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1、压力管道无损检测压力管道无损检测2020年1月一、无损检测概述无损检测概述n现代无损检测的定义是现代无损检测的定义是：在不损坏试件在不损坏试件的前提下，以物理或化学方法为手段，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，状态进行检内部及表面的结构，性质，状态进行检查和测试的方法。查和测试的方法。无损检测技术发展的三个阶段无损检测技术发展的三个阶段：n无损探伤（无损探伤（Nondistructive Inspection）n无损检测（无损检测（Nondistructive Testing）n无损评价（无损评价（No

2、ndistructive Evaluation）无损检测技术发展的三个阶段无损检测技术发展的三个阶段：n1无损探伤：是无损检测早期阶段的名称，其涵义是探无损探伤：是无损检测早期阶段的名称，其涵义是探测和发现缺陷；测和发现缺陷；n2无损检测：是当前阶段的名称，其内涵不仅仅是探测无损检测：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；质、状态等，并试图通过测试，掌握更多的信息；n3无损评价：是将进入或目前正在进入的新阶段的名称，无损评价：是将进入或目前正在进入的新阶段的

3、名称，其内涵不仅仅是探测缺陷、探测试件的结构、性质、状其内涵不仅仅是探测缺陷、探测试件的结构、性质、状态，还要求获取更全面、更深刻的、更准确的综合信息，态，还要求获取更全面、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、内含物、缺陷部例如缺陷的形状、尺寸、位置、取向、内含物、缺陷部位的金相组织、残余应力等，结合成像技术、自动化技位的金相组织、残余应力等，结合成像技术、自动化技术、计算机数据分析和处理等技术，与材料力学、断裂术、计算机数据分析和处理等技术，与材料力学、断裂力学等知识综合应用，对试件或产品的质量和性能给出力学等知识综合应用，对试件或产品的质量和性能给出全面、准确的评

4、价。全面、准确的评价。应用于承压特种设备的无损检测六种方法1、射线检测（、射线检测（Radiography Testing，简称，简称RT）2、超声波检测（、超声波检测（Ultrasonic Testing，简称，简称UT）3、磁粉检测（、磁粉检测（Magnetic Testing，简称，简称MT）4、渗透检测（、渗透检测（Penetrant Testing，简称，简称PT）5、涡流检测（、涡流检测（Eddy current Testing，简称，简称ET）6、声发射检测（、声发射检测（Acoustic Emission，简称，简称AE）应用于承压特种设备的无损检测六种方法n1、常用的无损检测

5、方法：、常用的无损检测方法：RT、UT、MT、PT是应用最广泛的探测缺陷的四大常规方法是应用最广泛的探测缺陷的四大常规方法n2、RT、UT是用于探测试件内部缺陷的，是用于探测试件内部缺陷的，RT是检测内部的体积壮缺陷，是检测内部的体积壮缺陷，UT是检测内部的是检测内部的平面形缺陷。平面形缺陷。n3、MT和和PT、ET主要用于探测试件表面和近主要用于探测试件表面和近表面缺陷。表面缺陷。n4、声发射主要用于探测试件在承载状态下的、声发射主要用于探测试件在承载状态下的缺陷张口位移（活动）情况。缺陷张口位移（活动）情况。n5、其他如激光、红外、微波、液晶等技术应、其他如激光、红外、微波、液晶等技术应用

6、于无损检测。用于无损检测。2无损检测的目的无损检测的目的n（1）保证产品质量：通过无损检测可以将原材料中）保证产品质量：通过无损检测可以将原材料中的冶炼、轧制缺陷和制造中的工艺缺陷，如焊接缺陷的冶炼、轧制缺陷和制造中的工艺缺陷，如焊接缺陷等一些不允许存在的缺陷发现并予以消除而保证产品等一些不允许存在的缺陷发现并予以消除而保证产品质量。质量。n（2）保障使用安全：通过无损检测可以发现设备试）保障使用安全：通过无损检测可以发现设备试件在使用中产生的缺陷，并予以消除而提高了设备在件在使用中产生的缺陷，并予以消除而提高了设备在规定的使用条件下工作时的可靠性。规定的使用条件下工作时的可靠性。n（3）改进

