無損檢測概論96957

1、第一章第一章 無損檢測概論無損檢測概論1無損檢測的定義和分類無損檢測的定義和分類?定義：?通俗的定義：無損檢測指在不損壞試件的前提下，對試件進(jìn)行檢查和測試的方法。?亦稱非破壞性檢驗(yàn)。?現(xiàn)代無損檢測的定義現(xiàn)代無損檢測的定義 ：在不破壞試件的前提下，以物理或化學(xué)方法為手段，借助現(xiàn)代的技術(shù)和設(shè)備器材，對試件內(nèi)部及表面的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、狀態(tài)進(jìn)行檢查和測試的方法。?無損檢測技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展：無損檢測技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展： 借助于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)產(chǎn)生和發(fā)展。?射線照相法（RT）X射線的發(fā)現(xiàn)（1895年倫琴射線）?超聲波檢測（UT）二次大戰(zhàn)中迅速發(fā)展的聲納技術(shù)和雷達(dá)技術(shù)的基礎(chǔ)上開發(fā)?磁粉檢測（MT）電磁學(xué)基礎(chǔ)?滲透檢測

2、（PT）物理化學(xué)的進(jìn)展?渦流檢測（ET）電磁學(xué)（電磁感應(yīng)）?現(xiàn)代電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和其它學(xué)科介入無損檢測領(lǐng)域，使無損檢測技術(shù)如虎添翼，得到質(zhì)的飛躍。無損檢測技術(shù)發(fā)展無損檢測技術(shù)發(fā)展過程的三個(gè)階段過程的三個(gè)階段?無損探傷：（Non-distructive Inspection）簡稱NDI?早期名稱?探測和發(fā)現(xiàn)缺陷?無損檢測：（Non- distructive Testing）簡稱NDT?當(dāng)前名稱?不僅要探測發(fā)現(xiàn)缺陷，還包括探測試件的其它信息，如結(jié)構(gòu)、狀態(tài)、性質(zhì)?無損評價(jià)：（Non- distructiv Evaluation）簡稱簡稱NDE?新的發(fā)展階段的名稱?不僅要求發(fā)現(xiàn)缺陷，探測試件

3、的結(jié)構(gòu)、狀態(tài)、性質(zhì)，還要求獲取更全面、準(zhǔn)確和綜合的信息，輔以成象技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)分析和處理技術(shù)等，與材料力學(xué)、斷裂力學(xué)等學(xué)科綜合應(yīng)用，以期對試件和產(chǎn)品的質(zhì)量和性能作出全面、準(zhǔn)確的評價(jià)。特種設(shè)備行業(yè)制造質(zhì)量檢驗(yàn)和特種設(shè)備行業(yè)制造質(zhì)量檢驗(yàn)和在用檢驗(yàn)中常用的無損檢測方法在用檢驗(yàn)中常用的無損檢測方法?四大常規(guī)無損探傷方法：四大常規(guī)無損探傷方法：?射線檢測 （Radiography Testing）簡稱RT?超聲波檢測（Ultrasonic Testing）簡稱UT(頻率大于20000赫茲的聲波)?磁粉檢測（Magnetig Testing）簡稱MT?滲透檢測（Penetrant Testi

4、ng）簡稱PT?其它幾種常用無損探傷方法其它幾種常用無損探傷方法?渦流檢測（Eddy current Testing ）簡稱ET?聲發(fā)射檢測（Acoustic Emission）簡稱AE?目視檢測（Visual and Optical Testing）簡稱 VT?泄漏檢測（Leak Testing）簡稱LT?其它無損檢測技術(shù)其它無損檢測技術(shù)?隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，激光、紅外、微波、液晶等技術(shù)都被應(yīng)用于無損檢測領(lǐng)域，而傳統(tǒng)的常規(guī)無損檢測技術(shù)也因?yàn)楝F(xiàn)代科技的發(fā)展，大大豐富了應(yīng)用方法，如射線照相就可細(xì)分為X射線、射線、中子射線、高能X射線、射線實(shí)時(shí)照相、層析照相等多種方法。?由于無損檢測技術(shù)及其方

5、法種類繁多，因此有必要對其進(jìn)行分類。美國國家咨詢委員會(huì)無損檢測評價(jià)委員會(huì)的分類系統(tǒng)，它將無損檢測技術(shù)劃分為6大類，是其中的一種分類方法?？梢詮目傮w上了解各類方法的檢測對象、適用范圍、局限性等。2無損檢測的目的無損檢測的目的1）保證產(chǎn)品質(zhì)量保證產(chǎn)品質(zhì)量?借助儀器和器材，可以發(fā)現(xiàn)目視檢查無法發(fā)現(xiàn)的內(nèi)外部宏觀缺陷。?無損檢測不需破壞試件就能完成檢測過程，可以對產(chǎn)品進(jìn)行100%檢驗(yàn)和逐件檢驗(yàn)，為產(chǎn)品質(zhì)量提供有效保證。2）保障使用安全保障使用安全?可以對在用設(shè)備和部件進(jìn)行定期檢驗(yàn)，保障使用安全。3）改進(jìn)制造工藝改進(jìn)制造工藝?在產(chǎn)品工藝試驗(yàn)中，對工藝試樣進(jìn)行無損檢驗(yàn)，并根據(jù)檢測結(jié)果改進(jìn)制造工藝，確定理想的

