無(wú)損檢測(cè)概論

水力發(fā)電廠金屬檢測(cè)云南電力研究院（集團(tuán)）有限公司電力研究院許宏偉無(wú)損檢測(cè)概論一、無(wú)損檢測(cè)的定義及無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展五、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(wú)損檢測(cè)方法六、缺陷的種類和產(chǎn)生原因七、在用設(shè)備定檢中常見(jiàn)宏觀缺陷及其產(chǎn)生原因八、常用檢驗(yàn)方法的選擇二、無(wú)損檢測(cè)技術(shù)發(fā)展過(guò)程的三個(gè)階段三、無(wú)損檢測(cè)的目的四、無(wú)損檢測(cè)的應(yīng)用特點(diǎn)

●1、無(wú)損檢測(cè)定義通俗的定義：無(wú)損檢測(cè)指在不損壞試件的前提下，對(duì)試件進(jìn)行檢查和測(cè)試的方法。亦稱非破壞性檢驗(yàn)?，F(xiàn)代無(wú)損檢測(cè)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(duì)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(cè)試的方法。一、無(wú)損檢測(cè)的定義及無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展

●2、無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展：借助于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)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(cè)（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(kāi)發(fā)磁粉檢測(cè)（MT）———電磁學(xué)基礎(chǔ)滲透檢測(cè)（PT）———物理化學(xué)的進(jìn)展渦流檢測(cè)（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(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域，使無(wú)損檢測(cè)技術(shù)如虎添翼，得到質(zhì)的飛躍。一、無(wú)損檢測(cè)的定義及無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展二、無(wú)損檢測(cè)技術(shù)發(fā)展過(guò)程的三個(gè)階段

