焊接无损检测(培训)课件

焊接无损检测哈工大(威海)焊接教研室贺文雄焊接无损检测哈工大(威海)焊接教研室1检测方法常规检测方法：射线、超声、涡流、磁力、渗透表面方法（渗透、磁粉、涡流，以检验工件表面以及近表面缺陷。）内部方法（射线、超声，以发现工件内部的缺陷。）检测方法常规检测方法：射线、超声、涡流、磁力、渗透2射线检测射线检测3定义：射线检测是利用射线可穿透物质和在物质中有衰减的特性来发现缺陷的一种探伤方法。分类X射线－波长0.001~1nm

射线－波长0.0003~0.1nm高能射线定义与分类

定义：射线检测是利用射线可穿透物质和在物质中有衰减的特性来发4射线的获得及基本性质X射线的产生

阴极加热

电子发射

电场加速

撞击阳极靶

X射线射线的获得及基本性质X射线的产生5X射线的性质不可见不带电可穿透不透明的物质能使底片感光有反射、折射、干涉现象使某些物质产生光电效应生物效应

射线的获得及性质X射线的性质不可见射线的获得及性质6

射线

射线的产生 放射性同位素的原子核衰变 半衰期T=0.693/

（年）

－衰变常数 例：Co60，

=0.131/年T=5.3年

射线的性质与特点与X射线相似波长比X射线短穿透力：Co60-铜250mm；铝350mm；钢300mm射线的获得及性质射线射线的产生射线的获得及性质7高能x射线定义：能量>100万电子伏特的X射线产生：电子回旋加速器等性质：焦点小特点穿透力大（能量大，吸收）50~60%变成热能，转换效率高散热问题小射线的获得及性质高能x射线定义：能量>100万电子伏特的X射线射线的获得及性8射线照相用设备

X射线探伤机组成射线检测设备控制器调压器继电器电压表电流表计时器保护装置控制按钮X射线柜X射线管灯丝变压器冷却装置温度保护电源输出电压电缆射线照相用设备X射线探伤机组成射线检测设备控制器X射线柜9X射线检测设备射线检测设备X射线检测设备射线检测设备10

射线探伤机射线检测设备射线探伤机射线检测设备11射线与物质的相互作用射线探伤原理及方法光电效应康普顿效应电子对效应Z入射光子能量h

0射线与物质的相互作用射线探伤原理及方法光电效应康普顿效应电子12衰减定律

Jd=J0e-

d（单色平行射线）d:物质厚度；

：衰减系数＝K

3Z3=

+

K：系数，决定于比重

：波长 Z：原子序数

：吸收系数

：散射系数软射线（波长较长）要比硬射线（波长较短）易被材料吸收射线探伤原理及方法衰减定律Jd=J0e-d（单色平行射线）软13射线照相法探伤原理原理衰减规律光化作用内部信息获取强度不同的射线场探测并记录这个场信息射线照相法探伤原理原理14胶片纪录载体暗盒防止曝光增感屏增感系数（曝光量的比值）：K=无/有荧光增感屏：产生荧光，增感系数大，金属增感屏：二次电子和金属标识射线；增感系数小，晶粒细小射线检测设备射线照相法探伤原理胶片射线检测设备射线照相法探伤原理15象质计

象质计16几何不清晰度影响几何不清晰度影响17射线照相法探伤工艺

透照规范包括：透照布置、透照基本参数、透照辅助措施和透照设备与器材管电压材料的吸收系数（穿透厚度）照相灵敏度选择原则焦距几何不清晰度的要求适当的射线强度，均匀的透照范围曝光量透照时间×管电流(mA·min)射线照相法探伤工艺透照规范包括：透照布置、透照基本参数、透18曝光曲线实验确定的有关透照规范数据的一组曲线应用说明：根据板厚由曝光曲线确定管电压、曝光量曝光曲线实验确定的有关透照规范数据的一组曲线19焊缝的射线检测应熟悉焊接工艺，了解可能出现的缺陷类型和部位选择合理的透照方位，以得到最大的缺陷检出率管子透照问题，单壁单投影，双壁双投影，双壁双投影圆周透照的重叠问题焊缝的射线检测应熟悉焊接工艺，了解可能出现的缺陷类型和部位20射线照相底片射线照相底片21射线探伤的缺陷识别

