NDT无损检测知识大全

1、(V)NDTSummaryPage #(V)NDTSummaryPage (V)NDTSummaryPage (V)NDTSummaryPage 无损检测大全无损检測的定义和分类定艾：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，对试件的內部及表面结构、性质、状态进行检查和测试的方法。而用人的肉眼为手段称之为宏观检查。无损探伤(NDI):是无损检测早期阶段的名称，其涵艾是探测和发现缺陷。无损检测(NDT):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。0无损评价(NDE):是将进入或目前正

2、在进入的新阶段的名称，其內涵不仅仅是探测缺陷、探测试件的结构.性质、状态，还要获取更全面、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.缺陷部位的金相组织、残余应力等。常用常规无损检测方法射线检测(Radiographic,简称RT)超声波检测(UltrasonicTesting,简称UT)磁粉检测(MagneticTesting,简称MT)渗透检测(PenetrantTesting,简称PT)涡流检测(EddyCurrent,简称ET)声发射检测(AcousticEmission,简称AE)以上前四个为四大常规检测方法，其中RT和UT主要用于检测试件内部缺陷，MT和PT主要用

3、于探测试件表面缺陷.其他无损检测方法有涡流检测声发射检测等。现代无损检测技术的发展T0FD,该记忆，超声成像，热像/红外(TIR)无损检测的目的一、保证产品质量无损检测基础知识.ppt保障使用安全改进制造工艺四、降低生产成本无损检测注意亨项1、与破坏性检测相配合2、正确选择检测时机3、合理选择无损检测方法4、各种无损检测方法综合应用各类检測方法的定义：射线检测(Radiographic,简称RT),射线检测是指用X射线或r射线穿透试件，以胶片作为记录信息的检测方法。适用于材料表面和内部不连续的检测,对体积状缺陷有很好的检测效果。超声波检测（UltrasonicTesting,简称UT）,在超声

4、波探伤中，根据缺陷的回波和底面的回波进行判斷的脉冲反射法，目前脉冲发射法用的最广泛。这是一种应用灵活、发展速度很快的检测方法，主要用于材料内部缺陷检测和材料厚度测量。磁粉检测（MagneticTesting,简称MT）,铁糜性材料被糜化后，其内部产生很强的牍感应强度，黴力线密度増大几百倍到几千倍如果材料中存在不连续性（包括缺陷造成的不连续性和结构、形状、材质等原因造成的不连续），磁力线会发生畸变，部分该力线有可能逸出材料表面，从空间穿过，形成漏牍场漏黴场的局部磁极能够吸引铁磁物质。它是发展最早的一种无损检测方法，主要用于铁磁性材料表面和近表面缺陷检测。渗透检测（PenetrantTesting

5、,简称PT）,零件表面被施涂含有荧光染料或着色燃料的渗透液以后，在毛细管作用下，经过一定时间，渗透液能够渗透进表而开口的缺陷中，经过去除零件表面多余的滲透液后，再在零件表面施涂显像剂，同样，在毛细管作用下，显相剂将吸引缺陷中保留的渗透液，渗透液回渗到显相剂中，在一定的光源下，缺陷中渗透液的痕迹被显示，从而探测出缺陷的形貌及分布状态。PT是除目视检测方法外罠简单的_种检测方法，适用于一切非多孔性材料表面开口性缺陷检测。对比项目RTUTMTPT主要监督手段像质计标准试块对比试块标准试片标准试块对比试块主要设备射线机超探仪磁探仪黑光灯记录方式底片笔录、打印录像、复制、草图录像、复制、草图几何定性条形

6、缺陷圆形抉陷点状缺陷线性缺陷线性缺陷圆形缺陷线性缺陷圆形抉陷同一直线相邻缺陷间距W较小缺陷长度为1个缺陷加间距间距W较小缺陷长度为1个抉陷不加间距间距W2mm为1条磁痕处理加间距间距为1条缺陷处理加间距评级级别IIIIIIIVIIIIIIIIIIIIIVIIIIIIIV（二）无损检测可发现缺陷的类型缺陷的分类“按加工阶段分原材料缺陷：如裂纹、夹杂物等制造过程缺陷：又称工艺缺陷，如裂纹.夹渣、气孔.未焊透等使用过程中缺陷：如裂纹、减薄、氢损伤（氢鼓泡、氢致裂纹）、腐蚀等“按检测对象分：铸件：气孔、夹渣.夹砂.密集气孔、冷隔.密集气孔.缩孔和疏松、裂纹锻件：缩孔和缩管.非金属夹杂物、夹砂、龟裂、锻

7、造裂纹、白点钢管：纵裂纹、横裂纹、表面划伤、翘皮和折叠、夹杂和分层钢棒：内部缺陷（芯部裂纹、偏析、白点、非金属夹杂物）.外部缺陷（线状缺陷.裂纹）钢板：分层、裂纹、线状缺陷.非金属夹杂物、夹渣、折叠、偏析等使用缺陷：应力腐蚀、氢损伤.蠕变损伤、疲劳裂纹、厚擦、冲刷等各种检测方法易检出的缺陷MT:表面、近表面裂纹、剖口分层、夹杂物等PT:表面开口性裂纹、针孔等ET:表面和近表面裂纹、夹杂物等RT：体积状缺陷和与射线入射方向一致(平行)的而型缺陷UT:垂直于声束的平面状缺陷(裂纹、未熔合.未焊透)及大的体积状缺陷AE:检测在负载状态下裂纹等缺陷的张口位移(发展)情况无损检测方法的选用在充分了解各种

8、无损探伤方法的前提下，根据零件检测部位、检测质量要求和经济性进行全面分析，合理地选用探伤方法，达到相互配合，准确、可靠和经济地进行检验。检测时机检测方法综合运用与破坏性试验相结合举例：锅炉压力容器制造过程中无损检測方法的选择原材料检测A、板材：UTB、锻件和棒材：UT、MT(PT)C、管材：UT(RT)、MT(PT)D、螺栓UT、MT(PT)焊接检测A、坡口部位:UT.MT(PT)B、清根部位：PT(MT)C、对接焊缝RT(UT)、MT(PT)D、角焊缝、T型焊缝：UT(RT).PT(MT)E、工卡具焊疤：MT(PT)F、爆炸复合层：VT.UTG、坡焊复合层堆焊前：MT(PT)H、坡焊复合层堆

