第一章 无损检测概论

1、无损(w sn)检测共三十八页无损(w sn)检测Email：HJFC01163.COM授课(shuk)教师：方 驰联系电话损检测共三十八页无损(w sn)检测第一章 无损(w sn)检测概论第二章 射线检测第三章 超声波检测第四章 磁粉检测第五章 涡流检测 第六章 渗透检测共三十八页第一章 无损检测(jin c)概论第一节 无损检测定义及目的一、定义 无损检测技术是对材料、工件进行非破坏检验和分析的一种方法，以发现材料等组织中的不连续性等宏观缺陷为主要目的的检验。 二、目的 1质量管理 无损检测的主要目的之一，就是(jish)对非连续加工（例如多工序生产）或连续加工

2、（例如自动化生产流水线）的原材料、半成品、成品以及产品构件共三十八页第一章 无损检测(jin c)概论提供实时的工序质量控制，特别是控制产品材料的冶金质量与生产工艺质量，例如缺陷情况、组织状态、涂镀层厚度监控等等，同时，通过检测所了解到的质量信息又可反馈给设计与工艺部门，促使进一步改进(gijn)设计与制造工艺以提高产品质量，收到减少废品和返修品，从而降低制造成本、提高生产效率的效果。 共三十八页第一章 无损(w sn)检测概论 另一方面，利用无损检测技术也可以根据验收标准将材料、产品的质量水平控制在适合使用性能要求的范围内，避免无限度地提高质量要求造成所谓的“质量过剩”。 因此，无损检测技术

3、在降低生产(shngchn)制造费用、提高材料利用率、提高生产(shngchn)效率，使产品同时满足使用性能要求（质量水平）和经济效益的需求两方面都起着重要的作用。共三十八页第一章 无损检测(jin c)概论 2质量鉴定 已制成的产品（包括材料、零部件等）在投入使用或作进一步加工，或进行组装之前(zhqin)，需要进行最终检验，亦即质量鉴定，确定其是否达到设计性能要求，能否安全使用，亦即判别其是否合格，以免给以后的使用造成隐患。共三十八页第一章 无损(w sn)检测概论 因此，产品使用前的质量验收鉴定是非常必要的，特别(tbi)是那些将在高应力、高温、高循环载荷等复杂恶劣条件下以及恶劣环境中工

4、作的零部件或构件等，仅仅靠一般的外观检查、尺寸检查、破坏性抽检等是远远不够的，在这方面，无损检测技术表现出能够百分之百地全面检查材料内外部的无比优越性。 共三十八页第一章 无损(w sn)检测概论 3在役检验 使用无损检测技术对运行期间或正在运行中的设备构件进行经常性的或者定期的检查，或者实时监控（称为在役检测），能及时发现影响设备继续安全运行或使用的隐患，防止事故的发生。 定期或不定期在役无损检测的目的并不仅仅是尽早发现和确认(qurn)危害设备安全运行及使用的隐患并予以及时清除，从经济意义上来说，当今对无损检测技术还要求在发现早期缺陷（例如初始疲劳裂纹）共三十八页第一章 无损(w sn)检

5、测概论后，通过无损检测技术定期或实时（连续）监视其发展，对所探测到的缺陷能够确定其类型、尺寸、位置、形状与取向等，根据断裂力学理论和损伤容限设计、耐久性等对设备构件的状态、能否继续使用、安全使用的极限寿命或者剩余寿命做出评估和判断。 综上所述，无损检测技术不仅是产品设计制造过程和最终成品静态质量控制的极重要手段，而且(r qi)是保障产品安全使用与运行的动态质量控制几乎是唯一的手段。 共三十八页第一章 无损(w sn)检测概论 但要看到，所有无损检测手段，除了设备因素(yn s)以外，还存在很大的人为因素(yn s)，这与个人的责任心、工作经历等因素(yn s)不无关系。 当然，这些“因素”均

6、会随着现代科学的进步，设备的更新换代而逐渐减少。 共三十八页第一章 无损检测(jin c)概论 第二节 常规检测方法 由于各种检测方法都具有一定的特点，为提高检测结果可靠性，应根据设备材质、制造方法、工作介质、使用条件和失效模式，预计可能产生的缺陷种类、形状、部位和取向，选择合适的无损检测方法。 任何一种无损检测方法都不是万能的，每种方法都有自己的优点和缺点。应尽可能多用几种检测方法，互相取长补短(q chng b dun)，以铁路运输设备安全运行。共三十八页第一章 无损(w sn)检测概论此外在无损检测的应用中，还应充分认识到，检测的目的不是片面追求过高要求的“高质量”，而是应在充分保证安全