焊缝缺陷裂纹－在底片上呈直线且略成波纹状，二头尖细，中间稍宽。（纵向、横向裂纹）未焊透－焊缝影响中心呈现一条黑度较大的细长直线。气孔－在底片上多呈现为圆形或椭圆形的黑点，其中心黑度较大，边界黑度较小。（分散气孔、密集气孔、单个气孔等）夹渣－焊缝内部的非金属残留物，在底片上是一些黑度不均匀，形状不规则的点状、条状或块状黑影。夹钨－钨的密度比铁大，呈白点射线探伤的缺陷识别焊缝缺陷22典型缺陷图片典型缺陷图片23未焊透未熔合未焊透未熔合24气孔和夹渣夹钨气孔和夹渣夹钨25典型缺陷图片典型缺陷图片26焊接无损检测(培训)课件27焊接无损检测(培训)课件28射线检测应用射线检测应用29射线检测应用射线检测应用30射线检测应用射线检测应用31射线检测应用射线检测应用32实时成像检测方法快速检测动态检测数字图像（A/D转换）计算机管理图像处理实时成像检测方法快速检测33典型系统典型系统34实时成像系统实时成像系统35环焊缝实时成像检测环焊缝实时成像检测36实时成像控制系统实时成像控制系统37CT检测方法ComputerTomography真正的二维图像可实现三维检测CT检测方法ComputerTomography38射线源X射线、射线探测器机械装置（步进、旋转）计算机重建CT检测原理射线源CT检测原理39焊接无损检测(培训)课件40焊接无损检测(培训)课件41CT应用CT应用42焊接无损检测(培训)课件43焊接无损检测(培训)课件44CT应用CT应用45超声检测超声检测46定义及特点定义物体中的传播、反射和衰减最重要的检验技术之一优点：灵敏度高、设备轻巧、操作方便、检测速度快、成本低、无害、易于实现自动化缺点：缺陷定性、定量困难，一般无检测记录，受人的影响因素较大。发展：超声成像、自动检测技术，计算机信号处理与分析识别技术定义及特点定义47基本概念机械波（水波、声波、超声波）次声波<20Hz声波20~20KHz超声波>20KHz无损检测1～5MHz基本概念机械波（水波、声波、超声波）48超声波的产生与接收超声波的产生压电效应正压电效应逆压电效应超声检测基础超声波的产生与接收超声波的产生超声检测基础49超声波探头的组成晶片：钛酸钡、钛酸铅等吸收块：吸收杂波，阻尼停振作用电感：提高发射效率保护膜：软膜、硬模超声检测基础超声波探头的组成晶片：钛酸钡、钛酸铅等超声检测基础50超声波检测的基础超声波的发射与接收高频电压探头耦合超声发射异质界面反射回波探头信号超声检测基础超声波检测的基础超声波的发射与接收超声检测基础51超声波的波型纵波L定义—波的传播方向与质点振动方向相一致的振动波在固体、液体和气体中传播产生和接收比较容易超声检测基础超声波的波型纵波L超声检测基础52超声波的波型横波S定义：质点的振动方向垂直于波的传播方向的振动波只能在固体中传播靠波型转换才能得到横波超声检测基础超声波的波型横波S超声检测基础53超声波的声场特性半扩散角： ＝arcsin1.22

/D近场区长度N： N=D2/4

未扩散区b： b

1.64N超声检测基础超声波的声场特性半扩散角： ＝arcsin1.2254超声波的声场特性超声检测基础超声波的声场特性超声检测基础55D/=6D/=6.7超声波的声场特性超声检测基础D/=6D/=6.7超声波的声场特性超声检测基础56超声波的声场特性超声检测基础超声波的声场特性超声检测基础57超声波的声场特性超声检测基础超声波的声场特性超声检测基础58超声波的特点

具有良好的指向性直线性直线传播（类似于光波）符合光学定律声速为常数（固定介质）由传播时间可求得传播距离t

束射性（定向辐射）能在弹性介质中传播真空空气可视为真空超声检测基础超声波的特点具有良好的指向性超声检测基础59III’