9、焊后：UT、PTI、水压试验后：MT(V)NDTSummaryPage (V)NDTSummaryPage 射线检测（RT）所谓射线，就是指X射线、a射线、B射线、Y射线、电子射线和中子射线等。其中，X射线、Y射线和中子射线因易于穿透物质而在产品质量检测中荻得了应用。作用原理：射线在穿过物质的过程中，由于受到物质的散射和吸收作用而使其径度降低，强度降低的程度取决于物体材料的种类、射线种类及其穿透距离。这样，当把强度均匀的射线照射到物体（如平板）上一个侧面，通过在物体的另一侧检测射线在穿过物体后的强度（变化），就可检测出物体表面或内部的缺陷，包括缺陷的种类、大小和分布状况，这就是射线检测的简单原

10、理。射线检测最主要是探测试件内部的宏观几何缺陷。射线照相法是指用X射线或r射线穿透试件,以胶片作为记录信息的器材的无损检测方法。“射线检测是利用射线探测零件内部缺陷的无损探伤方法。利用X射线、Y射线和中子射线易于穿透物体和穿透物体后的衰减程度不同，使胶片感光程度的不同来探测物体内部的缺陷，对缺陷的种类、大小、位置等进行判斷。“射线检测主要适用于体积型缺陷，如气孔等的检测；在特定的条件下，也可检测裂纹、未焊透、未熔合等缺陷。“工业应用的射线检测技术有三种：X射线检测，r射线检测、中子射线检测。射线照相法是指用x射线或Y射线穿透试件,试件中因缺陷存在影响射线的吸收而产生强度差异，通过测量这种差异来

11、探测缺陷，并以胶片作为记录信息的器材的无损的检测方法。该方法是灵基本的，应用灵广泛的一种射线检测方法。x射线和丫射线都是波长极短的电联波，从现代物理学波粒二相性的观点看也可将其视为能量极高的光子束流，两者基本区别在于x射线是从x射线管中产生的，而丫射线是从放射性同位素的原子核中放射出来的。射线检测（RT）是一种透射光成像技术，射线透照的必备条件：射线源（主要作用是提供可穿透被检工件的透射光）；常用的射线源有X光机、咖玛源、电子直线加速器、中子源。X射线机、高能X射线机、Y射线机射线感测元件（主要作用使投射光成像）；常用射线感测元件有X光胶片、莹光屏增感屏、图象增强器、半导体晶体阵列。合适的工件

12、状态；工件表面源侧空间距离满足透照焦距需要，工件背表面的可接近性。其它附助设备；象质计、铅字母铅标记、贴片夹、暗带及暗室处理设备胶片处理设备等。合适的透照场所（主要作用是提供有效的射线防护）：因射线透照对人体有伤害，透照场所受环保部门监督。射线探伤方法分类；A、按射线源的种类不同，射线探伤可分为分：X射线检验；主要用于薄壁工件检验。咖玛射线检验；一般用于中、厚板工件检验。高能X射线检测；主要用于厚壁工件检验。中子射线检测；主要用于放射性材料检測和有机材料检測。B、按射线感测元件种类分胶片照象法；锅炉及压力容器射线检验的主要方法，射线感測元件为胶片。实时成象法；一般用于自动检测线，射线感測元件为

13、图象增强器或半字体晶体阵列。C、按记录方式不同分为射线照相法荧光屏成像法气体电离法电视成像法射线照相法原理射线穿透物质时,其强度会由于物质的吸收和散射而发生衰减,衰减的程度取决于物质厚度和密度物体材料的种类、射线种类及其穿透距离。当物体中存在缺陷时，由于缺陷部位的厚度和密度发生变化，穿过无缺陷完好部位和有缺陷部位的射线强度不同，因而使胶片的感光程度不同,胶片处理后，就形成了黑白不同的影像。“射线照相法探伤是利用物质在密度不同、厚度不同时对射线的吸收程度不同（即使射线的衰减程度不同），就会使零件下而的底片感光不同的原理，实现对材料或零件内部质量的照相探伤。“当射线穿过密度大的物质，如金属或非金属

14、材料时，射线被吸收得多，自身衰减的程度大，使底片感光轻；当射线穿过密度小的缺陷（空气）时。则被吸收得少，衰减小，底片感光重。这样就获得反映零件内部质量的射线底片。/光电效应；康普顿效应；电子对效应。“射线穿过物质时会产生衰减。射线穿过的物质种类和密度不同，其衰减量不同。I=loeuTo射线在穿透物质过程中会与物质发生相互作用，因吸收和散射而使其强度减弱。强度衰减程度取决于物质的衰减系数和射线在物质中穿越的厚度。如果试件的局部存在缺陷，且构成缺陷的物质的衰减系数又不同于试件，该局部区域的透过射线径度就会与周围产生差异。把胶片放在适当位置使其在透过射线的作用下感光，经暗室处理后得到底片。底片上各点

15、的黑化程度取决于射线照射量（射线强度、照射时间）,由于缺陷部位和完好部位的透射射线强度不同，底片上相应部位就会出现黑度差异。把底片放在观片灯上借助透过光线观察，评片人员据此判斷缺陷情况并评价试件质量。mi.26射线榆测抽本冰理为了表示底片的黑化程度，采用底片黑度D表示D=lg（L/L）D底片的黑度Lo透过底片前的光强L透过底片后的光强X射线和Y射线的性质X射线和丫射线均为电磁波，波长范围均在0.OOrinm之间，比可见光的波长短.频率高、穿透力强。不可见，在真空中以光速直线传播本身不带电荷，不受电场和该场的影响(V)NDTSummaryPage #(V)NDTSummaryPage #在媒质界

