1、無損檢測概論無損檢測概論 Xie ling Jan,28,20101無損檢測的定義和分類無損檢測的定義和分類2無損檢測的目的無損檢測的目的3無損檢測的應用特點無損檢測的應用特點4缺陷的種類和產生原因缺陷的種類和產生原因附錄：無損檢測方法附錄：無損檢測方法o通俗的定義通俗的定義：無損檢測指在不損壞試件的前提下，對試件進行檢查和測試的方法。亦稱非破壞性檢驗。非破壞性檢驗。o現代無損檢測的定義現代無損檢測的定義：在不破壞試件的前提下，以物理或化學方法為手段，借助現代的技術和設備器材，對試件內部及表面的結構、性質、狀態進行檢查和測試的方法。定定 義義o射線照相法（RT）X射線發現（1895年倫琴射線）

2、o超聲波檢測（UT）二次大戰中迅速發展的聲納技術和雷達技術的基礎上開發o磁粉檢測（MT）電磁學基礎o滲透檢測（PT）物理化學的進展o渦流檢測（ET）電磁學（電磁感應）o 電子技術和計算機技術的發展和其它學科介入無損檢測領域，使其如虎添翼，得到質的飛躍。無損檢測技術的產生和發展無損檢測技術的產生和發展 無損探傷：（無損探傷：（Non-distructive Inspection）簡稱）簡稱NDI 探測和發現缺陷o無損檢測：（無損檢測：（Non- distructive Testing） 簡稱簡稱NDT 不僅要探測發現缺陷，還包括探測試件的其它信息，如結構、狀態、性質o無損評價：（無損評價：（No

3、n- distructiv Evaluation）簡稱）簡稱NDE 無損檢測技術發展無損檢測技術發展 過程的三個階段過程的三個階段o無損評價：（無損評價：（Non- distructiv Evaluation）簡稱簡稱NDEo不僅要求發現缺陷，探測試件的結構、狀態、性質，還要求獲取更全面、準確和綜合的信息，輔以成象技術、自動化技術、計算機數據分析和處理技術等，與材料力學、斷裂力學等學科綜合應用，以期對試件和產品的質量和性能作出全面、準確的評價。o射線檢測 （Radiography Testing）簡稱RTo超聲波檢測（Ultrasonic Testing）簡稱UT (頻率大于20000赫茲的聲

4、波)o磁粉檢測（Magnetig Testing）簡稱MTo滲透檢測（Penetrant Testing）簡稱PT常規無損探傷方法常規無損探傷方法o渦流檢測（Eddy current Testing ）簡稱ETo聲發射檢測（Acoustic Emission）簡稱AEo目視檢測（Visual and Optical Testing） VTo泄漏檢測（Leak Testing）簡稱LTo其它無損檢測技術其它無損檢測技術o隨著現代科學技術的發展，激光、紅外、微波、液晶等技術都被應用于無損檢測領域，而傳統的常規無損檢測技術也因為現代科技的發展，大大豐富了應用方法，如射線照相就可細分為X射線、射線、中

5、子射線、高能X射線、射線實時照相、層析照相等多種方法。o1）保證產品質量保證產品質量o借助儀器和器材，可以發現目視檢查無法發現的內外部宏觀缺陷。o無損檢測不需破壞試件就能完成檢測過程，可以對產品進行100%檢驗和逐件檢驗，為產品質量提供有效保證。 2無損檢測的目的無損檢測的目的2）保障使用安全保障使用安全o可以對在用設備和部件進行定期檢驗，保障使用安全。3）改進制造工藝改進制造工藝o在產品工藝試驗中，對工藝試樣進行無損檢驗，并根據檢測結果改進制造工藝，確定理想的制造工藝。4）降低生產成本降低生產成本o在產品制造過程中的適當環節正確地進行無損檢測，防止以后的工序浪費，減少返工，降低廢品率，從而降

6、低制造成本。1）要與破壞性檢測相結合要與破壞性檢測相結合o由于無損檢測具有的局限性，不是所有的需要測試的項目和性能都能進行無損檢測，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，所以某些試驗只能采用破壞性檢驗。3無損檢測的應用特點無損檢測的應用特點2）正確選用無損檢測的時機正確選用無損檢測的時機o必須根據無損檢測的目的,正確選擇無損檢測的時機,從而順利地完成檢測預定目的,正確評價產品質量。3）正確選用合理的無損檢測方法正確選用合理的無損檢測方法o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。為了提高檢測結果的可靠性，必須根據被檢件的特點（材料、結構、

