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文档简介

焊接检验方式与标准更新目录一、质量检查和检验二、相关的质量标准三、缺陷的种类及产生原因四、焊接接头的无损检测五、焊接接头的理化检验一、质量检查和检验

焊接质量的控制分检查和检验两个方面。包括:自检,班组或工地抽检和质量部门专检,质量验收及等级评定,质量监理,质量阶段性监督检查,以及专业检验部门的技术检验等。检查过程分为焊接前、焊接过程和焊接后三个阶段。检查和检验工作应严格按照有关规程、规范规定的检验项目、方法、标准和程序进行,对于重要部件的焊接可安排焊接全过程的旁站监督。

(一)、质量检查:各个阶段的检查有不同的规定,具体如下:序号焊接前焊接过程焊接后1焊缝表面的清理应符合DL/T869—2004的规定层间温度应符合工艺指导书的要求焊接修复后的检验除有专门的规定,均应按DL/T869—2004的规定执行2坡口加工应符合图纸要求焊接工艺参数应符合工艺指导书的要求外观检查不合格的焊缝,不允许进行其它项目检验3对口尺寸应符合DL/T869—2004的规定焊道的表露缺陷应消除对容易产生延迟裂纹和再热裂纹的钢材,焊接热处理后必须进行无损检验4焊接预热应符合DL/T869—2004的规定

焊接接头的硬度检验应在焊接热处理后进行5

焊接接头分类检查、检验的方法、范围及数量按(表一)进行表(一)焊接接头分类检验的项目范围及数量CX

1、焊接前检查:

1)、焊件组对前应将坡口表面及附近母材(内、外壁)的油、漆、垢、锈等清理干净,直至发出金属光泽,清理范围如下:

a)、对接接头:坡口每侧各为(10~15)mm;

b)、角接接头:(焊脚尺寸K值+10)mm;

c)、埋弧焊接头:(以上清理范围+5)mm。

2)、坡口加工应做到内壁齐平,如有错口,其错口值应符合下列要求:

a)、对接单面焊的局部错口值不得超过壁厚的10%,且不大于1mm;

b)、对接双面焊的局部错口值不得超过焊件壁厚的10%,且不大于3mm。

3)、对口间隙的大小应与所用焊接方法相适应,公称直径大于500mm的管道对口间隙局部超差不得超过2mm,且总长度不得超过焊缝总长度的20%。

4)、焊前预热的加热方法、加热宽度、保温要求、测温要求等按照DL/T819有关规定执行。推荐各种钢材施焊的预热温度见表二。表(二)各种钢材焊前预热温度2、焊接过程的检查:施焊过程中,层间温度、焊接工艺参数(焊接电流、电压、焊接线能量)等应符合工艺指导书的要求,一般层间温度应不低于规定的预热温度的下限,且不高于400℃,另外如采用多道焊时,每道间的清根一定要彻底。

3、焊接后的检查:

a)、焊工本人应对所焊接头进行外观检查,焊接质量检查人员应按表一对焊接接头进行规定比例的检验,必要时应使用焊缝检验尺或5倍放大镜,对可经打磨修复的外观超标缺陷应该做相应的记录;

b)、焊接质量检查人员应根据图纸要求对焊接部件进行宏观的尺寸检查,对于重要的部件应该在焊接过程中监视焊接变形并在焊接及热处理完成后进行最终尺寸的检查。(二)、焊接接头检验范围和数量

1、焊接接头分类检验的项目及数量,见表(一)要求,并应符合下列规定:

1)、合金钢部件施焊前应100%进行光谱检查,特别是组装后无法进行检验的部件应提前进行检验,并做好检验记录。焊接后对焊缝、管子和管道还应进行光谱复查,复查数量规定如下:

a)、锅炉受热面管子不少于10%。

b)、其他管子及管道100%。

c)、光谱复查工作应按每个焊工当日的焊接工作量及时进行。

2)、当焊接接头外观检查不合格时,不允许进行其他项目的检查。

3)、需做热处理的焊接接头,应在热处理后进行无损探伤。

除非合同和设计文件另有规定,焊接接头无损检测的工艺质量、焊接接头质量分级应根据部件类型特征,分别按DL/T821、DL/T820、GB/T3323、GB/T11345、JB/T4730规定执行。

2、对于焊接接头的大致无损检验具体要求如下:

1)、厚度≤20mm的汽、水管道采用超声波探伤时,还应另做不小于20%探伤量的射线透照。

2)、厚度>20mm、且<70mm的管子和焊件,射线透照或超声波探伤可任选其中一种;

3)、厚度≥70mm的管子,在焊到20mm左右时做100%的射线透照,焊接完成后做100%的超声波探伤;

4)、对于焊接接头为Ⅰ类的锅炉受热面管子,除做不少于25%的射线透照外,还应另做25%的超声波探伤;

5)、需要进行无损检验的角焊缝可采用磁粉检验或渗透检验;

6)、对于同一焊接接头同时采用射线和超声波两种方法进行检验时,均应合格;

7)、对修复后的焊接接头应100%进行无损检验。

3、无损探伤的结果出现不合格时应按如下规定进行处理:

1)、应查明原因,并进行返修;

2)、对于管子和管道焊接接头应从该焊工当日的同一批焊接接头中按不合格焊口数加倍检验,加倍检验中仍有不合格时,则该批焊接接头全部评为不合格;除应停止该焊接工作外,不得从事其他项目的焊接工作。待经过培训练习考核合格后,方可继续参加焊接;

3)、容器的纵、环焊缝局部检验不合格时,应在缺陷两端的延伸部位增加检验长度,增加的检验长度应该为该焊缝长度的10%且不小于250mm;如仍不合格,则该焊缝应100%检验。

4、无损检验一次合格率的统计方法:无损检验结果,应按部件和整体分别统计出焊口的无损检验一次合格率,以反映焊接质量的状况。其计算方法如下:无损检验一次合格率=(A-B)/A×100%

其中:A为一次检验焊接接头当量数(不包括复检及重复加倍当量数);

B为A中的不合格焊接接头当量数(包括挖补、割口及重复返工当量数)。当量数计算规定如下:

1)、外径≤76mm的管接头,每个接头计为1个当量;

2)、外径>76mm的管子、容器接头,同焊口每300mm被检焊缝长度计为1个当量。不足300mm按1个当量计算;

3)、使用射线探伤时,相邻底片上的超标缺陷实际间隔<300mm时,可计为1个当量。5、焊接接头硬度检验:

对于焊接接头的硬度检验范围和数量详细见表一的要求:

a)、硬度检验的时机必须是热处理后进行;

b)、对于经过焊接工艺评定,且具有与作业指导书规定相符的热处理自动记录曲线图的焊接接头,及A类钢焊接接头可免去硬度检验。

6、焊接接头的光谱检验:

耐热钢部件焊后应对焊缝金属按照《火力发电厂金属光谱分析导则》进行光谱分析复查,规定如下:

a)、锅炉受热面管子不少于10%,若发现材质不符,则应对该项目焊缝金属进行100%光谱分析复查;

b)、其他管子及管道100%;

c)、马氏体钢焊接接头能够提供可靠的,可追溯的焊缝用材记录时可免做光谱检验。

7、焊接接头的金相检验:当合同、设计技术文件规定需要时,应对焊接接头进行金相检验,金相检验应按照《电力建设金属检验导则》的规定执行,光学金相照片一般放大倍数为200~400倍。8、拉伸试验:

a)、试样的焊缝余高应磨去并使之与母材齐平,试样的厚度应接近母材的厚度,厚度小于30mm试样可采用全厚度试验,

b)、当采用多个试样时应把每组试样看成相应于一个要求做拉力试验的单个试样,即应把要求代表某一位置焊缝全厚的所有试样组成的一组。

c)、当拉力机载荷能够满足要求时,外径小于等于30mm的管材可采用全截面试样进行拉伸试验;

d)、试样的制备按照GB/T2649规定执行;

e)、拉伸试验按GB/T2651规定的试验方法进行。

9、弯曲试验:弯曲试样可分为横向面(背)试样,纵向面(背)试样及横向侧弯试样。

a)、面弯和背弯试样的厚度:当试件厚度T≤10mm,试样厚度t与T相等或接近;当T>10mm时,t=10mm。

b)、板状试件和直径大于100mm的管状试件,面弯和背弯试样的宽度B=40mm;管径为50mm~100mm的管状试件,试样的宽度B=20mm,管径小于50mm的管状试件,试件的宽度B=10mm.c)、横向侧弯试样的宽度:当试件厚度为20~40mm时,试样的宽度B等于试样的厚度,厚度t=10mm,试样长度L=D+2.5t+100;

d)、面弯和背弯受拉侧的表面应去除焊缝余高部分,尽可能保持母材原始表面,然后在受压侧加工去除试样的多余部分,受拉面的咬边、焊根缺口不允许去除;

e)、弯曲试验方法按GB/T2653的规定,采用带两支点和弯轴的弯曲装置进行试验;

f)、试验一般在室温下进行,试样及室温温度规定为10~35℃;

g)、试样的焊缝中心应对准弯轴轴线,试验时加力要平稳、连续、无冲击;

h)、试验时得弯曲角度应以试样承受载荷时测量为准。

10、冲击试验:

冲击试样、尺寸及试验方法符合GB/T2650和GB/T229有关规定,采用何种形式试样由相应的技术条件规定。

a)、焊缝金属试样的缺口轴线应当垂直于焊缝表面;

b)、热影响区试样的缺口轴线在技术条件上没有规定时也应垂直于焊缝表面,缺口轴线应与熔合线交叉,应使缺口开在热影响区。二、相关的质量标准

(一)焊缝外观检查质量标准

1、焊缝边缘应圆滑过渡到母材,焊缝外表均匀,工艺美观。其外形尺寸应符合设计、规程规范和工艺要求。焊缝外形允许尺寸见表三所示;

2、焊缝表露缺陷应符合表四要求;

3、焊接角变形应符合表五的规定;

4、管子、管道的外壁错口值不得超过以下规定:

1)锅炉受热面管子:外壁错口值≤10%壁厚,且不大于1mm;

2)其他管道:外壁错口值≤10%壁厚,且不大于4mm。表三焊缝外形允许尺寸表四焊接角变形允许范围

表五焊缝表露缺陷允许范围

(二)、焊接接头的无损检验标准

1、钢制承压管道检验标准为:DL/T821—2002和DL/T820—2002;

2、钢结构检验标准为:GB/T3323—2005和GB/T11345—1989;

3、承压设备无损检测标准为:JB/T4730—2005;

4、采用磁粉检验和渗透检验方法时,检验标准为:JB/T4730—2005。

5、各类焊缝的质量级别规定见表六。表六各类焊接接头的质量级别规定1、钢制承压管道对接接头射线检验技术规程(DL/T821—2002)该规程规定了承压钢管对接熔化焊接头的射线透照工艺及质量分级。适用于电力行业制作、安装和检修发电设备,透照厚度为2mm~175mm部件的射线检验,包括承压管子、管道和集箱单面施焊、双面成型的对接接头。不适用于摩擦焊、闪光焊等机械方法焊接的对接接头。

1)、透照工艺:

a、接头表面质量应经外观检查符合DL/T869——2004的要求,表面的不规则状态在底片上的影像应不影响接头中缺陷评定,否则应做适当的修整。

b、透照方法:分外透法和内透法;外透法又分单壁透照法、双壁单透照法、双壁双透照法;内透法分为中心全周透照法和偏心透照法。

2)、对接接头质量分级:根据焊接缺陷类型尺寸和数量,将焊接接头质量分为四个等级。

a、I、II、III、级焊缝内应无裂纹、未熔合,凡有裂纹、未熔合的缺陷即为IV级。

b、圆形缺陷的评级:长宽比小于或等于3的缺陷定义为圆形缺陷;圆形缺陷转换成点数按表七规定以及各级允许点数的上限值应符合表八的规定。表八圆形缺陷的分级

表七缺陷点数换算表mm

c)、条状缺陷的评级:长宽比大于3的缺陷定义为条状缺陷,包括气孔、夹渣和夹钨。条状缺陷的焊缝质量分级应符合表九的规定。表九条状缺陷的分级

d、未焊透的评级:外经大于89mm的管子,未焊透的焊缝质量分级按表十规定。表十未焊透缺陷的分级

e、未焊透的评级:外经小于等于89mm的管子,未焊透的焊缝质量分级按表十一规定。表十一未焊透缺陷的分级

f、根部内凹的评级:外经大于89mm的管子其焊缝根部内凹缺陷的质量分级应符合表十二的规定。表十二焊缝根部内凹的分级

g、根部内凹的评级:外经大于89mm的管子其焊缝根部内凹缺陷的质量分级应符合表十三的规定。表十三焊缝根部内凹的分级

2、管道焊接接头超声波检验技术规程(DL/T820—2002):本规程适用于电力行业制作、安装和检修设备铁素体类钢制承压管道单面焊接双面成型的中厚壁管、中小径薄壁管和奥氏体中小径薄壁管焊接接头的手工A型脉冲反射法超声波检验。焊接接头外观质量及外形尺寸需经检验合格,对有影响检验结果评定的表面形状突变应进行适当的修磨,并圆滑过渡,内壁加工面应满足超声波检验的要求。检测面探头移动区域应清除焊接飞溅、锈蚀、氧化物及油垢,并表面应打磨平滑,宽度至少为探头的移动范围。

1)、检测面及探头的选择:一般按下表选择。

对于环向对接接头使用的对比试块的曲率半径应为检验面曲率半径倍;对于纵向对接接头对比试块的曲率半径与检测面曲率半径之差应小于10%。在焊接接头检验扫查过程中对反射幅度超过定量线的缺陷均应确定其具体位置、最大反射波幅度及其所在区域和指示长度。

