无损检测(00001)
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无损检测简介一、概述无损检测(Nondestructive T esting,NDT),又称无损探伤,是指在不损伤被检测对象的条件下,利用材料内部结构异常或缺陷存在所引起的对热、声、光、电、磁等物理量的变化,来探测各种工程材料、零部件、结构件等内部和表面缺陷。
无损检测被广泛用于金属材料、非金属材料、复合材料及其制品以及一些电子元器件的检测。
无损检测技术是第二次世界大战后在国际上迅速发展起来的一门新兴的综合性工程科学。
无损检测技术又称非破坏检查技术(Non-Destructive Testing),顾名思义,就是以不使被检查物使用性能及形态受到损伤为前提,通过一定的检测手段来检测或测量、显示和评估物质中因有缺陷或组织结构上的差异存在而会使其某些物理性质的物理量发生变化的现象,从而了解和评价材料、产品、设备构件直至生物等的性质、状态或内部结构等等的一种特殊的检测技术。
在国际上,目前已经得到普遍认同:一个国家、一个地区、一个行业,直至一个企业的工业技术水平可以通过其无损检测的技术水平来反映。
在国内,无损检测是工业发展必不可少的有效工具,其重要性已得到公认。
中国在1978年11月成立了全国性的无损检测学术组织——中国机械工程学会无损检测分会。
此外,冶金、电力、石油化工、船舶、宇航、核能等行业还成立了各自的无损检测学会或协会;部分省、自治区、直辖市和地级市成立了省(市)级、地市级无损检测学会或协会;东北、华东、西南等区域还各自成立了区域性的无损检测学会或协会。
中国目前开设无损检测专业课程的高校有大连理工大学、西安理工大学、西安工程大学、南昌航空大学等院校。
在无损检测的基础理论研究和仪器设备开发方面,中国与世界先进国家之间仍有较大的差距,特别是在红外、声发射等高新技术检测设备方面更是如此。
NDT 能应用于产品设计、材料选择、加工制造、成品检验、在役检查(维修保养)等多方面,在质量控制与降低成本之间能起最优化作用。
无损检测技术分析
无损检测,又称非破坏性检测(NDT),是一种研究材料、部件和结构的技术,其目的是在最小的破坏性或有限的受损情况下找出缺陷和结构改变,以便有效地识别或预防隐藏的缺陷,确保产品的安全性和可靠性。
无损检测的历史可以追溯到二十世纪初期,当时起始于航空航天行业,但后来越来越多的行业开始应用无损检测技术,如采矿行业,能源行业,冶金行业,电力行业,化工行业,汽车制造行业,港口和铁路行业等。
无损检测技术有许多种,如超声波检测、X射线检测、热成像检测、磁粉检测、射线照相检测、气体检测、辐射检测、重力检测、辐射热检测等。
超声波检测技术是无损检测领域应用最广泛的技术之一,它利用超声波技术来检测和诊断各种材料,以检测内部缺陷和损坏。
超声波技术可以检测和诊断多种金属或非金属材料,如钢材、铝材、石墨、玻璃等,以及多种结构,如桥梁、柱、架、管件等。
X射线检测技术利用X射线在材料表面形成图像的原理,通过比较X射线图像,可以诊断出材料内部的缺陷和断裂。
它在航空、航天、军用、电力和能源等行业有广泛的应用。
另外,磁粉检测是检测金属材料和结构强度和强度的一种常用技术,它可以检测多种金属材料,如钢材、铝材、铁材等等。
热成像技术是一种无损检测技术,通过检测物体表面的温度差异来检测物体的缺陷、断裂和裂纹。
它主要用于检测电缆和其他一些金属和电子组件的缺陷,以及检测机械设备的损坏面。
总而言之,无损检测技术在传统行业、新兴行业以及全球经济发展中发挥着越来越重要的作用,其检测技术也正在不断发展和更新,为我们社会提供安全可靠的环境。
同时,未来无损检测技术还有很大的发展空间,将会继续为各行各业提供更多、更优质的检测服务。
无损检测概论一.无损检测基础知识1.无损检测的定义与分类(1)定义:在不损坏试件的前提下,以物理或化学方法为手段,借助先进的技术和设备器材,对试件的内部及表面的结构、性质、状态进行检查和测试的方法,以“NDT”英文缩写表示。
而用人的肉眼为手段称之为宏观检查,以英文“VT”表示。
1无损探伤:是无损检测早期阶段的名称,其涵义是探测和发现缺陷;2无损检测:是当前阶段的名称,其内涵不仅仅是探测缺陷,还包括探测试件的一些其他信息,例如结构、性质、状态等,并试图通过测试,掌握更多的信息;3无损评价:是将进入或目前正在进入的新阶段的名称,其内涵不仅仅是探测缺陷、探测试件的结构、性质、状态,还要求获取更全面、更深刻的、更准确的综合信息,例如缺陷的形状、尺寸、位置、取向、内含物、缺陷部位的金相组织、残余应力等,结合成像技术、自动化技术、计算机数据分析和处理等技术,与材料力学、断裂力学等知识综合应用,对试件或产品的质量和性能给出全面、准确的评价。