7、形狀、尺寸，預計可能產生的缺陷種類、形狀、所處部位、取向）選擇適宜的檢測方法。o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兼顧產品的經濟性，這樣選擇的檢測方法才是正確、合理的。4）綜合應用各種無損檢測方法綜合應用各種無損檢測方法o每種無損檢測方法均有其自身的優缺點，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，只要可能，應盡量采用多種無損檢測方法，以保證方法間的互補，從而取得更多的產品和缺陷信息o除應用無損檢測方法獲得產品信息外，還應充分利用其它有關產品的材料、焊接、加工工藝及產品結構等多方面的信息，綜合判斷。o這點對于大型和重要工件的無損檢驗尤為

8、重要 1鋼焊縫中常見宏觀缺陷及其產生原因鋼焊縫中常見宏觀缺陷及其產生原因 氣孔 由形狀和產生原因分為不同種類o夾渣 成份分為金屬夾渣（夾雜）和非金屬夾渣o裂紋 由產生溫度分為熱裂紋和冷裂紋；由產生原因分為再熱裂紋、層狀撕裂和應力腐蝕裂紋等。o未焊透o未熔合 分為坡口未熔合和根部未熔合4缺陷的種類和產生原因缺陷的種類和產生原因2鑄件中常見宏觀缺陷及其產生原因鑄件中常見宏觀缺陷及其產生原因o氣孔 分為單個氣孔和密集性氣孔o夾渣和夾沙o冷隔o縮孔和疏松o裂紋 由于形成溫度不同分為熱裂紋和冷裂紋3鍛件中常見宏觀缺陷及其產生原因鍛件中常見宏觀缺陷及其產生原因o縮孔和縮管o非金屬夾雜物o夾砂o龜裂o鍛造裂

9、紋 產生原因較多，由于產生原因不同形狀和發生的部位也不同。o白點 氫致裂紋4鋼管中常見宏觀缺陷及其產生原因鋼管中常見宏觀缺陷及其產生原因o裂紋 由于產生原因不同而分為縱裂紋和橫裂紋o表面劃傷 o翹皮的折疊 表面可見并呈一定角度o夾雜和分層5鋼棒和型材中常見宏觀缺陷及其產生原因鋼棒和型材中常見宏觀缺陷及其產生原因o內部缺陷 由于軋制作用，缺陷一般有延展性o表面缺陷 產生原因不同，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生原因鋼板中常見宏觀缺陷及其產生原因o與鍛件和型材中的缺陷基本類似，按其嚴重程度可分為大、中、小三類缺陷7在用設備定檢中常見宏觀缺陷及其產生原因在用設備定檢中常見

10、宏觀缺陷及其產生原因o疲勞裂紋 設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。o應力腐蝕裂紋 處于特定腐蝕介質中且受拉應力作用下產生的裂紋o氫損傷o摩擦腐蝕o空化腐蝕o鍋爐壓力容器制造過程中無損檢測方法的選擇o原材料檢驗o板材 UTo鍛件和棒材 UT、MT（PT）o管材 UT（RT）、MT（PT）o螺栓 UT、MT（PT） 8無損檢測方法的應用選擇小結無損檢測方法的應用選擇小結o焊接檢驗n坡口 UT、PT（MT）n清根部位 PT（MT）n對接焊縫 RT（UT）、MT（PT）n角焊縫和T型焊縫 UT（RT）、PT（MT）n工卡具焊疤 MT（PT）

11、 n爆炸復合層 VTn坡焊復合層堆焊前 MT（PT）n坡焊復合層堆焊后 UT、PTn水壓試驗后 MT檢測方法和檢測對象的適應性檢測方法和檢測對象的適應性(表一表一)分類分類檢測對象檢測對象內部缺陷檢測方法內部缺陷檢測方法表面近表面缺陷檢測方法表面近表面缺陷檢測方法RTUTMTPTET試試件件分分類類鍛件鍛件 鑄件鑄件 壓延件（管、板、型材壓延件（管、板、型材焊縫焊縫內內部部缺缺陷陷分分類類分層分層疏松疏松氣孔氣孔縮孔縮孔未焊透未焊透未熔合未熔合夾渣夾渣裂紋裂紋注:很適用; 適用; 有附加條件適用; 不適用; 不相關分類分類檢測對象檢測對象內部缺陷檢測內部缺陷檢測方法方法表面近表面缺陷檢表面近表