16、而可以发生反射和折射，但X射线和Y射线只能发生慢反射，而不能象可见光那样产生镜而反射。X射线和Y射线的折射系数非常接近于1,所以折射的方向改変不明显可以发生干涉和衍射现象，但只能在非常小的，例如晶体组成的光栅中才能发生这种现象能够穿透可见光不能穿透的物质，被物质吸收而使自身强度衰减在穿透物质过程中，会与物质发生复杂的物理和化学作用，例如电离作用，荧光作用,热作用，以及光化学作用等具有辐射生物效应，能够杀伤生物细胞，破坏生物组织X射线的产生X射线是在X射线管中产生的，X射线管是一个具有阴阳两极的真空管，阴极是鹄丝，阳极是金属（鹄、铜）制成的靶。在两极之间加很高的管电压,当阴极加热到白炽状态时释放

17、出大量电子，这些电子在电场中被加速，获得很大的动能，从阴极飞向阳极,最终以很大速度撞击在金属靶上，失去所具有的动能，这些动能绝大部分转换为热能,仅有极少一部分转换为X射线向四周辐射。X射线管是一种两极电子管，将阴极灯丝通电，使之白炽，电子就在真空中放出,如果两极之间加几十千伏以至几百千伏的电压（叫做管电压）时，电子就从阴极向阳极方向加速飞行，当这些高速电子撞击阳极时,与阳极金属原子的核外库仑场作用，发生韌致幅射而放出X射线。(V)NDTSummaryPage #(V)NDTSummaryPage #(V)NDTSummaryPage (V)NDTSummaryPage 目前使用的X射线机的射线

18、转换效率约2%。由X射线管所发出的X射线能谱为连续谱，因其波长分布是连续的。连续谱的最短波长入祇与管电压千伏值（kVP）的关系为：Xnin=12.4/kVP（nm）管电压越高，最短波长入罰的值就越小，平均波长越短，X射线的能董越高，线质越硬，穿透物质时衰减越少，穿透力越强。所以在射线检测时，一般是根据试件的材质和厚度来选择管电压。X射线的强度大致与管电压的平方和管电流的大小成正比。管电压越高，射线波长越短，能量越高，穿透能力越强；管电流越大，射线强度越大；靶材料的原子序数越大,射线强度越大lT=K.ZiV2&比例常数）射线照相的原理如图所示，厚度为蔭米的物体中有厚度为確米的缺陷时，X射线透过无

19、缺陷部位的底片的黑度为0而X射线透过有缺陷部位的底片黑度应为ZAD,把这种曝过光的胶片在暗室中经过显影、定影、水洗和干燥。再将干燥的底片放在观片灯上观察，根据底片上有缺陷部位与无缺陷部位的黑度图象不一样，就可判断出缺陷的种类、数量、大小。Y射线的产生射线是放射性同位素经过a衰变或B衰变后，从激发态向稳定态过度的过程中，从原子核内发出的，这一过程称作Y衰变，又称Y跃迁。与原子的核外电子的跃迁一样，都可以放出光子，光子的能董等于跃迁前后两能级能值之差。核内能级的跃迁放出的Y光子能量在千电子伏到十几兆电子伏。不同的放射性同位素具有不同的能董级，C06O1.25MeV；I门920.355MeV;Se7

20、50.20MeV；同一种放射性同位素，具有不同的活度。-Y射线是通过放射性同位素的衰减产生的-同位素都存在半衰期，一般要求用于Y射线探伤的放射性同位素的半衰期为几个月-常用的放射性同位素主要有Co60.Ir192等。射线与物质的相互作用在X射线和Y射线能量范围內，光子与物质作用的主要形式有：光电效应、康普顿效应、电子对效应射线检测设备X射线探伤机450kV以下、100mm以下高能射线探伤设备424MeV.500mm以下r射线探伤机X射线探伤机有携带式，移动式两类。携带式X射线机主要用于现场射线照相，管电压一般小于320kV,最大穿透厚度约50mm移动式X射线机用在透照室内的射线探伤，它具有较高

21、的管电压和管电流。管电压可达450kV,罠大穿透厚度约100mm。高能射线探伤设备主要有加速器等Y射线机由射线源、盛装源容器.操作机构、支撑和移动机构组成。射线检测器材胶片增感屏睹袋像质计暗室处理设备黑度计观片灯射线照相工艺特点照相的操作步骤一般把被检的物体安放在离X射线装置50厘米到一米的位置处，把胶片盒紧贴在试样的背后，让射线照射适当长的时间进行曝光.把曝光后的胶片在暗室中进行显影、定影、水洗、干燥，将干燥的底片在观片灯的显示屏上观察，根据底片的黑度和图像来判断存在缺陷的种类，大小和数量，随后对缺陷按照通行的标准进行评定和分级。射线照相规范。应注意以下几点：透照方式的选择和透照厚度比值K值

22、的控制按射线源、工件和胶片之间的相互位置关系，透照方式分为纵缝透照法、环缝外透法、环缝内透法、双壁单影法和双壁双影法五种。其中双壁单影法用于小直径的容器或大口径管子焊缝;双壁双影法用于89以下管子对接环焊缝。除了管道和无法进入内部的小直径容器只能采用双壁透照外，大多数容器壳体的焊缝照相都采用单壁透照，透照时可以把射线源放在外面而把胶片贴在内壁(称为外透法)，也可以把射线源放在里而而胶片贴在外而(称为内透法)。外透法的优点是操作比较方便，內透法的优点是透照厚度差小，在满足透照厚度比的直的情况下，一次透照长度较大。透照厚度比幷矽含义见图:对比度：highkV,lowcontrast射线照相底片上有

23、缺陷部位与无缺陷部位的黑度差。D二D厂02二0.434uGT/(1+n)D二Ig(Lo-L):清晰度：固有不清晰度Ui(与射线能量有关):几何不淸晰度Ug=bdf/(F-b)标准规定，锅炉压力容器焊缝射线照相，纵缝的幷值.不得大于1.03,环缝的/T值不得大小于1.1,限制透照厚度比，也就间接控制了横向裂纹检出角使之不致过大,过大的6角有可能导致横向裂纹漏检。采用源在内的透照方式，其&角比源在外方式小得多，尤其是源在中心的内透法，的直为1,&角为0,是最佳透照方式。射线源的选择射线能量的选择愈是使用低能量的射线，吸收系数口值就愈大，从而可以得到愿大的缺陷图象。为了达到这一目的，在釆用X射线吋要