7、制造工艺：如对焊接规范的改进、铸造工）改进制造工艺：如对焊接规范的改进、铸造工艺改进、加工工序的改进等。艺改进、加工工序的改进等。n（4）降低生产成本：如原材料预检，制造工序预检）降低生产成本：如原材料预检，制造工序预检防止不合格转入下道工序等。防止不合格转入下道工序等。3无损检测的应用特点无损检测的应用特点n（1）应用：）应用：n 组合件的内部构成或内部组成情况的检查组合件的内部构成或内部组成情况的检查n如：电子元件的线路、行李、货物内部物品的检查，工件内部构成及组成的检查如：电子元件的线路、行李、货物内部物品的检查，工件内部构成及组成的检查n 产品的质量评定和寿命评定的检查产品的质量评定和

8、寿命评定的检查na、质量评定：制造加工过程中及产品出厂的质量控制（标准）界限评定，其控、质量评定：制造加工过程中及产品出厂的质量控制（标准）界限评定，其控制标准是工艺过程的质量控制，能确保在规定的条件下安全使用（如在一定的压制标准是工艺过程的质量控制，能确保在规定的条件下安全使用（如在一定的压力、温度、介质及年限中）力、温度、介质及年限中）nb、寿命评定：主要是指对使用设备定期检测时，推断评定在下一次检查前能否、寿命评定：主要是指对使用设备定期检测时，推断评定在下一次检查前能否安全使用，即寿命评定。也就是通过定期检测，检查出在使用条件下所产生的缺安全使用，即寿命评定。也就是通过定期检测，检查出

9、在使用条件下所产生的缺陷，并依据所查出的缺陷的性质、形状、大小、部位、应力方向和应力水平等，陷，并依据所查出的缺陷的性质、形状、大小、部位、应力方向和应力水平等，预测在下次检测时会发展到什么程度，并确定是否返修或报废。预测在下次检测时会发展到什么程度，并确定是否返修或报废。n 材料和设备的计量检测：即对材料和零件的变形量或腐蚀量的测定来确定能否材料和设备的计量检测：即对材料和零件的变形量或腐蚀量的测定来确定能否继续使用。如原子反应堆燃料棒的变形量继续使用。如原子反应堆燃料棒的变形量RT测定和设备壁厚测定和设备壁厚UT测定等。测定等。n 材质检查：如采用磁感应检测来判别铝合金材料品种和判别热处理

10、后的状态，材质检查：如采用磁感应检测来判别铝合金材料品种和判别热处理后的状态，以及钢号鉴别仪等。以及钢号鉴别仪等。n表面处理层的厚度测定：如对表面处理后测量其硬化深度或镀层厚度。使用电表面处理层的厚度测定：如对表面处理后测量其硬化深度或镀层厚度。使用电磁感应检测测定渗碳淬火层的深度和镀层的厚度等。磁感应检测测定渗碳淬火层的深度和镀层的厚度等。n 应变测试：通过应变测试达到应力分析的结果来评定。如通过负荷试验或压力应变测试：通过应变测试达到应力分析的结果来评定。如通过负荷试验或压力试验测定受荷构件的应变来达到就力分析的结果。试验测定受荷构件的应变来达到就力分析的结果。3无损检测的应用特点无损检测

11、的应用特点n（2）应用特点）应用特点n 无损检测应与破坏性检测相配合无损检测应与破坏性检测相配合如材料力学和化学分析试验、爆破试验、缺陷性质分析如材料力学和化学分析试验、爆破试验、缺陷性质分析（解剖等）、金相和断口检验等（解剖等）、金相和断口检验等n 正确选用实施无损检测的时机正确选用实施无损检测的时机只有正确的时机才会作出正确的评定结果；只有正确的时机才会作出正确的评定结果；n 正确选用最适当的无损检测方法正确选用最适当的无损检测方法只有正确的方法才会提高检测结果的可靠性；只有正确的方法才会提高检测结果的可靠性；n综合运用各种无损检测方法综合运用各种无损检测方法各种无损检测方法应用的局限性：

12、每种方法都有自己的特各种无损检测方法应用的局限性：每种方法都有自己的特点和局限性的一面；点和局限性的一面；n无损检测结果是用来评定设备质量和寿命的依据之一，无损检测结果是用来评定设备质量和寿命的依据之一，而不应根据它来作片面的结论，更不应为了把质量提高而不应根据它来作片面的结论，更不应为了把质量提高到没有意义的程度。到没有意义的程度。4无损检测可发现缺陷的类型（常规的无损检测可发现缺陷的类型（常规的6种方法）种方法）n（1）缺陷的分类）缺陷的分类n 按加各阶段分：按加各阶段分：n原材料缺陷：如原材料缺陷：如 裂纹、夹杂物等；裂纹、夹杂物等；n制造过程缺陷：又称工艺缺陷。如裂纹、夹渣、气孔、未制