1、早期名稱無(wú)損探傷：（Non-distructiveInspection）簡(jiǎn)稱NDI探測(cè)和發(fā)現(xiàn)缺陷2、當(dāng)前名稱無(wú)損檢測(cè)：（Non-distructiveTesting）簡(jiǎn)稱NDT不僅要探測(cè)發(fā)現(xiàn)缺陷，還包括探測(cè)試件的其它信息，如結(jié)構(gòu)、狀態(tài)、性質(zhì)3、新發(fā)展階段名稱無(wú)損評(píng)價(jià)：（Non-distructiveEvaluation）簡(jiǎn)稱NDE不僅要求發(fā)現(xiàn)缺陷，探測(cè)試件的結(jié)構(gòu)、狀態(tài)，還要求獲取更全面、準(zhǔn)確和綜合的信性質(zhì)，輔與計(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(duì)試件和產(chǎn)品的質(zhì)量和性能給出全面、準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)。三、無(wú)損檢測(cè)的目的1、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(wú)法發(fā)現(xiàn)的內(nèi)外部宏觀缺陷。無(wú)損檢測(cè)不需破壞試件就能完成檢測(cè)過(guò)程，可以對(duì)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、保障使用安全可以對(duì)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)制造工藝在產(chǎn)品工藝試驗(yàn)中，對(duì)工藝試樣進(jìn)行無(wú)損檢驗(yàn)，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果改進(jìn)制造工藝，確定理想的制造工藝。4、降低生產(chǎn)成本在產(chǎn)品制造過(guò)程中的適當(dāng)環(huán)節(jié)正確地進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，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。四、無(wú)損檢測(cè)的應(yīng)用特點(diǎn)1、要與破壞性檢測(cè)相結(jié)合由于無(wú)損檢測(cè)具有的局限性，不是所有的需要測(cè)試的項(xiàng)目和性能都能進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，這種局限性可能來(lái)自方法本身，也可能來(lái)自被測(cè)試對(duì)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(wú)損檢測(cè)的時(shí)機(jī)必須根據(jù)無(wú)損檢測(cè)的目的,正確選擇無(wú)損檢測(cè)的時(shí)機(jī),從而順利地完成檢測(cè)預(yù)定目的,評(píng)價(jià)產(chǎn)品質(zhì)量。3、正確選用合理的無(wú)損檢測(cè)方法每種無(wú)損檢測(cè)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(cè)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、尺寸等），預(yù)計(jì)可能產(chǎn)生的缺陷種類、形狀、所處部位、取向等選擇適宜的檢測(cè)方法。所謂適宜，即不是片面的追求最高的檢測(cè)靈，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(cè)方法才是正確、合理的。4、綜合應(yīng)用各種無(wú)損檢測(cè)方法每種無(wú)損檢測(cè)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(duì)某試件確定無(wú)損檢測(cè)方案時(shí)，只要可能，應(yīng)盡量采用多種無(wú)損檢測(cè)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(wú)損檢測(cè)方法獲得產(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(duì)于大型和重要工件的無(wú)損檢驗(yàn)尤為重要。五、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(wú)損檢測(cè)方法1、四大常規(guī)無(wú)損探傷方法：四大常規(guī)無(wú)損探傷方法：a、射線檢測(cè)（RadiographyTesting）簡(jiǎn)稱RTb、超聲波檢測(cè)（UltrasonicTesting）簡(jiǎn)稱UT(頻率大于20000赫茲的聲波)c、磁粉檢測(cè)（MagneticParticleTesting）簡(jiǎn)稱MTd、滲透檢測(cè)（PenetrationTesting）簡(jiǎn)稱PT2、其它幾種常用無(wú)損探傷方法渦流檢測(cè)（EddycurrentTesting）簡(jiǎn)稱ET聲發(fā)射檢測(cè)（AcousticEmission）簡(jiǎn)稱AE目視檢測(cè)（VisualandOpticalTesting）簡(jiǎn)稱VT泄漏檢測(cè)（LeakTesting）簡(jiǎn)稱LT3、其它無(wú)損檢測(cè)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(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域，而傳統(tǒng)的常規(guī)無(wú)損檢測(cè)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、γ射線、中子射線、高能X射線、射線實(shí)時(shí)照相、層析照相射線……等多種方法。六、缺陷的種類和產(chǎn)生原因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(wú)損檢測(cè)方和產(chǎn)生原因，制定合理的檢測(cè)方案，從而取得正確的檢測(cè)結(jié)果。1、鋼焊縫中常見(jiàn)宏觀缺陷及其產(chǎn)生原因（外觀缺陷略）a、氣孔：氣孔是指焊接時(shí)，熔池中的氣體未在金屬凝固前逸出，殘存于焊縫之中所形成的空穴。其氣體可能是熔池從外界吸收的，也可能是焊接冶金過(guò)程中反應(yīng)生成的。六、缺陷的種類和產(chǎn)生原因分類形成機(jī)理產(chǎn)生原因危害防止措施1.從其形狀上分：a.球狀氣孔b.條蟲(chóng)狀氣孔2從數(shù)量上分a.單個(gè)氣孔b.群狀氣孔群狀氣孔又有均勻分布?xì)饪?，密集氣孔和鏈狀分布?xì)饪字?.按氣孔內(nèi)氣體成分a.氫氣孔b.氮?dú)饪譪.二氧化碳?xì)饪譫.一氧化碳?xì)饪譭.氧氣孔等。熔焊氣孔多為氫氣孔和一氧化碳?xì)饪住３毓虘B(tài)金屬中氣體的溶解度只有高溫液態(tài)金屬中氣體溶解度的幾十分之一至幾百分之一，熔池金屬在凝固過(guò)程中，有大量的氣體要從金屬中逸出來(lái)。當(dāng)凝固速度大于氣體逸出速度時(shí)，就形成氣孔。表2-4給出了氫在不同溫度金屬中的溶解度。1.母材或填充金屬表面有銹、油污等，焊條及焊劑未烘干會(huì)增加氣孔量。因?yàn)殇P、油污及焊條藥皮、焊劑中的水分在高溫下分解為氣體，增加了高溫金屬中氣體的含量。2.焊接線能量過(guò)小，熔池冷卻速度大，不利于氣體逸出。3.焊縫金屬脫氧不足也會(huì)增加氧氣孔。1.氣孔減少了焊縫的有效截面積，使焊縫疏松，從而降低了接頭的強(qiáng)度，降低塑性，還會(huì)引起泄漏。2.氣孔也是引起應(yīng)力集中的因素。3.氫氣孔還可能促成冷裂紋。1.清除焊絲，工作坡口及其附近表面的油污、鐵銹、水分和雜物。2.采用堿性焊條、焊劑，并徹底烘干。3.采用直流反接并用短電弧施焊。4.焊前預(yù)熱，減緩冷卻速度。5.用偏強(qiáng)的規(guī)范施焊。六、缺陷的種類和產(chǎn)生原因