12、面缺陷檢測方法測方法RTUTMTPTET檢測方法和檢測對象的適應性檢測方法和檢測對象的適應性(二二)表表面面缺缺陷陷分分類類白點白點表面裂紋表面裂紋表面針孔表面針孔折疊折疊斷口白點斷口白點注:很適用; 適用; 有附加條件適用; 不適用; 不相關滲透探傷滲透探傷磁粉探傷磁粉探傷渦流探傷渦流探傷 超聲波探傷 射線探傷射線探傷 聲發射探傷 綜合探傷法 附錄：無損檢測方法附錄：無損檢測方法1.1.滲透探傷滲透探傷原理原理:利用液體的流動性和滲透性，借助毛細管利用液體的流動性和滲透性，借助毛細管作用顯示零料表面上開口性缺陷。作用顯示零料表面上開口性缺陷。原理簡單，操作方便、靈活，適應性強，可檢查原理簡單

13、，操作方便、靈活，適應性強，可檢查各種材料和各種形狀、尺寸的零件，對表面裂紋各種材料和各種形狀、尺寸的零件，對表面裂紋有很高的檢測靈敏度。有很高的檢測靈敏度。但但不能不能檢測檢測表面非開口性表面非開口性缺陷和缺陷和皮下皮下缺陷。缺陷。按照滲透劑的不同有按照滲透劑的不同有四種四種方法：方法： 煤油白粉法煤油白粉法 著色探傷著色探傷 熒光探傷熒光探傷滲透檢漏探傷滲透檢漏探傷1 1）煤油白粉法）煤油白粉法滲透劑：煤油為滲透劑顯像劑：石灰粉或白堊粉檢驗步驟如下:檢驗時，先將清洗干凈的零件浸入煤油中或把煤油涂抹在零件待檢表面上，依零件尺寸大小而定;1530min后，煤油已充分摻入零件缺陷中，取出零件并擦

14、干在零件待檢表面上涂上一層白粉，干燥后適當敲擊零件，使滲入缺陷中的煤油攜缺陷中的銹、污等復滲于白粉上，現出黑色痕跡，將零件表面上缺陷的大小、部位或覆蓋層脫殼情況顯示出來。 簡便、實用、經濟，但不精確，粗檢。 2)2)著色探傷著色探傷滲透液：紅色顏料、溶劑和滲透劑等成分。顯像劑：氧化鋅、氧化鎂或二氧化鐵等白色粉末和有機溶劑組成。過程:檢驗時，先用清洗劑清潔零件待檢表面，然后噴涂一層紅色滲透劑并保持一定滲透時間，清洗表面(去除滲透劑),再噴涂一層白色顯像劑，涼干后在白色襯底上顯示出紅色缺陷痕跡。 滲透劑滲透時間對檢驗效果影響很大。時間短，小缺陷難以發現，大缺陷顯示不完全;時間長，難以清洗，且檢驗效

15、率低。3)3)熒光探傷熒光探傷熒光探傷熒光探傷：是借助殘留在零件缺陷內的熒光滲透液在紫外線照射下發出的熒光顯示缺陷。熒光滲透液熒光滲透液：熒光物質、溶劑和滲透劑組成。熒光物質是在紫外線照射下能夠通過分子躍遷產生熒光的物質。通常采用在紫外線照射下發出黃綠色熒光的滲透液，這種顏色在暗處襯度高，人的視覺對其最敏銳。顯像劑顯像劑：白色氧化鎂粉.4)4)滲透檢漏探傷滲透檢漏探傷 液體滲透檢漏探傷用來探測容器或焊縫有無穿透性缺陷。通用于金屬或非金屬材料的容器。常用煤油滲透檢漏。用煤油作為滲透劑進行檢漏時：在容器或焊縫的容易觀察的一面涂以白堊粉液，干燥后在另一面涂煤油，觀察白堊粉上有無煤油滲透的痕跡。采用著

