無(wú)損探傷常用知識(shí)

1、無(wú)損探傷常用知識(shí)伊祖玉一、 概述無(wú)損檢測(cè)又稱無(wú)損探傷，日本稱“非破壞檢查。它的重要地位是由其 可靠性、平安性與經(jīng)濟(jì)性所決定的?？煽啃允侵杆梢栽诓粨p壞工件完好的 情況下100%fe檢測(cè)，所以不會(huì)產(chǎn)生像破壞性取樣檢測(cè)方法所固有的漏檢問(wèn)題。平安性是指它能把隱藏在材料與結(jié)構(gòu)中的危害性缺陷檢測(cè)出來(lái)，因而它 的使用會(huì)使被檢工件能平安運(yùn)行。經(jīng)濟(jì)效益已是國(guó)內(nèi)外人所共知的事實(shí)。由于無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的三大優(yōu)越性，近年來(lái)世界各國(guó)對(duì)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的投 資也是與日俱增，美國(guó)在70年代無(wú)損檢測(cè)設(shè)備的平均率就達(dá)10.5%,其中新 設(shè)備增長(zhǎng)率咼達(dá)21%以上。無(wú)損檢測(cè)技術(shù)本質(zhì)上屬于物理檢測(cè)范疇，近年來(lái)隨著科學(xué)技術(shù)的開(kāi)展， 它成了以

2、物理學(xué)為根底，電子學(xué)、機(jī)械學(xué)乃至化學(xué)等學(xué)科作為手段的交叉性 技術(shù)學(xué)科。無(wú)損檢測(cè)大致為以下幾類：渦流檢測(cè)ET主要原理：根據(jù)電磁感應(yīng)定律，將一金屬放入通以變頻電流產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)中去，就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，即渦流。渦流檢測(cè)特別適用于金屬材料的自動(dòng)探傷，因?yàn)闇u流探傷法不象超聲探傷那樣需要耦合劑，所以可以實(shí)現(xiàn)高速高溫探傷。例如：管、棒、絲。磁粉探傷MT 磁粉探傷主要適用于鐵磁性物質(zhì)的外表及近外表探傷。原理：利用鐵磁性物質(zhì)內(nèi)的磁導(dǎo)率的變化，導(dǎo)致切割外表或近外表磁感應(yīng)線在缺陷附近，離開(kāi)或進(jìn)入試樣外表所形成的漏磁場(chǎng)，通過(guò)漏磁感應(yīng)在缺 陷處吸引磁粉。磁粉探傷分為干法和濕法濕法又分為油基于水基，又分為熒光與非熒 光檢

3、測(cè)，常用的是非熒光磁粉探傷及熒光磁粉探傷適用于鍛件、鑄件、焊逢的外表檢測(cè)。射線探傷RT射線，這里只介紹x射線與丫射線，此外中子射線也漸漸用于探傷，但 不普及。x射線是靠來(lái)自x射線管中陰極上高壓電子撞擊到陽(yáng)極靶上而產(chǎn)生的。 而丫射線是某些穩(wěn)定元素被中子轟擊后轉(zhuǎn)變?yōu)椴环€(wěn)定的放射性同位素時(shí)放出 來(lái)的。x射線與丫射線都是波長(zhǎng)很短的電磁波，因而對(duì)鋼鐵的穿透力都很強(qiáng)。射線探傷主要用于鑄件與焊縫探傷。滲透探傷PT主要根據(jù)毛細(xì)管現(xiàn)象、是否滲透，液體及固體種類、接觸面光潔度、毛 細(xì)管直徑等因素決定，當(dāng)其它條件相同時(shí)，毛細(xì)管直徑越小，液體滲透性就 越強(qiáng)，一般深為0.02mm寬為0.001mm的外表裂紋是容易發(fā)現(xiàn)的

4、。滲透法包 括熒光滲透法和著色滲透法。我廠一般用著色滲透法。主要適用于各種材料包括非金屬材料外表開(kāi)口缺陷的檢測(cè)。超聲波探傷UT超聲波探傷是利用超聲波的性質(zhì)判斷材料缺陷和異常的一種物理手段。 超聲波是看不見(jiàn)聽(tīng)不到的。金屬材料超聲波探傷用的超聲波通常是指頻率為 1MHZ 10MHZ范圍的 彈性波，其波長(zhǎng)為1mm-0.1mm的量級(jí)，就一般工業(yè)用金屬材料的多晶結(jié)構(gòu)而 言，此波長(zhǎng)范圍內(nèi)的超聲波能夠很好的傳播。通常超聲波探傷就是利用超聲波探測(cè)并確定隱藏在金屬材料內(nèi)部缺陷的 技術(shù)，就目前而言，主要是根據(jù)物體內(nèi)部出現(xiàn)缺陷區(qū)域的外表發(fā)生超聲波的 散射的原理進(jìn)行工作的。這就要求了解缺陷在產(chǎn)生缺陷回波上有什么影響，