b、夾渣：夾渣是指焊后熔渣殘存在焊縫中的現(xiàn)象。分類分布與形狀產(chǎn)生原因危害防止措施a.金屬夾渣：指鎢、銅等金屬顆粒殘留在焊縫中，習(xí)慣上稱為夾鎢、夾銅。b.非金屬夾渣：指未熔的焊條藥皮或焊劑、硫化物、氧化物、氮化物殘留于焊縫之中。1.單個(gè)點(diǎn)狀?yuàn)A渣2.條狀?yuàn)A渣3.鏈狀?yuàn)A渣4.密集夾渣1.坡口尺寸不合理；2.坡口有污物；3.多層焊時(shí)，層間清渣不徹底；4.焊接線能量??；5.焊縫散熱太快，液態(tài)金屬凝固過(guò)快；6.焊條藥皮，焊劑化學(xué)成分不合理，熔點(diǎn)過(guò)高，冶金反應(yīng)不完全，脫渣性不好；7.鎢極惰性氣體保護(hù)焊時(shí)，電源極性不當(dāng)，電流密度大，鎢極熔化脫落于熔池中。8.手工焊時(shí)，焊條擺動(dòng)不良，不利于熔渣上浮。1.點(diǎn)狀?yuàn)A渣的危害與氣孔相似2.帶有尖角的夾渣會(huì)產(chǎn)生尖端應(yīng)力集中，尖端還會(huì)發(fā)展為裂紋源，危害較大。根據(jù)原因分別采取對(duì)應(yīng)措施以防止夾渣的產(chǎn)生六、缺陷的種類和產(chǎn)生原因

c、裂紋：焊縫中原子結(jié)合遭到破壞，形成新的界面而產(chǎn)生的縫隙稱為裂紋。分類依據(jù)各類名稱特點(diǎn)裂紋尺寸大小宏觀裂紋肉眼可見(jiàn)的裂紋。微觀裂紋在顯微鏡下才能發(fā)現(xiàn)。超顯微裂紋在高倍數(shù)顯微鏡下才能發(fā)現(xiàn)，一般指晶間裂紋和晶內(nèi)裂紋。產(chǎn)生溫度熱裂紋產(chǎn)生于Ac3線附近的裂紋。一般是焊接完畢即出現(xiàn)，又稱為結(jié)晶裂紋。這種裂紋主要發(fā)生在晶界，裂紋面上有氧化色彩，失去金屬光澤。冷裂紋指在焊畢冷至馬氏體轉(zhuǎn)變溫度Ms點(diǎn)以下產(chǎn)生的裂紋，一般是在焊后一段時(shí)間（幾小時(shí)，幾天甚至更長(zhǎng)）才出現(xiàn)，故又稱為延遲裂紋。裂紋產(chǎn)生的原因再熱裂紋接頭冷卻后再加熱至500～700℃時(shí)產(chǎn)生的裂紋。再熱裂紋產(chǎn)生于沉淀強(qiáng)化的材料（如Cr、Mo、V、Ti、Nb的金屬）的焊接熱影響區(qū)內(nèi)的粗晶區(qū)，一般從熔合線向熱影響區(qū)內(nèi)的粗晶區(qū)發(fā)展，呈晶間開(kāi)裂特性。層狀撕裂再具有丁字接頭或角接頭的厚大構(gòu)件中，沿鋼板的軋制方向分層出現(xiàn)的階梯狀裂紋。層狀撕裂主要是由于鋼材再軋制過(guò)程中，將硫化物（MnS）、硅酸鹽類、Al2O3等雜質(zhì)夾在其中，形成各向異性。在焊接應(yīng)力或外拘束應(yīng)力的使用下，金屬沿軋制方向的雜物開(kāi)裂。應(yīng)力腐蝕裂紋在應(yīng)力合腐蝕介質(zhì)共同作用下產(chǎn)生的裂紋。除殘余應(yīng)力或拘束應(yīng)力的因素外，應(yīng)力腐蝕裂紋主要與焊縫組織組成及形態(tài)有關(guān)。六、缺陷的種類和產(chǎn)生原因

