无损检测复习

1、无损检测技术定义：无损检测技术是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，磁等反应的变化，来探测各种工程材料，零部件，结构件等内部和表面缺陷，并对缺陷的类型，性质，数量，性状，位置，尺寸，分布及其变化做出判断和评价。目的：1·质量管理：在质量控制过程中，将由无损检测获得的质量信息反馈到设计和工艺部门，可反过来促进其改进产品的设计和制造工艺，从而提高产品质量，降低成本，提高生产效率。 2·在役检测：使用无损检测技术对装置或构件在运行过程中进行监测，或者在检修期间进行检测，能及时发现影响其安全运行的隐患，防止事故。还可根据发现的早期缺陷

2、及发展程度，在确定其方位，形状尺寸等性质基础上，对装置或构件能否继续使用及其安全运行寿命进行评价。 3·质量鉴定：制成品在进行组装或投入使用之前，应进行最终检验，即质量鉴定。可确定被检测对象是否达到设计性能，能否安全使用，即判断其是否合格，避免对不合格产品徒劳无益的加工。 4·寿命评估：对装置或构件进行安全运行寿命评估，寿命或剩余寿命，保证设备安全，高效可靠地运行。 特点：1·无损检测不会对构件造成任何损伤。2·无损检测技术为查找缺陷提供了一种有效方法。 3 · 无损检测技术能够对产品质量实施监控。 4·无损检测诊断技术能够防止因产品

3、失效引起的灾难性后果。 5·无损检测技术的应用范围广阔。无损检测技术的分类：1·射线检测：X射线检测，射线检测，中子射线照相检测 （体积型缺陷）2·声学检测：超声波检测，声发射监测 （面缺陷）3·电学检测：涡流检测 （对开口或近表面导电材料缺陷）4·渗透检测：渗透检测 （表面开口缺陷）5·磁学检测：磁粉检测 （铁磁性材料）无损检测方法的选择： 1·经济方面的考虑：无损检测方法的考虑，首先要考虑的是资本投入，并应详细评估资金的回收情况。在加工制造业应考虑两个成本因素：即制造成本和使用成本。而成本的高低，往往取决于对关键零部件及

4、组装件的检测效能。经济高效可靠地检测方法会使企业获得相当的经济效益。 2·技术方面的考虑：首先检测对象要明确，为此，必须先分析被检工件的材质，形成方法，加工过程和使用经历等。对缺陷的可能类型，方位和性质必须先进行预先分析，以便有针对性的选择恰当的检测方法。从发展的角度看，有必要使用多种检测方法，使之形成一个检测系统，从而达到检验目的。不同的体积型缺陷及其可采用的检测方法缺陷类型可采用的检测方法夹杂，夹渣，夹钨，疏松目视检测（表面），渗透检测（表面），磁粉检测（表面积近表面），涡流检测（表面及近表面）缩孔，气孔，腐蚀坑超声波检测，射线检测，红外检测，微波检测，中子射线照相，激光全息检测

5、不同的面积型缺陷及其可采用的检测方法缺陷类型可采用的检测方法分层，粘接不良，折叠目视检测，超声波检测，磁粉检测，涡流检测冷隔，裂纹，未融化微波检测，声发射检测，红外检测1·射线检测技术（Radiographic Testing）-RT定义：它依据被检工件由于成分，密度，厚度等的不同，对射线（即电磁辐射或粒子辐射）产生不同的吸收或散射的特性，对被检工件的质量，尺寸，特性等作出判断。射线检测主要方法：射线照相检测技术主要是X射线照相检测技术，射线照相检测技术，中子射线照相检测技术和非胶片射线照相检测技术，此外还有电子射线照相检测技术。射线检测技术的主要特点：1·对被检验工件无特

6、殊要求，检测结果显示直观。2·检测结果可以长期保存。3·检验技术和检验工件质量可以自我监测。射线检测技术的局限性：射线对人体辐射可产生伤害，必须考虑辐射防护问题。另外，射线照相检测技术对裂纹类缺陷的方向性限制以及较高的检验成本也是射线检测技术存在的主要问题。射线种类性质：X射线： 射线：波长：0.0006-100nm 0.003-0.1nm频率：3*1095*1014MHz 3*10121*1015MHz常用检测范围：0.001-0.1nm（临床诊断治疗） 适用于厚度较大和大型整体工件(1) 探伤：铸造焊接工艺检验，复合材料构件检验等。(2) 测厚：厚度在线实时测量。(3)

