第六章在用壓力容器的安全管理與定期檢驗2講述

1、無損檢測無損檢測概概 述述 1. 1.無損檢測與破壞性檢驗無損檢測與破壞性檢驗 無損檢測的結(jié)果必須與破壞性檢測的結(jié)果相比無損檢測的結(jié)果必須與破壞性檢測的結(jié)果相比較后，才能知道怎樣來評價無損檢測的結(jié)果，否較后，才能知道怎樣來評價無損檢測的結(jié)果，否則是沒有根據(jù)的。則是沒有根據(jù)的。 2.無損檢測的實施時間無損檢測的實施時間 無損檢測應(yīng)該在對材料或工件的質(zhì)量有影響無損檢測應(yīng)該在對材料或工件的質(zhì)量有影響的每道工序之后進(jìn)行。的每道工序之后進(jìn)行。3.3.無損檢測結(jié)果的可靠性無損檢測結(jié)果的可靠性 無損檢測的可靠性與被檢工件的材質(zhì)、組成、形狀、無損檢測的可靠性與被檢工件的材質(zhì)、組成、形狀、表面狀態(tài)、所采用的物理

2、量的性質(zhì)以及被檢工件異常部表面狀態(tài)、所采用的物理量的性質(zhì)以及被檢工件異常部位的狀態(tài)、形狀、大小、方向性和檢測裝置的特性等關(guān)位的狀態(tài)、形狀、大小、方向性和檢測裝置的特性等關(guān)系很大。而且還受人為因素、標(biāo)定誤差、精度要求、數(shù)系很大。而且還受人為因素、標(biāo)定誤差、精度要求、數(shù)據(jù)處理和環(huán)境條件等的影響。據(jù)處理和環(huán)境條件等的影響。 因此，不管采用哪種檢測方法，要完全檢測出異常因此，不管采用哪種檢測方法，要完全檢測出異常部位是不可能的。而且往往不同的檢測方法會得到不同部位是不可能的。而且往往不同的檢測方法會得到不同的信息，因此綜合應(yīng)用幾種方法可以提高無損檢測結(jié)果的信息，因此綜合應(yīng)用幾種方法可以提高無損檢測結(jié)果

3、的可靠性。的可靠性。 選用無損檢測方法時需要考慮的主要因素有選用無損檢測方法時需要考慮的主要因素有兩個方面：兩個方面： 1.需要檢出的缺陷類型、大小、方向和位置，具需要檢出的缺陷類型、大小、方向和位置，具 體要求決定于被檢工件本身；體要求決定于被檢工件本身； 2.被檢工件的形狀、大小和材質(zhì)。被檢工件的形狀、大小和材質(zhì)。 對缺陷類型來說，通?？煞譃轶w積型缺陷和對缺陷類型來說，通?？煞譃轶w積型缺陷和平面型缺陷兩種如下表平面型缺陷兩種如下表1-11-1、1-21-2所示。所示。表表1-1 1-1 不同體積型缺陷及其可采用的方法不同體積型缺陷及其可采用的方法體積型缺陷類型體積型缺陷類型可采用的檢測可采

4、用的檢測方法方法夾雜夾雜夾渣夾渣夾鎢夾鎢縮松縮松縮孔縮孔氣孔氣孔腐蝕坑腐蝕坑目視檢測（表面）、滲透檢測目視檢測（表面）、滲透檢測（表面）、磁粉檢測（表面及近（表面）、磁粉檢測（表面及近表面）、渦流檢測（表面及近表表面）、渦流檢測（表面及近表面）、微波檢測面）、微波檢測超聲檢測超聲檢測射線檢測射線檢測中子檢測中子檢測紅外檢測紅外檢測光全息檢測光全息檢測平面型缺陷類型平面型缺陷類型可采用的檢測可采用的檢測方法方法分分 層層粘接不良粘接不良折折 疊疊冷冷 隔隔裂紋裂紋未熔合未熔合目視檢測目視檢測磁粉檢測磁粉檢測渦流檢測渦流檢測微波檢測微波檢測超聲檢測超聲檢測聲發(fā)射檢測聲發(fā)射檢測紅外檢測紅外檢測 表表