2)、缺陷的级别评定:根据缺陷的性质、幅度、指示长度分为四级。

a、最大反射波幅达到判废线的缺陷评定为IV级;

b、性质为裂纹、未熔合、根部未焊透评定为IV级;

c、最大反射波幅达到定量线根据缺陷指示长度按下表规定给予评定。(三)、焊接接头硬度合格标准

1、同种钢焊接接头热处理后焊缝的硬度,一般不超过母材布氏硬度值加100HBW,且不超过下列规定:

a)、合金总含量小于3%时布氏硬度值小于等于270HBW;

b)、合金总含量在3%∽10%时布氏硬度值小于等于300HBW;

c)、合金总含量大于10%时布氏硬度值小于等于350HBW。

2、异种钢焊接接头焊缝硬度检验应符合DL/T752的规定;

3、耐热合金钢焊缝硬度不低于母材硬度。

(四)、焊接接头金相组织标准

1、焊缝金相组织合格标准为:

a)、没有裂纹;

b)、没有过烧组织;

c)、没有淬硬的马氏体组织。(五)、拉伸试验的合格标准

a)、同种材料焊接接头每个试样的抗拉强度不应低于母材抗拉强度规定值的下限;

b)、异种钢焊接接头每个试样的抗拉强度不应低于较低一侧母材抗拉强度规定值的下限;

c)、采用两片或者多片试样进行拉伸试验,其同一厚度位置的每组试样的平均值应符合上述要求;

d)、如果试样断在熔合线以外的母材上,只要强度不低于母材规定最小抗拉强度的95%,可认为试验满足要求;

e)、当产品技术条件规定焊缝金属抗拉强度低于母材的抗拉强度时其接头的抗拉强度不应低于熔敷金属抗拉强度规定值的下限。

(六)、弯曲试验的合格标准

试样弯曲到规定的角度后,其每片试样的拉伸面上载焊缝和热影响区内任何方向上都不得有长度超过3mm的开裂缺陷。试样棱角上的裂纹除外,但由于夹渣或其他内部缺陷所造成的上述开裂应计入。(七)、冲击试验的合格标准

评定合格标准为:三个试样的冲击功平均值不应低于相关技术文件规定的钢材的下限值,且不得小于27J,其中允许有一个试样的冲击功低于规定值但不得低于规定值的70%。三、缺陷的种类及产生原因

无损检测的主要用途是检测缺陷,了解材料和对接接头中的缺陷种类和产生原因,这样有助于正确选择无损检测方法,正确地分析和判断检测结果,作为质检人员应该掌握。

(一)、钢焊缝中常见缺陷及产生原因

1、外观缺陷:指不借助于仪器,用肉眼可以发现的工件表面缺陷。常见的有咬边、焊瘤、凹陷、未焊满、烧穿及焊接变形等,有时还有表面气孔和表面裂纹。

(1)、咬边:指沿着焊趾在母材部分形成的凹陷或沟槽。它是由于电弧将焊缝边缘的母材熔化后没有得到熔敷金属的充分补充所留下的缺陷。

产生主要原因:是电弧热量太高,即电流太大,运条速度太小,焊条与工件间角度不正确,摆动不合理,电弧过长,焊接次序不合理等也会造成咬边,直流焊时电弧的磁偏吹也是产生咬边的一个原因,另外立、横、仰焊会加剧咬边。

危害性:减少了母材的有效截面积,降低结构的承载能力,同时还会造成应力集中,发展为裂纹源。

防止措施:矫正操作姿势,选用合理的规范,采用正确的运条方式都有利于消除咬边。在角焊中用交流焊代替直流焊也能有效地防止咬边。

(2)、焊瘤:指焊缝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。

产生主要原因:焊接规范过强,焊条熔化过快,焊条质量欠佳(如偏芯),焊接电源特性不稳定及操作姿势不当等都容易带来焊瘤。在横、立、仰焊位置更易形成焊瘤。

危害性:改变了焊缝的实际尺寸,会带来应力集中,管子内部的焊瘤会减小了内径,可能造成堵塞,另外焊瘤常伴有未熔合、夹渣等缺陷。

防止措施:使焊缝处于平焊位置,正确选用规范,选用无偏芯焊条,合理操作。

(3)、凹陷:指焊缝表面或者背面局部低于母材的部分。

产生主要原因:多是由于收弧时焊条(焊丝)未作短时间停留造成的(即弧坑),仰、横焊时常在焊缝背面根部产生。

危害性:减少了焊缝的有效截面积,弧坑常带有弧坑裂纹和弧坑缩孔。

防止措施:施焊时尽量选用平焊位置,选用合适的焊接规范,收弧时让焊条在熔池内短时间停留或环形摆动,填满弧坑。

(4)、未焊满:指焊缝表面或者背面局部低于母材的部分。

产生主要原因: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,运条不当等均会导致未焊满。

危害性:减少了焊缝的有效截面积,消弱了焊缝,同样也会产生应力集中,同时,由于规范太弱使冷却速度增大,容易产生气孔、裂纹等缺陷。

防止措施:加大焊接电流,加焊盖面焊缝。(5)、烧穿:指焊接过程中,熔深超过工件厚度,熔化金属自焊缝背面流出,形成穿孔性缺陷。

产生主要原因:焊接电流过大,速度过慢,电弧在焊缝处停留过久都会产生烧穿缺陷;另外工件间隙太大,钝边太小也容易出现烧穿现象。

危害性:它破坏了焊缝,使接头丧失连接及承载能力,所以烧穿是锅炉压力容器、压力管道产品上不允许存在的缺陷。

防止措施:选用较小电流和合适的焊接速度,减小装配间隙,在焊缝背面加设垫板或药垫,使用脉冲焊,能有效地防止烧穿。

(6)、其它表面缺陷:

1)、成形不良:指焊缝的外观几何尺寸不符合要求,有焊缝超高,表面粗糙,以及焊缝过宽,焊缝向母材过渡不圆滑等。

2)、错边:指两个工件在厚度方向上错开一定位置,它既可作为焊缝表面缺陷,又可以作为装配成形缺陷。

3)、塌陷:指单面焊时由于输入热量过大,熔化金属过多而使液态金属向焊缝背面塌陷形成后焊缝背面凸起,正面下榻。

4)、各种焊接变形:如角变形,扭曲,波浪变形等都属于焊接缺陷,角变形也属于装配成形缺陷。

2、气孔:指焊接时,熔池中的气体未在金属凝固前逸出,残存于焊缝之中所形成的空穴。其气体可能是熔池从外界吸收的,也可能是焊接过程中反应生成的。

(1)、气孔的分类:从其形状上分有球状气孔、条状气孔;从数量傻瓜分有单个气孔和群状气孔。群状气孔又可分为均匀分布气孔、密集状气孔和链状分布气孔。按气孔内气体成分又可分为氢气孔、氮气孔、二氧化碳气孔、一氧化碳气孔、氧气孔等。

(2)、气孔的形成机理:常温固态金属中气体的溶解度只有高温液态金属中气体溶解度的几十分之一至几百分之一,熔池金属在凝固过程中,有大量的气体要从金属中逸出来,当金属凝固速度大于气体逸出速度时就会形成气孔。