(2)分类:目前无损检测方法可分为射线检测(RT)、超声波检测(UT)、磁粉检测(MT)、渗透检测(PT)、涡流检测(ET)、声发射检测(AE)。
1、常用的无损检测方法:RT、UT、MT、PT是应用最广泛的探测缺陷的四大常规方法2、 RT、UT是用于探测试件内部缺陷的,RT是检测内部的体积壮缺陷,UT是检测内部的平面形缺陷。
3、 MT和PT、ET主要用于探测试件表面和近表面缺陷。
4、声发射主要用于探测试件在承载状态下的缺陷张口位移(活动)情况。
5、其他如激光、红外、微波、液晶等技术应用于无损检测。
2.无损检测的目的(1)保证产品质量:通过无损检测可以将原材料中的冶炼、轧制缺陷和制造中的工艺缺陷,如焊接缺陷等一些不允许存在的缺陷发现并予以消除而保证产品质量。
(2)保障使用安全:通过无损检测可以发现设备试件在使用中产生的缺陷,并予以消除而提高了设备在规定的使用条件下工作时的可靠性。
无损检测无损检测(Nondestructive Testing,缩写就是NDT),工作中也被叫做无损探伤。
是在不损坏工件或原材料工作状态的前提下,对被检验部件的表面和内部质量进行检查的一种检测手段。
无损检测通常被称为无损评估(NDE,non-destructive evaluation),但从技术上讲,它们涵盖的领域略有不同。
NDE 方法通常用于更定量的测量,例如定位缺陷以及提供有关缺陷的测量信息,例如尺寸、形状和方向。
NDE 方法还用于确定材料的物理性能,例如成形性和断裂韧性。
传统的无损检测的方法比较常见的是以下的几种:1、目视检测(VT,Visual and Optical Testing)这是最基本的无损检测方法,范围从简单的肉眼目视检查到计算机控制的远程摄像系统。
这些设备能够自动识别和测量组件的特征。
2、射线照相法(RT,Radiographic Testing)工业射线照相涉及使用辐射穿透测试对象来识别缺陷或检查内部特征。
X 射线通常用于较薄或密度较小的材料,而伽马射线则用于较厚或较密的材料。
辐射穿过被检查的物体到达胶片等记录介质上,生成的阴影图可识别厚度和密度变化等特征。
3、超声波检测(UT,Ultrasonic Testing)该方法涉及将超高频声波传输到材料上,然后将其返回到接收器(可以在视觉显示器上呈现)。
如果材料特性存在缺陷或变化,这些反射将记录不同的声密度和速度。
最常见的UT 技术是脉冲回波。
4、磁粉检测(MT,Magnetic Particle Testing)该方法用于定位铁磁材料中的表面和近表面缺陷或缺陷。
感应磁场后,表面会撒上铁颗粒(干燥或悬浮在液体溶液中),这些铁颗粒也可能是有色或荧光的。
如果存在不连续性,它将扰乱磁场的流动并迫使部分磁场在表面泄漏,从而使检查人员能够明显地识别缺陷。
5、渗透检测(PT,Penetrant Testing)渗透检测法涉及用含有可见或荧光染料的溶液涂覆干净的测试物体。
无损检测技术简介一、无损检测概述无损检测NDT (Non-destructive testing),确实是利用声、光、磁和电等特性,在不损害或不阻碍被检对象利用性能的前提下,检测被检对象中是不是存在缺点或不均匀性,给出缺点的大小、位置、性质和数量等信息,进而判定被检对象所处技术状态(如合格与否、剩余寿命等)的所有技术手腕的总称。
与破坏性检测相较,无损检测具有以下显著特点:(1)非破坏性:检测可不能损害被检对象的利用性能,因此,无损检测又称为非破坏性检测。
(2)全面性:由于检测是非破坏性的,因此必要时可对被检对象进行100%的全面检测,这是破坏性检测所办不到的。
(3)全程性:破坏性检测一样只适用于对原材料进行检测,如机械工程中普遍采纳拉伸、紧缩、弯曲、疲劳等破坏性检测都是针对制造用原材料进行的,关于产品和在用品,除非不预备让其继续服役不然是不能进行破坏性检测的。
而无损检测因不损坏被检测对象的利用性能因此,不仅能够对制造用原材料、各中间工艺环节、直至最终的产成品进行全程检测,也可对服役中的设备进行检测,如桥梁、衡宇建筑、各类输送管道、机械零部件及成套设备、汽车、机车、飞机、轮船、核反映堆、宇航设备及电力设备等,都可进行无损检测。