5、 即涉及超聲波與缺陷相互作用的問(wèn)題。由于材料中實(shí)際缺陷的千差萬(wàn)別，故 對(duì)形成缺陷回波間的區(qū)別，一般難于說(shuō)清楚，加之缺陷回波聲的特性的影響 因素很多，要完全說(shuō)清楚事實(shí)上難于辦到。缺陷位置、形狀大小及性質(zhì)等影 響，在理論上簡(jiǎn)單的考察，但在實(shí)際探傷時(shí)如何進(jìn)行考察，還需從理論上和 實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)上進(jìn)行綜合分析。超聲波的產(chǎn)生和接收：聲波是一種機(jī)械波，超聲波是一種頻率很高的聲 波，通常可用電磁方式使紙片振動(dòng)產(chǎn)生聲波，但用這種方法產(chǎn)生超聲波，效 率很低，因此可使用具有壓電或電磁致伸縮效應(yīng)的材料產(chǎn)生超聲波，當(dāng)在壓 電材料也稱壓電晶片兩面的電極上加以電壓，它就會(huì)按照電壓的正負(fù)和 大小，在厚度方向產(chǎn)生伸、縮的特點(diǎn)。利用

6、這一性質(zhì)，假設(shè)加上變頻電壓就會(huì) 產(chǎn)生變頻伸縮現(xiàn)象，如果把這個(gè)伸縮振動(dòng)設(shè)法加到被檢材料上，材料質(zhì)點(diǎn)也 會(huì)隨之產(chǎn)生振動(dòng)，從而產(chǎn)生聲波，在材料內(nèi)傳播。超聲波的接收是同超聲波的發(fā)射完全相反的過(guò)程，即超聲波射達(dá)被檢材 料外表，使外表產(chǎn)生振動(dòng)，并使壓電晶片隨之產(chǎn)生伸縮，在電極間產(chǎn)生電壓，此電壓經(jīng)放大后，就可在儀器示波管上進(jìn)行觀察和測(cè)定。也就是由電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，再由機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。1. 探頭：超聲波探頭探型式、晶片尺寸大小、功用，使用條件根本 上分成直探頭、斜探頭、雙晶探頭、聚焦探頭。探傷中常用的是單晶片直探 頭和斜探頭。直探頭可用于鍛件、鑄件、焊縫的超聲波探傷。雙晶探頭主要用于薄工件的探傷。斜探頭主要

7、應(yīng)用焊縫的超聲波探傷。2. 探傷方法分類及脈沖反射法原理探傷方法分類：可分成脈沖反射法、穿透法和共振法三大類。其中脈沖反射法廣泛。脈沖反射法：是根據(jù)超聲波在物體內(nèi)傳播中遇到異質(zhì)界面而產(chǎn)生反射的原 理，它是通過(guò)探傷儀熒光屏上反射波的位置、波高及形狀尺寸對(duì)物體中缺 陷及材料的性質(zhì)進(jìn)行判斷的一種檢測(cè)方法。穿透法：是根據(jù)聲波穿透物體后的能量變化狀況，來(lái)判斷物體內(nèi)部質(zhì)量的 方法。兩個(gè)探頭分別放在被檢物體的相對(duì)兩面，一個(gè)為發(fā)射探頭，一個(gè)為 接收探頭，主要適用于自動(dòng)檢測(cè)，對(duì)探頭位置和相對(duì)距離要求嚴(yán)格。共振法：共振法是用頻率可調(diào)的連續(xù)正弦波鼓勵(lì)壓電晶片，使其發(fā)射的超 聲波頻率改變，利用工件呈共振狀態(tài)測(cè)量工件厚

