《無損檢測（第2版）》 課件緒論

無損檢測（第2版）

緒論一、無損檢測概述現(xiàn)代化工業(yè)的實現(xiàn)建立在材料（或構(gòu)件）高質(zhì)量的基礎(chǔ)之上，為確保這種優(yōu)異的質(zhì)量，必須采用不破壞產(chǎn)品原來的形狀、不改變使用性能的檢測方法，以確保產(chǎn)品的安全可靠性，即無損檢測技術(shù)。無損檢測以不損害被檢驗對象的使用性能為前提，應(yīng)用多種物理原理和化學(xué)現(xiàn)象，對各種工程材料、零部件、結(jié)構(gòu)件進(jìn)行有效地檢驗和測試，借以評價它們的連續(xù)性、完整性、安全可靠性和某些物理性能。無損檢測技術(shù)已在機(jī)械制造、石油化工、、能源、鐵路、冶金、造船、汽車、航空航天等工業(yè)中被普遍采用。無損檢測人員已發(fā)展為一支龐大的生力軍，并享有“工業(yè)衛(wèi)士”的美譽(yù)。1.無損檢測的意義一、無損檢測概述無損檢測技術(shù)的理論基礎(chǔ)是材料的物理性質(zhì)，包括：材料在彈性波作用下呈現(xiàn)出的性質(zhì)，在射線照射下呈現(xiàn)出的性質(zhì)，在電場、磁場、熱場作用下呈現(xiàn)出的性質(zhì)等。例如：（1）射線檢測（X射線、射線、高能X射線、中子射線、質(zhì)子和X光工業(yè)電視等）；（2）超聲和聲振檢測（超聲脈沖反射、超聲透射、超聲共振、超聲成像、超聲頻譜、電磁超聲和聲振檢測等）；（3）電學(xué)和電磁檢測（電位法、電阻法、渦流法、微波法、錄磁與漏磁法、磁粉法、核磁共振法、巴克豪森效應(yīng)和外激電子發(fā)射等）；（4）力學(xué)和光學(xué)檢測（目視法和內(nèi)窺鏡、熒光法、著色法、光彈性覆膜法、脆性涂層、激光全息干涉法、泄露檢測、應(yīng)力測試等）；（5）熱力學(xué)方法（熱電勢法、液晶法、紅外線熱圖法等）；（6）化學(xué)分析方法（電解檢測法、離子散射、俄歇電子分析和穆斯堡爾譜等）。2.無損檢測的分類一、無損檢測概述（一）質(zhì)量控制對非連續(xù)加工（如多工序生產(chǎn)）或連續(xù)加工（如自動化生產(chǎn)流水線）的原材料、零部件提供實時的質(zhì)量控制，例如控制材料的冶金質(zhì)量、加工工藝質(zhì)量、組織狀態(tài)、涂鍍層的厚度以及缺陷的大小、方位與分布等等。（二）在役檢測使用無損檢測技術(shù)對裝置或構(gòu)件在運(yùn)行過程中進(jìn)行監(jiān)測，或者在檢修期進(jìn)行定期檢測，能及時發(fā)現(xiàn)影響裝置或構(gòu)件繼續(xù)安全運(yùn)行的隱患，防止事故的發(fā)生。（三）質(zhì)量鑒定對于制成品（包括材料、零部件）在進(jìn)行組裝或投入使用之前，應(yīng)進(jìn)行最終檢驗，確定被檢對象是否達(dá)到設(shè)計性能，能否安全使用，亦即判斷其是否合格，這既是對前面加工工序的驗收，也可以避免給以后的使用造成隱患。3.無損檢測的目的一、無損檢測概述（一）質(zhì)量控制對非連續(xù)加工（如多工序生產(chǎn)）或連續(xù)加工（如自動化生產(chǎn)流水線）的原材料、零部件提供實時的質(zhì)量控制，例如控制材料的冶金質(zhì)量、加工工藝質(zhì)量、組織狀態(tài)、涂鍍層的厚度以及缺陷的大小、方位與分布等等。（二）在役檢測使用無損檢測技術(shù)對裝置或構(gòu)件在運(yùn)行過程中進(jìn)行監(jiān)測，或者在檢修期進(jìn)行定期檢測，能及時發(fā)現(xiàn)影響裝置或構(gòu)件繼續(xù)安全運(yùn)行的隱患，防止事故的發(fā)生。