6、制造工藝。4）降低生產(chǎn)成本降低生產(chǎn)成本?在產(chǎn)品制造過程中的適當(dāng)環(huán)節(jié)正確地進(jìn)行無損檢測，防止以后的工序浪費(fèi)，減少返工，降低廢品率，從而降低制造成本。3無損檢測的應(yīng)用特點(diǎn)無損檢測的應(yīng)用特點(diǎn)1）要與破壞性檢測相結(jié)合要與破壞性檢測相結(jié)合?由于無損檢測具有的局限性，不是所有的需要測試的項(xiàng)目和性能都能進(jìn)行無損檢測，這種局限性可能來自方法本身，也可能來自被測試對象的形狀、位置等客觀條件的不允許，所以某些試驗(yàn)只能采用破壞性檢驗(yàn)。2）正確選用無損檢測的時(shí)機(jī)正確選用無損檢測的時(shí)機(jī)?必須根據(jù)無損檢測的目的 ,正確選擇無損檢測的時(shí)機(jī),從而順利地完成檢測預(yù)定目的,正確評價(jià)產(chǎn)品質(zhì)量。3）正確選用合理的無損檢測方法正確選用

7、合理的無損檢測方法?每種無損檢測方法均具有局限性，不能適用于所有工件和缺陷。為了提高檢測結(jié)果的可靠性，必須根據(jù)被檢件的特點(diǎn)（材料、結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸，預(yù)計(jì)可能產(chǎn)生的缺陷種類、形狀、所處部位、取向 ）選擇適宜的檢測方法。?所謂適宜 ，即不是片面的追求最高的檢測靈敏度，而是在保證充分安全性的同時(shí)兼顧產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性，這樣選擇的檢測方法才是正確、合理的。4）綜合應(yīng)用各種無損檢測方法綜合應(yīng)用各種無損檢測方法?每種無損檢測方法均有其自身的優(yōu)缺點(diǎn)，不能適用于所有工件和缺陷。因此，在對某試件確定無損檢測方案時(shí)，只要可能，應(yīng)盡量采用多種無損檢測方法，以保證方法間的互補(bǔ)，從而取得更多的產(chǎn)品和缺陷信息?除應(yīng)用無損檢測方

8、法獲得產(chǎn)品信息外，還應(yīng)充分利用其它有關(guān)產(chǎn)品的材料、焊接、加工工藝及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)等多方面的信息，綜合判斷。?這點(diǎn)對于大型和重要工件的無損檢驗(yàn)尤為重要4缺陷的種類和產(chǎn)生原因缺陷的種類和產(chǎn)生原因?如前節(jié)所述，了解材料和焊縫中的缺陷種類和產(chǎn)生原因，有助于正確選擇無損檢測方法，制定合理的檢測方案，從而取得正確的檢測結(jié)果。缺陷的分類：按來源、類型和位置分類缺陷的分類：按來源、類型和位置分類正常工藝下的缺陷加工工藝不當(dāng)出現(xiàn)的缺陷生產(chǎn)工藝缺陷幾何形狀面積型缺陷體積型缺陷服役過程中的缺陷：疲勞、應(yīng)力、腐蝕、蠕變、操作不當(dāng)?shù)缺砻嫒毕荨?nèi)部缺陷1)鋼焊縫中常見宏觀缺陷及其產(chǎn)生原因（外觀缺陷略）?焊接裂紋： 熱（高溫）裂

9、紋，在固相線附近的高溫區(qū)形成的裂紋稱熱裂紋。熱裂紋主要發(fā)生在晶界處。由于裂紋形成的溫度較高，在與空氣接觸的開口部位表面有強(qiáng)烈的氧化特征，呈藍(lán)色或天藍(lán)色，這是區(qū)別于冷裂紋的重要特征。 冷（低溫）裂紋，焊接接頭冷卻到Ms（馬氏體相變溫度）溫度以下時(shí)形成的裂紋。其特點(diǎn)是表面光亮，無氧化特征。 再熱裂紋，工件焊接后，若再次被加熱（如消除應(yīng)力熱處理、多層焊或使用過程中被加熱）到一定的溫度而產(chǎn)生的裂紋稱為再熱裂紋。? 氣孔：焊接金屬冷卻時(shí)，熔化金屬中的氣體析出，未能完全浮到表面金屬就凝固，從而殘留下來形成空穴,氫氣孔、CO氣孔。?夾渣：非金屬熔渣、焊劑、氧化物和金屬鎢、銅等，焊工技術(shù)不良、坡口形狀不妥、未