24、尽可能降低管电压，在采用丫射线时，则要选择能量较低的Y射线源。但是降低管电压会导致射线穿透力减小,因而不能得到黑度足够的底片。所以降低管电压也是有一定限度的。完整的说法是：在能穿透工件的前提下选用能量尽可能低的射线源(即尽可能地降低X射线管电压，以提高口值)。透照距离的选择焦距(射线源到胶片的距离)愈大，被检物体和胶片贴得愈紧，几何不清晰度愈小，在选择透照距离时，应将焦距选得大一些。但是由于射线的径度I与焦距F的平方成反比，所以不能把焦距选得过大，不然透照时，射线强度将不够，所以焦距的选择应在满足几何不清晰度要求的前提下合理选择，一般在透照中，焦距的选择大多在600800mm间。在保证射线强度

25、足够的前提下，尽可能选用较长的焦距(减少几何不清晰度)曝光量的选择曝光量F为射线强度/与曝光时间t的乘积，即二lt。曝光量的大小要能保证足够的底片黑度。如果管电压偏高，那么小的曝光量也能使底片达到规定黑度，但这样的底片灵敏度不够好，所以焦距为600mm时X射线照相的曝光董一般选择15mA-min以上。保证曝光量在15mAmin以上的前扌是下，尽量选用较低的管电压胶片、增感屏的选择contrast,latitude高梯噪比胶片具有细颗粒、高梯度，其底片对比度大，颗粒度小，裂纹检出灵敏度高，检测高强度钢焊缝，或用Y射线探伤吋，宜选择此种胶片。照相时根据射线能董选择不同厚度的铅箔增感屏或其它金属增感

26、屏。铅箔吸收射线后放出二次电子，由于这种电子对胶片易于感光，因此用铅箔时感光度可提高27倍。而且铅箔能吸M攵散乱射线，使散射比n减小，从而提高底片的对比度。尽量选用细颗粒，高梯度的胶片；并配合铅增感屏使用底片黑度控制黑度处增大，胶片创直也增大，因此一般来说，应使底片黑度Q大些，但黑度过大，观片灯亮度不够就不容易看清了，所以底片黑度也不宜太大，一般规定底片黑度为1.54.0側范围内。象质计(透度计)的应用象质计是用来检查透照技术和胶片处理质童的。衡量该质量的数值是底片上能识别出的罠细钢丝的线编号。我国标准规定使用线型象质计，用底片上必须显示的罠小钢丝直径与相应的象质指数来表示照相的灵敏度。所谓射

27、线照相的灵敏度是射线照相能发现罠小缺陷的能力，射线照相灵敏度分为绝对灵敏度和相对灵敏度。绝对灵敏度是指射线透照某工件时能发现最小缺陷的尺寸，如JB4730标准中规定B级照相时。母材厚度W3mm时，应能掰认出00.1mm的钢丝，这就是绝对灵敏度表示法。射线照相的相对灵敏度K用透照方向上所能发现缺陷的最小厚度尺寸与该处的穿透厚度d的百分比表示。目前标准规定的象质指数，换算成相对灵敏度，其值大约在1%2%之间。底片评定评片是射线检测罠重要的一道工序，供评定的底片本身质量必须合格。评定项目包括缺陷定性、定量和定位，对照标准评出工件质量等级，写出探伤报告。对底片的质量要求包括：底片的黑度应在规定范围内，

28、影像清晰，反差适中，灵敏度符合标准要求。标准规定的x射线底片黑度为1.54.0,Y射线底片黑度为184.0,灵敏度应能识别标准规定的象质指数。标记齐全，摆放正确。必须摆放标记有设备号、焊缝号、底片号、中心标记和边缘标记等标记应距焊缝边缘5mm。在评定区内无影响评定的伪缺陷：如划伤、水迹、折痕、压痕、静电感光、显影斑纹、霉点等。射线的安全防护射线的危害：由于射线对人体具有危害性，所以在射线照相中，防护是很重要的。有关标准对职业放射性工作人员剂量当量限值作了规定：职业放射性的人员年剂量当量限值为50毫希沃特。非职业放射性的人员年剂量当量限值为5毫希沃特。辐射计量及单位射线防护主要措施有三种：屏蔽防

29、护、距离防护和时间防护。在实际探伤中，可根据当时的条件选择，为了得到更好的效果，往往是三种防护方法同吋使用。射线防护原则时间防护：在保证对比度的前提下尽董釆用短时间距离防护：射线在空气中随着距离的增加其强度成平方反比衰减屏蔽防护：利用建筑物、工件、专用暴光室等射线照相法的特点检测结果有直接记录一底片由于底片上记录的信息十分丰富，且可以长期保存，从而使射线照相法成为各种无损检测方法中记录罠真实、最直观、最全而、可追踪性罠好的检测方法。可以获得缺陷的投影图像，缺陷定性定量准确各种无损检測方法中，射线照相对缺陷定性是最准的。在定量方面，对体积型缺陷(气孔、夹渣类)的长度、宽度尺寸的确定也很准，其误差

30、大致在零点几毫米。但对面积型缺陷(如裂纹.未熔合类),如缺陷端部尺寸(高度和张口宽度)很小，则底片上影像尖端延伸可能辨别不清，此时定量数据会偏小。对体积型缺陷检出率高，而面积型缺陷的检出率受到多种因素影响体积型缺陷是指气孔、夹渣类缺陷。一般情况下，直径在试件厚度的1%以上的体积型缺陷可以检出。在薄试件中，可检出缺陷的最小尺寸受人眼分辨率的限制，可达0.5mm或更小。面积型缺陷是指裂纹、未熔合类缺陷，其检出率的影响因素包括缺陷形态尺寸、透照厚度、透照角度、透照几何条件、源和胶片种类、像质计灵敏度等。虽然如此，一般可以说厚试件中的裂纹检出率较低，但对薄试件，除非裂纹或未熔合的高度和张口宽度极小，否