7、 检查：机场，车站，海关检查，结构和尺寸测定。(4) 研究：弹道，爆炸，核技术，铸造工艺，考古研究。波长（nm）分布：宇宙线 < 射线< X射线 < 紫外线（330nm-390nm）< 可见光（400nm-760nm）< 红外线 < 无线电波X射线和射线的主要性质：1·在真空中以光速沿直线传播，不受电场或磁场的影响。2·具有波粒二象性。3·在界面处可以发生反射，折射，但与可见光有很大差别。4·X射线可发生干涉，衍射现象，由于波长远小于可见光，所以干涉衍射现象只有在孔，狭缝等特别小时才能看到。5·X射线人眼不可

8、见，能穿透可见光不能穿透的物体。6·X射线进入物体时，将于物质发生物理化学作用（电离，荧光，光化学反应）。7·具有辐射生物效应，能够杀伤生物细胞，损害生物组织，危及生物器官的正常功能。射线与X射线的主要区别：1·可根据检测厚度的不同调节能量，有固定能量。2·辐射剂量比X射线低，一般要使用增感屏。3·射线随时都在放射，需特别注意射线防护。4·射线比X射线的穿透能力更强，但灵敏度较X射线更低，用于野外高空水下作业。光子与物质的相互作用：1·光电效应：入射光子的能量大于轨道电子与原子核的结合能，入射光子与轨道电子相互作用，把全部能

9、量传递给这个轨道电子，则该电子将克服原子核的束缚成为自由电子。入射光子消失，这种过程称为光电效应（发生率随入射光子能量增大而降低，随物质原子序数的增大而增大）。2·康普顿效应：入射光子与受原子核束缚较小的外层轨道电子或自由电子发生的相互作用称为康普顿效应（与入射光子能量有关，原子序数越低，发生率越高）。3·电子对效应：能量高于1.02MeV的光子入射到物质中，与该物质的原子核发生相互作用，光子放出全部能量，转化为一对正负电子，这就是电子对效应与原子序数的平方成正比，与光子能量的对数近似成正比）。4·瑞利散射：瑞利散射是入射光子与原子内层轨道电子作用的散射过程（与原

10、子序数的平方近似成正比，随入射光子能量的增加而急剧减少）。5·汤姆逊效应：射线与物质中带电粒子相互作用产生与入射波长相同的散射现象。单色窄束射线衰减规律： I=I0e-dI0入射射线强度I 透射射线强度d 吸收体厚度衰减系数（cm-1）X射线检测原理：定义：当射线通过被检测物体时，物体中有缺陷的部位（如气孔，非金属夹杂）与无缺陷部位对射线的吸收能力不同，一般情况是透过有缺陷部位的射线强度高于无缺陷部位的射线强度，因此可以通过检测透过被检物体后的射线强度差异，来判断被检物体中是否存在缺陷，这就是X射线检测的基本原理。X射线检测原理示意图：被检物体的线衰减系数物体缺陷处的线衰减系数X射线

11、检测方法： 照相法 电离检测法 荧光屏直接观察法 电视观察法有关射线胶片的基本术语：黑度（D）：底片的不透明程度称为光学密度，也叫黑度。曝光量（H）：曝光期间胶片接收的光能量。胶片的感光特性曲线：曝光量与黑度之间的关系曲线。感光度（S）：是底片产生一定黑度所需要的曝光量的倒数为感光度。梯度（G）：感光特性曲线上任一点切线的斜率称为梯度。灰雾度（D0）：不经曝光，胶片在显影后也能得到的灰度。粒度：感光乳剂中卤化银颗粒的平均尺寸。颗粒度（D）：射线照片的实际黑度在规定黑度下的随机偏差。产生伪缺陷的原因：1·由胶片在生产和运输过程中产生2·透照工作及暗室处理不慎3·因X

12、射线固有特性及工件几何形状造成射线的防护方法：1·屏蔽防护法2·距离防护法3·时间防护法4·中子防护法2·超声波检测技术（Ultrasonic Testing）-UT定义：超声检测是使超声波与被检工件相互作用，根据超声波的反射，透射，散射的行为，对被检工件进行缺陷检测，几何特性测量，组织结构和力学性能变化的检测和表征，并进而对其应用进行评价的一种无损检测技术。（探伤，测厚，测距，清洗，焊接）超声波检测的优点：1·金属，非金属，复合材料均可。2·施加给工件的超声强度低，不会对工件造成任何影响。3·对确定内部缺陷大小，