8、度或判斷有無(wú)缺陷的方 法。共振法主要用于制成共振式測(cè)厚儀，測(cè)量外表光滑的板材、管件及復(fù)合材 料的厚度及夾層缺陷。3 按顯示方式分類超聲波探傷圖形的顯示方式：有 A型顯示、B型顯示，目前材料探傷 幾乎用的全是A型顯示。A型顯示是用直角坐標(biāo)顯示的方法。B型顯示即為圖顯示，B型顯示可把缺陷在一個(gè)垂直斷面上分布情況顯示出來(lái)，比擬直觀，用于醫(yī)學(xué)方面較多。4 直探頭探傷的定位定量定位：只要儀器線性好，可利用T、F、B三者的關(guān)系對(duì)缺陷定位。工件玦陷T定量：對(duì)面積大于截面或長(zhǎng)度大于聲束截面直徑的缺陷，可采用6dB法確定缺陷的大小和長(zhǎng)度。對(duì)于面積小于聲束截面的缺陷可采用當(dāng)量法評(píng)價(jià)其當(dāng)量大小， 一般 實(shí)際探傷中所

9、采用的當(dāng)量法主要是試塊比照法和 AVG曲線法及當(dāng)量計(jì)算 法，焊縫檢測(cè)用DAC法。AVG法 (距離一增益一當(dāng)量)又稱 DGS斜探頭DAC曲線又稱距離一波幅曲線(c) J LQ*乩深度圧應(yīng) b.水平用磁巴丫軸圧應(yīng)鍛件常見(jiàn)缺陷：剩余縮孔、疏松、非金屬夾雜物、裂紋、白點(diǎn)、粗晶、 偏析。焊接缺陷：咬邊、焊瘤、燒穿、未焊透、未熔合、夾渣、氣孔、裂紋、 焊縫尺寸不合格。咬邊、焊瘤、燒穿、焊縫尺寸不合格為外表缺陷，其余為內(nèi)部焊接缺 陷。二、無(wú)損檢測(cè)術(shù)語(yǔ)平底孔：平底的圓柱形盲孔，其圓平面用作為超聲反射體。橫孔：平行于探測(cè)面并于所置的探頭成正交方向的圓柱形鉆孔，其圓柱 面形成的反射體。探傷靈敏度：在規(guī)定條件頻率、

10、增益、抑制等下能探出最小缺陷的 能力。掃查靈敏度：為防止漏檢，在初探中所采用的較規(guī)定靈敏度高的靈敏度。 規(guī)定靈敏度：根據(jù)產(chǎn)品的技術(shù)要求規(guī)程、說(shuō)明書(shū)等確定的靈敏度。 當(dāng)量：用于缺陷比擬的某種類型的人工缺陷的大小。當(dāng)量法：在一定的探測(cè)條件下，用某種規(guī)那么的人工缺陷反射體尺寸來(lái)表 證被檢件中實(shí)際缺陷相對(duì)尺寸的一種定量方法。平底孔當(dāng)量：指相同距離上的缺陷給出的超聲指示與某一尺寸平底孔的 超聲指示相當(dāng)。半波高度法：在同一探測(cè)條件下，將探頭從獲得最大反射回波的位置， 移動(dòng)至回波高度為原來(lái)的半值來(lái)評(píng)價(jià)反射體尺寸的方法。缺陷指示長(zhǎng)度：將超聲探傷估定缺陷的始端和終端位置投影在探傷材料 外表上并連接其兩點(diǎn)間的長(zhǎng)度

11、。缺陷指示面積：缺陷指示長(zhǎng)度于寬度或高度的乘機(jī)三、常用國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)和歐洲標(biāo)準(zhǔn)的評(píng)判比擬GB 7233-87本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了厚度等于或大于30mm勺碳鋼和低合金鋼鑄件的超聲探傷方 法：以及根據(jù)超聲探傷結(jié)果對(duì)鑄件進(jìn)行質(zhì)量評(píng)級(jí)的方法。所用的超聲探傷方 法僅限于A型顯示脈沖反射法。在訂貨時(shí)，由供需雙方商定鑄鋼件超聲探傷的以下要求：a. 檢測(cè)的區(qū)域及使用的探頭；b. 縱波直探頭探傷靈敏度；c. 鑄鋼件質(zhì)量的合格等級(jí)，允許對(duì)平面型缺陷和非平面型缺陷提出不 同的質(zhì)量等級(jí)要求?？v波直探頭探傷允許采用© 3、© 4、© 6當(dāng)量平底孔三種靈敏度。供需 雙方應(yīng)規(guī)定鑄鋼件每個(gè)區(qū)域的探傷靈敏度。按