13、造过程缺陷：又称工艺缺陷。如裂纹、夹渣、气孔、未焊透等；焊透等；n使用过程中缺陷：如裂纹、减薄、氢损伤（氢鼓泡、氢致使用过程中缺陷：如裂纹、减薄、氢损伤（氢鼓泡、氢致裂纹）、腐蚀等。裂纹）、腐蚀等。n按检测对象分：按检测对象分：n钢板：夹杂物、折叠、分层等；钢板：夹杂物、折叠、分层等；n锻件：夹渣、折叠、裂纹、白点等；锻件：夹渣、折叠、裂纹、白点等；n铸件：疏松、缩孔、裂缝等；铸件：疏松、缩孔、裂缝等；n焊缝：气孔、夹渣、未焊透、未熔合、裂纹等。焊缝：气孔、夹渣、未焊透、未熔合、裂纹等。4无损检测可发现缺陷的类型（常规的无损检测可发现缺陷的类型（常规的6种方法种方法）n（2）各种检测方法易检出

14、的缺陷）各种检测方法易检出的缺陷n MT：表面、近表面裂纹、剖口分层、夹杂物等；：表面、近表面裂纹、剖口分层、夹杂物等；n PT：表面开口性裂纹、针孔等；：表面开口性裂纹、针孔等；n ET：表面和近表面裂纹、夹杂物等；：表面和近表面裂纹、夹杂物等；n RT：体积状缺陷和和与射线入射方向一致（平行）的面型缺陷；：体积状缺陷和和与射线入射方向一致（平行）的面型缺陷；n UT：垂直于声束的平面状缺陷（裂纹、未焊透、未熔合）及大的体积：垂直于声束的平面状缺陷（裂纹、未焊透、未熔合）及大的体积状缺陷；状缺陷；n AE：检测在负载状态下裂纹等缺陷的张口位移（发展）情况。：检测在负载状态下裂纹等缺陷的张口位

15、移（发展）情况。n（3）缺陷和强度的关系）缺陷和强度的关系n 缺陷类型缺陷类型n 缺陷所处应力条件和环境缺陷所处应力条件和环境n 缺陷所处位置和方向缺陷所处位置和方向n 有缺陷部位的材料厚度有缺陷部位的材料厚度n 原材料和焊缝的力学性能原材料和焊缝的力学性能n 有缺陷部位的残余应力情况有缺陷部位的残余应力情况n 使用条件的性质如静态强度、蠕变断裂强度、疲劳强度、抗脆性断裂使用条件的性质如静态强度、蠕变断裂强度、疲劳强度、抗脆性断裂性能，耐腐蚀性（含性能，耐腐蚀性（含 应力腐蚀）、耐泄漏性等。应力腐蚀）、耐泄漏性等。5、无损检测技术人员的任务、无损检测技术人员的任务n总体任务是预防设备及构件在使

16、用中由于损坏而影响总体任务是预防设备及构件在使用中由于损坏而影响人身安全的大事故。因此：人身安全的大事故。因此：n（1）必须不断地努力学习、钻研技术，为提高自己）必须不断地努力学习、钻研技术，为提高自己职责范围内的检测和判断正确性能努力。职责范围内的检测和判断正确性能努力。n（2）熟悉标准规范，能正确理解和应用，确保在同）熟悉标准规范，能正确理解和应用，确保在同一标准规范取得一致的评定结果，能重复再现。一标准规范取得一致的评定结果，能重复再现。n（3）能编制检测工艺，正确选择检测方法，并有熟）能编制检测工艺，正确选择检测方法，并有熟练的操作技术。练的操作技术。n（4）认真贯彻执行质量管理体系规