31、则只要照相角度适当，底片灵敏度符合要求，裂纹检出率还是足够高的。4）适于檢测厚度较簿的工件而不适宜较厚的工件因为检验厚工件需要高能董的射线探伤设备。300KV便携式X射线机透照厚度一般小于40mm,420KV移动式X射线机和Ir192Y射线机透照厚度均小于100mm,对厚度大于100mm的工件照相需使用加速器或Co60,因此是比较困难的。此外，板厚增大，射线照相绝对灵敏度是下降的，也就是说对厚工件采用射线照相，小尺寸缺陷以及一些面积型缺陷漏检的可能性增大。5）适宜检测对接焊缝，检测角焊缝效果较差，不适宜检测板材、棒材、锻件。检测角焊缝的透照布置比较困难，摄得底片的黑度变化大，成像质董不够好；不

32、适宜检验板材、棒材、锻件的原因是板材、锻件中的大部分缺陷与板平行，射线照相无法检出。此外棒材、锻件厚度较大，射线穿透比较困难，效果也不好。6）有些试件结构和现场条件不适合射线照相由于是穿透法检验，检测吋需要接近工件的两而，因此结构和现场条件有时会限制检测的进行。例如有内件的容器，有厚保溫层的容器，内部液态或固态介质未排空的容器等均无法检测；采用双壁单影法透照虽然可以不进入容器內部，但只适用于直径较小的容器，对直径较大（一般大于1000mm）的容器，双壁单影法透照很难实施。此外射线照相对源至胶片的距离（焦距）有一定要求，如焦距太短，则底片清晰度会很差。7）对缺陷在工件中厚度方向的位置、尺寸（高度

33、）的确定比较困难。除了一些根部缺陷可结合焊接知识和规律来确定其在工件中厚度方向的位置，很多缺陷无法用底片提供的信息定位。缺陷高度可通过黑度对比的方法作出判断，但精确度不高，尤其影像细小的裂纹类缺陷，其黑度测不准，用黑度对比方法测定缺陷高度的误差较大。8）检测成本高射线照相设备和透照室的建设投资巨大：穿透能力40mm（钢）的300KV便携式X射线机至少需8万元，穿透能力100mm（钢）的420KV移动式X射线机至少需60万元，穿透能力100mm（钢）的Ir192y射线机至少需6万元，穿透能力大于100mm（钢）的60Co至少需50万元，加速器则需100万元以上。透照室按其面积、高度、防护等级等设

34、计条件的不同，建设费用在数十万乃至数百万。此外，与其它无损检测方法相比，射线照相的材料成本（胶片、冲洗药液等）、人工成本也是很高的。9）射线照相检测速度慢一般情况下定向X射线机一次透照长度不超过300mm,拍一张片子需10分钟，Y射线源的曝光吋间一般更长。射线照相从透照开始到评定出结果需数小吋。与其它无损检测方法相比，射线照相的检测速度很慢，效率很低。但特殊场合的特殊应用另当别论，例如周向X射线机周向曝光或丫射线源全景曝光技术应用则可以大大提高检测效率。10）射线对人体有害射线会对人体组织造成多种损伤，因此对职业放射性工作人员剂量当量规定了限值。要求在保证完成射线探伤任务的同时，使操作人员接受

35、的剂量当量不超过限值，并且应尽可能的降低操作人员和其他人员的吸收剂量。防护的主要措施有屏蔽防护.距离防护和时间防护。现场照相因防护会给施工组织带来一些问题，尤其是Y射线，对放射同位素的严格管理规定将影响工作效率和成本。射线照相法适用范围适用于检查各种金属和非金属材料和工件的內部缺陷，常用于铸件和焊缝。射线探伤优缺点综述：优点：成像直观、照相底片可以长期保存，对薄壁工件探伤灵敏度很高。对体积状缺陷敏感,缺陷影象的平面分布真实.尺寸测量准确。对工件表面光洁度没有严格要圭，材料晶粒度对检测结果影响不大，可以适用于各种材料内部缺陷检测。所以在压力容器焊接质董检验中得到广泛应用。一不受材料及表面状态限制

36、，适用广泛一检测结果直观一定性定量容易一底片可永久性保存局限性：对面状缺陷不敏感,射线对人体有害,射线源昂贵，防护成本更高。射线照相法底片评定周期校长，对厚壁工件检测灵敏度低。一检測成本高，检測速度慢一检测灵敏度与材料厚度相关一对细微的密闭性裂纹和未熔合类面状缺陷可能漏检一射线对人体有害，需安全防护射线照象灵敏度：指射线照象底片上可以观察到的最小缺陷尺寸之能力。射线照象灵敏度是用象质计（有一组不同直径的钢丝组成）进行定量评价的。射线照象底片上所能发现的最细钢丝直经叫作射线照象的绝对灵敏度；射线照象底片上所能发现的最细钢丝直经与透照厚度之比叫作射线照象的相对灵敏度；JB/T47302005标准采

37、用绝对灵敏度法评价射线照象质董；AB级射线照象质量要求能发现的最细钢丝直经由JB/T4730.22005表5、表6、表7作出具体的了规定；射线照象对气孔夹杂等体积状缺陷有较好的检出率，象质计灵敏度与气孔夹杂等体积状缺陷有较好的相关性。而射线照象对裂纹之类方向性很强的面积性缺陷检出灵敏度较低，影响裂纹检出率的主要因素是：裂纹的开口宽度和裂纹的倾角及射线照相的清晰度。国外学者的试验表明：只有当裂纹开口宽度大于0.02毫米、裂纹平面对射线束倾角小于10度.射线照相的不清晰度小于裂纹开口宽度时才有较高的检出率。因射线照相的几何不淸晰度Ug二焦点尺寸X工件厚度/焦距；所以厚壁工件中的细小裂纹检出相当困难