5、1-2 1-2 不同平面型缺陷及其可采用的方法不同平面型缺陷及其可采用的方法 對缺陷在工件中的位置來說，通?？煞譃楸砻嫒毕莺蛢?nèi)部缺陷對缺陷在工件中的位置來說，通?？煞譃楸砻嫒毕莺蛢?nèi)部缺陷兩種。兩種。檢測表面缺陷采用的方法檢測表面缺陷采用的方法檢測內(nèi)部缺陷可采用的檢測方法檢測內(nèi)部缺陷可采用的檢測方法目視檢測目視檢測滲透檢測滲透檢測磁粉檢測磁粉檢測渦流檢測渦流檢測超聲檢測超聲檢測聲發(fā)射檢測聲發(fā)射檢測紅外線檢測紅外線檢測光全息檢測光全息檢測聲全息檢測聲全息檢測聲顯微鏡聲顯微鏡磁粉檢測（近表面）磁粉檢測（近表面）渦流檢測（近表面）渦流檢測（近表面）微波檢測微波檢測超聲檢測超聲檢測聲發(fā)射檢測聲發(fā)射檢測射

6、線檢測射線檢測中子檢測中子檢測紅外線檢測（有可能）紅外線檢測（有可能）光全息檢測（有可能）光全息檢測（有可能）聲全息檢測（有可能）聲全息檢測（有可能）聲顯微鏡（有可能）聲顯微鏡（有可能）表表1-31-3檢測表面缺陷和內(nèi)部缺陷分別可采用的方法檢測表面缺陷和內(nèi)部缺陷分別可采用的方法 對被檢工件形狀和大?。ê穸龋﹣碚f，選用無損檢測方法的對被檢工件形狀和大?。ê穸龋﹣碚f，選用無損檢測方法的原則如表原則如表1-41-4和表和表1-51-5所示。所示。最簡單形狀最簡單形狀最復(fù)雜形狀最復(fù)雜形狀光全息檢測光全息檢測聲全息檢測聲全息檢測聲顯微鏡聲顯微鏡紅外檢測紅外檢測微波檢測微波檢測渦流檢測渦流檢測磁粉檢測磁粉

7、檢測中子檢測中子檢測射線檢測射線檢測超聲檢測超聲檢測滲透檢測滲透檢測目視檢測目視檢測射線射線CT表表1-4 適用與適用與不同形狀不同形狀工件的無損檢測技術(shù)工件的無損檢測技術(shù)被檢工件厚度被檢工件厚度采用的無損檢測方法采用的無損檢測方法表面表面目視檢測、滲透檢測目視檢測、滲透檢測最薄件（壁厚最薄件（壁厚1mm）磁粉檢測、渦流檢測磁粉檢測、渦流檢測較薄件（壁厚較薄件（壁厚3mm）微波檢測、光全息檢測、聲全息檢測、微波檢測、光全息檢測、聲全息檢測、聲顯微鏡聲顯微鏡較厚件（壁厚較厚件（壁厚100）射線檢測射線檢測厚件（壁厚厚件（壁厚250）中子照相、中子照相、射線照相射線照相最厚件（壁厚最厚件（壁厚10

8、m）超聲檢測超聲檢測表表1-5 1-5 適用于適用于不同厚度不同厚度工件的無損檢測技術(shù)工件的無損檢測技術(shù) 對被檢工件的不同材質(zhì)來說，可采用的無損檢測方法如表對被檢工件的不同材質(zhì)來說，可采用的無損檢測方法如表1-61-6所示。所示。檢測方法檢測方法主要材料特征主要材料特征滲透檢測滲透檢測缺陷必須延伸到表面缺陷必須延伸到表面磁粉檢測磁粉檢測必須是磁性材料必須是磁性材料 渦流檢測渦流檢測必須是導(dǎo)電材料必須是導(dǎo)電材料微波檢測微波檢測能透入微波能透入微波射線檢測射線檢測隨工件厚度、密度及化學(xué)成分變化而變化隨工件厚度、密度及化學(xué)成分變化而變化中子照相中子照相隨工件厚度、密度及化學(xué)成分變化而變化隨工件厚度、