10、熔化的焊劑碎片。?未熔合：焊縫金屬和母材之間或者焊道金屬與焊道金屬之間（層間）未完全熔化結(jié)合的部分稱為未熔合，原因是由于坡口角度太小、坡口不干凈、焊縫表面附著熔渣和氧化物、焊接電流太小、焊條角度不當(dāng)?shù)取?未焊透：焊接接頭根部未完全熔透，原因是焊接電流過小、運(yùn)條速度過快、坡口角度太小、根部間隙過小等?形狀缺陷：咬邊（焊接參數(shù)選擇不當(dāng)或操作工藝不正確）、焊瘤、燒穿或下塌（下垂，焊接電流過大）、錯(cuò)邊和角變形、焊縫尺寸及形狀不符合要求（余高過高、焊腳尺寸不足等）?其它缺陷：電弧擦傷、飛濺2）鑄件中常見宏觀缺陷及其產(chǎn)生原因鑄件中常見宏觀缺陷及其產(chǎn)生原因?夾砂（沖砂）和夾渣：澆口設(shè)計(jì)不當(dāng)容易出現(xiàn)，主要是鑄

11、件表面的砂粒和高溫溶液接觸，剝離后混入鋼中；鋼溶液中混入熔渣后又將鋼水注入鑄型中。超聲波檢測? 縮孔和疏松：凝固過程中溶液供給不足時(shí)產(chǎn)生，此外與鑄件的材質(zhì)也有關(guān)系，收縮率越大材料越容易出現(xiàn)縮孔，射線和超聲波共同使用效果最好? 鑄造裂紋：鑄件各部分冷卻速度不同，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，當(dāng)內(nèi)應(yīng)力超過該溫度下的承受能力時(shí)，便會(huì)造成鑄件撕裂而形成裂紋。 熱裂紋(1300)：晶間夾雜物是脆性的，在晶間拉伸應(yīng)力的作用下產(chǎn)生熱裂紋；縮孔性裂紋：不能完全承受其它部位的收縮力產(chǎn)生；冷裂紋（260 ）：由奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變溫度范圍內(nèi)，組織應(yīng)力造成穿晶斷裂。超聲波檢測，大型鑄件射線透照加高能加速器?冷隔：同一鑄件中一次澆鑄或兩

12、次澆鑄時(shí)，由于溫度偏低，金屬液體未能充分融合在一起，邊界形成帶有氧化層的隔層。超聲波探傷。3）鍛件中常見宏觀缺陷及其產(chǎn)生原因鍛件中常見宏觀缺陷及其產(chǎn)生原因?偏析：在鋼錠澆鑄過程中，未凝固部分將引起合金元素和雜質(zhì)濃度的升高，此時(shí)在重力作用和鋼水的對流現(xiàn)象就會(huì)導(dǎo)致偏析，偏析帶上的主要元素：S、P、C、Mn、Mo等.?殘余縮孔、縮管和疏松：澆鑄中未能及時(shí)補(bǔ)充鋼水導(dǎo)致前兩者；后者則是鋼錠中的微細(xì)空隙形成，產(chǎn)生在晶粒結(jié)合較弱、鍛造過程中又未能充分鍛合的部位，由于熔煉不良、鍛錠形狀不適當(dāng)、鍛造比不適當(dāng)造成，射線和滲透方法易實(shí)現(xiàn)。?鍛件中的缺陷及產(chǎn)生原因:?夾雜物：內(nèi)夾雜物（通常位于偏析帶非金屬夾雜物，但主

13、要是硅酸鹽： SiO2、Al2O3、FeO2等）、外夾雜物（金屬和非金屬夾雜物，煉鋼爐、鋼水包等），金相分析、掃描電鏡分析、X光能譜定量分析、X射線衍射結(jié)構(gòu)分析等?鍛造裂紋：鍛造溫度不適當(dāng)、加熱溫度不均勻、加熱和冷卻速度不適當(dāng)及壓力加工用力不當(dāng)?shù)葘?dǎo)致金屬局部破裂形成裂紋，內(nèi)部裂紋：超聲波探傷，表面或者表層裂紋：磁粉或者滲透探傷4）鋼管中常見宏觀缺陷及其產(chǎn)生原因鋼管中常見宏觀缺陷及其產(chǎn)生原因?裂紋 由于產(chǎn)生原因不同而分為縱裂紋和橫裂紋?表面劃傷?翹皮的折疊 表面可見并呈一定角度?夾雜和分層5）鋼棒和型材中常見宏觀缺陷及其產(chǎn)生原鋼棒和型材中常見宏觀缺陷及其產(chǎn)生原因因?內(nèi)部缺陷 由于軋制作用，缺陷一