38、。厚壁工件检测灵敏度还与所用射线能董有关，壁厚越大、为了使胶片感光，所需要的射线能量越高，射线能量越高缺陷影象的对比度越低，所以厚壁工件中的检测灵敏度校低。为了克服厚壁工件射线检测检测灵敏度低的缺点，我国锅炉.压力容器相关法规规定：当透照厚度大于38毫米时，焊缝探伤要增加超声波检测。JB/T4730.22005标准将焊缝射线照相的质量分为A级、AB级、B级三个级别(级别不同、照相灵敏度、清晰度、对比度不同)B级为罠高级，一般应用于核容器焊缝检验；A级为最低级，可应用于一般结构件焊缝检验；AB为中间级，主要应用于锅炉、压力容器受压对接焊缝检验；JB/T4730.22005标准将焊缝质量分为四个级

39、别；1级为最高级，常用于有特别要求设备之对接焊缝质量验收；2级主要用于锅炉、压力容器的重要受压对接焊缝之质董验收。3级主要用于重要结构件及锅炉、压力容器一般受压对接焊缝之质量验收。4极为最低级，要求焊缝质量4级合格的产品不应该再进行RT检验。工业CT工业CT是工业用计算机断层成像技术的简称，它能在对检测物体无损伤条件下，以二维斷层图像或三维立体图像的形式，清晰、准确、直观地展示被检测物体内部的结构、组成、材质及缺损状况，被誉为当今最佳无损检测技术。工业CT技术涉及了核物理学、微电子学、光电子技术、仪器仪表、精密机械与控制、计算机图像处理与模式识别等多学科领域，是一个技术密集型的高科技产品。cc

40、D、性求扌揃示豆用工业CT广泛应用在汽车、材料、航天、航空、军工、国防等产业领域，为检测航天运载火箭及飞船航空发动机、大型武器的检测、地质结构的分析以及机械产品质量的重要检测手段。(V)NDTSummaryPage #(V)NDTSummaryPage 超声波检测（UT）超直业迥就是先用发射探头向被检物内部发射超声波，用接收探头接收从缺陷处反射回来（反射法）或穿过被检工件后（穿透法）的超声波，并将其在显示仪表上显示出来，通过观察与分析反射波或透射波的时延与衰减情况，即可获得物体内部有无缺陷以及缺陷的位置、大小及其性质等方面的信息。蛀逋是一种依靠弹性介质中的质点而传播的机械振动，即机械弹性波。声

41、波属于机械波范畴。超过人耳听觉（16Hz20KHz）,频率大于20千赫兹的声波叫超声波。用于工业检测的超声波，超声波检测主要用于检测试件的内部缺陷，频率为0.425兆赫兹，其中用得最多的是15兆赫兹0.510MHzoBSS7052:115MHz（1,2.25,5,10,15）“超声波具有频率高、波长短、传播能量大、穿透力强、指向性好的特点,在异质界面上遵循几何光学的折射、反射原理。超声波在均匀介质中沿直线传播，遇到界面时发生反射和折射，并且可以在任何弹性介质（固体、液体和气体）中传播。在工业超声波探伤中传播介质主要是固体、液体作为藕合剂以减少声能损失。“超声波检测实际上就是利用超声波通过两种介

42、质的界面吋发生反射和折射的特性来探测零件内部的缺陷。“脉冲反射波法是利用脉冲发生器发出的电脉冲激励探头晶体产生超声脉冲波。超声波以一定的速度向零件内部传播。遇到缺陷的波发生反射，得到缺陷波，其余的波则继续传播至零件底面后发生反射，得到底波。探头接收发射波、缺陷波和底波，放大后显示在荧光屏上。“较低频率用于检测粗晶材料和衰减较大的材料。较高频率用于检测细晶材料和要求高灵敏度处。超声波的特点1）声波、超声波和次声波机械振动在弹性介质中的传播叫机械波，机械波按振动频率分为声波、超声波和次声波。次声波：频率W20Hz,人耳听不到声波：频率2020000Hz,人耳能听到超声波：频率20000Hz,人耳听

43、不到2）超声波的主要特性具有良好的方向性，可定向发射直线性，指向性传播过程中会因扩散和介质吸收和散射而发生衰减在异质界面上能产生反射、折射和波型转换（纵波、横波、表面波）频率高能量高，在大多介质中传播能量损失小，穿透厚度大能量大，穿透能力强3）超声波的类型A、按介质质点振动方向分类：、纵波LongitudinalWave:介质质点的振动方向与波的传播方向相同的波称作纵波，常用L表示。纵波是当弹性介质的质点受到交变的拉压应力作用时产生的，故又称压缩波或疏密波。纵波可在任何弹性介质（固体、液体和气体）中传播。、横波Shear仃ransverse）Wave:介质质点的振动方向与波的传播方向互相垂直的

44、波称作横波，常用S或T表示。当介质质点受到交变剪切应力作用时，会产生剪切变形，形成横波，故横波又称为切变波。横波只能在固体介质中传播。%trsm、表面波瑞利波Surface(Raleigh)Wave:介质表面在受到交变应力作用时产生的沿介质固体表面传播的波(靠表面的质点椭圆振动)，称为表面波，常用R表示。表面波只能在固体表面传播、表面波的能量随距表面深度的增加而迅速减弱。当传播深度超过两倍波长时，其振幅降至罠大振幅的0.37倍。因此，通常认为，表面波检测只能发现距工件表面两倍波长深度内的缺陷。、板波Lamb(Plate)Wave:在板厚与波长相当的弹性薄板中传播的波(两表面质点椭圆振动，中间层

45、平行或垂直振动)称作板波。广艾上的板波也包括在圆棒、方管和管材中传播的波，但通常所说的都是指狭艾上的板波即兰姆波。对称型-S型，非对称型-A型AA/WB、按照持续时间的长短分、连续波、脉冲波波阵面，是指同一时刻介质中振动相位相同的所有质点所联成的面；而波前则是指某一吋刻波动所到达的空间各点所联成的面；波线则是波的传播方向线。%trsmC、按波形分所谓波形，即波阵面的形状。根据波形的不同，通常把不同波源发出的波分为平而波、柱面波和球面波。平面波：平面波的波阵面为相互平行的平面，其波源为一平面。平面波的波动方程为：柱而波：波阵而为同轴圆柱的波称为柱而波。柱面波的波源为一条线。其波动方程为：球面波：