9、密度及化學(xué)成分變化而變化光全息檢測光全息檢測表面光學(xué)性質(zhì)表面光學(xué)性質(zhì)表表1-6 1-6 不同無損檢測方法及其主要不同無損檢測方法及其主要材料特征材料特征 射線檢測的基本原理是：當(dāng)射線透過被檢物射線檢測的基本原理是：當(dāng)射線透過被檢物體時，有缺陷部位（如氣孔、非金屬夾雜物等）體時，有缺陷部位（如氣孔、非金屬夾雜物等）與無缺陷部位對射線吸收能力不同（以金屬物體與無缺陷部位對射線吸收能力不同（以金屬物體為例，缺陷部位所含空氣或非金屬夾雜物對射線為例，缺陷部位所含空氣或非金屬夾雜物對射線的吸收能力大大低于金屬對射線的吸收能力）。的吸收能力大大低于金屬對射線的吸收能力）。 透過有缺陷部位的射線強度高于無缺

10、陷部位透過有缺陷部位的射線強度高于無缺陷部位的射線強度的射線強度?？梢酝ㄟ^檢測透過工件后的射線強?？梢酝ㄟ^檢測透過工件后的射線強度的差異，來判斷工件中是否存在缺陷。度的差異，來判斷工件中是否存在缺陷。0J2J1JAx射線檢測原理圖射線檢測原理圖 目前國內(nèi)外應(yīng)用最目前國內(nèi)外應(yīng)用最廣泛、靈敏度比較高的廣泛、靈敏度比較高的射線檢測方法是射線照射線檢測方法是射線照相法。相法。 采用感光膠片來檢采用感光膠片來檢測射線強度，在測射線強度，在X X 射線射線感光膠片上對應(yīng)的有缺感光膠片上對應(yīng)的有缺陷部位將因陷部位將因接受較多的接受較多的射線射線，從而形成黑度較，從而形成黑度較大的缺陷陰影，其示意大的缺陷陰影

11、，其示意如圖所示。如圖所示。射線檢測的優(yōu)點射線檢測的優(yōu)點射線檢測的缺點射線檢測的缺點1.1.利用射線照相獲得的底片分析焊接接頭缺陷具有直觀利用射線照相獲得的底片分析焊接接頭缺陷具有直觀 性；性；2.2.射線檢測的檢測結(jié)果可記錄下來作為檔案長期保存。射線檢測的檢測結(jié)果可記錄下來作為檔案長期保存。 當(dāng)裂紋面與射線近于垂直時就很難檢查出來，射線當(dāng)裂紋面與射線近于垂直時就很難檢查出來，射線檢測對微小裂紋的檢測靈敏度低，生產(chǎn)費用大，并且對檢測對微小裂紋的檢測靈敏度低，生產(chǎn)費用大，并且對人體有害，需要有防護(hù)設(shè)備。人體有害，需要有防護(hù)設(shè)備。X X 射線檢測儀射線檢測儀1 1、圓形缺陷、圓形缺陷定義：長寬比小

12、于等于3的非裂紋、未焊透和未熔合缺陷。圓形缺陷包括氣孔、塊狀夾渣、夾鎢等缺陷。氣孔的成像：呈暗色斑點，中心黑度較大，邊緣較淺平滑過渡，輪廓較清晰。夾渣（非金屬）的成像：呈暗色斑點，黑度分布無規(guī)律，輪廓不圓滑，小點狀夾渣輪廓較不清晰。 夾鎢(金屬夾渣)成像：呈亮點，輪廓清晰。 常見缺陷及成像示意圖常見缺陷及成像示意圖 氣孔氣孔夾渣夾渣常見缺陷及成像示意圖常見缺陷及成像示意圖 常見缺陷及成像示意圖常見缺陷及成像示意圖 密集氣孔密集氣孔常見缺陷及成像示意圖常見缺陷及成像示意圖 夾鎢夾鎢常見缺陷及成像示意圖常見缺陷及成像示意圖 常見缺陷及成像示意圖常見缺陷及成像示意圖 2 2、條形缺陷、條形缺陷定義：