17、范的岗位职责和）认真贯彻执行质量管理体系规范的岗位职责和国家对国家对NDT人员资格的规定，保持高度的责任和敬业人员资格的规定，保持高度的责任和敬业精神。精神。二、射线检测二、射线检测1 1n1、射线分类：射线分类：常用方法有常用方法有X X射线和射线和射线检测及中子射线检测射线检测及中子射线检测。射线检测最主要是探测试件内部的宏观几何缺陷。射线检测最主要是探测试件内部的宏观几何缺陷。n2、X射线的产生：射线的产生：n（1）X射线，真空中高速电子撞击阳极，其能量消失并转换热量（大部）射线，真空中高速电子撞击阳极，其能量消失并转换热量（大部）和连续谱和连续谱X射线，其强度大致与管电压的平方、管电流

18、、靶的原子序数大射线，其强度大致与管电压的平方、管电流、靶的原子序数大小成正比。小成正比。n（2）射线，是放射性物质原子核在自然裂变时放射出来的电磁波。射线，是放射性物质原子核在自然裂变时放射出来的电磁波。3、射线的特点：、射线的特点：n 能穿透金属能穿透金属n能被穿透物质吸收和衰减能被穿透物质吸收和衰减n能使胶片感光能使胶片感光n能使荧光物质产生荧光能使荧光物质产生荧光n能使金属物质产生表面电子能使金属物质产生表面电子(二次电子二次电子)nX射线都是电磁波，以光速作直线传播，其能量（射线都是电磁波，以光速作直线传播，其能量（E）可用电子伏）可用电子伏单位表示，其波长（入）用埃表示，它们之间关

19、系是单位表示，其波长（入）用埃表示，它们之间关系是E=1024/（千电子（千电子伏）。伏）。二、射线检测二、射线检测2 24、射线检测方法：射线检测方法：射线照相法是指用射线照相法是指用X X射线或射线或射线穿透试件，以胶片射线穿透试件，以胶片作为记录信息的器材的无损检测方法。作为记录信息的器材的无损检测方法。n5 5、射线照相法原理、射线照相法原理nI=II=I0 0e e-ut-ut射线还有一个性质就是能使胶片感光，能使胶片乳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。后就会黑化。为了表示底片的

20、黑化程度，采用底片黑度为了表示底片的黑化程度，采用底片黑度D D表示表示D Dlglg（L L0 0/L/L）DD底片的黑度底片的黑度L L0 0透过底片前的光强透过底片前的光强L-L-透过底片后的光强透过底片后的光强二、射线检测二、射线检测3 3 6 6、射线与物质的相互作用、射线与物质的相互作用1)1)光电效应光电效应入射到物体内的光子与原子中的轨道电子发生碰撞，光子的全部能量传递入射到物体内的光子与原子中的轨道电子发生碰撞，光子的全部能量传递给轨道电子使电子脱离轨道成为光电子，这一现象称为光电效应。给轨道电子使电子脱离轨道成为光电子，这一现象称为光电效应。2)2)康普顿效应（散射）康普顿

21、效应（散射）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）。效应（散射）。3)3)电子对效应电子对效应 当入射光子的能量当入射光子的能量1.022Mev1.022Mev时，在原子核附近由于核库仑场的作用将产时，在原子核附近由于核库仑场的作用将产生一对正、负电子，这种现象称为电子对效应。电子质能生一对正、负电子，这种现象称为电子对效应。电子质能 0.511Mev0.511Mev4)

22、4)瑞利散射瑞利散射光子与内层电子作用时，电子吸收光子能量从低能级跃迁到高能级，同时光子与内层电子作用时，电子吸收光子能量从低能级跃迁到高能级，同时释放出一个散射光子，其能量与入射光子的能量相同。释放出一个散射光子，其能量与入射光子的能量相同。7、射线检测常用设备射线检测常用设备n（1）X射线探伤机：射线探伤机：n（2）高能射线探伤设备：如直线加速器，电子回旋加速器等。）高能射线探伤设备：如直线加速器，电子回旋加速器等。n（3）射线探伤机：常用有射线探伤机：常用有CO60 CS137 IS192 SE75等等二、射线检测二、射线检测4 4n8、射线照相工艺要点、射线照相工艺要点1）、）、照相的

