绪论无损检测课件.ppt
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- 绪论 无损 检测 课件
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1、无损检测技术NDT(Non-destructive Testing)授课老师:刘授课老师:刘 万万 里里 中国矿业大学机电学院中国矿业大学机电学院测控技术与仪器系测控技术与仪器系无损检测技术无损检测技术课程说明课程说明1.了解无损检测技术的特点及其在材料及构件评价中的地位和作用。2.掌握五种常规无损检测技术的基本原理、特点、适用性及局限性。3.了解五种常规无损检测方法的设备和实际应用。4.了解无损检测的新技术和发展。课程任务课程任务无损检测技术无损检测技术课程说明课程说明课程特点课程特点:o多科性多科性本课程学时虽然不多,可知识内涵却十本课程学时虽然不多,可知识内涵却十分丰富。多科性是说,这门
2、技术的理论基础是以分丰富。多科性是说,这门技术的理论基础是以近近代物理学代物理学、化学化学、电子学电子学、材料学材料学为支撑的;从工为支撑的;从工程角度来说,它又是以程角度来说,它又是以全面质量管理科学全面质量管理科学与与无损评无损评定技术定技术紧密结合的一个崭新领域;在具体检测方法紧密结合的一个崭新领域;在具体检测方法和相关原理上,又涉及到和相关原理上,又涉及到磁、电、声、光、热、力磁、电、声、光、热、力等各个领域;在取得准确的检测结果方面,有时尚等各个领域;在取得准确的检测结果方面,有时尚需多种检测方法的有机配合需多种检测方法的有机配合、运用获得的多种信息、运用获得的多种信息对材料(包括试
3、样和产品)的物理性能和变异以及对材料(包括试样和产品)的物理性能和变异以及各类缺陷做出准确的评价。各类缺陷做出准确的评价。无损检测技术无损检测技术课程说明课程说明o实践性实践性对材料、试样、产品的无损检测,主要对材料、试样、产品的无损检测,主要是探测其中的是探测其中的缺陷缺陷,了解,了解各类缺陷的性质、位置各类缺陷的性质、位置 、尺寸、形状、分布规律尺寸、形状、分布规律等等。等等。因此,对材料及工件内部缺陷的理解、分布规因此,对材料及工件内部缺陷的理解、分布规律和特点的认识,熟悉它们在每种检测方法中的律和特点的认识,熟悉它们在每种检测方法中的显显像规律像规律并做出正确的评价等方面。并做出正确的
4、评价等方面。此外,要想取得无损检验人员的此外,要想取得无损检验人员的资格证资格证,更需,更需经过一段较严格的经过一段较严格的培训培训和通过相关的和通过相关的考试。考试。无损检测技术无损检测技术课程说明课程说明o 实用性实用性无损检测技术具有较为广泛的应用无损检测技术具有较为广泛的应用领域。它不仅用于领域。它不仅用于工业生产工业生产中,在中,在医疗、生物医疗、生物技术、电子技术技术、电子技术、地质科学地质科学等诸多领域均可得等诸多领域均可得到有效的运用。到有效的运用。尤其在尤其在金属材料制造领域金属材料制造领域,如,如锅炉压力容器、锅炉压力容器、化工机械、造船、海洋构造、航空航天以及核化工机械、
5、造船、海洋构造、航空航天以及核反应堆反应堆等生产制造领域更是不可缺少的等生产制造领域更是不可缺少的质量保质量保证手段证手段。无损检测技术课程说明教学要求:教学要求:o 重点掌握重点掌握五种基本无损检测方法的五种基本无损检测方法的基本原基本原理理、适用范围适用范围和和技术要点技术要点;o 了解了解探伤方法、仪器、设备探伤方法、仪器、设备,了解基本操,了解基本操作;作;o 积极积极参与课堂教学参与课堂教学,认真,认真记好笔记记好笔记。绪 论一一无损检测技术概述无损检测技术概述二二无损检测技术发展过程无损检测技术发展过程三三无损检测技术分类无损检测技术分类四四无损检测方法的选择无损检测方法的选择(一
6、)无损检测技术定义(一)无损检测技术定义无损检测的英文缩写为:无损检测的英文缩写为:Non-Destructive Testing o 无损检测技术无损检测技术:在不损伤被检测对象的条件下,在不损伤被检测对象的条件下,利用材料内部结构异常或缺陷对热、声、光、电、利用材料内部结构异常或缺陷对热、声、光、电、磁等物理现象的反应,来探测材料及构件内部和表磁等物理现象的反应,来探测材料及构件内部和表面的缺陷,检测缺陷的类型、性质、数量、形状、面的缺陷,检测缺陷的类型、性质、数量、形状、位置、尺寸、分布及其变化做出判断和评价,位置、尺寸、分布及其变化做出判断和评价,亦称亦称为为无损探伤无损探伤,属于,属