（三）質(zhì)量鑒定對于制成品（包括材料、零部件）在進(jìn)行組裝或投入使用之前，應(yīng)進(jìn)行最終檢驗，確定被檢對象是否達(dá)到設(shè)計性能，能否安全使用，亦即判斷其是否合格，這既是對前面加工工序的驗收，也可以避免給以后的使用造成隱患。3.無損檢測的目的綜上所述，無損檢測在生產(chǎn)設(shè)計、制造工藝、質(zhì)量鑒定以及經(jīng)濟(jì)效益、工作效率的提高等方面都顯示了極其重要的作用。二、無損檢測技術(shù)的發(fā)展小型輕量X射線機(jī)、X射線工業(yè)電視和圖像增強(qiáng)與處理裝置、安全可靠的γ射線裝置和微波直線加速器、回旋加速器等；X射線、γ射線和中子射線的計算機(jī)輔助層析攝影術(shù)（CT技術(shù)）；超聲檢測中的A掃描、B掃描、C掃描和超聲全息成像裝置、超聲顯微鏡；具有多種信息處理和顯示功能的多通道聲發(fā)射檢測系統(tǒng)；高速自動化檢測的漏磁和錄磁探傷裝置及多頻多參量渦流檢測儀；各類高速、高溫檢測、高精度和遠(yuǎn)距離檢測等技術(shù)。1.微機(jī)技術(shù)促進(jìn)無損檢測技術(shù)發(fā)展2.新材料推動無損檢測研究需求復(fù)合材料、膠結(jié)結(jié)構(gòu)、陶瓷材料以及記憶合金等功能材料的出現(xiàn)，為無損檢測提出了新的檢測課題，還需研究新的無損檢測儀器和方法，以滿足對這些材料進(jìn)行無損檢測的需要。二、無損檢測技術(shù)的發(fā)展即無損探傷（NondestructiveInspection，NDI）、無損檢測(NondestructiveTesting，NDT)和無損評價(NondestructiveEvaluation，NDE)。3.無損檢測的3個階段

第一階段第二階段第三階段簡稱NDI階段NDT階段NDE階段漢語名稱無損探傷無損檢測無損評價英文名稱Non-destructiveInspectionNon-destructiveTestingNon-destructiveEvaluation基本工作內(nèi)容主要用于產(chǎn)品的最終檢驗，在不破壞產(chǎn)品的前提下，發(fā)現(xiàn)零部件中的缺陷（含人眼觀察、耳聽診斷等），以滿足工程設(shè)計中對零部件強(qiáng)度設(shè)計的需要。不但要進(jìn)行最終產(chǎn)品的檢驗，還要測量過程工藝參數(shù)，特別是測量在加工過程中所需要的各種工藝參數(shù)。諸如溫度、壓力、密度、粘度、濃度、成分、液位、流量、壓力水平、殘余應(yīng)力、組織結(jié)構(gòu)、晶粒大小等不但要進(jìn)行最終產(chǎn)品的檢驗以及過程工藝參數(shù)的測量，而且當(dāng)認(rèn)為材料中不存在致命的裂紋或大的缺陷時，還要：1.從整體上評價材料中缺陷的分散程度2.在NDE的信息與材料的結(jié)構(gòu)性能（如強(qiáng)度、韌性等）之間建立聯(lián)系3.對決定材料的性質(zhì)、動態(tài)響應(yīng)和服役性能指標(biāo)的實測值（如斷裂韌性、高溫持久強(qiáng)度）等因素進(jìn)行分析和評價無損檢測的發(fā)展階段及其基本工作內(nèi)容簡介二、無損檢測技術(shù)的發(fā)展隨著現(xiàn)代化工業(yè)水平的提高，我國無損檢測技術(shù)近年來發(fā)展迅速。已形成了一個包括中等專業(yè)教育、大學(xué)?？?、大學(xué)本科（或無損檢測專業(yè)方向）和無損檢測碩士生、博士生培養(yǎng)方向等門類齊全的教育體系。與此同時，我國已有一批生產(chǎn)無損檢測儀器設(shè)備的專業(yè)企業(yè)。從整體上講，我國無損檢測技術(shù)和儀器設(shè)備的水平整體仍落后于發(fā)達(dá)國家5-10年，但一些專門儀器設(shè)備（如X射線探傷儀、多頻渦流儀、超聲波探傷儀等）的自動化大大提高了我國的無損檢測技術(shù)水平，有效地縮短了與發(fā)達(dá)國家之間的差距。