7、性和合适风险率的前提下，着重考虑(kol)其经济性。只有这样，无损检测在地铁运输的应用才能达到预期目的。 目前铁路广泛采用的五大常规检测方法分别为： 射线检测(RT)、超声检测(UT)、磁粉检测(MT)、涡流检测(ET)、渗透检测(PT)。共三十八页第一章 无损检测(jin c)概论 1射线检测(RT) 射线检测是利用(lyng)射线对物体的穿透本领和物体对透过射线的衰减效应来检验物体内部缺陷的，由于完好的部件与缺陷部位有不同的衰减，以致使穿过工件的射线强度发生变化，通过胶片感光或电脑合成的手段来指示缺陷的存在。共三十八页第一章 无损检测(jin c)概论 2超声波检测(UT) 超声波检测是利

8、用材料(cilio)本身或内部缺陷的声学性质对超声波传播的影响，探测工件材料(cilio)内部或表面的缺陷(如裂纹、气泡、夹渣等)的大小、形状和分布状况以及测定材料(cilio)性质的检测方法。共三十八页第一章 无损(w sn)检测概论 3磁粉检测(MT) 磁粉检测是利用导磁金属在磁场磁化的情况下，由于不连续性的存在，使工件表面和近表面的磁力线发生局部畸变而产生漏磁场，吸附施加在工件表面的磁粉，形成在合适光照下目视可见的磁痕，从而显示出材料表面或近表面存在缺陷(如裂纹、冷隔等)不连续性的位置、形状和大小(dxio)和检测方法。共三十八页第一章 无损(w sn)检测概论 4涡流检测(ET) 涡流

9、检测是将载有交变电流的检测线圈(xinqun)靠近导电被检工作时，由于线圈(xinqun)磁场的作用，在金属工作中产生涡流，涡流的大小、相位受工件导电性、导磁性及完整性等因素的影响，而涡流产生的磁场又过来使检测线圈(xinqun)的阻抗发生改变，通过测定检测线圈(xinqun)的阻抗变化，就可以得到工件导电性、导磁性及完整性的检测方法。共三十八页第一章 无损(w sn)检测概论 5渗透检测(PT) 参透(cn tu)检测的原理是将被检材料表面净化处理，然后在需检表面涂上一层渗透性较强、且色泽鲜艳的渗透液，在毛细管作用下，经过一段时间，渗透液可以渗透进表面开口缺陷中。然后用清洗剂清洗表面，待干燥

10、后再在表面再涂上一层吸附性较强的显示液，显像剂将吸引缺陷中保留的渗透液，渗透液回渗到显像剂中，在一定的光源下（紫外线光或白光），缺陷处的渗透液痕迹被显现，从而发现缺陷的形貌及分布状态的存在。共三十八页第一章 无损检测(jin c)概论 6其它检测方法： 目视检测直接用肉眼观察被测工件表面的检测方法。 音响探伤使工作产生机械振动，测其频率、振幅和衰减变化而发现缺陷。 声发射利用工件在应力作用(zuyng)下产生应力波，再经换能器把应力波转换成电讯号，通过测量，显示或记录应力波的变化情况，即可发现受检工作缺陷。 共三十八页第一章 无损检测(jin c)概论 红外线检测利用工作因温度差异辐射出不同的

11、波长范围的红外线来差别(chbi)缺陷的存在。 静电探伤利用绝缘材料带有电荷的粉未在物质作用下，由于静电感应而带电，通过测量其静电场的变化和吸引带电粉未的情况来判伤。 激光全息无损检测是通过对被测物体加外加载荷,利用有缺陷部位的形变量与其它部位不同的特点,通过加载前后所形成的全息图像的叠加来反映材料、结构内部是否存在缺陷。共三十八页第一章 无损(w sn)检测概论 超声相控阵技术使用不同形状的多阵元换能器来产生和接收超声波波束,通过控制(kngzh)换能器阵列中各阵元发射(或接收)脉冲的时间延迟,改变声波到达(或来自)物体内某点时的相位关系,实现聚焦点和声束方向的变化,然后采用机械扫描和电子扫

12、描相结合的方法来实现图像成像。 微波无损检测将在3303300 MHz中某段频率的电磁波照射到被测物体上,通过分折反射波和透射波的振幅和相位变化以及波的模式变化,了解被测样品中的裂纹、裂缝、气孔等缺陷,确定分层媒质的脱粘、夹杂等的位置和尺寸,检测复合材料内部密度的不均匀程度。共三十八页第一章 无损检测(jin c)概论 第三节 工件缺陷形成原因和发展状态 一、疲劳裂纹1疲劳裂纹的形成原因 疲劳断裂是由循环交变应力，拉应力和塑性应变(yngbin)同时作用的结果。循环交变应力使裂纹萌生，拉应力使裂纹扩展，而塑性应变(yngbin)影响整个疲劳过程。 疲劳裂纹总是首先在应力最高，强度最弱的基础上形

