一个优点就是如果所冲印胶片保存在远离过热和过亮的环境中，这些胶片可以是极好的永久记录。 除此优点外，也有缺点。其中之一就是人在过多辐射下是有害的。所以辐射防护也就成为必需品。这种试验方法的另一限制就是必须要进入被检件的两边（一边是辐射源，另一边是胶片），见图10.31。 射线探伤的另一缺点是有些被认为更危险的缺陷(如裂纹及未熔合)无法探到，除非辐射源是与缺陷同方向。另外，某些试验物体的外形（如分支或角焊缝）会使得试验操作和

52、评片困难。然而，有经验的探伤人员还是可以对这些有高难度的几何外型的工件照相，并以非常高的精确度评片。,无损探伤专项,超声波探伤 超声波探伤是用那些高于人的听觉的高频声波检验材料几何和物理性能的方法。声波在不同的材料中的传播速度不同。然而，声波在一给定的材料里的传播速度是恒定的。声波传播有几种不同的方法，但这种的区别对于超声波探伤这一主题并不重要。纵波是以在空气中每秒钟1100英尺，在钢中每秒19000英尺以及在铝中每秒20000英尺的速度传播的。 超声波探伤是以施加电压的形式使用电能，并用传感器将该电压转换成声波形式的机械能。这传感器是以称为“压电”效应的现象来完成这一能量转换的。这发生在很多

53、材料中，有自然发生的和人为制造的；石英和钛酸钡就是两种压电材料一当压电材料受电磁脉冲激发时，会在尺寸上产生机械变化。类似，这种材料在机械作用下也将产生电脉冲。压电材料通常用途的例子是在电子打火机中可见，如气体烤炉，香烟打火机等。在这些例子中，压电的晶体被挤压，然后被突然释放，导致电火花的产生，从而点燃了气体。 为了进行超声波探伤，要把传感器与一电子基本装置联在一起。按照规定的启动程序和校准程序，基本装置就像一台电子测量仪。这台机器将会产生精确的电子脉冲，电子脉冲将会通过一同轴电缆传送至与被检工件以声音相接触的传感器上。这些脉冲持续时间低，但频率高（通常是1百万到1千万HZ，或圈/每秒）。这高频

54、率声波能够精确地导向，就象手电筒的光束。 当传感器受到电子脉冲的激发，它会回应机械振动，并产生一对所测材料是通常声波，并以一速度传播整个试验物体。当一金属与锤子撞击产生“铃声“现象”就与此相似。这种铃声是一种在金属中传播的声波（低频率）。你可能已经经历过这样的例子，一块金属被撞击时由于其产生的钝的砰击声，从而断定该金属有缺陷。,无损探伤专项,所产生的声波将在材料中以一速度继续传播，当遇到反射物（如密度上有不同）时被反射传回至传感器。如果反射物被恰当地放置，这声波就会以同样的速度返回至传感器。当反射器受到返回的声波的撞击时，压电晶体会将此光能转回电子脉冲，这脉冲可以被放大，并在阴极射线管中以一可

55、见的并可由操作员解读的指示显现。 超声波装置可用有规定密度的，尺寸和形状校准块进行校准以测量声波在其传播路径上所需的时间，并把该时间转换成尺寸。这样操作员就可以用超声波装置测量光波通过一材料到一反射物并返回至传感器的时间。从这一点，按照在表面下的反射物的距离及尺寸，可以计算出尺寸数据。 图10.32说明了在一钢梯状楔形物上，用一纵向超声波束的传感器确定厚度的典型校验步骤。传感器放在各种已知厚度的校准块上，测量仪连在传感器上以提供相应的屏幕读数。一旦完成校准，操作员就能在屏幕上靠指示沿沿着水平轴垂直上升中直接读取试件的尺寸。使用单一传感器和多个反射器，用“峰到峰”的方法，而不是用从水平线上升起方

56、法，就可以得到非常精确的测量。这种方法在几个峰上读取尺寸，然后平均这个数据以得出厚度数。,无损探伤专项,总的来说，屏幕显示提供给操作者二种信息。 第一，沿着屏幕的水平轴，指示可以在各种位置出现。（在靠近屏幕的左边总会出现称为“主轰“的初始指示）。当声波通过一物体并在碰上一反射物后回到传感器，它的返回是由一从水平线上垂直升起的信号来指示的。 第二，可以测量信号的高度，并且也可以给出所返回的声波量相应值。一旦仪表被校对，指示反射器在水平轴上的位置可以与声波在一物体中传播并到达反射器的物理距离相联系。在屏幕上的信号高度是反射器尺寸的相对指示。 利用这一信息，有经验的操作者通常就能确定反射器的性质和大

57、小，并将其联回到一规范或技术要求以判断是否可以接受。,无损探伤专项,超声波传感器有二种基本类型。(1)纵波，或用直束探头来确定材料的厚度或在材料表面下的不连续的深度。这些传感器如图10.32所示，把声音以垂直于被测件表面传入。（2）剪切波或斜探头广泛地应用于对焊缝的评估，因为此传感器把声波以斜角方式传入物体，所以不用去除粗糙的焊缝加强高而进行探测（图10.33）。常常看到一纵束探头被固定在一塑料楔块上，以提供必要的角度。图10.34所示的是当使用斜探头时，声波是如何在一材料内传播的。 超声波探伤有二种方式，接触式和浸入式。在接触式探伤中，探头实际上是贴放在物体表面上的。因为高频率声波不容易在空

58、气中传播，所以在被检件和探头之间加入液体以改善接触。这种液体称为耦合剂。在浸入式试验中，被测物体放在水下，声波是通过水从传感器传到物体上的。接触试验有携带方便的优点，而对于小或不规则的流水线生产，浸入式探伤更方便。,无损探伤专项,超声波探伤的应用包括表面和近表面的缺陷探测。这个方法对于平面不连续更敏感，特别是那些与声束相垂直的。在许多材料中的分层，裂纹，未熔合，夹渣以及中空都可以用此方法探测到。超声波还能对厚度进行测量。 超声波探伤所需的设备包括一带有CRT或数字显示的电子仪器。用带有CRT的仪表，超声波操作者可以确定缺陷的位置，大小和形式。带有数字显示的仪器通常局限于诸如金属厚度之类的尺寸的

59、测量。然而，当要测量被腐蚀了的材料壁厚时，为了获得最大的精度，最好用有一测量范围的仪器。 对于超声波试验，适合的耦合剂是必需的。许多不同的材料都可用作耦合剂；一些通常使用的耦合剂是油，脂，甘油，水以及与水混合的纤维素粉和玉米淀粉。传感器有不同的尺寸和形式。许多传感器被安装在有机玻璃楔块上，使得在剪切波试验中允许声波以各种角度进入被测物体。 最后一个所要求的设备就是校准标准。对于材料的厚度测量，校对标准应该与被测物体一样，而且必须是所知的，有精确尺寸的。对于缺陷探测，校准的标准必须满足上述要求外，还要含有一加工出的“缺陷”，如侧钻洞，平底洞或坡口。这“缺陷”的位置和尺寸必须是可知的和精确的。来自被测物体上的不连续信号与来自校对标准“缺陷”的信号相比较以确定是否可接受。对于焊接试验中所使用的斜束测试