(4)靠得住性问题:目前尚未一种对所有材料或缺点都靠得住的无损检测方式,无损检测结论的正确与否还有待其他手腕(如解体检测)的查验,其靠得住性还有待提高。
开展无损检测的研究与实践意义是多方面的,要紧表此刻以下几方面:(1)改良生产工艺:采纳无损检测方式对制造用原材料直至最终的产品进行全程检测,能够发觉某些工艺环节的不足的地方,为改良工艺提供指导,从而也在必然程度上保证了最终产品的质量。
(2)提高产品质量:无损检测可对制造产品的原材料、各中间工艺环节直至最终的产成品实行全进程检测,为保证最终产品年质量奠定了基础。
(3)降低生产本钱:在产品的制造设计时期,通过无损检测,将存有缺点的工件及时清理出去,可免去后续无效的加工环节,减小原材料和能源的消耗节约工时,降低生产本钱。
第一章无损检测基础知识第一节无损检测概述一、无损检测概念(一)无损检测的定义无损检测(NDT)是一门综合性的应用科学技术,它是在不改变或不影响被检对象使用性能的前提下,借助于物理手段,对其进行宏观与微观缺陷检测,几何特性度量、化学成分、组织结构和力学性能变化的评定,并进而就其使用性能做出评价的一门学科。
日常生活中无损检测方法常被使用,如买西瓜用手轻轻拍打西瓜外皮,听声响或凭手感,想猜一下西瓜的生熟,这是人们常有的习惯,这种并不损坏西瓜而知西瓜生熟的检测方式就是生活中的“无损检测”。
不过,需要指出的是,类似“拍皮猜瓜”这些古老而简单的无损检测方法尽管至今仍在沿用,但因它们对缺陷的位置和大小做不出“基本相符”的判断,而不被视为无损检测的技术方法。
真正的技术方法必须确保无损检测结果的准确性和可重复性。
(二)无损检测的作用随着现代工业的发展,无损检测已经广泛深入到产品的设计、制造、使用等各个方面,它在产品质量控制中所起的不可取代的重要作用已为日益众多的科技人员和企业家所认同。
在设计阶段,设计单位要充分考虑无损检测的实际能力,以保证结构设计要求与无损检测的灵敏度、分辨率和可靠性相一致;在制造阶段,为确保产品质量达到设计要求,同样要运用无损检测技术,根据一定标准对原料的缺陷以及非均质性进行鉴定和评价;在使用阶段,为保证使用的可靠性,使用部门必须根据设计部门规定的周期和方法及制造部门所提交的检测细则对指定零部件进行可靠的无损检测甚至于实时监控。
事实上,就是用户订货,也常常通过无损检测技术进行验收检查,有人说,现代工业是建立在无损检测基础之上的,此并非言过其实之词,现代无损检测技术不仅形式多样,技术手段也日臻成熟,在铸件、锻件、棒材、粉末冶金制件、焊接件、非金属材料、陶瓷制件、复合材料、锅炉、压力容器、核电设备等许多领域都有较好的应用,对于改进产品的设计制造工艺、降低制造成本以及提高设备运行的可靠性等具有十分重要的意义,其作用主要有:1.无损探伤对产品质量作出评价。
无损检测概念
无损检测(Non-destructive testing,NDT)是一种通过检查材料和构件的表面或内部,而不对其进行破坏性试验,来评估其质量和完整性的技术方法。
无损检测旨在发现和识别材料和构件中的缺陷、损伤或异物,并判断它们是否达到特定的标准或要求。
无损检测可以应用于各种材料和构件,包括金属、塑料、混凝土、陶瓷等。
常用的无损检测方法包括超声波检测、X射线检测、磁粉检测、涡流检测、射线探测等。
无损检测的主要优点是不破坏被检测材料或构件,可以在生产过程中或使用过程中对其进行检测,避免了对材料和构件的二次破坏和浪费资源。
同时,无损检测的结果可以提供可靠的评估和分析,帮助决策者做出正确的判断和决策。
第一章无损检测概述1.1无损检测目的1.2无损检测范围1.3常用的无损检测办法ET第一章无损检测概述无损检测是指在不损伤和破坏材料、机器和结构物的情况下;对它们的物理性质、机械性能以及内部结构等进行检测的一种方法;是探测其内部或外表的缺陷伤痕的现代检验技术..所以;无损检测技术是提高产品质量;促进技术进步不可缺少的手段..1.1无损检测的目的:1确保工件或设备质量;保证设备安全运行用无损检测来保证产品质量;使之在规定的使用条件下;在预期的使用寿命内;产品的部分或整体都不会发生破损;从而防止设备和人身事故..这就是无损检测最重要的目的之一..2改进制造工艺.无损检测不仅要把工件中的缺陷检测出来;而且应该帮助其改进制造工艺..例如;焊接某种压力容器;为了确定焊接规范;可以根据预定的焊接规范制成试样;然后用射线照相检查试样焊缝;随后根据检测结果;修正焊接规范;最后确定能够达到质量要求的焊接规范..3降低制造成本通过无损检测可以达到降低制造成本的目的..