(3)、产生主要原因:母材或填充金属表面有锈、油污等,焊条及焊剂未烘干会增加气孔量。锈、油污及焊条药皮、焊剂中的水分在高温下分解产生气体,会增加高温金属中气体的含量。焊接线能量过小,熔池冷却速度大,不利于气体的逸出。焊缝金属脱氧不足也会增加氧气孔。

(4)、危害性:减小了焊缝的有效截面积,使焊缝疏松,从而降低焊接接头的强度和塑性,还会引起泄露。气孔也是引起应力集中的因素,氢气孔还可能促成冷裂纹。(5)、防止措施:

a、清除焊丝,工作坡口及其附近表面的油污、铁锈、水分和杂物;

b、采用碱性焊条、焊剂,并彻底烘干;

c、采用直流反接并用短电弧施焊;

d、焊前预热,减缓冷却速度;

e、用偏强的焊接规范施焊。3、夹渣:

指焊后熔渣残存在焊缝中的现象。

(1)、夹渣的分类:

1)、金属夹渣:指钨、铜等金属颗粒残留在焊缝中,习惯上称为夹钨、夹铜。

2)、非金属夹渣:指未熔的焊条药皮或焊剂、硫化物、氧化物、氮化物等残留于焊缝之中。

3)、夹渣的分布与形状:点状夹渣、条状夹渣、链状夹渣和密集夹渣。

(2)、产生原因:坡口尺寸不合理、坡口有污物、多层焊时,层间清渣不彻底、焊接线能量小、焊缝散热太快液态金属凝固过快、药皮焊剂化学成分不合理、焊条摆动不正确不利于熔渣上浮。可根据产生的原因采取相应的措施来防止夹渣的产生。

(3)、危害性:点状夹渣与气孔相似,带有尖角的夹渣会产生尖端应力集中,尖端还会发展为裂纹源。4、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称为裂纹。(1)、裂纹的分类:

1)、根据裂纹尺寸分:宏观裂纹、微观裂纹、超显微裂纹;

2)、根据裂纹延伸方向分:纵向裂纹、横向裂纹、辐射状裂纹;

3)、根据发生部位分: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;

4)、根据发生条件和时机分:热裂纹、冷裂纹、再热裂纹、层状撕裂。(2)、各种裂纹的产生机理:

1)、热裂纹:是在焊缝金属凝固过程中,结晶偏析使杂质生成的低熔点共晶物富集于晶界,形成所谓“液态薄膜”,在特定的敏感温度区间,其强度极小,由于焊缝凝固收缩而受到拉应力,最终开裂形成裂纹。

2)、再热裂纹:近焊缝区金属在高温热循环作用下,强化相碳化物(如碳化钛、碳化铬等)沉积在晶内的位错区上,使晶内强化过程大大高于晶界强化,这样由于应力松弛带来的塑性变形就主要由晶界金属来承担,于是晶界区金属会产生滑移且在三晶粒交界处产生应力集中,就会产生裂纹。

3)、冷裂纹:淬硬组织减少了金属的塑性储备;焊接残余应力使焊缝受拉;焊接金属内含有较多的原子态的氢。

(3)、危害性:

裂纹是面积型缺陷,是焊接缺陷中危害性最大的一种,尤其是冷裂纹;显著减少承载面积,更严重的是裂纹端部形成尖锐缺口,应力高度集中,很容易扩展导致破坏。(4)、防止措施:

1)、热裂纹:降低钢材和焊材的含碳量,减少S、P的含量、加入一定的合金元素减少偏析和柱状晶(如钼、钒、钛等)、采用熔深较浅焊缝、合理选用焊接规范并预热和后热、较小冷却速度、采用合理的装配次序减小焊接应力。

2)、再热裂纹:合理预热或采用后热控制冷却速度、降低残余应力避免应力集中、回火处理尽量避开再热裂纹敏感温度区、注意冶金元素的强化作用。

3)、冷裂纹:采用低氢型碱性焊条、严格烘干、提高预热温度采用后热措施并保证层间温度不低于预热温度、避免焊缝中出现淬硬组织、合理的焊接顺序减少焊接变形和焊接应力、焊后及时进行消氢热处理。

5、未焊透:指母材金属未熔化,焊缝金属没有进入接头根部的现象。

(1)、产生原因:

焊接电流小熔池浅、坡口和间隙尺寸不合理钝边太大、磁偏吹影响、焊条偏芯度太大、层间及焊根清理不良。(2)、危害性:

减少了焊缝的有效截面积使接头强度下降、引起应力集中严重降低焊缝的疲劳强度、可能成为裂纹源造成焊缝破坏。(3)、防止措施:使用较大电流来焊接、焊角焊缝时用交流代替直流以防止磁偏吹、合理设计坡口并加强清理、采用短弧焊等措施。

6、未熔合:指焊缝金属与母材金属或焊缝金属之间未熔化结合在一起的缺陷。

(1)、产生原因:

焊接电流过、焊接速度过快、焊条角度不对、产生了弧偏吹现象、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。(2)、危害性:

减少了焊缝的有效截面积使接头强度下降、使应力集中变得比较、可能成为裂纹源造成焊缝破坏、其危害仅次于裂纹。(3)、防止措施:使用较大电流来焊接、正确地进行施焊操作、合理设计坡口并加强清理。

(二)、铸件中常见缺陷及产生原因:

1、气孔:凝固时气体来不及逸出而在金属表面或内部形成的圆孔;

2、夹渣:铁水包中的熔渣没有与铁水分离混进铸件而形成的缺陷;

3、夹砂:由于砂型的沙子剥落混进铸件而形成的缺陷;

4、密集气孔:凝固时由于金属的收缩而发生的气孔群;

5、冷隔:由于浇铸温度太低,金属溶液不能充分流动两股熔体相遇未熔合而形成的缺陷;

6、缩孔和疏松:缩孔是由于收缩以及补缩不足所产生,沿铸件中心呈多孔性组织分布呈中心疏松;

7、裂纹:凝固时因收缩应力而产生的裂纹。

(三)、锻件中常见缺陷及产生原因:

1、缩孔和缩管:因冒口切除不当、模具设计不良以及铸造条件不良且锻造不充分产生的缺陷;

2、疏松:锻造不充分缺陷没有被锻合而遗留下来的缺陷;

3、夹砂:锻锭时熔渣、耐火材料或夹渣物以弥散态留在锻件中形成的缺陷;

4、龟裂:锻件表面上出现的较浅的龟状表面缺陷;

5、折叠:锻压操作不当,锻钢件表面的局部未结合缺陷;

6、白点:一种微细裂纹,它是由于钢中含氢量较高,在锻造过程中的残余应力热加工后的相变应力和热应力等作用下而产生的缺陷;

