无损探伤基础知识.ppt

1、无损探伤知识介绍,制作人:*,目录,第一章无损探伤概论,一无损检测的定义及分类 无损探伤的定义：在不破坏材料使用性能及外观形状的前提下，通过测量材料某种物理量的变化来发现和测量材料内部或外表缺陷（宏观不连续）的检验技术。 ( Nondestructive examination-简称NDE),常用的无损探伤方法有： 射线探伤（Radiography Testing-简称RT）；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。 超声波探伤（Ultrasonic Testing-简称UT)；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。 磁粉探伤

2、（Magnetic powder Testing-简称MT)；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。 渗透探伤（Penetrate Testing-简称PT)； PT 是除目视检测方法外最简单的一种检测方法，适用于一切非多孔性材料表面开口性缺陷检测。,第二章缺陷的种类及产生原因,.钢焊缝中常见缺陷及产生原因,、外观缺陷,.气孔,.夹渣,、裂纹 1.定义:焊缝中原子结合遭到破坏，形成新的界面而产生的缝隙称为裂纹。 2.裂纹的分类,3. 裂纹的危害 裂纹，尤其是冷裂纹，带来的危害是灾难性的。世界上的压力容器事故除极少数是由于设计不合理，选材不当的原因引起的以外，绝

3、大部分是由于裂纹引起的脆性破坏。,、未焊透和未熔合,、其他缺陷,.铸件中的常见缺陷 气孔、夹杂、夹沙、密集气孔、冷隔、缩孔和缩松、裂纹 . 锻件中的常见缺陷 缩孔和缩管、非金属夹杂物、夹砂、龟裂、锻造裂纹、白点 .轧材中的常见缺陷 钢管中的缺陷 纵裂纹、横裂纹、表面划伤、翘皮和折叠、夹杂和分层 钢棒和型材中的缺陷 内部缺陷表面缺陷 钢板中的缺陷（材料引起和轧制引起） 分层、裂纹、线状缺陷、非金属夹杂物、夹渣、折叠、偏析 . 使用中的常见缺陷 疲劳裂纹、应力腐蚀裂纹、氢损伤、晶间腐蚀、摩擦腐蚀,第三章常见检测方法原理及特点,一、射线检测（RT） 3.1 射线照相法原理 X射线是从X射线管中产生的

4、，X射线管是一种两极电子管。将阴极灯丝通电，使之白炽，电子就在从阴极移向阳极的方向加速飞行，获得很大的动能，当这些电子撞击阳极时，与阳极金属原子的核外库仑场作用，发出轫致辐射而放出X射线。射线还有一个性质就是能使胶片感光，能使胶片乳剂层中的卤化银产生潜象中心，经过显影和定影后就会黑化。,2.1、射线透照的基本布置 图1、射线透照的基本布置图,射线探伤优缺点： 射线探伤优点：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求，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

5、接质量检验中得到广泛应用。 射线探伤缺点：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较长，对厚壁工件检测灵敏度低。 射线照相灵敏度：指射线照象底片上可以观察到的最小缺陷尺寸之能力。,射线照相底片上所能发现的最细钢丝直经叫作射线照相的绝对灵敏度； 射线照相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相的相对灵敏度； 射线照相对气孔夹杂等体积状缺陷有较好的检出率。而射线照相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

6、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清晰度Ug=焦点尺寸工件厚度/焦距；所以厚壁工件中的细小裂纹检出相当困难。,厚壁工件检测灵敏度还与所用射线能量有关，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像的对比度越低，所以厚壁工件中的检测灵敏度较低。 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。,二、超声波探伤(UT) 大于20000赫兹的弹性波，不能被人耳听到，故曰“超声波”。超声波具有频率高、能量集中、指向性好、在均匀介质中沿

7、直线传播、穿透力强、在异质界面上遵循几何光学的折射、反射原理等特性。这些特性为超声波在探伤技术领域获得广泛应用提供了可能。 3.1、脉冲反射法超声波探伤的基本原理： 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，来判断介质中不连续的存在位置及大小的方法叫做脉冲反射法超声波探伤。,简单原理图:,3.2.脉冲反射法超声波探伤分类及应用: 按所用波型分有: 纵波探伤法. 横波探伤法 . 表面波探伤法; 按所用超声波传播方

8、向分:有垂直探伤法和斜角探伤法; 3. 2.1 纵波探伤法: 在介质中,质点之振动方向与波之传播方向一致的波称谓纵波,纵波 一般由直探头产生,使用直探头探伤的方法习惯上叫做垂直探伤法.这种探伤方法主要用于钢板,钢棒,锻件等轧材的原材料探伤.主要原因是这些材料的主要缺陷有平行于轧制表面的特点,纵波直探头探伤法对这类缺陷最敏感. 钢板锻件纵波直探头探伤示意图,为了有利于缺陷检出,超声波探伤中选取扫查方向的原则是:使声速的传播方向尽量与缺陷的最大反射面垂直. 3.2.2 横波探伤法 横波(剪切波):指质点的振动方向与传播方向垂直的波;因为在固体中有弹性应力和剪切应力两种应力模式存在,弹性应力可以引起