例如;焊接某容器;不是把整个容器焊完后才无损检测;而是在焊接完工前的中间工序先进行无损检测;提前发现不合格的缺陷;及时进行修补..这样就可以避免在容器焊完后;由于出现缺陷而整个容器不合格;从而节约了原材料和工时费;达到降低制造成本的目的..1.2无损检测的范围1组合件的内部结构或内部组成情况的检查2材料、铸锻件和焊中缺陷缝的检查a、质量评定b、寿命评定3材料和机器的计量检测通过定量的测定材料和机器的变形量或腐蚀量来确定能不能继续使用..例如;用超声波测厚仪来测定容器的腐蚀量;通过射线照相来测定原子反应堆用过的燃料棒的变形量、喷气发动机叶片的变形量等..4材质的无损检测无损检测可以用来验证材料品种是否正确;是否按规定进行处理;例如;可采用电磁感应法来进行材质混料的分选和材料热处理状态的判别.. 5表面处理层的厚度测定确定各种表面层的深度和厚度..例如;用电磁感应检测法可以测定渗碳淬火层的深度和镀层的厚度..(6)应变测试1.3常用的无损检测办法1.3.1射线检测RT射线检测探伤有X射线、γ射线和中子射线等检测方法..它是利用各种射线源对材料的透射性能及不同材料的射线的衰减程度的不同;使底片感光成黑度不同的图像来观察的..射线检测用来检测产品的气孔、夹渣、铸造孔洞等立体缺陷..当裂纹方向与射线平行时就能被检查出来..1、基本原理利用射线通过物质时的衰减规律;即当射线通过物质时;由于射线与物质的相互作用发生吸收和散射而衰减..其衰减程度;则根据其被通过部位的材质、厚度和存在缺陷的性质不同而异..2、应用优点是检测结果可作为档案资料长期保存;检测图像较直观;对缺陷尺寸和性质判断比较容易..缺点是当裂纹面与射线近于垂直时就很难检查出来;对工件中平面型缺陷裂纹未熔合等缺陷也具有一定的检测灵敏度;但与其它常用的无损检测技术相比;对微小裂纹的检测灵敏度较低;并且生产成本高于其它无损检测技术;其检验周期也较其它无损检测技术长;并且射线对人体有害;需要有防护设备..3、主要方法照相法荧光屏直接观察法液体渗透检测是—种检查工件或材料表面缺陷的—种方法;它不受材料磁性的限制;比磁粉探伤的应用范围更加广泛..应用于各种金属、非金属、磁性、非磁性材料及零件的表面缺陷的检查..可以说;除表面多孔性材料以外;几乎一切材料的表面开口缺陷都可以应用此方法获得满意的检测结果..1、基本原理利用黄绿色的荧光渗透液或红色的着色渗透液对窄狭缝隙良好的渗透性;经过渗透清洗、显示处理以后显示放大了的探伤显示痕迹;用目视法来观察;对缺陷的性质和尺寸做出适当的评价..2、应用优点是应用广泛;原理简明易懂;检查经济;设备简单;显示缺陷直观;并可以同时显示各个不同方向的各类缺陷..对大型工件和不规则零件的检查以及现场机件的抢修检查;更能显示其特殊的优点..但渗透探伤对埋藏于表皮层以下的缺陷是无能为力的..缺点是只能检查开口暴露于表面的缺陷;另外还有操作工序繁杂等..3、步骤第一步:将被探工件浸涂具有高度渗透能力的渗透液;由于液体的润湿作用和毛细现象;渗透液便渗入工件表面缺陷中第二步:将工件缺陷以外的多余渗透液清洗干净第三步:涂一层亲和吸附力很强的白色显像剂;将渗入裂缝中的渗透液吸出来第四步:在白色涂层上显示出缺陷的形状和位置的鲜明图案;从而达到了无损检疵的目的..1、基本原理当材料或工件被磁化后;若在工件表面或近表面存在裂纹、冷隔等缺陷;便会在该处形成一漏磁场..此漏磁场将吸引、聚集检测过程中施加的磁粉;而形成缺陷显示..因此;磁粉检测首先是对被检工件加外磁场进行磁化.外加磁场的获得一般有两种方法:一种是由可以产生大电流几百安培至上万安培的磁力探伤机直接给被检工件通大电流而产生磁场;另一种是把被检工件放在螺旋管线圈产生的磁场中;或是放在电磁铁产生的磁场中使工件磁化..工件被磁化后;在工件表面上均匀喷洒微颗粒的磁粉磁粉平均粒度为5~10μm;一般用四氧化三铁或三氧化二铁作为磁粉..如果被检工件没有缺陷;则磁粉在工件表面均匀分布..当工件上有缺陷时;由于缺陷如裂纹、气孔、非金属夹杂物等内含有空气或非金属;其磁导率远远小于工件的磁导率;由于磁阻的变化;位于工件表面或近表面的缺陷处产生漏磁场;形成一个小磁极;如图3.1所示..磁粉将被小磁极所吸引;缺陷处由于堆积比较多的磁粉而被显示出来;形成肉眼可以看到的缺陷图像..为了使磁粉图像便于观察;可以采用与被检工件表面有较大反衬颜色的磁粉..常用的磁粉有黑色、红色和白色..为了提高检测灵敏度;还可以采用荧光磁粉;在紫外线照射下使之更容易观察到工件中缺陷的存在..2、应用用于检测铁磁性材料和工件包括铁、镍、钻等表面上或近表面的裂纹以及其它缺陷..