46、波阵面为同心球面的波称为球而波，其波源为一点。球面波的波动方程为：超声波的发生及其性质超声波的发生和接收：压电效应超声波探伤用的高频超声波是通过压电换能器transducer获得的。所谓压电效应是指将电振动转换成机械振动或将机械振动转换成电振动物理现象。压电材料主要采用石英、钛酸领、皓钛酸铅和硫酸锂。通常在超声波探伤中只使用一个晶片，这个晶片既作发射又作接收。工业探伤用的超声波主要通过压电换能器产生，压电换能器具有压电效应，它是可逆的。既可把电能转换成机械能；又可把机械能转换成电能，从而完成超声波的发生和接收。*压电效应*仪器的时基线线与扫描电压有关,扫描电压与时间成正比，因此发射波的位置反映

47、了声波传播的时间即声传播的距离。反射幅度取决于接受的声能大小，声能的大小又与缺陷反射面的形状尺寸有关，因此根据反射波的有无、位置、幅度高低等信息，可以判斷缺陷的有无，以及定位、定量和评价缺陷，这就是反射法探伤的基本原理。%trsm/固体与固体I司的反射和折射iM角：一折射角：卜融角R反射波；折射波超声波的种类：纵波横波表而波板波根据波动传播时介质质点的振动方向与波的传播方向的相互关系的不同，可将超声波分为纵波、横波、表面波和板波等。这是超声检测中罠常见的分类方法。-空气中和水中只有声波的介质质点振动方向与传播方向一致的波能传播,叫做纵波。-因固体介质能承受剪切应力,所以可在其中传播多种波型，除

48、了纵波外还有介质质点振动方向和波传播的方向垂直的波，叫做横波。-此外，还有在固体介质的表面传播的表面波和在薄板中传播的板波,它们都可用来探伤。超声波特征参数（1）声速：横波的声速大约是纵波声速的一半，而表面波声速大约是横波的0.9倍。声速是由传播介质的弹性系数、密度以及声波的种类决定的，它与频率和晶片没有关系。水中的声速约为1500米/秒，钢中纵波的声速约为5900米/秒，横波的声速约为3230米/秒，表面波的声速约为3007米/秒。（2）波长：波在一个周期内或者说质点完成一次振动所经过的路程称为波长，用入表示，根据频率f和波速C的定狡，三者有下式关系：C=fK超声场及其特征量充满超声波的空间

49、叫做超声场，描述超声场的特征量有声压.声强、声阻抗、波束指向性及半扩散角等。-声压：超声场中某一点在某一瞬间所具有的压强匕与没有超声波存在时同一点的赫态压强P。之差，称为声压P。公式：P二P-Po=PCV（单位：Pa）一声强：在垂直于超声波传播方向上单位面积单位时间内通过的超声能量。单位时间内垂直通过单位面积的声能称为声强I:（单位：J/cm2s;常用单位是W/cm2）1I=pcA-声阻抗：趨声场中任一点的声压于该处质点振动速度之比称为声阻抗Z。声阻抗等于介质密度Q与声速c的乘积，即Z=pCo（单位:g/cm2s或kg/cm2s）(V)NDTSummaryPage (V)NDTSummaryP

50、age 散射scatter、透射transmission和折射refraction当超声波传到缺陷、被检物底而或者异种金属结合面，即两种不同声阻抗的物质组成的界面时，会发生反射大部分反射。（1）垂直入射时的反射和透射Z】z2当超声波垂直入射到异质界面吋会发生透射和反射，一部分超声波被反射，而剩余的部分就穿透过去，这两部分的比率取决于两种介质的声阻抗。其声压透射率（t）、声压反射率（r）计算公式为：Pi乙+Z三PiZ+Z：其声强透射率（T）、声企反射率（R）计算公式为:7，丄=上壬尺丄gA（乙+zj厶z1+z/（厶）Zr(Zr)平面波垂直入射到单一平界面i-入射r-反射七-透射几种常见界面上的声

51、压.声强反射和透射情况。当ZZ时，如钢/空气界面。计算可得：厂一1;才0；后1；介0。t=b=r=lL=hzlL丁亠乙厶r丄Pi乙+Z2PiA+Z2A（Z|+zJZr.Z1+z/当时Z&Z?吋，厂0：t1o如钢的淬火部分与非淬火部分及普通碳素钢焊缝的母材与焊接金属之间的声阻抗相差很小，一般约为1%。=丄匚，旦=仝三丁丄=4翠R厶（三刍Pt乙+Z2Pi乙+z?厶（乙+zJAZ+z：超声波垂直入射到某界面时的声强反射率与从何种介质入射无关。(2)斜射时的反射.折射和波型转换modeconversion波型转换：当超声波倾斜入射到异质界面时，除产生与入射波同类型的反射波和折射波之外，还会产生与入射波

52、不同类型的反射波和折射波，这种现象称为波型转换。反射、折射定律sina_siny_smpCCC2对于纵波入射的固/固界面smaJ_sinyL_sinys_sm/7Z_smps%T%csz对于横波入射的固/固界面纵波入射固/固sinassinyLsin/5sin/?Lsinps临界角criticalangle临界角描述了超声波倾斜入射到单一平界面时的某种极限传播特性，与界面两侧介质的声学特性有关。第一临界角a.使纵波的折射角3l=90时的纵波入射角度a(.的称为第一临界角。第二临界角a“使横波的折射角3s=90时的纵波入射角度j的称为第二临界角。(C)第三临界角aIII使纵波的反射角yL=90吋