13、不屬于裂紋、未焊透和未熔合的缺陷，當(dāng)缺陷的長寬比大于3時，定義為條狀缺陷，包括條渣和條孔。常見缺陷及成像示意圖常見缺陷及成像示意圖 常見缺陷及成像示意圖常見缺陷及成像示意圖 3 3、未焊透、未焊透定義：未焊透是指母材金屬之間沒有熔化，焊縫金屬沒有進(jìn)入接頭的部位根部造成的缺陷。影像特征：未焊透的典型影像是細(xì)直黑線，兩側(cè)輪廓都很整齊，為坡口鈍邊痕跡，寬度恰好是鈍邊的間隙寬度。有時坡口鈍邊有部分融化，影像輪廓就變得不很整齊，線寬度和黑度局部發(fā)生變化，但只要能判斷是出于焊縫根部的線性缺陷，仍判定為未焊透。未焊透有底片上處于焊縫根部的投影位置，一般在焊縫中部，因透照偏、焊偏等原因也可能偏像一側(cè)。未焊透呈

14、斷續(xù)或連續(xù)分布，有時能貫穿整張底片。常見缺陷及成像示意圖常見缺陷及成像示意圖 未焊透未焊透常見缺陷及成像示意圖常見缺陷及成像示意圖 單邊未焊透單邊未焊透常見缺陷及成像示意圖常見缺陷及成像示意圖 常見缺陷及成像示意圖常見缺陷及成像示意圖 常見缺陷及成像示意圖常見缺陷及成像示意圖 4 4、未融合、未融合定義：未熔合是指焊縫金屬與母材金屬可焊縫金屬之間未熔化結(jié)合在一起的缺陷。影像特征：根部未熔合的典型影像是連續(xù)或斷續(xù)的黑線，線的一側(cè)輪廓整齊且黑度較大，為坡口或鈍邊的痕跡，另一側(cè)輪廓可能較規(guī)則，也可能不規(guī)則。根部未熔合在底片上的位置就是焊縫根部的投影位置，一般在焊縫的中間，因坡口形狀或投影角度等原因出

15、可能偏向一邊。坡口未熔合的典型影像是連續(xù)或斷續(xù)的黑線，寬度不一，黑度不均勻，一側(cè)輪廓較齊，黑度較大，另一側(cè)輪廓不規(guī)則，黑度較小，在底片上的位置一般在中心至邊緣的1/2處，沿焊縫縱向延伸。層間未熔合的典型影像是黑度不大的塊狀陰影，開關(guān)不規(guī)則，如伴有夾渣時，夾渣部位黑度較大。一般在射線照相檢測中不易發(fā)現(xiàn)。常見缺陷及成像示意圖常見缺陷及成像示意圖 常見缺陷及成像示意圖常見缺陷及成像示意圖 未融合未融合常見缺陷及成像示意圖常見缺陷及成像示意圖 邊緣未融合邊緣未融合常見缺陷及成像示意圖常見缺陷及成像示意圖 5 5、裂紋、裂紋定義：裂紋是指材料局部斷裂形成的缺陷。影像特征：底片上裂紋和典型影像是輪廓分明的