对表面缺陷最灵敏;对表面以下的缺陷随埋藏深度的增加检测灵敏度迅速下降..采用磁粉检测方法检测磁性材料的表面缺陷;比采用超声波或射线检测的灵敏度高;而且操作简便、结果可靠、价格便宜..因此它被广泛用于磁性材料表面和近表面缺陷的检测..对于非磁性材料如有色金属、奥氏体不锈钢、非金属材料等不能采用磁粉检测方法..但当铁磁性材料上的非磁性涂层厚度不超过50μm时;对磁粉检测的灵敏度影响很小..3、方法a、湿法磁悬液应采用软管浇淋或浸渍法施加于试件;使整个被检表面被完全覆盖..采用连续法时;磁化电流应在施加磁悬液之前或从磁悬液中取出之前接通如果检测采用浸渍法;并保持1/5~1/2 s;直至试件被磁悬液覆盖;磁悬液覆盖膜足以产生良好的磁痕..采用剩磁法时;试件应通过施加电流至少1/5s的方法来磁化..此后;切断磁化电流;采用软管浇淋或浸渍法施加磁悬液..对于浸渍法;试件应仔细地从磁悬液中取出;以免冲掉磁痕..对于剩磁荧光磁粉检验法;如觉得有必要保证缺陷的磁痕有效;则试件可放在用于制备磁悬液的载液中仔细清洗..b、干法磁粉应直接喷撒在被检区域;并除去过量的磁粉..轻轻地振动试件;使其获得较为均匀的磁粉分布..应注意避免使用过量的磁粉;不然会影响缺陷的有效显示..对于连续法;磁化电流应恰好在施加磁粉前接通;并应在其后的吹风、轻敲或振动中;保持接通..对于剩磁法;试件应先磁化;在切断磁化电流之后;再按上述方法施加磁粉..1.原理和类型超声波探伤主要是通过测量信号往返于缺陷的渡越时间;来确定缺陷和表面间的距离;测量回波信号的幅度和发射换能器的位置;来确定缺陷的大小和方位..这就是通常所说的脉冲反射法或A扫描法..此外;还有B 扫描和C扫描等方法..B扫描可以显示工件内部缺陷的纵截面图形..C扫描可以显示工件内部缺陷的横剖面图形..1、应用超声波检测是工业无损检测中应用最为广泛的一种方法..就无损探伤而言;超声波法适用于各种尺寸的锻件、轧制件、焊缝和某些铸件;无论是钢铁、有色金属和非金属;都可以采用超声波法进行检验..各种机械零件、结构件、电站设备、船体、锅炉、压力容器和化工容器、非金属材料等;都可以用超声波进行有效的检测..有的采用手动方式;有的可采用自动化方式..就物理性能检测而言;用超声波法可以无损检测厚度、材料硬度、淬硬层深度、晶粒度、液位和流量、残余应力和胶接强度等..2、方法接触法:就是探头与工件表面之间经一层薄的耦合剂直接接触进行探伤的方法..耦合剂主要起传递超声波能量作用..液浸法:就是将探头与工件全部浸入液体;或探头与工件之间局部充以液体进行探伤的方法..液体一般用水;故又称水浸法..探头不直接与工件接触;因而易于实现自动化检测;也适用于检测表面粗糙的工件..涡流检测工业上无损检测的方法之一..给一个线圈通入交流电;在一定条件下通过的电流是不变的..如果把线圈靠近被测工件;像船在水中那样;工件内会感应出涡流;受涡流影响;线圈电流会发生变化..由于涡流的大小随工件内有没有缺陷而不同;所以线圈电流变化的大小能反映有无缺陷..原理:将通有交流电的线圈置于待测的金属板上或套在待测的金属管外见图..这时线圈内及其附近将产生交变磁场;使试件中产生呈旋涡状的感应交变电流;称为涡流..涡流的分布和大小;除与线圈的形状和尺寸、交流电流的大小和频率等有关外;还取决于试件的电导率、磁导率、形状和尺寸、与线圈的距离以及表面有无裂纹缺陷等..因而;在保持其他因素相对不变的条件下;用一探测线圈测量涡流所引起的磁场变化;可推知试件中涡流的大小和相位变化;进而获得有关电导率、缺陷、材质状况和其他物理量如形状、尺寸等的变化或缺陷存在等信息..但由于涡流是交变电流;具有;所检测到的信息仅能反映试件表面或近表面处的情况..特点:1、对于金属管、棒、线材的检测;不需要接触;也无需要耦合介质..所以检测速度高;易于实现自动化检测;特别适合在线普检..2、对于表面缺陷的探测灵敏度很高;且在一定范围内具有良好的线性指示;可对大小不同缺陷进行评价;所以可以用作质量管理与控制..3、影响涡流的因素很多;如裂纹、材质、尺寸、形状及电导率和磁导率等..采用特定脾电路进行处理;可筛选出某一因素而抑制其他因素;由此有可能对上述某单独影响因素进行有效的检测..4、由于检查时不需接触工件又不用耦合介质;所以可进行高温下的检测..