7、于非破坏性检测方法非破坏性检测方法的范畴。的范畴。o 它与某些它与某些破坏性检测破坏性检测方法,如力学性能检验、化学方法,如力学性能检验、化学分析试验、金相检验、分析试验、金相检验、SEMSEM、TEMTEM等具有很强的互补等具有很强的互补性。尤其适合性。尤其适合成品检验成品检验和和在役运行产品在役运行产品的的检验。检验。(二)无损检测目的(二)无损检测目的 无损检测的目的无损检测的目的:定量掌握缺陷与强度的关系,评定量掌握缺陷与强度的关系,评价构件的允许负荷、寿命或剩余寿命;检测设备价构件的允许负荷、寿命或剩余寿命;检测设备(构件构件)在制造和使用过程中产生的结构不完整性在制造和使用过程中产
8、生的结构不完整性及缺陷情况,以便改进制造工艺,提高产品质量及缺陷情况,以便改进制造工艺,提高产品质量;及时发现故障,保证设备安全、高效可靠地运行。及时发现故障,保证设备安全、高效可靠地运行。1 1质量管理质量管理无损检测的主要目的之一,无损检测的主要目的之一,对非连续加工或连续加工的原对非连续加工或连续加工的原材料或零部件提供实时的质量控制材料或零部件提供实时的质量控制。如控制材料的冶金质。如控制材料的冶金质量、加工工艺质量、组织状态,涂镀层的厚度以及缺陷的量、加工工艺质量、组织状态,涂镀层的厚度以及缺陷的大小、方位与分布等。大小、方位与分布等。在质量控制过程中,将由无损检测获得的质量信息反馈
9、到在质量控制过程中,将由无损检测获得的质量信息反馈到设计与工艺部门,可反过来促进其改进产品的设计与制造设计与工艺部门,可反过来促进其改进产品的设计与制造工艺,从而提高产品质量、降低成本、提高生产效率。工艺,从而提高产品质量、降低成本、提高生产效率。主要有以下四个方面:主要有以下四个方面:2.2.在役检测在役检测使用无损检测技术对装置在运行过程中进行监测,或者使用无损检测技术对装置在运行过程中进行监测,或者在检修期进行检测,能及时发现影响其安全运行的隐患,在检修期进行检测,能及时发现影响其安全运行的隐患,防止事故。防止事故。这对于大型设备,如核反应堆、桥梁建筑、这对于大型设备,如核反应堆、桥梁建
10、筑、铁路车辆、压力容器、输送管道、飞机、火箭等,具有铁路车辆、压力容器、输送管道、飞机、火箭等,具有重要的意义。重要的意义。在役检测不仅可以及时发现隐患,在役检测不仅可以及时发现隐患,更重要的是更重要的是可以根可以根据所发现的早期缺陷及其发展程度(如疲劳裂纹的萌生据所发现的早期缺陷及其发展程度(如疲劳裂纹的萌生与发展),在确定其方位、形状、尺寸和性质等的基础与发展),在确定其方位、形状、尺寸和性质等的基础上,对装置能否继续使用及其上,对装置能否继续使用及其安全运行寿命进行评价安全运行寿命进行评价。3 3质量鉴定质量鉴定 制成品在进行组装或投入使用之前,应进行最终检验,即制成品在进行组装或投入使
11、用之前,应进行最终检验,即质量鉴定。其目的是确定被检对象是否达到设计性能,能否质量鉴定。其目的是确定被检对象是否达到设计性能,能否安全使用,即判断其是否合格。这既是对前面加工工序的验安全使用,即判断其是否合格。这既是对前面加工工序的验收,也可以避免给以后的使用造成隐患。收,也可以避免给以后的使用造成隐患。应用无损检测技术在铸造、锻压、焊接、热处理以及切削加应用无损检测技术在铸造、锻压、焊接、热处理以及切削加工的工序中,检测材料或部件是否符合要求,可以避免对不工的工序中,检测材料或部件是否符合要求,可以避免对不合格产品继续进行徒劳无益的加工。合格产品继续进行徒劳无益的加工。特别是那些将在复杂悉劣
12、条件(如高温、高压、高应力、高特别是那些将在复杂悉劣条件(如高温、高压、高应力、高循环载荷等)下使用的产品,无损检测技术表现了能进行百循环载荷等)下使用的产品,无损检测技术表现了能进行百分之分之百检验的无比优越性。百检验的无比优越性。即改进制造技术,优化制造工艺;即改进制造技术,优化制造工艺;在在新产品研制新产品研制、新工艺制定新工艺制定过程中,对于某些过程中,对于某些工艺参工艺参数数、工艺措施工艺措施的确定,有时需要进行严格的的确定,有时需要进行严格的工艺评定工艺评定,借,借助先进的助先进的无损检测技术无损检测技术可可筛选出最佳规范筛选出最佳规范,进而,进而制定出新制定出新产品的工艺规程产品