7、锻造裂纹:缩孔残余引起的裂纹、皮下气泡引起的裂纹、柱状晶粗大引起的裂纹、轴芯晶间裂纹引起的锻造裂纹、锻造加热不当引起的裂纹等。四、焊接接头的无损检测

所谓无损检测: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。在无损检测技术发展过程中出现过三个名称,即:无损探伤、无损检测、无损评价。其中无损探伤是探测和发现缺陷;无损检测不仅仅是探测缺陷还包括探测试件的一些其它信息,例如结构、性质、状态等;无损评价不仅仅要求发现缺陷,探测试件的结构、性质、状态,还要获取更全面、更准确的、综合的信息,例如有关缺陷的形状、尺寸、位置、取向、内含物、缺陷部位的组织、残余应力等信息。、射线检测(RT)、超声波检测(UT)、磁粉检测(MT)、渗透检测(PT)是应用较广泛的四大常规检测方法;其中RT和UT主要用于检测试件的内部缺陷,MT和PT主要用于检测试件的表面缺陷;其它用于承压设备无损检测的方法还有涡流检测(ET)、声发射检测(AE)等。无损检测的目的:保证产品质量;保障使用安全;改进制造工艺;降低生产成本。一、无损检测人员资质凡从事电力设备安装、检修、修造、检验、监检的无损检测人员都应按《电力工业无损检测人员资格考核规则(DL/T675—1999)》进行技术资格考核,取得相应的资格证书。

1、考试机构电力行业无损检测人员的资格考核工作由电力行业电力锅炉压力容器安全监督委员会批准的无损检测人员资格考核委员会负责进行。考委会分为中国电力行业无损检测人员资格考核委员会(简称III级考委会);地区电网公司无损检测人员资格考核委员会(简称II级考委会),经电力行业电力锅炉压力容器安全监督委员会批准的省(区)电力公司可单独或联合成立II级考委会;省(市、区)电力公司无损检测人员资格考核委员会(简称I级考委会)。

2、检测方法和资格等级(1)检测方法:无损的检测方法主要分为:射线(RT)、超声(UT)、磁粉(MT)、渗透(PT)、涡流(ET)五种无损检测方法;(2)资格等级:无损检测人员的资格等级分为:I级(初级)、II级(中级)、III级(高级)。3、资格证书和有效期

资格证书:电力工业无损检测人员资格证书,由中国电力行业锅监委统一印制,各技术等级资格考试合格者,由各级锅监委颁发证书,并报上一级考委会存档备案。资格证书可在全国电力行业内通用。资格有效期:资格证书有效期为四年。持证人员在有效期满前半年内向发证部门提出申请,符合免试条件者可延长一个有效期。免试人员必须具备下述三个条件:

A、持证有效期内连续从事无损检测工作;

B、未发生漏检、错检和误判等技术事故;

C、检测质量一贯优良。免试的审核、签证由相应的锅监委办理。

二、无损检测方法

(一)、射线检测射线检测是工业无损检测的一个重要专业门类,最主要的应用是探测工件内部的宏观几何缺陷。按照不同的特征(使用的射线种类、记录的器材、工艺和技术特点等)可将射线检测分为多种不同的方法。射线照相法是应用最广泛的一种射线检测方法,它是指用X射线或γ射线穿透工件,以胶片作为记录信息的器材的无损检测方法。

1、射线与物质的相互作用射线通过物质时会与物质发生相互作用而使强度减弱,导致强度减弱的原因可以分两张,即吸收和散射。吸收是一种能量转换,光子的能量被物质吸收后变为其他形式的能量;散射会使光子的运动方向改变,其效果等于在束流中移去入射光子。在X射线与γ射线能量范围内,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。当光子能量较低时,还必须考虑瑞利散射、核共振反应等,但其发生概率极小一般不做考虑。

1)、光电效应:当光子与物质原子的束缚电子作用时,光子把全部能量转移给某个束缚电子,使之发射出去,而光子本身则消失掉,这一过程称为光电效应。发射出去的电子叫光电子。原子吸收了光子的全部能量,其中一部分消耗于光电子脱离原子束缚所需的电离能,另一部分就作为光电子的动能。所以发生光电效应的前提条件是光子能量必须大于电子的逸出能。光电效应的发生概率与射线能量和物质原子序数有关,它随着光子能量增大而减少,随着原子序数Z的增大而增大。

2)、康普顿效应:入射光子与轨道电子碰撞,轨道电子脱离轨道成为反冲电子,入射光子能量降低(波长变长)并改变运动方向成为散射线,这一现象称为康普顿效应(散射)。在康普顿效应中,光子与电子发生非弹性碰撞,一部分能量转移给电子,使它成为反冲电子,而散射光子的能量和运动方向发生变化。它总是发生在自由电子或原子的束缚最小的外层电子上,入射光子的能量和动量由反冲电子和散射光子两者之间进行分配。康普顿效应的发生概率大致与物质原子序数成正比,与光子能量成反比。

3)、电子对效应:

当光子从原子核旁边经过时,在原子核的库仑场作用下,光子转化为一个正电子和一个负电子,这个过程称为电子对效应。根据能量守恒定律,只有当入射光子能量hυ大于2mc2,即hυ>时,才发生电子对效应。2、射线照相法的原理:

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透的厚度。如果被透照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强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。底片上各点的黑化程度取决于射线照射量(又称曝光量),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,底片上相邻区域的黑度差定义为“对比度”。把底片放在观片灯光屏上借助透过光线观察,可以看到由对比度构成的不同形状的影像,评片人员据此判断缺陷情况并评定试件质量。对缺陷引起的射线强度变化情况可作定量分析,如下图所示,在试件内部有一小缺陷,试件厚度为T,线衰减系数为μ;缺陷在射线透过方向的尺寸为△T,先衰减系数为μ,;入射射源强度为Io,一次透射射线强度分别为Ip和Ip,,散射比为n,透射射线总强度为I。Ip=Ioe-μT;Ip,=Ioe-μ(T-△T)-μ’△T;

将两者之比并将e(μ-μ’)△T)展为级数取前两项可得:ΔI/I=(μ-μ’)△T/(1+n);式中ΔI=Ip-Ip,为主因对比度,即穿过被检体被选定的一些部分后射线强度之比(或此比的对数)”。因为射线强度差异是底片产生对比度的根本原因,影响主因对比度的因素是透照厚度、线衰减系数和散射比。

射线照相法所用的射线主要有X射线和γ射线,他们都是波长极短的电磁波,从现代物理学波粒两相性的观点来讲可视为一种能量极高的光子束流。

3、X射线的产生及特点:

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,阴极是钨丝,阳极是金属制成的靶。在阴阳两极之间加有很高的直流电压(管电压),当阴极加热到一定时释放出大量电子,这些电子在高压电场中被加速,从阴极飞向阳极(管电流),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,极少一部分转换为X射线向四周辐射。

X射线管所发出的X射线谱由两部分组成,一个是波长连续变化的部分,称为连续谱,它的最短波长只与外加电压有关;另一部分是具有分立波长的谱线,它的谱峰对应的波长位置完全取决于靶材料本身,这部分谱线称为标识谱,又称特征谱。

X射线的强度相当于光的亮度,连续X射线的强度大致与管电压的平方、管电流的大小成正比,另外改变靶材料的种类时,X射线强度还同材料的原子序数成正比。即:IT=Ki*Z*i*V24、γ射线的产生及特点:

γ射线是放射性同位素经过α衰变或β衰变后,在激发态向稳定态过渡的过程中从原子核内发出的,这一过程称作γ衰变,又称γ跃迁。γ跃迁是核内能级之间的跃迁,与原子的核外电子的跃迁一样,都可以放出光子,光子的能量等于跃迁前后两能级能值之差。因此γ射线的波长是一定的,也就是说γ射线谱都是线谱。γ射线的能量随着同位素种类的不同而不同,并且由于同位素时刻不停的衰变并放出射线,所以射线源的放射强度随着时间的推延而逐渐减弱,强度减到初始一半的时间叫做半衰期。即T1/2=ln2/λ,(λ为衰变常数)。由此可见,γ射线的能量是由放射性同位素的种类所决定的,一种放射性同位素可能放出许多种能量的γ射线,对此取其所辐射出的所有能量的平均值作为该同位素的辐射能量。

γ射线探伤机因射线源体积小,可在狭小场地、高空、水下等工作,并可以全景曝光,所以γ射线探伤在工业探伤中得到广泛的应用。工业探伤中常用的γ射源有Co60、Ir192、Se75三种,其半衰期分别为年、74天、120天。5、射线照相工艺要点:

1)、操作步骤:一般把被检的物体安放在离X射线装置或γ射线装置50cm到1m的位置处,把胶片盒紧贴在试样背后,让射线照射适当的时间进行曝光,把曝光后的胶片在暗室进行显影、定影、水洗和干燥。将干燥的底片放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。随后按通行的标准对缺陷进行评定和分级。

2)、操作规范的确定:

a、透照方式的选择:采用外透法或内透法;

b、K值的控制:纵缝,环缝≤;

c、射线源的选择:低能量的射线可以得到较大的缺陷图像,因此在保证穿透工件的前提下尽量降低X射线管电压,另外焦点尺寸越小,底片清晰度越好;

d、透照距离的选择:焦距应在满足几何不清晰度要求的前提下合理选择;

e、曝光量的选择:一般X射线的曝光量选择在15mA·min以上;

f、胶片、增感屏的选择与底片黑度的控制:底片黑度一般规定在的范围内。

3)、象质计的应用:为了评定底片的灵敏度,需要采用象质计,象质计是用来检查透照技术和胶片处理质量的,衡量该质量的数值时象质指数,它等于底片上能识别出的最细钢丝的线编号。

4)、底片的评定:评片是射线照相最后一道工序,也是最重要的一道工序。通过观片灯观察底片,首先应评定底片本身质量是否合格,在底片合格的前提下再对底片上的缺陷进行定性、定量和定位,对照标准来评出工件质量等级。

6、射线的安全防护:

射线具有生物效应,超辐射剂量可能引起放射性损伤,破坏人体的正常组织出现病理反应,超辐射剂量照射时致癌因素之一,并且可能殃及下一代,造成婴儿畸形和发育不全等。从事放射性的人员年剂量当量限值为50mSv。主要的防护措施有三种:屏蔽防护、距离防护、时间防护。

7、射线照相的优缺点:

1)、检测结果有直接记录——底片;

2)、可以获得缺陷的投影图像,缺陷定性定量准确;

3)、体积型缺陷检出率很高,而面积型缺陷的检出率受到多种因素影像;、

4)、适宜检测较薄的工件而不适宜较厚工件;

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;

6)、有些试件结构和现场条件不适合射线照相;

7)、对缺陷在工件中厚度方向的位置、尺寸的确定比较困难;

8)、检测成本高;

9)、检测速度慢;

10)、射线对人体有伤害。

8、射线照相法的应用:射线照相法在锅炉、压力容器的制造检验和在用检验中得到广泛的应用,它适宜的检测对象是各种熔化焊接方法(电弧焊、气体保护焊、电渣焊、气焊等)的对接接头。也适宜检查铸钢件,特殊情况下也可用于检测角焊缝或其他一些特殊结构试件。它不适宜钢板、钢管、锻件的检测。也不适宜钎焊,摩擦焊等焊接方法的接头的检测。射线照相法容易检出那些形成局部厚度差的缺陷。对气孔和夹渣之类缺陷有很高的检出率,对裂纹类缺陷的检出率则受透照角度的影响。它不能检出垂直照射方向的薄层缺陷,例如钢板的分层。

射线照相所能检出的缺陷高度尺寸与透照厚度有关,可以达到透照厚度的1%,甚至更小。所能检出的长度和宽度尺寸分别为毫米数量级和亚毫米数量级,甚至更小。

射线照相法检测薄工件没有困难,几乎不存在检测厚度下限,但检测厚度上限受射线穿透能力的限制。而穿透能力取决于射线光子能量。420KV的χ射线机能穿透的钢厚度约80mm,Co60γ射线穿透的钢厚度约150mm。更大厚度的试件则需要使用特殊的设备——加速器,其最大穿透厚度可达到500mm。

射线照相法适用于几乎所有材料,在钢、钛、铜、铝等金属材料上使用均能得到良好的效果,它对试件的形状、表面粗糙度没有严格要求,材料晶粒度对其不产生影响。

射线照相法检测成本较高,检测速度不快。射线对人体有伤害,需要采取防护措施。9、射线检测实例分析:a、外咬边缺陷b、内咬边缺陷d、根部凹陷c、根部焊瘤e、烧穿f、成形不良高低g、气孔h、链状气孔i、夹渣j、条状夹渣k、根部裂纹l、中心线裂纹m、横向裂纹n、根部未熔合o、内部未熔合p、内侧未熔合

(二)、超声波检测

超声波检测主要用于探测试件的内部缺陷,所谓超声波是指超过人耳听觉,频率大于20kHz的声波。用于检测的超声波频率为0.4∽25MHz之间,其中用的最多的是1∽5MHz。根据不同的检测原理可以大致分为:在超声波检测中有根据缺陷的回波和底面的回波进行判断的脉冲反射法;有根据缺陷的阴影来判断缺陷情况的穿透法;还有根据由被检物产生驻波来判断缺陷情况或者判断板厚的共振法;有采用一发一收双探头方式,利用缺陷部位的衍射波信号来检测和测定缺陷尺寸的衍射时差法。目前用的最多的是脉冲反射法。根据接收信号的显示方式分为:A型显示和超声成像显示。根据所使用的波型可以分为:纵波法、横波法、表面波法、板波法、爬波法等。根据使用探头的数目分为:单探头法、双探头法、多探头法。根据探头与工件的接触方式分:接触法、液侵法、电磁耦合法等。根据人工干预的程度分:手工检测、自动检测。1、超声波的类型:根据波动传播时介质质点的振动方向相对于波的传播方向的不同关系可将波动分为多种类型。

1)、纵波(L):介质中质点的振动方向与波的传播方向互相平行的波。纵波中介质质点受到交变拉压应力作用并产生伸缩形变故亦称压缩波。凡能承受拉压应力的介质都能传播纵波,故固体、液体和气体介质都能传播纵波。

2)、横波(S)或(T):介质中质点的振动方向与波的传播方向互相垂直的波。横波中介质质点受到交变的剪切应力的作用并产生切变变形,故又称切变波或剪切波。只有固体才能承受剪切应力,液体、气体介质不能承受剪切应力,故横波只能在固体介质中传播。

