无损检测基础知识-C1

1、2013.8.27 *承压类特种设备材料的力学性能指标主要包括强度、硬度、塑性、韧性等而这些指标可以通过力学性能试验测定。1.1.1 *应力和应变*应力：物体在外力作用下而变形时，其内部任一截面单位面积上的内应力的大小。（方向垂直于截面的应力称为正应力它可分为拉应力和压应力两种）应变：物体在外力作用下，其形状尺寸发生相对变化。a.*冷脆化；金属材料在低温下呈现的脆性称为冷脆性。b.*热脆性；钢材长时间停留在4005000C后再冷却到室温，冲击韧度值会有明显下降，这种现象称之为钢材的热脆性。c.*氢脆；钢中的氢会使材料的力学性能脆化，这种现象称为氢脆。钢中的氢主要来源三个方面1.冶炼过程中溶解在

2、钢水中的氢2.焊接过程中由于水或油污在高温下分解出来的氢溶解在钢材中3.工作介质中的氢进入钢中。氢致断裂只发生在-1001500C的温度范围内。（钢的强度愈高（承受的应力愈大）对氢脆愈敏感。1.在承压类特种设备中，哪些缺陷会引起应力集中？2.弯曲试验可以考核焊接接头的哪些性能指标？3.钢中的氢是怎样产生的?4.断裂韧度与哪些因素有关哪些因素无关？5.产生应力腐蚀的条件？把铬镍奥氏体不锈钢加热到105011000C，在保温一段时间，然后快速冷却至4270一下已获得均匀的奥氏体组织，这种方法称为固溶处理的铬镍奥氏体不锈钢目的：强度和硬度较低，韧性较好。而且具有很好的耐腐蚀性和耐高温性能。稳定化处理

3、的目的是防止产生晶间裂纹。其工艺条件是；把铬镍奥氏体不锈钢加热到8509000C,保温6小时，在空气中缓冷。1.承压类特种设备用钢含碳量的规定。2.共析钢、过共析钢、亚共析钢和含碳量的关系及其组织。3.承压类特种设备常用的热处理工艺过程包括哪些内容？4.退火的主要目的？5.何谓奥氏体不锈钢的固溶处理，稳定化处理的工艺条件？1.酸性焊条、碱性焊条的优缺点？2. *无损探伤、无损检测、无损评价三个名称体现了无损检测技术的三个阶段。 1、无损探伤：早期名称，是指探测和发现缺陷 2、无损检测：现阶段名称，是指在探测的基础上，可检测试件的一些其他信息如：结构、性质、状态等。通过检测掌握更多的信息。 3、

4、无损评价：即将或正在进入的新的发展阶段的名称，（按英语时态是正在进行时和将来时的含义）其涵盖更广泛、更深刻，他不仅要求发现缺陷，探测试件的信息要求获取更全面、更准确的综合信息。 例如：对于有关的缺陷的形状、尺寸、位置、取向、内含物、缺陷的组织、残余应力等信息。它要结合成像技术、自动化技术、计算机数字分析和处理技术、及材料力学等领域的知识，对试件及产品的质量和性能给出全面、准确的评价。 目前五大常规的检测方法：射线-RT、超声-UT磁粉-MT、 渗透-CT、涡流-ET. 其中：射线-RT、超声-UT检测试件内部缺陷 磁粉-MT、渗透-CT、涡流-ET.检测试件表面缺陷 随工业发展，产品质量、结构

5、安全性、使用可靠性的要求越来越高。尔无损检测技术具有不破坏试件、检测灵敏度高等优点，应用越来越广泛。科学进步无损检测方法及种类日益繁多。如激光全息技术、红外线成像、微波、磁记忆、射线成像技术等等。根据各自的技术特点广泛应用到各个领域发挥着重要重要 在进行无损检测时，必须根据无损检测的目的，正确选择无损检测实施的时机。例如，有冷裂纹倾向的材料，就应该安排在焊接完成24小时以后进行无损检测。只有正确的选用实施无损检测的时机，才能顺利的完成检测。正确评价产品质量。 在无损检测应用中，必须认识到任何一种无损检测方法都不是万能的，都有各自的优缺点，因此，在无损检测应用中，如果可能，不要只采用一种无损检测