13、的工艺规程,最终制造出合格的产品或优质产品。,最终制造出合格的产品或优质产品。4 4工艺改进工艺改进(三)无损检测特点(三)无损检测特点1 1无损检测不会对构件造成任何损伤无损检测不会对构件造成任何损伤 无损检测是在不破坏构件的前提下,利用材料物理性质的无损检测是在不破坏构件的前提下,利用材料物理性质的变化来判断构件内部和表面是否存在缺陷,不会对材料、工变化来判断构件内部和表面是否存在缺陷,不会对材料、工件和设备造成任何损伤。件和设备造成任何损伤。2 2无损检测技术为查找缺陷提供了一种有效方法无损检测技术为查找缺陷提供了一种有效方法 任何部件、设备在加工和使用过程中,不可避免地会产生任何部件、
14、设备在加工和使用过程中,不可避免地会产生缺陷。使用人员有时不但要知道其是否有缺陷,还要确定缺缺陷。使用人员有时不但要知道其是否有缺陷,还要确定缺陷的位置、大小及其危害程度,并对其发展进行预测和预报。陷的位置、大小及其危害程度,并对其发展进行预测和预报。无损检测诊断技术为此提供了一种有效方法。无损检测诊断技术为此提供了一种有效方法。3 3无损检测诊断技术能够防止因产品失效引起的灾难性后果无损检测诊断技术能够防止因产品失效引起的灾难性后果机械服役过程中丧失其规定功能而不能工作,或不能继续可机械服役过程中丧失其规定功能而不能工作,或不能继续可靠地完成其预定功能称为靠地完成其预定功能称为失效失效。失效
15、是一种不可接受的故障。失效是一种不可接受的故障。19861986年,美国年,美国“挑战者挑战者”号航天飞机升空号航天飞机升空70s70s后发生爆炸,后发生爆炸,7 7名名宇航员全部遇难,直接经济损失宇航员全部遇难,直接经济损失1212亿美元。究其原因是由于固亿美元。究其原因是由于固体火箭助推器尾部连接处的密封圈失效使燃料泄漏所致。如体火箭助推器尾部连接处的密封圈失效使燃料泄漏所致。如果用无损检测诊断技术提前或及时检测出失效部位和原因,果用无损检测诊断技术提前或及时检测出失效部位和原因,并采取有效措施,就可以避免灾难性事故的发生。并采取有效措施,就可以避免灾难性事故的发生。4 4无损检测技术能够
16、对产品质量实施监控无损检测技术能够对产品质量实施监控产品在加工和成形过程中,如何保证质量及可靠性非常关键。产品在加工和成形过程中,如何保证质量及可靠性非常关键。无损检测能够在铸、锻、冲压、焊接、切削加工等各工序中,无损检测能够在铸、锻、冲压、焊接、切削加工等各工序中,检查工件是否符合要求,可避免徒劳无益的加工。从而降低检查工件是否符合要求,可避免徒劳无益的加工。从而降低产品成本,提高产品质量和可靠性,实现对产品质量的监控。产品成本,提高产品质量和可靠性,实现对产品质量的监控。5.5.无损检测技术的应用范围广阔无损检测技术的应用范围广阔无论是金属材料(磁性和非磁性,放射性和非放射性),还无论是金
17、属材料(磁性和非磁性,放射性和非放射性),还是非金属材料(水泥、塑料、炸药等);无论是锻件、铸件、是非金属材料(水泥、塑料、炸药等);无论是锻件、铸件、焊件,还是板材、棒材、管材;无论是内部缺陷,还是表面焊件,还是板材、棒材、管材;无论是内部缺陷,还是表面缺陷,都可以应用无损检测技术进行缺陷检测。缺陷,都可以应用无损检测技术进行缺陷检测。因此,无损检测技术广泛应于各种设备、压力容器、机械零因此,无损检测技术广泛应于各种设备、压力容器、机械零部件等的检测诊断,受到工业界的普遍重视。部件等的检测诊断,受到工业界的普遍重视。(四)(四)NDT的应用的应用oInspection of Raw Prod
18、uctsoInspection Following Secondary ProcessingoIn-Services Damage InspectionInspection of Raw ProductsoForgings,oCastings,oExtrusions,oetc.Inspection Following Secondary ProcessingpMachiningpWeldingpGrindingpHeat treatingpPlatingpetc.Inspection For In-Service DamagepCrackingpCorrosionpErosion/WearpH
19、eat Damagepetc.Power Plant InspectionProbeSignals produced by various amounts of corrosion thinning.Periodically,power plants are shutdown for inspection.Inspectors feed eddy current probes into heat exchanger tubes to check for corrosion damage.Pipe with damageWire Rope InspectionElectromagnetic de