9、纵波的传播,剪切应力可以引起横波的传播,当超声纵波以一定的角度倾斜入射在固体界面时,会发生波形转换得到与界面成一定角度的横波. 因为横波的传播方向与界面可以成某一角度,所以横波探伤法也叫斜角探伤法,用于产生横波的探头也叫横波斜探头. 横波探伤的特点:声波倾斜入射于探伤面,探伤面与检验区域不重合; 横波探伤主要用于焊缝中焊接缺陷的检验及材料中与材料表面成一定角度的缺陷检验.,4. 超声探伤优缺点 a. 优点: 超声设备造价低,超声对人体无害,检测方法灵活,对裂纹未熔合等二维缺陷检出率高于射线检测,缺陷定位精度好,检测周期短,检测成本低,特别适用于工地现场检测. b. 缺点: 定缺陷性质的判断不直

10、观 经验性强,目前尚不能标准化;超声波的近场盲区和远场盲区影响近表面的缺陷检出率;探伤面的平整度影响定位精度,探伤面的光洁度影响定量精度,探伤面的数量和大小影响缺陷的检出率,材料晶粒度的大小影响探伤灵敏度.(电渣焊缝要求在正火后进行超声探伤;铸件探伤灵敏度一般较锻件低,奥氏体焊缝超声波探伤很困难.),三.表面缺陷检测: 1.概述: 常用的表面缺陷检测方法有两种,即: 磁粉探伤(简称MT)和渗透探伤(简称PT) 磁粉探伤的适用范围为铁磁性材料的表面和近表面缺陷检测; 渗透探伤适用于一切非多孔性材料的表面开口性缺陷检测; * 磁粉探伤的检测原理是漏磁原理-即当铁磁性物质存在表面和近表面缺陷,在其接

11、近磁饱和状态时,则缺陷所在处表面会产生漏磁,这种漏磁通能吸引磁粉形成显示;利用磁粉显示漏磁通以检测缺陷存在的方法叫磁粉探伤. 磁粉探伤作业的主要程序是:磁化工件施加磁粉观察评定;,磁粉探伤示意图,原理简易图：,渗透检测的基本原理-零件表面被施涂含有荧光染料或着色染料的渗透液后，在毛细管的作用下，经过一段时间，渗透液可渗透到表面开口的缺陷中，经去除零件表面多余的渗透液后；再在零件表面施涂显象剂，同样在毛细管的作用下，显象剂将吸引缺陷中保留的渗透液，渗透液回渗到显象剂中；在一定光源下，缺陷处的渗透液痕迹被显示，从而测出缺陷的形貌和分布状态。 渗透探伤的主要作业程序是: 清洗干燥施加渗透剂去除多余的

12、渗透剂显像观察评定; 2. 对被检表面光洁度的要求: 磁粉探伤要求表面光洁度Ram; 渗透探伤要求机加表面光洁度 Ra6m; 非机加表面光洁度 Ra12.m;,注意:探伤面光洁度达不到要求时将影响表面探伤效果,希望检出的缺陷越小,对被检表面光洁度的要求越高;被检表面光洁度越低,小缺陷越难于检出. 3. 探伤灵敏度的控制 磁粉探伤灵敏度可以通过调整工件的磁化规范来进行调整与控制,磁粉探伤灵敏度分为高中低三档;磁粉探伤灵敏度的选用主要取决于工件的质量要求,在现有的国家质量标准中尚没有强制性规定,东方锅炉在压力容器及锅炉受压焊缝磁粉检验中规定选用中级灵敏度;,磁粉探伤灵敏度的选择要考虑工件表面光洁度

13、要求材料的化学成分均匀性等因素;表面光洁度要求高材料的化学成分均匀性好可以选择较高的灵敏度;反之,要选择较低的灵敏度. 磁粉探伤灵敏度绝不是选择的越高越好,当表面光洁度欠佳材料的化学成分严重不均匀时,高探伤灵敏度会造成较多的伪缺陷显示. 鉴别伪缺陷显示的方法有两种,1.重做;2.金相鉴别;,渗透探伤灵敏度主要依赖于探伤材料的性能,所选探伤材料已经确定其灵敏度也就确定了,没办法进行调整,但有几个因素对灵敏度的影响很大: A.表面光洁度的影响;粗糙表面会导致检验灵敏度下降,甚至于检验失败. B.温度的影响;15-50C为渗透探伤正常工作的温度范围,在此范围之外灵敏度会显著下降,小于5C时一般不适宜

14、继续作业. C.观察条件的影响:磁粉探伤和渗透探伤都需要目视观察,观察人员的近距离视力不应低于5.0,受检区域表面可见光照度应不小于1000勒柯斯,观测角不应大于70. 最光滑的表面上,采用最高级别的磁粉探伤和渗透探伤方法能发现10m以下的表面开口裂纹;与磁粉探伤一样渗透探伤灵敏度的选用要与工件表面光洁度要求相一致。,4.表面探伤需注意的几个问题 A.探伤时机的选择:需要提供探伤报告的表面探伤都应该在最后一道加 工工序完成后进行;表面探伤合格后重新进行机悈加工砂轮打磨时,原探伤结果失效. B.用于奥氏体钢或钛钢的渗透剂要控制氟卤离子含量;用于高温条件下的镍基合金钢要控制所用渗透剂中的硫离子含量; C.有延迟裂纹倾向的材料,至少应在焊后24小时后再进行无损检测.,承压类特种设备