53、的横波入射角度aS的称为第三临界角。例：已知有机玻碍中纵波声速为：2730M/S；钢中纵波声速为5900M/S;横波声速为3230M/So则:第一临界角为27.6(14.5)第二临界角为57.7(27.3)第三临界角为33.2由上述临界角的物理意义可知:(V)NDTSummaryPage au时，第二介质中既无折射纵波又无折射横波，但在第二介质表面形成表面波，这就是常用表面波探头的设计依据。超声波的传播速度超声波的传播速度与介质的弹性模量和介质的密度有关，对一定的介质，弹性横量和密度为常数，故波速为常数。不同的介质，有不同的波速。超声波波型不同时，介质弹性变形型式不同，声速也不一样。因此超声波

54、在介质中的传播速度是表征介质声学特性的重要参数。在无限大的固体介质中，纵波声速为:5語J（l+“二2“）在无限大的固体介质中，横波声速为:(V)NDTSummaryPage #%trsm在无限大的固体介质中，表面波声速为:0.87+1.12/1+“(V)NDTSummaryPage #g/cm2s空气3C2.90.00012933300.003428水25C2.90.997071493.21.489生理辻水25C1.0051504).511浦0.9213901.280有机圾埸2.251.1827203.2096酚旌卑料2.251425903.626铝2.252.763007.01黄键2.258

55、.5464039.4407.9600047400人体软姐织（平均）2.51.01615001390在钢中，纵波传播速度为横波速度的18倍，表面波传播速度为横波的0.9倍。超声波的亞加、干涉和衍射（绕射）diffraction。超声波在传播过程中遇到障碍物时，一方面产生反射和折射，另一方面产生绕射。绕射本领的大小取决于障碍物尺寸。和波长A的相对大小，即：当DfA时，几乎只绕射而无反射；当久时，几乎只反射而无绕射；当Df%A吋，则既反射又绕射。绕射使反射回波减弱，因此一般认为超声波检测所能探测到的最小缺陷尺为久/2o小物体上的超声波反射：在超声波探伤中，缺陷尺寸的检出极限超声波波长的一半。缺陷尺寸

56、越大，越容易反射。当超声波碰到缺陷时，会反射和散射。可是，如果缺陷的尺寸小于波长的一半吋,由于衍射，波就会绕过缺陷传播，这样波的传播就与缺陷的存在与否没有关系了。因此，在超声波探伤中，缺陷尺寸的检出极限约为超声波波长的一半。缺陷的尺寸愈大，愈容易反射。但由于缺陷形状和方向不同，其反射的方式也有所不同。超声波与光波十分相似，具有直线前进的性质，其反射的方式如图7.3-6o假如超声波垂直地入射到平面状的反射体（如裂纹）时，大部分反射波都返回到晶片，可以得到很高的缺陷回波，可是球形缺陷（如气孔）的反射波因为是各个方向的反射，回到晶片的反射波较少，所以缺陷回波较低。另外，虽然是平面状缺陷，但如果是倾斜

57、的话，也可能几乎没有反射波返回晶片。从超声波入射面（即探伤面）的对面，即工件的底面，反射回来的超声波叫做底面回波。TOC o 1-5 h z近场区和远场区：在超声波探头的声场中，按声场变化的规律分为口？近场区和远场区。声束轴线上最后一个声压极大值至声源的距离，口称为近场区（N）o近场区以外的区域称为远场区。4入超声波的衰减Attenuation质中传播时，随着传播距离的增加，超声波的能量逐渐减弱的现象称为超声波的衰减。（1）衰减的原因：扩散diffusion衰减；散射衰减；吸收衰减（2）衰减的表示方法用底波多次反射的次数来表示超声波的衰减。这种表示方法仅能紐略地比较声波在不同材料中的衰减程度，

58、也就是对同样厚度的不同材料在同样的仪器灵敏度下,观察它们的底面反射波（底波）的次数，底波次数多的材料，说明声波在该材料中衰减少；底波次数少，则声波衰减比较严重。衰减的定量表示方法：ax平面波的声压衰减规律为：px=pQe平面波的声强衰减规律为：/,=IaxPx-距波源X处的声压；P。-波源起始处声压；0C-介质衰减系数；X-距离超声波检测分类及应用PulseEcho（PE）;TransmissionfThruTransmission,TTU）A、按原理分类：脉冲反射法、穿透法、共振法。目前用得最多的是脉冲反射法。B、按探伤波形分类：脉冲反射法大致可分为纵波探伤法（直射探伤法）、横波探伤法（斜射

59、探伤法）、表而波探伤法和板波探伤法型。用的较多的是纵波和横波探伤法。纵波法（垂直法）横波法（斜角法）穿透法共振法脉冲反射法表面波法（瑞利波法）(V)NDTSummaryPage %trsm(V)NDTSummaryPage #%trsm板波法(兰姆波法)C、按接触方式分类：直接接触法.液浸法水浸法i直接接触法(V)NDTSummaryPage #%trsmD、按波的传播方式分为脉冲反射法和透射法。目前用得最多的是脉冲反射法，在显示超声信号方面，目前用得罠多而且较为成熟的是逼主。E、按探头数目分类：单探头.多探头F、按超声波传播方向分：垂直探伤法、斜射探伤法G、按探伤图形的显示方式分类：有A型显

60、示、B型显示、C型显示等。目前用得最多的是A型显示探伤法。AScanDataII卿欣一細施科鋪図舷蟻m轆髙卿祇飯融砸由朗确槪阿躺瀏6理由反礪鈿是一脈詹靳.翩腳觀袱弼邱i因丽值期區示删工柚一袈wo的郴躺呃c畑龈-解鞠际麻加綁酬脚壊尉曲:件却猶创t旳整社歸MtfiLT件汕購的平臨知他储耐矗越瞧超声波检测可用于超声波探伤和超声波测厚,以及超声波测晶粒度、测应力等。超声波探伤的方法有穿透法、共振法.脉冲反射法。现在应用最普遍的是脉冲反射法。脉冲反射法是一种反射波分析技术，利用脉冲波在均匀介质中沿直线传播,遇到异质界面时会产生反射波的特性，通过分析反射波在介质中传播的时间和比较反射波的强弱，来判断介质中