12、交貨時(shí)鑄鋼件的外形，將鑄鋼件的截面厚度劃分為三層：外層、內(nèi)層、 外層。鑄鋼件的厚度或截面尺寸小于 90mn者，各層各占厚度或截面尺寸的三 分之一。鑄鋼件的厚度或截面尺寸等于或大于 90mm者，但凡距鑄鋼件某一表 面30mni以內(nèi)的范圍為外層，其余局部為內(nèi)層。評(píng)定時(shí)，采用317X 317mm面積約100000mm的評(píng)定框。位于評(píng)定框邊 界線上的缺陷，計(jì)算缺陷的尺寸時(shí)，只計(jì)入該缺陷框內(nèi)局部的尺寸。平面型缺陷質(zhì)量等級(jí)的劃分評(píng)定框內(nèi)，允許缺陷尺寸的上限質(zhì)量等級(jí)1234一個(gè)缺陷在鑄鋼件厚度方向的尺寸， mm05811一個(gè)缺陷面積，mm075200360缺陷的總面積，mm0150400700注：一個(gè)缺陷的

13、面積，等于該缺陷的最大尺寸和與其垂直方向的最大尺寸之和非平面型缺陷質(zhì)量等級(jí)的劃分層評(píng)定框內(nèi)，允許缺陷尺寸的上限質(zhì)量等級(jí)1234外層一個(gè)缺陷在鑄鋼件厚度方向的尺寸占外層 厚度的百分?jǐn)?shù)，%20202020一個(gè)缺陷面積，mm250100020004000缺陷的總面積，mm5000100002000040000內(nèi)層一個(gè)缺陷在鑄鋼件厚度方向的尺寸占鑄鋼 件整個(gè)截面厚度的百分?jǐn)?shù)，%10101515缺陷的總面積，mm12500200003100050000注： 一個(gè)缺陷的最大尺寸大于320 mm,那么評(píng)為五級(jí)。 一個(gè)缺陷的面積，等于該缺陷的最大尺寸和與其垂直方向的最大尺寸之積。 位于外層的間距小于25 mm

14、的兩個(gè)或多個(gè)缺陷，在計(jì)算一個(gè)缺陷的面積時(shí)，視為一個(gè) 缺陷。其“一個(gè)缺陷的面積等于這些缺陷面積之和。DIN1690 第二局部 SEP1922見(jiàn)附頁(yè)超聲波檢驗(yàn)時(shí)缺陷的最大允許值YB/T 036 . 10-92本標(biāo)準(zhǔn)適用于冶金設(shè)備包括礦山、冶煉、軋鋼、環(huán)保等的零部件厚 度或直徑不小于60mm的碳鋼及合金鋼鍛件的超聲波探傷。本廠常用本標(biāo)準(zhǔn)2級(jí)。缺陷等級(jí)分類A1單個(gè)缺陷的等級(jí)分類按照表A1規(guī)定表A1等級(jí)1級(jí)2級(jí)3級(jí)4級(jí)5級(jí)缺陷當(dāng)量< 3> 3> 6> 9> 12直徑< 6< 9< 12A2條狀缺陷的等級(jí)分類按表A2的規(guī)定表A2等級(jí)1級(jí)2級(jí)3級(jí)4級(jí)5級(jí)缺陷指

15、< 40> 40> 50> 60> 70示長(zhǎng)度< 50< 60< 70A3允許中心部位1/5直徑或厚度存在密集缺陷區(qū)，但其中最大當(dāng)量的缺陷不得超過(guò)表A1中相應(yīng)級(jí)別的規(guī)定。非中心部位允許存在的密集缺陷應(yīng)由供需雙方商定。A4如能判斷確認(rèn)是白點(diǎn)、裂紋和縮孔者可不受上述條款所限，應(yīng)評(píng)為超標(biāo)缺陷。A5鍛鋼件探傷質(zhì)量驗(yàn)收等級(jí)及本標(biāo)準(zhǔn)未盡事宜應(yīng)由供需雙方協(xié)商確定。SEP1921適用于直徑或邊長(zhǎng)大于100mn的鍛件和鍛造條鋼的超聲波檢查。無(wú)延伸：即我們說(shuō)的單個(gè)缺陷，但缺陷間距應(yīng)大于 5倍較大者有延伸：探頭移動(dòng)時(shí)，至少在一個(gè)方向無(wú)振幅下降，用半值法求延伸長(zhǎng)度, 要