從某種意義上講，無損檢測技術(shù)的發(fā)展水平，是一個國家工業(yè)化水平高低的重要標(biāo)志，也是在現(xiàn)代企業(yè)中，開展全面質(zhì)量管理工作的一個重要標(biāo)志。4.我國無損檢測的發(fā)展現(xiàn)狀三、無損檢測方法的選用及其對產(chǎn)品質(zhì)量的影響一般而言，選擇不同的無損檢測方法，主要基于經(jīng)濟(jì)和技術(shù)兩個方面的考慮。1.經(jīng)濟(jì)方面的考慮在質(zhì)量和成本競爭中常考慮制造成本和使用期成本。成本的高低，往往主要取決于對產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量及對關(guān)鍵零部件及組裝件的檢測效能。例如：德國奔馳汽車公司對汽車的幾千個零件全部進(jìn)行無損檢測后，運(yùn)行公里數(shù)增加了一倍，大大提高了在國際市場上的競爭能力。應(yīng)用無損檢測技術(shù)，必須有全局觀念，對其局部的有限的使用，經(jīng)濟(jì)收益未必能表現(xiàn)得那么明顯，應(yīng)考慮必要的資本投入，并詳細(xì)評估資金的回收。在檢測方法和可靠性方面增加費(fèi)用所引發(fā)的效果三、無損檢測方法的選用及其對產(chǎn)品質(zhì)量的影響工程技術(shù)界人們普遍認(rèn)為：①沒有缺陷的材料是不存在的。②不產(chǎn)生缺陷的（缺陷的多少輕重不一）加工方法是沒有的。2.技術(shù)方面的考慮各種加工工藝和材料中常見的缺陷材料與工藝常見的缺陷加工工藝鑄造氣泡、疏松、縮孔、裂紋、冷隔鍛造偏析、疏松、夾雜、縮孔、白點、裂紋焊接氣孔、夾渣、未焊透、未熔合、裂紋熱處理開裂、變形、脫碳、過燒、過熱冷加工表面粗糙度、缺陷層深度、組織轉(zhuǎn)變、晶格扭曲金屬型材板材夾層、夾灰、裂紋等管材內(nèi)裂、外裂、夾雜、翹皮、折疊等棒材夾雜、縮孔、裂紋等鋼軌白核、黑核、裂紋非金屬材料橡膠氣泡、裂紋、分層塑料氣孔、夾雜、分層、粘合不良等陶瓷夾雜、氣孔、裂紋混凝土空洞、裂紋等復(fù)合材料未粘合、粘合不良、脫粘、樹脂開裂、纖維斷裂、水溶脹、柔化等三、無損檢測方法的選用及其對產(chǎn)品質(zhì)量的影響在對材料或構(gòu)件進(jìn)行無損檢測時，不論在什么情況下，首先要明確檢測對象，才能確定應(yīng)該采用怎樣的檢測方法和檢測規(guī)范來達(dá)到預(yù)定的目的。諸多的無損檢測方法中，沒有哪一種方法是萬能的。就一個成功的NDT工藝設(shè)計而言，還應(yīng)考察被檢對象的許多情況：（1）材料的特性（鐵磁性、非鐵磁性、金屬、非金屬等）。（2）零（部）件的形狀（管、棒、板、餅及各種復(fù)雜的形狀）。（3）零（部）件中可能產(chǎn)生的缺陷的形態(tài)（體積型、面積型、連續(xù)型、分散型）。（4）缺陷在零（部）件中可能存在的部位（表面、近表面或內(nèi)部）。2.技術(shù)方面的考慮三、無損檢測方法的選用及其對產(chǎn)品質(zhì)量的影響就缺陷類型來說，通常可分為體積型和面積型兩種。2.技術(shù)方面的考慮不同的體積型缺陷及其可采用的檢測方法不同的面積型缺陷及其可采用的檢測方法缺陷類型可采用的檢測方法夾雜、夾渣、夾鎢、疏松、縮孔、氣孔、腐蝕坑目視檢測（表面）、滲透檢測（表面）磁粉檢測（表面及近表面）渦流檢測（表面及近表面）超聲檢測、射線檢測、紅外檢測、微波檢測、中子照相、光全息檢測缺陷類型可采用的檢測方法分層、粘接不良、折疊、冷隔、裂紋、未熔合目視檢測、超聲檢測、磁粉檢測、渦流檢測、微波檢測、聲發(fā)射檢測、紅外檢測三、無損檢測方法的選用及其對產(chǎn)品質(zhì)量的影響無損評價（NDE）相比無損檢測（NDT）考慮的問題