16、黑線或黑絲。其細(xì)節(jié)特征包括：黑線或黑絲上有微小的鋸齒，有分叉，粗細(xì)和黑度有時有變化，有些裂紋影像呈較粗的黑線與較細(xì)的黑絲相互纏繞狀；線的端部尖細(xì)，端頭前方有時有絲狀陰影延伸。常見缺陷及成像示意圖常見缺陷及成像示意圖 縱向裂紋縱向裂紋常見缺陷及成像示意圖常見缺陷及成像示意圖 常見缺陷及成像示意圖常見缺陷及成像示意圖 外邊緣咬邊外邊緣咬邊 焊縫外邊緣咬邊表征為沿焊接影像邊緣的不規(guī)則深色密度線，產(chǎn)生的原因是焊縫邊緣存在凹槽或溝槽。 焊縫內(nèi)邊緣咬邊焊縫內(nèi)邊緣咬邊 焊縫內(nèi)部（根部）咬邊表征為靠近焊接影像中心沿根部焊道影像的不規(guī)則黑度， 產(chǎn)生的原因是焊縫內(nèi)部（根部）由焊縫底部邊緣沿伸出的凹槽引起的。焊縫錯

17、邊焊縫錯邊 錯邊的表征為膠片密度在整個焊接影像膠片寬度上的突變，產(chǎn)生的原因是焊接前金屬板或管道沒有對齊（或母材厚度不一）的現(xiàn)象。常見缺陷及成像示意圖常見缺陷及成像示意圖 波是機械振動在介質(zhì)中的傳播。當(dāng)振動頻率波是機械振動在介質(zhì)中的傳播。當(dāng)振動頻率超過超過20kHz20kHz時發(fā)出的波不能為人耳聽到，稱為超聲時發(fā)出的波不能為人耳聽到，稱為超聲波。超聲檢測的常用頻率范圍為波。超聲檢測的常用頻率范圍為0.5-10MHz0.5-10MHz。 10-410-110210510810111014 超聲檢測就是利用超聲波來對材料和工件進(jìn)超聲檢測就是利用超聲波來對材料和工件進(jìn)行檢驗和測量。行檢驗和測量。 在檢

18、驗方面，典型的應(yīng)用是超聲探傷以及材在檢驗方面，典型的應(yīng)用是超聲探傷以及材料和工件的物理性能與力學(xué)性能檢驗。在測量方料和工件的物理性能與力學(xué)性能檢驗。在測量方面，介質(zhì)的許多非聲學(xué)特性和某些狀態(tài)參量，例面，介質(zhì)的許多非聲學(xué)特性和某些狀態(tài)參量，例如液位、流量等都可以用超聲方法來測量。如液位、流量等都可以用超聲方法來測量。 a) 無缺陷無缺陷超聲掃描系統(tǒng)超聲掃描系統(tǒng)超聲波探傷儀超聲波探傷儀CUT-2009CUT-2009型超聲波探傷儀型超聲波探傷儀超聲波探頭超聲波探頭 磁粉法是用于探測鐵磁性材料表面缺陷的一磁粉法是用于探測鐵磁性材料表面缺陷的一種簡單易行的方法。種簡單易行的方法。 當(dāng)材料或工件被磁化后

19、，若在工件表面或近當(dāng)材料或工件被磁化后，若在工件表面或近表面存在裂紋、冷隔等缺陷，便會在該處形成一表面存在裂紋、冷隔等缺陷，便會在該處形成一漏磁場漏磁場。此漏磁場將吸引、聚集檢測過程中施加。此漏磁場將吸引、聚集檢測過程中施加的磁粉，而形成缺陷顯示。的磁粉，而形成缺陷顯示。 磁粉檢測所需的設(shè)備簡單，操作方便，迅速磁粉檢測所需的設(shè)備簡單，操作方便，迅速可靠，對表面缺陷（尤其是裂紋）檢測靈敏度可靠，對表面缺陷（尤其是裂紋）檢測靈敏度高，缺陷較直觀，但缺陷的顯現(xiàn)程度與缺陷同磁高，缺陷較直觀，但缺陷的顯現(xiàn)程度與缺陷同磁力線的相對位置有關(guān)，當(dāng)力線的相對位置有關(guān)，當(dāng)缺陷與磁力線垂直時顯缺陷與磁力線垂直時顯現(xiàn)