16、考慮探頭的聲場(chǎng)特性。驗(yàn)收條件級(jí) 別所允許的最大反射當(dāng)量及最大延伸長(zhǎng)度規(guī)定面積內(nèi)允許的最大當(dāng)量缺陷數(shù)無(wú)延伸時(shí)有延伸時(shí)最大延伸長(zhǎng)度無(wú)延伸符號(hào)有延伸符號(hào)A141080mm32個(gè)16個(gè)B10760mm16個(gè)8個(gè)C7540mm8個(gè)4個(gè)D5330mm4個(gè)2個(gè)E3230mm2個(gè)1個(gè)注：面積大小由用戶規(guī)定，氧氣瓶壓機(jī)規(guī)定為1300cm3相鄰缺陷間距應(yīng)?相鄰缺陷中較大缺陷直徑的5倍，否那么算作有延伸信號(hào)信噪比w dB時(shí)，應(yīng)與用戶協(xié)商。JB/T 5000 . 15-佃98本標(biāo)準(zhǔn)中超聲波探傷不適用于曲率半徑小于125mm、探測(cè)厚度小于50mm鍛件的縱波探傷以及內(nèi)外經(jīng)之比小于 75 %的環(huán)形或筒形鍛件超聲痕波探傷。

17、也不適用于澳氏體不銹鋼等粗晶材料的超聲波探傷。本廠常用本標(biāo)準(zhǔn)u級(jí)。不同缺陷類型的質(zhì)量等級(jí)劃分等級(jí)缺陷類別InIVVVDVffl起始記錄當(dāng)量值©1.61.6222345單個(gè)缺陷最大允許當(dāng)量值© f mm23.5468101216缺陷任一方向上延 伸的最大長(zhǎng)度mm不允許不允許不允許305080100120缺陷處底波降低量 的最大允許值dB666612162026密集區(qū)缺陷最大允不允許12525050010003000600010000許范圍X 10 mm注：1不同缺陷類型的質(zhì)量等級(jí)是相互獨(dú)立的，由設(shè)計(jì)等部門根據(jù)工件實(shí)際情況規(guī)定不同 缺陷類型的質(zhì)量等級(jí)。2密集區(qū)缺陷范圍的計(jì)算是以

18、密集區(qū)最大長(zhǎng)度范圍X最大寬度范圍X最大深度范圍。 相鄰密集區(qū)間的間距不得小于150m m。否那么，應(yīng)視為一個(gè)密集區(qū)。存在多個(gè)密集區(qū)時(shí)，應(yīng) 分別計(jì)算其密集區(qū)范圍，然后累積求和，按累積值評(píng)定。假設(shè)密集區(qū)深度范圍小于或等于 50mm時(shí)，那么按50mm計(jì)算其深度范圍；假設(shè)密集區(qū)長(zhǎng)度范圍小于或等于 50mm時(shí)，那么按50mm 計(jì)算其長(zhǎng)度范圍。3由于超聲波探傷存在局限性和缺乏，除了從生產(chǎn)工藝、缺陷產(chǎn)生的部位及其大致走 向和分布能對(duì)缺陷性質(zhì)進(jìn)行估判外，純粹從超聲波探傷技術(shù)上是無(wú)法對(duì)缺陷進(jìn)行定性的， 因此，在使用時(shí)，最好用其他有效方法對(duì)缺陷定性進(jìn)行輔助說(shuō)明，如缺陷已露出表 面、金相檢驗(yàn)等方法。4用戶有特殊要求時(shí)，其質(zhì)量驗(yàn)收條款也可由供需雙方具體制定。GB 11345-89本標(biāo)準(zhǔn)適用于母材厚度不小于8mn的鐵素體類鋼全焊透熔化焊對(duì)接焊縫脈 沖反射法手工超聲波檢驗(yàn)。檢驗(yàn)等級(jí)的分級(jí)：根據(jù)質(zhì)量要求檢驗(yàn)等級(jí)分為 A、B、C三級(jí)，檢驗(yàn)的完善程度 A級(jí)最低，B 級(jí)一般，C級(jí)最咼。A級(jí)檢驗(yàn)采用一種角度的探頭在焊縫的單面進(jìn)行檢驗(yàn)，只對(duì)允許掃查到的 焊縫截面進(jìn)行探