13、位置等参量有综合优势。4·便于复杂形状工件的检测。5·对人体和环境无害。6·设备轻便，可做现场检测。7·所用参数设置及相关波形可存储，供以后分析调用。超声波检测的局限性：1·对缺陷进行精确的定性，定量表征仍需做深入研究。2·需采用耦合剂对压电换能器探头进行耦合。3·对形状复杂的工件检测有一定限制。基本物理量：1·声速C：单位时间内，超声波在介质中传播的距离。 2·频率f：单位时间内，超声波在介质中任一定点通过完整波的个数。 3·波长：声波传播时，同一波线上相邻两相位相同的质点间的距离。 4

14、83;角频率：=2f 5·周期T：声波向前传播一个波长距离所用时间。T=(1/f)=（1/2f）=/C超声波的分类：纵波（L）：质点的振动方向与波的传播方向相同的超声波。又称压缩波或疏密波。可在固液气中传播。横波（S或T）：质点的振动方向垂直于波的传播方向的超声波。又称切变波。只能在固体中传播。表面波（R）：沿介质表面传播的超声波。又称瑞利波。只能在固体中传播。板波：也称兰姆波是在板厚和波长相当的弹性薄板中传播的超声波。对称型板波（S型）和非对称型（A型）。声压（p）：超生场中某一点在某一瞬间的压强p1，与在没有超声场存在时同一点的静态压强p0之差。声强（I）：在超声波的传播方向上，

15、单位时间内单位截面上的声能称为声强。斯涅尔定律：P69超声波检测的组成：超声波检测仪，探头及试块，耦合剂和机械扫查装置。超声波检测仪分类：A型主要显示反射面在工件中的埋藏深度及反射信号的幅度。 B型主要显示反射面在工件纵截面上的分。 C型主要显示反射面在平面视图上的分布。超声波探伤仪和探头的主要性能指标有哪些？1·垂直线性：是指仪器波屏上波高与探头接受信号之间成正比的程度，垂直线性的好坏影响缺陷定量精度。2·水平线性：是指仪器示波屏上时基线显示的水平刻度值与实际声程之间成正比的程度，或者说是示波屏上多次底波等距离的程度，水平线性的好坏以水平线性误差来表示。3·动态

16、范围：是指示波屏容纳信号大小的能力，将满幅度100%某波高用衰减器衰减到刚能识别的最小值所需要衰减的分贝值就是仪器的动态范围，以仪器的dB数来表示。标准试块：质材料，形状，尺寸和性能等由国际组织讨论通过的，或是有某个国家的权威机构讨论通过的试块，前者为国际标准试块，后者为国家标准试块。该套试块主要用于纵波检测，可用于探头，仪器性能的测试，也可用于灵敏度的调整及测量范围的调整。对比试块：指检测特定试件用的试块，可用来调整仪器的灵敏度，测量范围，也用于比较缺陷大小。要用与待检工件声性能相同或相似的材料来制作。超声波检测方法分类： 按原理分: 脉冲反射法：缺陷回波法，底波高度法，多次底波法 穿透法

17、共振法按波形分：横波法，纵波法，表面波法，板波法按探头数目分：单，双，多探头法按接触方式分：接触法，浸液法按显示方式分：A,B,C型显示3·涡流检测技术（Eddy Current Testing）-ET涡流检测的一般原理：在工件形状，尺寸，探测距离一定的情况下，通过检测检测线圈阻抗的变化（实质）即可非破坏的评价导体的物理和工艺性能，判断缺陷的存在。涡流检测的特点： 1·对导电材料表面近表面检测灵敏度高。2·应用范围广，对各种物理和工艺因素均能实施监测。3·无需耦合剂，高速，高效，自动化。4·一定条件下能反映裂纹深度的信息。5·可在高温

18、，薄壁管等其他检测方法不适用的场合。涡流检测的缺点：检测效率相对较低，难以区分缺陷的种类和形状。趋肤效应：涡流密度随着离表面距离的增加而减小，其变化取决于激励频率，试件的电导率和磁导率，在试件中感应出的涡流集中在靠近激励线圈的材料表面附近的现象。渗透深度：通常将涡流密度衰减为其表面密度的1/e（36.8%）时对应的深度定义为渗透深度，用表示。涡流检测的电子电路主要分为：基本电路和信号处理电路两大部分。基本电路包括：振荡器，信号检出电路，放大器，显示器和电源。信号处理电路是鉴别影响因素和抑制干扰的电路。随检测目的不同而不同。检测线圈的分类： 检测线圈的使用方式：1·穿过式线圈 1