d、未焊透、未熔合名稱定義產(chǎn)生原因危害防止措施備注未焊透未焊透指母材金屬未熔化，焊縫金屬?zèng)]有進(jìn)入接頭根部的現(xiàn)象。1焊接電流小熔深淺。2坡口和間隙尺寸不合理，鈍邊太大。3磁偏吹影響。4焊條偏芯度太大。5層見(jiàn)及焊根清理不良。1減少了焊縫的有效面積，使接頭強(qiáng)度下降。2未焊透引起的應(yīng)力集中所造成的危害，比強(qiáng)度下降的危害大得多。3未焊透嚴(yán)重降低焊縫的疲勞強(qiáng)度。4未焊透可能為裂紋源，是造成焊縫破壞的重要原因。1．使用較大電流來(lái)焊接是防止未焊透的基本方法。2.焊角焊縫時(shí)，用交流代替直流以防止磁偏吹，合理設(shè)計(jì)坡口并加強(qiáng)清理，用短弧焊等措施也可有效防止未焊透的產(chǎn)生。未熔合未熔合是指焊縫金屬與母材金屬，或焊縫金屬之間為熔化結(jié)合在一起的缺陷。1焊接電流過(guò)?。?焊接速度過(guò)快；3焊條角度不對(duì)；4產(chǎn)生了磁偏吹現(xiàn)象；5焊接處于下坡焊位置，母材未熔化時(shí)已被鐵水覆蓋；6母材表面有污物或氧化物影響熔敷金屬與母材間的熔化結(jié)合等。1未熔合是一種面積型缺陷，坡口未熔合和根部未熔合對(duì)承載截面積的減少都非常明顯。2應(yīng)力集中也比較嚴(yán)重，其危害性僅次于裂紋。1采用較大的焊接電流；2正確地進(jìn)行施焊操作；3注意坡口部位的清潔。按其所在部位，未熔合可分為坡口未熔合、層間未熔合和根部未熔合三種六、缺陷的種類和產(chǎn)生原因2、鑄件中常見(jiàn)宏觀缺陷及其產(chǎn)生原因a、氣孔：分為單個(gè)氣孔和密集性b、夾渣和夾沙c、冷隔d、縮孔和疏松e、裂紋：由于形成溫度不同分為熱裂紋和冷裂紋六、缺陷的種類和產(chǎn)生原因3、鍛件中常見(jiàn)宏觀缺陷及其產(chǎn)生原因a、縮孔和縮管b、非金屬夾雜物c、夾砂d、龜裂e、裂紋：鍛造產(chǎn)生原因較多，由于產(chǎn)生原因不同產(chǎn)生原因較多，由于產(chǎn)生原因不同形狀和發(fā)生的部位也不同。f、白點(diǎn)和氫致裂紋六、缺陷的種類和產(chǎn)生原因4、鋼管中常見(jiàn)宏觀缺陷及其產(chǎn)生原因a、裂紋，由于產(chǎn)生原因不同而分為縱裂紋和橫裂紋。b、表面劃傷c、翹皮的折疊,翹皮的折疊表面可見(jiàn)并呈一定角度d、夾雜和分層六、缺陷的種類和產(chǎn)生原因5、鋼棒和型材中常見(jiàn)宏觀缺陷及其產(chǎn)生原因內(nèi)部缺陷由于軋制作用，缺陷一般有延展。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六、缺陷的種類和產(chǎn)生原因6、鋼板中常見(jiàn)宏觀缺陷及其產(chǎn)生原因鍛件和型材中的缺陷基本類似，按其嚴(yán)重程度，與鍛件和型材中的缺陷基本類似，可分為大、中、小三類缺陷。七、在用設(shè)備定檢中常見(jiàn)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。a、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。b、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。c、氫損傷氫損傷八、常用檢驗(yàn)方法的選擇表一、鍋爐壓力容器制造過(guò)程中無(wú)損檢測(cè)方法的選擇檢驗(yàn)部件