由于探头可伸入到远处作业;所以可对工件的狭窄区域及深孔壁包括管壁等进行检测..5、由于采用电信号显示;所以可存储、再现及进行数据比较和处理..6、涡流探伤的对象必须是导电材料;且由于电磁感应的原因;只适用于检测金属表面缺陷;不适用检测金属材料深层的内部缺陷..7、金属表面感应的涡流的渗透深度随频率而异;激励频率高时金属表面涡流密度大;随着激励频率的降低;涡流渗透深度增加;但表面涡流密度下降;所以探伤深度与表面伤检测灵敏度是相互矛盾的;很难两全..当对一种材料进行涡流探伤时;须要根据材质、表面状态、检测标准作综合考虑;然后再确定无损检测方案与技术参数..8、采用穿过式线圈进行涡流探伤时;线圈覆盖的是管、棒或线材上一段长度的圆周;获得的信息是整个圆环上影响因素的累积结果;对缺陷所处圆周上的具体位置无法判定..9、旋转探头式涡流探伤方法可准确探出缺陷位置;灵敏度和分辨率也很高;但检测区域狭小;在检验材料需作全面扫查时;检验速度较慢..10、涡流探伤至今还是处于当量比较检测阶段;对缺陷做出准确的定性定量判断尚待开发..。
一、立项的背景与意义无损检测是一种在不损伤构件性能和完整性的前提下,检测构件金属的某些物理性能和组织状态,以及查明构件金属表面和内部各种缺陷的技术。
如今,科学技术日新月异,现代工业飞速发展,对重要设备和部件的性能尤其是安全性的要求越来越高。
无损检测技术被广泛的应用于航空、石化、汽车、建筑、电力和铁道等关系到人民生命和生产安全的重要部门。
无损检测技术是在第二次世界大战后迅速发展起来的,是在物理学、化学、电子学、材料科学、自控技术、计算机技术、信息处理技术、模式识别和人工智能等学科的基础上发展起来的一门综合工程技术。
因此,它在产品设计、加工制造、成品检验和在役使用等各个阶段均可发挥作用,是控制产品质量和保证设备安全运行的重要技术手段。
不仅如此,它已经从单纯的检测技术发展为评估技术,不仅包含了无损检测,还涉及评估设备的安全使用寿命。
因此,尽管无损检测技术本身并非是一种生产技术,但其技术水平却能反映一个部门、行业、地区甚至国家的技术水平。
可以说现代工业是建立在无损检测基础上的。
随着我国工业化和现代化建设的迅速发展,我国对特种设备和重大工程的质量及安全要求进一步提高,1983年1月国家经贸委在国营工业交通企业设备管理试行条例中做出了明确规定,强调采用无损检测技术,发展以状态检测为基础的预防维修体制。
近30年来,在政府、院校、科研单位及企业的重视和努力下,我国无损检测技术得到了快速的发展,不仅在理论研究、科研实验、产品开发及工程应用上达到了较高的水平,而且在保证设备安全、防止突发事故,保障设备精度、提高产品质量、节约维修费用以及防止环境污染等方面,体现出重要的地位与作用。
尽管我国的无损检测技术已经达到较高水平,仪器设备品种已经相当广泛地遍及各种无损检测技术的应用,但与国外先进的无损检测技术相比仍然存在较大的差距,我国加入WTO后,国外先进的无损检测技术和仪器设备加快进入我国并参与国内市场竞争。
我国应该加快无损检测新技术新工艺与应用的研究,尽快与国际接轨,以满足我国市场的需要。
无损检测基础知识一、无损检测基础知识1.1无损检测概况1.1.1无损检测的定义和分类什么叫无损检测,从文字上面理解,无损检测就是指在不损坏试件的前提下,对试件进行检查和测试的方法。
但是这并不是严格意义上的无损检测的定义,对现代无损检测的定义是:在不损坏试件的前提下,以物理或化学为手段,借助先进的技术和设备器材,对试件的内部及表面的结构、性质、状态进行检查和测试的方法。
在无损检测技术发展过程中出现三个名称,即:无损探伤(Non-destructive lnspction),无损检测(Non-destructive Testing),无损评价( Non-destructive Evaluation)。
一般认为,这三个名称体现了无损检测技术发展的三个阶段,其中无损探伤是早期阶段的名称,其内涵是探测和发现缺陷;无损检测是当前阶段的名称,其内涵不仅仅是探测缺陷,还包括探测试件的一些其它信息。
而无损评价则是即将进入或正在进入的发展阶段,无损评价包涵更广泛,更深刻的内容,它不仅要求发现缺陷,探测试件的结构、性质、状态,还要求获取全面的、更准确的、综合的信息。
射线检测(Radiographyic Testing,,简称RT),超声波检测(Uitrasonic Testing,简称UT),磁粉检测(Magnetic Testing 简称MT),渗透检测(Penetrant Testing,简称PT)是开发较早,应用较广泛的探测缺陷的方法,称为四大常规检测方法,到目前为止,这四种方法仍是锅炉压力容器制造质量检验和再用检验最常用的无损检测方法,其中RT和UT主要用于检测试件内部缺陷。