19、83;绝对式：混合信号以区分，缺陷长度显示，温漂，敏感2·内通过式线圈 2·差动式：稳定，不敏感，长而平缓的缺陷可能漏检3·放置式线圈涡流检测信号分析：相位分析法，频率分析法和振幅分析法。提离效应：探头晃动引起的信号变化叠加在缺陷信号中，阻碍对缺陷的正确判断与识别这种干扰称为提离效应。解决提离效应的方法：多项式拟合法，数字滤波器法，多频测量抑制法。涡流检测技术的应用：涡流探伤，材质检验，涡流测厚。4·渗透检测技术（Penetrant Testing）-PT定义：渗透检测以毛细作用原理为基础的检测技术，用于检测非疏孔型的金属或非金属零部件的表面开口缺陷。原

20、理：检测时，将溶有荧光染料或着色染料的渗透液施加到零部件表面，由于毛细作用，渗透液渗入到细小的表面开口缺陷中，清除表面多余渗透液，干燥后施加显像剂，缺陷中的渗透液在毛细作用下重新吸附到零件表面，形成放大了的缺陷显示，即可检测出缺陷形貌和分布。作用：质量管理，节约材料，改进工艺，提高生产效率。渗透检测方法分类：渗透液种类：着色发，荧光法，荧光着色发。 去除多余渗透液方法分类：水洗型，后乳化型，溶剂清洗型。 渗透液种类和去除方法：水洗型（亲油性后乳化，溶剂去除型，亲水性后乳化）荧光渗透检测，水洗型着色渗透，后乳化型着色渗透检测，溶剂去除型着色渗透检测。 显像方法：干湿，水基湿，非水基湿，特殊，自显

21、像法。渗透检测技术的优点：1·不受材料组织化学成分限制，检测范围较广。2·具有较高的检测灵敏度。3·显示直观，容易判断。4·操作快速便捷，易于携带。渗透检测技术的局限性：1·不适合检查多孔性或疏松材料制成的工件或表面粗糙件。2·只能检测出零件的表面开口缺陷3·只能检测出缺陷地表面分布，难以确定缺陷深度。表面张力：液体表面存在的缩小表面积的力，也是施加于液体表面单位长度上的力。接触角：是指固液气三相接触达到平衡时，从三相接触的公共点沿液气界面作切线，此切线与固液界面的夹角，常用表示。越小，润湿性越好。毛细现象：润湿的液体在毛细

22、管中呈凹液面并且上升，不润湿的液体在毛细管中呈凸液面并且下降的现象。渗透检测材料主要包括：渗透液，显像剂（渗透检测中的关键材料），去除剂。渗透液的选用原则：1·灵敏度满足探伤要求。2·渗透液对被检工件无腐蚀。3·价格低，毒性小，易清洗。4·化学稳定性，能长期使用。5·使用安全，不易着火。理想渗透液应具备的性能：1·渗透能力强，易于渗透到工件。2·不易挥发，不会很快干在工件表面。3·稳定性好，不易分解，沉淀，混浊。4·有良好的润湿显像剂的能力。5·价格合理去除剂：渗透检测中，用来除去被检工件表面多

23、与渗透液的溶剂称为去除剂。乳化剂：乳化不溶于水的渗透液，使其便于用水清洗。显像剂的作用：1·通过毛细现象将缺陷中的渗透液吸附到工件表面，形成缺陷显示。2·将缺陷显示在被检工件表面横向扩展，放大至肉眼可见。3·提供与缺陷显示有较大反差的背景，提高检测灵敏度。渗透检测的步骤：1·表面准备和预清洗 2·渗透 3·去除表面多余的渗透液 4·干燥 5·显像 6·检验5·磁粉检测技术（Magnetic Partide Testing）-MT漏磁场检测：利用铁磁性材料或工件磁化后，如果在表面或近表面存在材料的不连续性，则在不连续处磁场方向将发生改变，在磁力线离开和进入工件表面的地方产生磁极，形成漏磁场。用传感器对这些漏磁场进行检测，就能检查出缺陷的大小和位置。此为漏磁场检测。漏磁场检测分类：磁粉检测，检测元件检测。磁粉检测原理：铁磁性材料被磁化后，由于工件上存在不连续性，则工件表面和近表面会发生磁力线畸变形成漏磁场，吸附施加在表面的磁粉，在合适的光照条件下会形成可见的磁痕。从而显示出不连续性的大小