3)、表面波(R):当介质表面受到交变应力作用时,产生沿介质表面传播的波。此波是瑞利在1887年首先提出来的,所以又称瑞利波。表面波在介质表面传播时,介质表面质点做椭圆运动,椭圆长轴垂直于波的传播方向,短轴平行于波的传播方向,即椭圆运动可以看做纵波与横波的合成运动,因此表面波只能在固体介质中传播。4)、板波:在板厚与波长相当的薄板中传播的波。根据质点的振动方向不同可可分为SH波和兰姆波。

a、SH波:SH波是水平偏振的横波在薄板中传播的波,薄板中各质点的振动方向平行于板面而垂直于波的传播方向,相对于固体介质表面中的横波。

b、兰姆波:兰姆波分为对称型(S型)和非对称型(A型)。对称型的特点是薄板中心质点作纵向振动,上下表面质点做椭圆运动、振动相位相反并对称于中心。非对称型的特点是薄板中心质点作横向振动,上下表面质点做椭圆运动、相位相同,不对称。

5)、爬波:当纵波从第一介质以第一临界角附近的角度入射于第二种介质时,在第二介质中不但存在表面纵波而且还存在斜射横波,通常把横波的波前称为头波,把沿介质表面下一定距离处在横波和表面纵波之间传播的峰值波称为纵向头波或爬波。

2、波的叠加、干涉和衍射

1)、波的叠加原理:当几列波在同一介质中传播时,如果空间某处相遇,则相遇处质点的振动是各列波引起的振动合成,在任意时刻该质点的位移是各列波引起的位移的矢量和。几列波相遇后仍然保持自己原有的频率、波长、振动方向等特性并按原来传播方向继续前进,好像在各自的途中没有遇到其他波一样。

2)、波的干涉:两列频率相同、振动方向相同、相位相同或相位差恒定的波相遇时,介质中某些地方的振动相互加强,而有些地方振动相互减弱或完全抵消的现象叫做波的干涉现象。产生干涉现象的波叫相干波,其波源称为相干波源。

3)、波的衍射:波动是振动状态的传播,如果介质是连续的,那么介质中任何质点的振动都将引起邻近质点的振动,邻近质点的振动又会引起较远质点的振动,因此振动中任何质点都可以看做是新的波源,在其后任意时刻这些子波的包迹就决定了新的波阵面,这就是惠更斯-菲涅耳原理。超声波在介质中传播时,若遇到缺陷AB,缺陷边缘A、B可以看做是发射子波的波源,使波的传播方向改变,从而使缺陷背后的声影缩小,发射波降低。这就是波的衍射即绕射。波的绕射和障碍物尺寸Df及波长λ的相对大小有关。当Df《λ时,波的绕射强,反射弱,缺陷回波很低,容易漏检,所以超声波检测灵敏度约为λ/2。当Df》λ时,反射强,绕射弱,声波几乎全反射。

3、脉冲反射法的检测原理:声源产生的脉冲波进入到工件中,超声波在工件中以一定方向和速度向前传播遇到两侧声阻抗有差异的界面时部分声波被反射,反射波被检测设备接收和显示,通过分析反射波的幅度、位置等信息来评估缺陷是否存在和存在的大小、位置等,从而达到评价工件的目的。超声波是一种机械波,是机械振动在介质中的传播。机械波的产生必须具备两个条件:一是要有作机械振动的波源;二是要能传播机械振动的弹性介质。描述机械波的主要物理量有周期、频率、波长和波速。周期(T):完成一次全振动所需的时间;频率(f):任一给定点在1秒钟内完成的振动次数;波长(λ):波经历一个完整周期所传播的距离;波速(c):波在单位时间内传播的距离。且有:c=λ*f或λ=c/f4、超声波检测的工作原理:超声波检测设备和器材包括超声波检测仪、探头、试块、耦合剂和机械扫描装置等,其中检测仪和探头对超声波检测系统的能力其关键性作用。检测仪的作用产生电振荡并施加于换能器(探头)上,激励探头发射超声波,同时接收来自于探头的电信号,将其放大后以一定方式显示出来,从而得到被检测工件中有关缺陷的信息。其工作原理为:同步电路产生的触发脉冲同时加至扫描电路和发射电路,扫描电路受触发开始工作,产生锯齿波扫描电压,加至示波管水平偏转板,使电子束发生水平偏转,在荧光屏上产生一条水平扫描线。与此同时,发射电路受触发产生高频脉冲,施加至探头,激励压电晶片振动,在工件中产生超声波,超声波在工件中传播,遇见缺陷或者地面产生反射,返回探头时,又被压电晶片转化成电信号,经接收电路放大和检波,加至示波管垂直偏转板上,使电子束发生垂直偏转,在水平扫描线的相应位置上产生缺陷回波和底波。数字式超声波检测仪,主要是指发射、接收电路的参数控制和接收信号的处理、显示均采用数字化方式的仪器。5、超声波检测的工艺要点:

1)、超声波试块:可分为调节仪器及测试探头的试块、纵波探伤试块、横波探伤试块;

2)、超声波试块的作用:

a、确定合适的探伤方法;

b、确定探伤灵敏度和评价缺陷大小;

c、校验仪器和测试探头性能。

3)、探伤操作要点:

a、探伤时机的选择(根据要达到的检测目的选择最适当的检测时机);

b、探伤方法的选择(根据工件情况选择探伤方法);

c、探伤仪器和扫查面的选择(根据缺陷的种类和方向来决定);

d、探伤仪器的选择;

e、探伤频率的选择(根据工件厚度、材料合理选择探伤频率);

f、探头晶片、折射角的选择;

g、探伤面修正(保证探伤灵敏度);

h、耦合剂和耦合方法的选择(使探头发射的声波传入工件);

i、确定探伤灵敏度(选择相应的试块)6、超声波检测的特点:

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)、合适检验厚度较大的工件,不适合检验较薄工件;

3)、应用范围广,可用于各种试件;

4)、无法得到缺陷直观的图像,定性困难,定量精度不高;

5)、检测结果无直接见证记录;

6)、对缺陷在工件中厚度方向的定位较准确;

7)、检测成本低、速度快、仪器体积小,重量轻,现场使用较方便;

8)、材料、晶粒对检测影响较大;

9)、工件不规则的外形和一些结构会影响检测;

10)、不平或粗糙的表面会影响耦合和扫查,从而影响检测精度和可靠性。7、超声波检测的应用:超声波检测的应用范围非常广,从检测对象的材料来说,可用于金属、非金属和复合材料;从制造工艺来说,可以用于锻件、铸件、焊接件、胶结件等;从形状来说,可用于板材、棒材、管材等;从检测对象的尺寸来说,厚度可小至1mm,还可大至几米;从检测缺陷部位来说,既可以是表面缺陷,也可以是内部缺陷。典型的应用主要有:

1)、钢板、钢锻件、铝及铝合金板材、钛及钛合金板材、复合板、无缝钢管、钢螺栓坯件、奥氏体钢锻件等的原材料及原部件的检测。

2)、钢制对接接头(包括管接座角焊缝、T型焊接接头、支撑件和结构件)、堆焊层、铝及铝合金对接接头等承压设备对接接头的检测。

3)、在用设备的零部件、钢制对接接头、不锈钢堆焊层、铝及铝合金对接接头、管子和压力管道环向对接接头的检测。

4)、还可以用于起重机械、游乐设施等机电类特种设备的检测。

(三)、磁粉检测1、磁粉检测原理:铁磁性材料被磁化后,其内部产生很强的磁感应强度,磁力线密度增大几百倍到几千倍,如果材料中存在不连续性(包括缺陷造成的不连续和结构、形状、材质等原因造成的不连续性),磁力线便会发生畸变,部分磁力线有可能逸出材料表面,从空间穿过,形成漏磁场,漏磁场就会使撒在工件上的磁粉形成与缺陷形状相近的磁粉堆积,我们称为磁痕,从而显示不连续性的位置、大小、形状和严重程度。磁粉检测的基础是不连续性处漏磁场和磁粉的磁相互作用。

2、磁粉检测工艺要点:

1)、磁化方法:可分为线圈法、磁轭法、轴向通电法、触头法、中心导体法和旋转磁场磁化法。

2)、磁粉检测方法分类:按检验时机可分为连续法和剩磁法。磁化、施加磁粉和观察同时进行的方法称为连续法;先磁化,后施加磁粉和观察的方法称为剩磁法。按施加磁粉的方法可分为干法和湿法;其中干法直接喷洒干粉,湿法采用磁悬液。3)、磁粉检测器材:

a、磁粉:是显示缺陷的重要手段,一般分为荧光和非荧光,或者分为湿法用磁粉和干法用磁粉;

b、载液:对于湿法磁粉检测,用来悬浮磁粉的液体;常用油基载液和水载液;

c、磁悬液:磁粉和载液按一定比例混合而成的悬浮液体;

d、反差增强剂:为了提高缺陷磁痕与工件表面颜色的对比度,检测前先在工件表面涂上一层白色薄膜,干燥后再磁化工件,使磁痕清晰可见,这次薄膜就是反差增强剂;

e、标准试片和试块:用于检验磁粉检测设备、磁粉和磁悬液的综合性能。我国使用的有A型、C型、D型、M1型四种试片和B型、E型标准试块。

4)、磁粉检测的一般程序:

a、预处理;

b、磁化处理;

c、施加磁粉;

d、磁痕的观察、判断和记录;

e、缺陷的评级;

f、后处理(包括退磁)。3、磁粉检测的特点:

1)、适宜铁磁材料探伤,不能用于非铁磁材料检验;

2)、可以检出表面和近表面缺陷,不能用于检查内部缺陷;

3)、检测灵敏度很高,可以发现极细小的裂纹以及其它缺陷;(在RT、UT、MT、PT中对表面裂纹检测灵敏度最高)

4)、检测成本很低,速度快;

5)、工件的形状和尺寸对探伤有影响,有时因其难以磁化而无法探伤;

6)、受几何形状影响,易产生非相关显示;

7)、部分磁化后具有较大剩磁的工件需进行退磁处理。

4、磁粉检测应用:

1)、适用于检测铁磁性材料(如16MnR,20g等)工件表面和近表面尺寸很小、间隙极窄(如可检测出长、宽为微米级的裂纹)和目视难以看出的缺陷;不适用于非铁磁性材料比如奥氏体不锈钢材料和用奥氏体不锈钢焊条焊接的焊缝,也不适用于检测铜、铝、镁、钛合金等材料。

2)、适用于检测工件表面和近表面的裂纹、白点、发纹、折叠、疏松、冷隔、气孔和夹杂等缺陷,但不适用于检测工件表面浅而宽的划伤、针孔状缺陷、埋藏较深的内部缺陷和延伸方向与磁感应线方向夹角小于20°的缺陷。

3)、适用于检测未加工的原材料和加工的半成品、成品件及使用过的工件和特种设备。

4)、适用于检测管材、棒材、板材、型材和锻钢件、铸钢件和焊接件。(四)、渗透检测

渗透检测是一种以毛细作用原理为基础的检查表面开口缺陷的无损检测方法。毛细现象是指润湿液体在毛细管中呈凹面并且上升,不润湿液体在毛细管中呈凸面并且下降的现象;能够发生毛细现象的管子叫做毛细管。毛细管可以是两平面板间的夹缝,各种形状的棒、纤维、颗粒堆积物的空隙都是特殊形式的毛细管,甚至将一片固体插入液体中所发生的边界现象也是毛细现象。

1、渗透检测的原理:工件表面被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,经过一定时间,渗透液能够渗进表面开口的缺陷中;经去除零件表面多余的渗透液后,再在工件表面施涂显像剂,同样在毛细管作用下,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,缺陷处的渗透液痕迹被显示,从而探测出缺陷的形貌及分布状态。

2、渗透检测的工艺要点:

1)、渗透检测的分类:

a、根据渗透液所含染料成分可分为荧光法、着色法两大类;

b、根据渗透液去除方法可分为水洗型、后乳化型和溶剂去除型三大类;

c、根据显像方法的不同可以分为湿式显像、快干式显像、干式显像和无显像剂显像四种。根据前两种分类方法可以组合成六种渗透探伤方法。

2)、渗透检测操作步骤:

a、表面准备和预清洗;

b、施加渗透剂;

c、去除多余的渗透剂;

d、干燥;

e、显像;

f、观察和评定。

3)、渗透检测注意事项:

a、预处理时要在工件表面上造成充分的湿润条件,以便形成渗透液的薄膜;

b、正常的渗透温度范围为15°∽50°,渗透时间不得少于10min;

c、清洗时,不要过度清洗,不要把在缺陷中的渗透液清洗了,若采用溶剂清洗只能用蘸有溶剂的布或者纸擦洗,且应沿一个方向擦拭,不得往复擦拭,更不得用清洗剂直接冲洗;

d、干式显像前进行干燥时,要有合适的干燥温度,在尽可能短的时间里有效地完成干燥。3、渗透检测的特点:

1)、可以用于除了疏松多孔性材料外任何种类的材料;

2)、形状复杂的部件也可以渗透探伤,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,用一次探伤操作就可以完成检测;

4)、不需要大型的设备,可不用水、电;

5)、受工件表面粗糙度影响大,探伤结果往往容易受操作人员水平的影响;

6)、可以检出表面开口的缺陷,但对于埋藏缺陷或闭合型的表面缺陷无法检出;

7)、检测工序多,速度慢;

8)、检测灵敏度比磁粉探伤低;

9)、材料较贵,成本较高;

10)、渗透检测所用的检测剂大多易燃有毒,必须采取有效措施保证安全。4、渗透检验应用实例a、焊缝中的横向裂纹b、坡口边裂纹c、汽机轴瓦脱胎(五)、涡流检测

涡流检测的理论基础是电磁感应原理。金属材料在交变磁场作用下产生涡流,根据涡流的大小和分布,可检出铁磁性和非铁磁性材料的缺陷,或分选材料、测量膜层厚度和工件尺寸、以及材料某些物理性能等。

1、涡流检测的原理:

用通以交流电的线圈

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