PT主要用于检测试件表面缺陷,MT主要用于检测试件表面及近表面缺陷。
其它用于锅炉压力容器的无损检测方法有涡流检测(Eddy current Testing,简称ET)、声发射检测(Acoustic Emission,简称AE)。
1.1.2无损检测的目的用无损检测技术,通常是为了达到以下目的:1、保证产品质量;2、保障使用安全;3、改进制造工艺;4、降低生产成本。
1.1.3无损检测应用的特点无损检测应用时,应掌握以下几个方面的特点:1、无损检测要与破坏性检测配合;2、正确选用实施无损检测的时机;3、正确选用最适当的无损检测方法;4、综合应用各种无损检测方法。
1.2射线检测(RT)及特点1.2.1射线检测(RT)原理:射线检测的原理是应用射线可穿透物质的性质。
透过物质对射线的吸收衰减效应及对胶片的光化特性实施的,是射线透过物质后的强度分布在底片的再现。
通过底片观察、分析、确定被检物体的完整性和均匀性,从而达到无损检测的目的。
1.2.2射线检测的特点(局限性和优点)1、可以获得缺陷的直观图像,定性准确,对长度、宽度的定量比较准确;2、结果可直接记录,记录媒介可长期保存;3、体积型缺陷捡出率很高,对面积型缺陷,若检测角度不适当,容易漏检;4、适宜检测厚度较薄的工件而不适宜较厚的工件,因为检测较厚工件需要高能量的检测设备。
一般大于100mm的工件射线检测是比较困难的。
因此,板厚增厚,射线检测绝对灵敏度是下降的,也是说对厚板射线检测,小尺寸缺陷以及一些面积型缺陷漏检的可能性增大。
5、适宜检测对焊接缝,不适宜检测角接焊缝以及板材、棒材、锻件等。
6、对缺陷在工件中厚度方向的位置、尺寸(高度)的确定比较困难。
7、检测成本高、速度慢。
8、射线对人体有害。
1.3超声波检测(UT)及特点1.3.1超声波检测(UT)的原理:超声波检测是利用超声波可穿透物质,并能在不同声阻抗的界面上产生反射,折射,透射的特性。
通过换能器把各种波形显示在荧光屏上,观察、分析荧光屏上的波形和位置,从而达到无损检测的目的。
1.3.2超声波检测的特点(优点及局限性)1、面积型缺陷的检出率较高,而体积型缺陷的检出率较低;2、适宜检验厚度较大的工件,例如直径达几米的锻件,厚度达几百毫米的焊缝,不适宜检验厚度较薄的工件,例如对厚度小于8mm的焊缝和6mm的板材检验是困难的;3、适用于各种试件,包括对接焊缝、角焊缝、板材、管材、棒材、锻件,以及复合材料等;4、检验成本低、速度快,检验仪器小、重量轻,现场使用较方便;5、无法得到缺陷直观图像,定性困难,定量精度不高;6、检验结果无直接见证记录;7、对缺陷在工件厚度方向上定位较准确;8、材质、晶粒度对探伤有影响,例如铸钢材料和奥氏体不锈钢焊缝,因晶粒度大不适宜超声波探伤。
1.4磁粉检测(MT)及特点1.4.1磁粉检测(MT)原理:铁磁性的元件磁化后,当表面或近表面存在缺陷且与磁场方向垂直或呈较大角度,由于缺陷内部介质是空气或非金属夹杂物,其磁导率比零件小得多,磁阻大,因此,磁感应线通过缺陷时发生弯曲,一部分磁感应线遵守折射定律,溢出零件表面产生N极、S极并形成可检测的漏磁场,此时当磁悬液或磁粉加到零件表面,在缺陷处的磁粉就会被漏磁场磁化,也形成N极、S极,并沿着漏磁场的磁感应线方向排列堆积起来,形成磁痕,从而显示缺陷的位置、形状和大小。
1.4.2磁粉检测法的特点(优点和局限性)1、适宜铁磁性材料检测,不能用于非铁磁性材料检测;2、适宜检测表面和近表面缺陷,不能用于检查内部缺陷,可检出的缺陷埋藏深度与工件状态,缺陷状态以及工艺条件有关,一般为1——2mm,较深为3——5mm;3、检测灵敏度很高,可以发现极细小的裂纹以及其它缺陷;4、检出成本很低,速度快;5、工件的形状和尺寸有时对检出有影响,因其难于磁化而无法检测。
1.5 渗透检测(PT)及特点1.5.1渗透检测(PT)原理:工件表面施涂含有荧光染料或着色染料的渗透液后,在毛细管作用下,经过一段时间,渗透液可以渗进表面开口的缺陷中,经去除零件表面多余的渗透液后,再在零件表面施加显象剂,同样在毛细管作用下,显象剂将吸引缺陷中保留的渗透液,渗透液回渗到显象剂中,在一定的光源下(紫外线或白光),缺陷处的渗透液痕迹被显示(黄绿色荧光或鲜艳红色),从而检测出缺陷的外貌及分布状态。