20、vices and visual inspections are used to find broken wires and other damage to the wire rope that is used in chairlifts,cranes and other lifting devices.Storage Tank InspectionRobotic crawlers use ultrasound to inspect the walls of large above ground tanks for signs of thinning due to corrosion.Came
21、ras on long articulating arms are used to inspect underground storage tanks for damage.Aircraft Inspection Nondestructive testing is used extensively during the manufacturing of aircraft.NDT is also used to find cracks and corrosion damage during operation of the aircraft.A fatigue crack that starte
22、d at the site of a lightning strike is shown below.Jet Engine Inspection Aircraft engines are overhauled after being in service for a period of time.They are completely disassembled,cleaned,inspected and then reassembled.Fluorescent penetrant inspection is used to check many of the parts for crackin
23、g.A defect that went undetected in an engine disk was responsible for the crash of United Flight 232.Crash of United Flight 232Pressure Vessel InspectionThe failure of a pressure vessel can result in the rapid release of a large amount of energy.To protect against this dangerous event,the tanks are
24、inspected using radiography and ultrasonic testing.Rail InspectionSpecial cars are used to inspect thousands of miles of rail to find cracks that could lead to a derailment.Bridge Inspection The US has 578,000 highway bridges.Corrosion,cracking and other damage can all affect a bridges performance.T
25、he collapse of the Silver Bridge in 1967 resulted in loss of 47 lives.Bridges get a visual inspection about every 2 years.Some bridges are fitted with acoustic emission sensors that“listen”for sounds of cracks growing.NDT is used to inspect pipelines to prevent leaks that could damage the environmen
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