16、色或熒光滲透檢漏顯示效果更好,檢測靈敏度更高，但需較長的滲透時間。2.2.磁粉探傷磁粉探傷僅適用于鐵磁性材料僅適用于鐵磁性材料1)1)磁粉探傷磁粉探傷 磁粉探傷：是基于鐵磁性材料導磁率高磁粉探傷：是基于鐵磁性材料導磁率高的特性來檢驗缺陷，當表面或近表面存在缺的特性來檢驗缺陷，當表面或近表面存在缺陷的零件在磁場中被磁化后產生漏磁磁場，陷的零件在磁場中被磁化后產生漏磁磁場，漏磁磁場吸附磁粉顯示出零件表面或近表面漏磁磁場吸附磁粉顯示出零件表面或近表面缺陷的大小、形狀和部位。缺陷的大小、形狀和部位。 2)2)磁粉探傷方法磁粉探傷方法磁粉探傷磁粉探傷方法方法主要有：主要有：按磁化電流性質分為按磁化電流性

17、質分為: :交流電交流電磁化法和磁化法和直流電直流電磁化法磁化法: :按顯示介質狀態和性質分為按顯示介質狀態和性質分為: :干粉法干粉法、濕粉法濕粉法、熒光熒光磁粉法磁粉法; ;按磁化方法分為：按磁化方法分為：直接通電直接通電法、法、局部支桿局部支桿法、法、心軸心軸法、法、線圈線圈法和法和鐵軛鐵軛法法; ;按磁場方向分為按磁場方向分為: :按磁場方向分按磁場方向分: : 縱向磁化縱向磁化 零件磁化后產生平行零件軸線的磁零件磁化后產生平行零件軸線的磁力線?？梢蕴綔y與零件軸線垂直或成一定角度力線。可以探測與零件軸線垂直或成一定角度的缺陷。采用直流電或交流電通過線圈或鐵軛的缺陷。采用直流電或交流電通

18、過線圈或鐵軛磁化。磁化。 周向磁化周向磁化 零件直接通電或使穿過零件的心軸零件直接通電或使穿過零件的心軸通電，使在零件內產生垂直零件軸線的磁力線，通電，使在零件內產生垂直零件軸線的磁力線，可探測軸向缺陷，即平行或近于平行零件軸線可探測軸向缺陷，即平行或近于平行零件軸線的缺陷。的缺陷。復合復合磁化磁化 零件通電后同時產生縱向和周向零件通電后同時產生縱向和周向磁力線磁力線, ,可以探測零件上任意方向上的缺陷?？梢蕴綔y零件上任意方向上的缺陷。3 3）磁化電流）磁化電流 用于探傷的磁化電流可采用直流電或交流電。為了獲得強磁場和安全工作,選用低壓大電流，一般電壓在l2V以下，電流則視零件大小校經驗公式求

19、得。采用交流電磁化可探測表面下 2mm以內 的缺陷，采用直流電磁化可探測表面下 6mm以內 的缺陷。 4)4)退磁退磁 原因:由于鐵磁性材料的頑磁性使經探傷的零件內有剩磁,剩磁會使回轉零件吸附鐵屑而加劇磨損和使儀表工作不正常。經磁粉探傷的零件必須退磁. 退磁后可用袖珍式磁強汁檢測剩磁。 退磁操作:零件磁粉探傷后還要經700以上熱處理，可不進行退磁。一般用交流電磁化的工件，用交流電退磁，退磁時電流強度應大于磁化電流強度，只要把磁化電流強度逐步減少到零工件就退磁了；而用直流電磁化的工件就用直流電退磁，退磁電流也要強過磁化電流，只要將退磁電流的方向不斷來回改變，強度逐級減少到零，工件也就退磁了。 把