1.5.2渗透检测方法的特点(优点及局限性)1、除了疏松多孔性材料外任何种类的材料,例如钢铁材料、有色金属、陶瓷材料和塑料等材料的表面开口缺陷都可以进行渗透检测;2、复杂的部件也可用渗透检测,并一次操作就可大致做到全面检测;3、同时存在几个方向的缺陷,用一次检测操作就可以完成全部检测,形状复杂的缺陷,也很容易观察出显示痕迹;4、不需要大型的设备,携带式喷罐着色检测,不需水、电,十分便于现场使用;5、试件表面光洁度影响大,检测结果往往受操作人员技术水平的影响;6、可以检出表面张口的缺陷,但对埋藏缺陷或闭合型的表面缺陷无法检出;7、检测灵敏度比磁粉检测低;8、材料较贵,成本较高;9、检测程序多,速度慢;10、有些材料易燃、有毒。
1.6其它无损检测方法简介1.6.1涡流检测(ET):是一种利用电磁感应原理为基础的无损检测方法,导电材料在交变磁场作用下产生涡流,根据涡流的大小以及材料某些物理性能等,只要是导电材料均可进行涡流检测。
1.6.2声发射检测(AE):声发射技术是一种动态无损检测方法,材料或结构受外力或内力作用产生变形或断裂,以弹性波形式释放出应变能的现象称为声发射,也称为应力波发射,声发射检测就是通过探测受力时材料内部发出的应力波判断容器内部结构损坏程度的一种新的无损检测方法。
二、《容规》、GB150、GB151中对无损检测的有关规定1.1《压力容器安全技术监察规程》(1999)有关无损检测的规定2.1.1材料部分有关无损检测的规定第14条用于制造压力容器壳体的碳素钢和低合金钢板,凡符合下列条件之一的,应逐张进行超声检测:1、盛装介质毒性程度为极度,高度危害的压力容器。
2、盛装介质为液化油气且硫化氢含量大于100mg/1的压力容器。
3、最高工作压力大于等于10Mpa的压力容器。
4、GB150第4章和附录C、GB151《管壳式换热器》、GB12337《钢制球形储罐》及其它国家标准和行业标准中规定应逐张进行超声波检测。
5、移动式压力容器:钢板的超声波检测应按JB4730-94《压力容器无损检测》的规定进行。
用于本条第1、第2、第5款所述容器的钢板的合格等级应不低于Ⅱ级;用于本条第3款所述容器的钢板的合格等级不低于III级,用于本条第4款所述容器的钢板,合格等级应符合GB150、GB151或GB12337的规定。
第20条钛材(指钛合金、工业纯钛。
及其复合材料)的无损检测1、对成型的钛钢复合板封头,应做超声检测。
2、钛材料压力容器的下列焊缝应进行渗透检测:(1)接管、法兰、补强圈与壳体或封头连接的角焊缝;(2)换热器管板与管子连接的焊缝;(3)钛钢复合板的复层焊缝及镶条盖板与复合板复层的搭接焊缝。
第21条镍材(指镍和镍基合金及其复合材料)的无损检测1、对成型的镍钢复合板封头,应做超声检测2、镍材压力热器的下列焊缝应进行磁粉或渗透检测;(1)接管、法兰、补强圈与壳体或封头连接的角焊缝;(2)换热器管板与管子连接的焊缝;(3)镍钢复合板的复层焊接接头。
第25条主要受压元件复验对无损检测的要求1、用于制造第三类压力容器的钢板必须复验。
当钢厂未提供钢板超声检测保证书时,应按本规程第14条的要求进行超声检测复验。
2.1.2设计对无损检测的要求第30条压力容器的设计总图上应注明无损检测。
第43条用焊接方法制造的压力容器,其焊接接头系数按表3-5选取。
按JB4732标准设计时,焊接接头系数取1.0.表3-5 压力容器的焊接接头系数注:1、此表所指无损检测,对钢制压力容器以射线或超声检测为准,对有色金属压力容器原则上以射线为准。
2、表中所列有色金属制压力容器焊接接头系数上限值指熔化极惰性气体保护焊,下限值指非熔化极惰性气体保护焊。
3、相当于双面焊全焊透的对接焊缝指单面焊双面成型的焊缝,按双面焊评定(含焊接试板的评定),如氩弧焊打底的焊缝或带陶瓷、钢衬垫的焊缝等。
第47条不属于第46条所规定条件的压力容器,因特殊情况不能检查孔时,则应对每条纵、环焊缝做100%无损检测(射线或超声)。
2.1.3制造对无损检测的规定第69条压力容器组焊时临时吊耳拉筋的垫板割除后留下的焊疤必须打磨平滑,并按图样规定进行渗透检测或磁粉检测,确保表面无裂纹等缺陷。
第71条压力试验后需返修的,返修部位必须按原要求经无损检测合格。
第76条4)焊缝咬边的要求:(1)使用抗拉强度规定值下限大于等于540MPa的钢材及铬-钼低合金钢材制造的压力容器,奥氏体不锈钢、钛材和镍材制造的压力容器,低温压力容器,球形压力容器以及焊缝系数取1.0的压力容器,其焊缝表面不得有咬边。
(2)上述(1)款以外的压力容器的焊缝表面的咬边深度不得大于0.5mm,咬边的连续长度不得大于100mm,焊缝两边咬边的总长不得超过该焊缝长度的10%。