13、成的。共三十八页第一章 无损检测(jin c)概论 当构件在反复载荷的作用下一经出现裂纹，裂纹会使构件的一部分材料失去承力，使余下的能承力的材料平均应力(yngl)提高。由于构件一般都有一定的剩余强度，所以出现裂纹时并不会立即造成破坏。但是裂纹的端头形成尖锐的切口，又变成新的应力(yngl)集中区，在连续使用中，此处又会继续裂开，这样裂纹越来越大，构件能传递应力(yngl)的材料越来越少，直到剩下的材料不足以传递静载荷时，构件就会猛裂破坏。共三十八页第一章 无损检测(jin c)概论共三十八页第一章 无损检测(jin c)概论共三十八页第一章 无损检测(jin c)概论共三十八页第一章 无损检

14、测(jin c)概论 2疲劳裂纹(li wn)的发展情况 一般分为三个阶段： (1)开始阶段： 裂纹短小，一般以隧道形式向内缓慢扩展，系多疲劳源，往往伴有各个小裂纹按最大拉应力和最小阻力原则选择扩展路径，最后会相互连接为垂直于应力轴线的单一主裂纹。共三十八页第一章 无损(w sn)检测概论 (2)中间阶段： 当各小段裂纹逐步连接成一条较长的裂纹以后，即基本上以单纯正向疲劳方式，较均匀稳定地向前扩展，可称为稳定扩展阶段。 (3)过渡阶段： 稳定扩展至一定深度后，由于剩余工作(gngzu)载面的减少，单位应力逐渐增加，裂纹加速扩展，当裂纹扩展到使截面上的应力达到材料的强度极限时，便发生最终的瞬间断

15、裂。共三十八页第一章 无损检测(jin c)概论 二、剥离缺陷(机车(jch)轮箍) 1剥离缺陷的形成原因 铸锭由液态到固态的凝固过程中，因体积收缩而形成缩孔，在锻、轧开坯时未能把铸锭中的缩孔切除干净，致使锻轧件工件内部形成缩孔残余缺陷。共三十八页第一章 无损(w sn)检测概论 另一种情况是铸锭本体产生二次缩孔，冒口切割时二次冒口仍留在钢锭内部。 还有就是部份金属、非金属夹杂在加工过程中被离心力的作用抛制到工件表面或近表面。 当该缩孔或夹杂被磨耗至表面时，人们看到的就是(由于缩孔残余的附近常伴有密集的夹杂物，缩松、偏析等。)剥离。 2剥离缺陷的发展状态(zhungti) 轮箍内部剥离严重时，

16、就会形成了应力集中点，也就是人们常说的裂纹源，在外力的作用下，易使轮箍在短时间内产生崩裂，造成铁路行车事故。共三十八页第一章 无损检测(jin c)概论当剥离不严重时，会因轮箍的缓慢磨耗，慢慢的磨耗到踏面的表面，一但外露，产生的直接后果就有二方面，一是造成机车轮对在运行过程中出现打音，同时敲击钢轨；另一方面，处露后极易形成裂纹，并且(bngqi)发展迅速。最终也会倒至崩箍事故。共三十八页第一章 无损(w sn)检测概论 三、熔焊(rn hn)缺陷(焊口) 共三十八页第一章 无损(w sn)检测概论 1熔焊缺陷的形成原因 金属材料焊接(hnji)的实质是在一个狭小的地方进行的高温、高速的复杂的治

17、金过程。焊接(hnji)熔池所占的地方一般只有一平方公分左右。从熔池生成到凝固所需的时间也仅有几秒钟。在这样高的温度下，这样狭小的区域中，和这们短的时间内，焊接(hnji)熔池几乎是在同一时间完成金属熔化、造渣、脱气、去除杂质等一系列复杂的治金过程后立即形成焊缝的。在这种条件下要完全避免焊缝内部不产生缺陷那将是十分困难的。共三十八页第一章 无损检测(jin c)概论 另一方面焊接过程是对常温固体金属材料局部高速加热和局部高速冷却的过程，在这个过程中会(zhn hu)使金属材料产生局部的急剧膨胀或急剧收缩，从而导致焊缝附近的线材热影响区产生强大的热应力，这个热应力常使焊缝和母材连接部位产生各种类

18、型的裂缝缺陷。共三十八页第一章 无损(w sn)检测概论 2熔焊缺陷的种类 熔焊的缺陷分为气孔(分散和密集、链状的)、柱状和针状气孔、焊缝夹渣、未焊透、咬边(母材金属加热过大和充填金属不能充满溶池)焊接裂缝、焊缝层状撕裂(s li)(大型焊接件结构复杂焊接部位，在母材热影响区及其邻接处和在平行于母材的轧制表面产生的“台阶式”的裂缝)等等。共三十八页第一章 无损(w sn)检测概论 3熔焊缺陷的发展状态 在铁路(til)配件方面，一般以焊缝裂缝的危害最大。由于这种裂缝是客观存在的，它的存在地又是两种金属边界，所以在外力的作用下，一方面它的裂缝发展遵循疲劳裂纹的发展规律，但是它的发展周期比一般疲劳裂纹的发展周期更短，造成的破坏性更大。共三十八页第一章 无损(w sn)检测概论 第四节 检测的重点部位 对于配件的检测，无论其大小、形状如何都要重点注意以下方面： 工件产生应力集中的部