20、的最清楚現(xiàn)的最清楚，當(dāng)缺陷與磁力線平行時則不易顯現(xiàn)，當(dāng)缺陷與磁力線平行時則不易顯現(xiàn)出來。只能檢測缺陷的位置和在表面方向上的長出來。只能檢測缺陷的位置和在表面方向上的長度，度，不能檢測出缺陷深度不能檢測出缺陷深度，檢測靈敏度隨缺陷深，檢測靈敏度隨缺陷深度而下降。度而下降。MI-GLOW MI-GLOW 系列熒光磁粉系列熒光磁粉B310SB310S磁軛探傷儀磁軛探傷儀UWUW水下磁探儀水下磁探儀 B310BDCB310BDC磁軛探傷儀磁軛探傷儀使用使用UW#1UW#1磁粉、閉合線圈、磁粉、閉合線圈、平行導(dǎo)體進(jìn)行水下探傷平行導(dǎo)體進(jìn)行水下探傷左圖的局部放大，注意那條左圖的局部放大，注意那條明顯的紅色裂

21、紋明顯的紅色裂紋使用使用UW#1UW#1磁粉和磁軛進(jìn)行水磁粉和磁軛進(jìn)行水下探傷下探傷海上海上石油石油鉆井鉆井平臺平臺 滲透檢測的基本原理就是在被檢材料或工件滲透檢測的基本原理就是在被檢材料或工件表面上浸涂某些滲透力比較強的液體，利用液體表面上浸涂某些滲透力比較強的液體，利用液體對微細(xì)孔隙的滲透作用，將液體滲入孔隙中，然對微細(xì)孔隙的滲透作用，將液體滲入孔隙中，然后用水和清洗液清洗材料或工件表面的剩余滲透后用水和清洗液清洗材料或工件表面的剩余滲透液，最后再用顯示材料噴涂在被檢工件表面，經(jīng)液，最后再用顯示材料噴涂在被檢工件表面，經(jīng)毛細(xì)管作用毛細(xì)管作用，將孔隙中的滲透液吸出來并加以顯，將孔隙中的滲透液

22、吸出來并加以顯示。示。滲透檢測的特點：滲透檢測的特點：（1 1）工作原理簡單易懂，對操作者的技術(shù)要求不高；）工作原理簡單易懂，對操作者的技術(shù)要求不高；（2 2）應(yīng)用面廣，可用與多種材料的表面檢測，而且基本）應(yīng)用面廣，可用與多種材料的表面檢測，而且基本上不受工件幾何形狀和尺寸大小的限制；上不受工件幾何形狀和尺寸大小的限制；（3 3）缺陷的顯示不受缺陷方向的限制，即一次檢測可同）缺陷的顯示不受缺陷方向的限制，即一次檢測可同時探測不同的表面缺陷；時探測不同的表面缺陷；（4 4）檢測設(shè)備簡單、成本低廉、使用方便。）檢測設(shè)備簡單、成本低廉、使用方便。 它的局限性主要是只能它的局限性主要是只能檢測開口式表

23、面缺陷檢測開口式表面缺陷，另外，另外是工序比較多，探傷靈敏度受人為因素的影響比較多。是工序比較多，探傷靈敏度受人為因素的影響比較多。滲透檢測的優(yōu)點滲透檢測的優(yōu)點滲透檢測的缺點滲透檢測的缺點 滲透法設(shè)備簡單，并具有檢測表面裂紋靈敏度高、滲透法設(shè)備簡單，并具有檢測表面裂紋靈敏度高、使用和操作方便，以及適用于無電源、水源的野外現(xiàn)使用和操作方便，以及適用于無電源、水源的野外現(xiàn)場檢測等優(yōu)點。場檢測等優(yōu)點。 不能檢測容器的內(nèi)部缺陷，對容器表面光潔度有不能檢測容器的內(nèi)部缺陷，對容器表面光潔度有一定的要求，試劑對環(huán)境有污染、具有一定的毒性。一定的要求，試劑對環(huán)境有污染、具有一定的毒性。 上述各種無損檢測方法的上述各種無損檢測方法的優(yōu)缺點和適用范圍優(yōu)缺點和適用范圍大規(guī)模集成電路板大規(guī)模集成電路板無損檢測技術(shù)人員在