6、方法，而应尽可能多的同时采用几种方法，以便保证各种方法互补，保证产品的质量。 6.4（14.1）承压类特种设备制造过程中无损检测方法的选择 (第14章内容） 1、原材料检验 钢板钢板UT。 锻件和棒材锻件和棒材UT，MT（PT）。）。 管材管材UT（RT），），MT（PT）。）。 螺栓螺栓UT，MT（PT）。）。 2，焊接检验 坡口部位坡口部位UT，PT（MT）。）。 清根部位清根部位PT（MT）。）。 对接焊缝对接焊缝RT（UT），），MT（PT）。）。 角焊缝和角焊缝和T形焊缝形焊缝UT（RT），），PT（MT） 3，其他检验 工卡具焊疤MT（PT）。 复合材料复合层检测，爆炸复合层UT。

7、 复合材料复合层检测，堆焊复合层，堆焊前MT（PT）。 复合材料复合层检测，堆焊复合层，堆焊后UT（PT）。 水压试验后MT（PT）。 4检测方法对检测对象的适应性（见下表） 表中：表示很适用； ：表示适用；：表示有附加条件的适用。：表示不适用；：表示不相关 检测对象 内部缺陷检测方法 表面近表面陷检测方法 RT UT MT PT ET 试 件 分 类 锻件 x 铸件 压延件（管板型材） 焊缝 缺陷分类 表面缺陷 表面裂纹 表面针孔 折叠 - - 断口白点 - 检测对象 内部缺陷检测方法 表面近表面陷检测方法 RTUT MT PT ET缺陷分类 内部缺陷 分层 - - - 疏松 - - - 气

8、孔 - - - 缩孔 - - - 未焊透 - - - 未熔合 - - - 夹渣 - - - 裂纹 - - - 白点 - - -注:各种无损检测的基础知识RT、UT、MT、PT、ET(第8章13章）（由分管专业课讲） 无损检测基础知识需要掌握的问题1.对锅炉压力容器而言，最常用的无损检测方法有哪些？2.*简述无损检测的应用特点.3.*无损检测的目的4. .*无损检测的定义 无损检测最主要的用途是探测缺陷。了解材料和焊逢中的缺陷种类和产生原因，有助于正确的选择无损检测方法，正确判断和分析检测结果。7.1*钢焊缝中常见的缺陷1.外观缺陷：（1）咬边（2）焊瘤（3）凹坑（4）未焊满（5）烧穿（6）表面

9、气孔、裂纹（7）单面焊根部未焊透2.焊缝的内部缺陷：（1）气孔（2）夹渣（3）未熔合（4）未焊透（5）裂纹3.防止产生冷裂纹的措施：a.采用低氢焊条碱性焊条，并在1001500C下保存。b.提供预热温度，采用后热措施。c.选择合理的焊接顺序，减少焊接变形。d.焊后及时进行消氢处理。 *外观缺陷产生的原因： 1、咬边： 是沿着焊趾，在母材部分形成的凹陷和沟槽。是电弧将焊缝边缘母材金属熔化后没有得到熔敷金属的充分补充而留下的凹槽。 电流大，运条数度慢，焊条角度不准确，摆动不合理，电弧过长。或直流磁偏吹等。 咬边减少了母材有效截面积，降低了结构承载能力，造成应力集中，可发展为裂纹。 2、焊瘤： 焊逢

10、中的液态金属流到加热不足未熔化的母材上或从焊缝根部溢出，冷却后形成未与母材熔合的金属瘤。 产生原因是焊接规范过强，焊条熔化过快，焊接电源不稳定以及操作姿势不正确形成的，在横，立，仰焊位置更容易形成焊瘤。 焊瘤常伴有未溶合、夹杂缺陷，它改变焊缝实际尺寸，带来应力集中，管内焊瘤减小管子内径，易造成堵塞。 （3）凹坑： 焊缝表面或背面局部的低于母材的部分。 产生原因是由于收弧时焊条未作短时间停留造成的。横，立，仰焊位置常常在焊缝背面根部产生内凹。 凹坑减少焊缝有效截面积，常带有弧坑裂纹和弧坑缩孔。 （4）未焊满： 焊缝表面上连续的或断续的沟槽。 填充金属不足是产生未焊满的根本原因。规范太弱，焊条过细