’s

s∵CL1=CL1’∴

=

L1’入射角＝反射角（同介质中）∵CL2>CL1∴

>

L又∵CS2<CL2

∴

S<

纵波斜入射(波形转换）超声检测基础III’’ss∵CL1=CL1’纵波斜入射(波形转60超声波的绕射超声波的绕射

定义：波在传播过程中遇到障碍物时，能绕过障碍物的边缘继续前进的现象，称为波的绕射。 （波的重要特征之一）绕射现象：其本领取决于障碍物的尺寸Df和波长

的相对大小。

Df<<

只绕射，无反射 Df>>

只反射，无绕射 Df

既反射有绕射

超声检测基础超声波的绕射超声波的绕射超声检测基础61超声波的衰减超声波的衰减超声波在通过介质后，其强度发生减弱，这种现象称为。原因晶界反射：折射、反射、波型转换吸收：声源激发产生的晶粒间的摩擦，吸收能量扩散：传播张角使得单位面积能量减弱超声检测基础超声波的衰减超声波的衰减超声检测基础62超声波的衰减规律衰减公式：J=Jo·e-2

sJo-入射强度s－距离

－衰减系数

的影响因素：f晶粒度（不锈钢的探伤问题）超声检测基础超声波的衰减规律衰减公式：J=Jo·e-2s超声检测基63超声波检测原理

发射超声波传播异质界面回波接收放大显示始波、伤波、底波超声检测原理与设备超声波检测原理发射超声波超声检测原理与设备64几种扫描方式

A扫描（点）B扫描（线）C扫描（面）超声检测原理与设备几种扫描方式A扫描（点）超声检测原理与设备65典型设备超声检测原理与设备典型设备超声检测原理与设备66焊接无损检测(培训)课件67超声波探头直探头结构与参数发射，接收纵波晶片直径，探头频率超声检测原理与设备超声波探头直探头结构与参数超声检测原理与设备68超声波探头斜探头结构与参数发射接收横波晶片直径，探头频率，折射角（斜率）超声检测原理与设备超声波探头斜探头结构与参数超声检测原理与设备69超声波探头超声检测原理与设备超声波探头超声检测原理与设备70检测的方式与耦合检测方式单收单发－2个探头，（穿透式探伤，串列式探伤）单收发－1个探头（反射式检测）双收发－二个探头（各自发、收）耦合方式直接接触式－机油、甘油、水玻璃、工业浆糊等浸液式－局部：喷水全部：水浸槽直接接触法超声波检测检测的方式与耦合检测方式直接接触法超声波检测71常用检测方法

垂直入射(纵波)应用：缺陷与探测面平行的厚件检测如钢板，轴类，铸锻件等特点：一般有底波直接接触法超声波检测常用检测方法垂直入射(纵波)直接接触法超声波检测72检测方法直接接触法超声波检测检测方法直接接触法超声波检测73检测方法斜入射（横波）应用：缺陷与探测面成一定角度的焊缝检测或其他部件检测特点：一般无底波直接接触法超声波检测检测方法斜入射（横波）直接接触法超声波检测74检测方法直接接触法超声波检测检测方法直接接触法超声波检测75扫描方式直接接触法超声波检测扫描方式直接接触法超声波检测76焊接无损检测(培训)课件77直探头定位h伤＝H工件×(S伤屏/S底屏)扫描速度调节1:n,hf=n·

fhf:缺陷深度；n：比例；

f：

屏幕刻度缺陷定位与判别hHS伤S底直探头定位h伤＝H工件×(S伤屏/S底屏)缺陷定位与判别78斜探头定位声程标定水平位置标定（投影位置）深度位置标定缺陷定位与判别斜探头定位声程标定缺陷定位与判别79焊接无损检测(培训)课件80反射体距入射点的水平距离：反射体距检测面的距离：埋藏深度位置：当b＜d时，t=b；当d＜b≤2d时，t=2d-b反射体距入射点的水平距离：81缺陷大小的判别

当量高度法 应用：缺陷反射面<声束截面 方法：利用距离波幅曲线DGS半波高度法（6分贝法）H1=2·H2,有20lgH1/H2=20lg2=6dB应用：缺陷面积>声束脉冲消失法应用：回波变化大的情况缺陷定位与判别缺陷大小的判别当量高度法缺陷定位与判别82缺陷性质的判别工况、材料、加工工艺等缺陷的大小、方向、位置波形特征识别法回波上升速度波根宽度波形包络回波下降速度缺陷定位与