14、般有延展性?表面缺陷 產(chǎn)生原因不同，形狀不同，但均分布在表面和近表面6）鋼板中常見宏觀缺陷及其產(chǎn)生原因鋼板中常見宏觀缺陷及其產(chǎn)生原因?與鍛件和型材中的缺陷基本類似，按其嚴(yán)重程度可分為大、中、小三類缺陷7）在用設(shè)備定檢中常見宏觀缺陷及其產(chǎn)生原因在用設(shè)備定檢中常見宏觀缺陷及其產(chǎn)生原因?在用設(shè)備定檢中，除常發(fā)現(xiàn)因制造方式不同導(dǎo)致的制造缺陷發(fā)展以致缺陷超標(biāo)，還應(yīng)注意設(shè)備因運(yùn)行而發(fā)生的運(yùn)行缺陷。?疲勞裂紋 設(shè)備或部件承受交變載荷而引起的裂紋，該類裂紋的斷口一般有明顯的呈同心圓狀的疲勞源并伴有脆性斷口。?應(yīng)力腐蝕裂紋 處于特定腐蝕介質(zhì)中且受拉應(yīng)力作用下產(chǎn)生的裂紋?氫損傷?摩擦腐蝕?空化腐蝕18無損檢測方法

15、的應(yīng)用選擇小結(jié)?鍋爐壓力容器制造過程中無損檢測的應(yīng)用、各種無損檢測方法與檢測對象的適應(yīng)性如下?鍋爐壓力容器制造過程中無損檢測方法的選擇?原材料檢驗(yàn)?板材UT?鍛件和棒材UT、MT（PT）?管材UT（RT）、MT（PT）?螺栓UT、MT（PT）? 焊接檢驗(yàn)坡口UT、PT（MT）清根部位PT（MT）對接焊縫RT（UT）、MT（PT）角焊縫和T型焊縫UT（RT）、PT（MT）工卡具焊疤MT（PT）爆炸復(fù)合層VT坡焊復(fù)合層堆焊前MT（PT）坡焊復(fù)合層堆焊后UT、PT水壓試驗(yàn)后MT檢測方法和檢測對象的適應(yīng)性(表一)分類檢測對象內(nèi)部缺陷檢測方法表面近表面缺陷檢測方法RTUTMTPTET試件分類鍛件鑄件壓延

16、件（管、板、型材焊縫內(nèi)部缺陷分類分層疏松氣孔縮孔未焊透未熔合夾渣裂紋注:很適用; 適用; 有附加條件適用; 不適用; 不相關(guān)分類檢測對象內(nèi)部缺陷檢測方法表面近表面缺陷檢測方法RTUTMTPTET檢測方法和檢測對象的適應(yīng)性(二)表面缺陷分類白點(diǎn)表面裂紋表面針孔折疊斷口白點(diǎn)注:很適用; 適用; 有附加條件適用; 不適用; 不相關(guān)5 中國的無損檢測?1）. 工業(yè)應(yīng)用?2）. 中心機(jī)構(gòu)?3）. 研究開發(fā)?4）. 儀器設(shè)備?5）. 資格鑒定?6）. 學(xué)校教育?7）. 國際交流1）.工業(yè)應(yīng)用主要應(yīng)用于機(jī)械、冶金、航空、鐵道、化工、電力、核工業(yè)等部門的材料、工件和設(shè)備的檢測或監(jiān)測。2.中心機(jī)構(gòu)?各主要工業(yè)部

17、門均有中心機(jī)構(gòu)，但無實(shí)質(zhì)的國家級(jí)中心?主要工業(yè)部門：機(jī)械、冶金、航空、船舶、鐵道、電力、化工?主要管理部門：勞動(dòng)部，國家技術(shù)監(jiān)督局3）.研究開發(fā)主要分布在中科院的部分研究所、部分工業(yè)部門的主要研究院、部分高等學(xué)校中。資金有限，以應(yīng)用研究為主。4）.儀器設(shè)備?主要生產(chǎn)常規(guī)方法的中低檔儀器、器材和成套設(shè)備?批量少，成本高?產(chǎn)地：汕頭，上海，江浙，武漢，遼東，北京5）.資格鑒定?工業(yè)生產(chǎn)中的無損檢測技術(shù)人員需持證上崗，分、（初、中、高）三級(jí)，UT、RT、ET、MT、PT五類?技術(shù)人員的培訓(xùn)和考試由各部門NDT中心負(fù)責(zé)?各部門的資格證書一般互不承認(rèn)6）.學(xué)校教育?17所高等學(xué)校設(shè)立無損檢測專業(yè)課程?相當(dāng)數(shù)量的中專技校?專業(yè)課程與專業(yè)名稱7）.國際交流?1976