11、，运条不当等均会容易产生未焊满。 减少焊缝有效截面积,削弱了焊缝强度，产生应力集中。规范弱，冷却速度增大（相对增大）易产生气孔、裂纹等。 （5）烧穿： 焊接过程中，熔深超过工件厚度，熔化金属从焊缝背面流出，形成穿孔性缺陷。 焊接电流过大，速度太慢，电弧在焊缝处停留过久产生烧穿。另外工件间隙太大，钝边太小也容易产生烧穿。 是不允许缺陷，破坏了焊缝，使焊接接头丧失了连接及承载能力。 （6）其他表面缺陷： 成形不良（超高、超宽、表面粗糙、过度不圆滑），错边（两工件对接时在厚度方向有位移。可是表面或装配缺陷），塌陷（单面焊输入热量过大使焊缝背面塌陷鼓起），表面气孔及弧坑缩孔，各种焊接变形（角变行、扭曲

12、、波浪变形）等等。 2，*气孔： 指焊接时，熔池中的气体未在金属凝固前溢出，残留于焊缝中形成的空穴。 产生原因：母材或填充金属表面有锈，油污等，焊条及焊剂未烘干，焊接线能量过小，熔池冷却速度大等。 危害：减少焊缝有效截面积，是焊缝疏松。降低接头强度、塑性、引起泄露 3，夹渣： 指焊后熔渣残留于焊缝中的现象。夹渣又分金属夹渣和非金属夹渣两种。 产生原因：（1）坡口尺寸不合理。（2）坡口有污物。（3）焊接线能量过小。（4）多层焊时，层间清渣不彻底。（5）焊缝散热太快，液态金属凝固过快。（6）药皮，焊剂化学成分不合理，熔点过高，冶金反应不完全，脱渣性不好等。 危害：尖端应力集中会发展为裂纹源。 4，

13、*裂纹： 金属原子的结合遭到破坏，形成新的界面而产生的缝隙。 （1）分类： 按尺寸大小分：宏观裂纹（肉眼可见），微观裂纹（显微镜下 才能发现），超显微裂纹（高倍显微镜下才能发现）。 按延伸方向分：纵向裂纹，横向裂纹，辐射状裂纹。 按发生部位分：焊缝裂纹，热影响区裂纹，熔合区裂纹，焊趾 裂纹，焊道下裂纹，弧坑裂纹等。 按发生条件和时机：热裂纹，冷裂纹，再热裂纹，层状撕裂等。 （2）裂纹的危害： 裂纹是焊接缺陷中危害最大的一种，它是面积型缺陷，（具有 三维尺寸的缺陷称为体积型缺陷，如气孔，夹渣等）， 具有二维 尺寸的缺陷称为面积型缺陷。如裂纹，未熔合等）它的出现将显 著减少承载面积，特别是在端部形

14、成尖锐缺口，应力高度集中很容易扩展导致破坏。尤其是冷裂纹，由于其延迟性和快速脆断性，带来的危害是灾难性的。世界上的承压类特种设备事故绝大部分是由于裂纹引起的脆性破坏。 5，*未焊透： 母材金属未熔化，焊缝金属没有进入接头根部的现象。 产生原因：（1）焊接电流小，熔深浅。 （2）坡口和间隙尺寸不合理，钝边太大。 （3）磁偏吹影响。 （4）焊条偏芯度太大。 （5）层间及焊根清理不良。 危 害：未焊透减少了焊缝的有效截面积，使接头强度下降。未焊透引起的应力集中严重降低焊缝的疲劳强度。未焊透可能成为裂纹源，是造成焊缝破坏的重要原因。 6，*未熔合： 焊缝金属与母材金属或母材金属之间未熔化结合在一起的缺

15、陷。 分 类：坡口未熔合，层间未熔合，根部未熔合三种。 产生原因： （1）焊接电流过小。 （2）焊接速度过快。 （3）焊条角度不对。 （4）产生了弧偏吹现象。 （5）焊接处于下坡位置，母材未熔化时已经被铁水覆盖。 （6）母材表面有污物或氧化物影响熔敷金属与母材间的熔化结 合等。 危害：未熔合是一种面积型缺陷，坡口未熔合和根部未熔合会使承载面积明显减少，使应力集中变得比较严重，其危害仅次于裂纹。 7.2、*铸件中常见缺陷 铸件是承压类特种设备中较少的工件，所以对常见缺陷在这里只是简单介绍： 其常见缺陷有；气孔，夹渣，夹砂，密集气孔，冷隔，缩孔，疏松和裂纹。 7.3、*锻件中常见缺陷 锻件是承压类特种设备中较重要的工件，但是也是较少见的材料，其常见缺陷有：缩孔，疏松，非金属夹杂物，夹砂，折叠，龟裂，锻造裂纹，白点等。 7.4、轧材中常见缺陷 轧材的种类包括管，棒，板，丝，钢轨和