20、磁粉探傷后的零件從一個通交流電的螺線管中慢慢抽出，由于螺線管的磁極方向不斷改變，所以工件也就退磁了。此法對用交流電磁化還是對直流電磁化的工件均適用。4 4、超聲波探傷、超聲波探傷 1）超聲波 超聲波是一種機械振動波,是超聲振動在介質中的傳播.實質是機械振動以波的形式在彈性介質中的傳播。聽覺范圍:聲波頻率在l6Hz-2OkHz 次聲波:頻率小于l6Hz的聲波 超聲波:頻率超過2OkHz的聲波 超聲波具有頻率高、波長短、傳播能量大、穿透力強、指向性好的特點。超聲波在均勻介質中沿直線傳播，遇到界面時發生反射和折射.并且可以在任何彈性介質(固體、液體和氣體)中傳播。在工業超聲波探傷中傳播介質主要是固體

21、，液體作為藕合劑以減少聲能損失。 超聲波在介質中的傳播方式隨振源在介質上施力方向與聲波傳播方向不同分為縱波、橫波和表面波。 2 2）超聲波探傷原理）超聲波探傷原理 超聲波探傷超聲波探傷:是利用超聲波通過兩種介質的界面時發生反射和折射的特性來探測零件內部的缺陷。超聲波探傷方法按波的傳播方式分為脈沖反射波法和透射波法。脈沖反射波法是利用脈沖發生器發出的電脈沖激勵探頭晶體產生超聲脈沖波。超聲波以一定的速度向零件內部傳播。遇到缺陷的波發生反射，得到缺陷波,其余的波則繼續傳播至零件底面后發生反射，得到底波。探頭接收發射波、缺陷波和底波，放大后顯示在熒光屏上。超聲波探傷常用頻率在0.4一5MHz之間。較低

22、頻率用于檢測粗晶材料和衰減較大的材料較高頻率用于檢測細晶材料和要求高靈敏度處。特殊要求的檢測頻率可達10一5OMHz。換能器換能器 換能器主要由壓電晶體組成。利用石英、鈦酸鋇的正壓電效應產生超聲披，逆壓電效應接收超聲波。壓電晶體在交變電壓作用下，在晶體厚度方向產生伸縮變形，產生與交變電壓頻率相同的機械振動，即產生超聲波。當把高頻振動(超聲波)作用在晶體上，在晶體的兩個電極之間產生與超聲波頻率相同、強度與超聲波成正比的高頻電壓，即接收超聲波。依結構和使用波型不同探頭分為直探頭、斜探頭等。直探頭為可發射和接收縱波的單探頭。斜探頭為可發射和接收橫波的雙探頭。藕合劑多采用機油。3 3）超聲波探傷的特點

23、）超聲波探傷的特點 厚度:探測53000mm厚的金屬或非金屬材料的構件。 粗糙度:對零件表面粗糙度有一定要求。一般要求粗糙度等級高于Ra6.3，表面清潔光滑，與探頭接觸良好。盲區:零件表面一段距離內的缺陷波與初始波難于分辨，難以探測缺陷。盲區的大小因超聲波探傷儀不同而異，一般為57mm。超聲波探傷中對缺陷種類和性質的識別較為困難,需借助一定的方法和技術。5 5射線探傷射線探傷 射線探傷是利用射線探測零件內部缺陷的無損探傷方法、利用X射線、射線和中子射線易于穿透物體和穿透物體后的衰減程度不同，使膠片感光程度的不同來探測物體內部的缺陷，對缺陷的種類、大小、位置等進行判斷。 1)射線的特性 X射線和

24、射線均為電磁波，波長范圍均在0.001lnm之間，比可見光的波長短、頻率高、穿透力強。具有以下特性: (1)不可見，以直線傳播; (2)不帶電荷，不受電場和磁場的影響; (3)能穿透物體并被物質吸收而使自身強度衰減; (4)能產生光化學作用，使膠片感光; (5)能使物質電離，使某些物質產生熒光; (6)能產生生物效應，對生命細胞有殺傷作用。2)射線探傷原理 射線探傷方法有照相法、透視法(熒屏顯示)和工業射線電視法。目前生產中廣泛應用射線照相法。 射線照相法探傷是利用物質在密度不同、厚度不同時對射線的吸收程度不同(即使射線的衰減程度不同),就會使零件下面的底片感光不同的原理，實現對材料或零件內部質量的照相探傷。當射線穿過密度大的物質，如金屬或非金屬材料時,射線被吸收得多，自身衰減的程度大,使底片感光輕;當射線穿過密度小的缺陷