23、操作步骤照相的操作步骤一般把被检的物体安放在离一般把被检的物体安放在离X射射线装置线装置50厘米到一米的位置处厘米到一米的位置处,把胶片盒紧贴在试样的背后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让射线照射适当长的时间进行曝光曝光.把曝光后的胶片在暗室把曝光后的胶片在暗室中进行显影、定影、水洗、干中进行显影、定影、水洗、干燥，将干燥的底片在观片灯的燥，将干燥的底片在观片灯的显示屏上观察，根据底片的黑显示屏上观察，根据底片的黑度和图像来判断存在缺陷的种度和图像来判断存在缺陷的种类，大小和数量，随后对缺陷类，大小和数量，随后对缺陷按照通行的标准进行评定和分按照通行的标准进行评定和分级。级

24、。n2）、透照方式）、透照方式n按射线源、工件的胶片的相互按射线源、工件的胶片的相互位置关系，分为五种。位置关系，分为五种。二、射线检测二、射线检测5 5n3）、照相规范确定照相规范确定射线照相灵敏度是射线照相对比度（小缺陷或细节与其周围背景的黑射线照相灵敏度是射线照相对比度（小缺陷或细节与其周围背景的黑度差）、不清晰度（影象轮廓边缘黑度过渡区的宽度）和颗粒度度差）、不清晰度（影象轮廓边缘黑度过渡区的宽度）和颗粒度（影像黑度的不均匀程度）三大要素的综合结果，而三大要素又（影像黑度的不均匀程度）三大要素的综合结果，而三大要素又分别受到不同工艺因素的影响。分别受到不同工艺因素的影响。透照规范的选择

25、要注意以下几点：透照规范的选择要注意以下几点：（1）透照方式的选择）透照方式的选择（2）透照厚度比值的控制）透照厚度比值的控制（3）射线源的选择）射线源的选择（4）透照距离的选择）透照距离的选择（5）曝光量的选择曝光量的选择（6）胶片、增感屏的选择与底片黑度控制）胶片、增感屏的选择与底片黑度控制二、射线检测二、射线检测6 6选择的一般原则选择的一般原则A、方式：内、方式：内/外，单外，单/双双 （尽量采用单壁透照；环焊缝尽量采用（尽量采用单壁透照；环焊缝尽量采用中心内透照法或偏心内照法中心内透照法或偏心内照法(当当ug限制或源能量限制时限制或源能量限制时)检测在检测在用设备时，当介质有应力腐蚀

26、或晶间腐蚀时，采用外照法。）用设备时，当介质有应力腐蚀或晶间腐蚀时，采用外照法。）B、K=T“/T A缝缝K1.03，B缝缝K1.1，(图图)在选用透照方式时在选用透照方式时,透照厚度比透照厚度比(K=T/T,=COS-11/K)必须满足标准规定，限制透必须满足标准规定，限制透照厚度比照厚度比K，也就是间接控制了横向裂纹检出角，也就是间接控制了横向裂纹检出角,过大过大,会导致会导致横向裂纹漏检。横向裂纹漏检。C、F：透照焦距虽然是越大越好，但是在满足几何不清晰度时，：透照焦距虽然是越大越好，但是在满足几何不清晰度时，应是越小越好。应是越小越好。D、曝光量、管电流（、曝光量、管电流（mA）：在满

27、黑度的前提下，管电流愈大愈）：在满黑度的前提下，管电流愈大愈好，曝光时间越短越好。好，曝光时间越短越好。E、胶片与增屏：应选用非增感型具有高分辨的胶片和金属增感屏、胶片与增屏：应选用非增感型具有高分辨的胶片和金属增感屏（除非要求低的例外）（除非要求低的例外）F、射线质（硬度）：在保证穿透的前提下，是越低（、射线质（硬度）：在保证穿透的前提下，是越低（KV越低）越低）越好越好二、射线检测二、射线检测7 7n 如何提高照相对比度（又称反差或衬度）如何提高照相对比度（又称反差或衬度）n从公式从公式D=-0.434x/1+n 可知可知na、与与kv成反比，成反比，KV则则，即，即Dnb、与胶片感光度成

28、反比，与黑度成正比，故采用感光度低、大与胶片感光度成反比，与黑度成正比，故采用感光度低、大黑度底片，则黑度底片，则Dnc、与透照焦距有关，成正比，与与透照焦距有关，成正比，与L1/L2成反比，成反比，L1，则，则，即，即Dnd、n与与kv成正比关系，与胶片贴合情况有关，与透照部位几何形成正比关系，与胶片贴合情况有关，与透照部位几何形状（尺寸）有关，所以状（尺寸）有关，所以kv，n，片贴紧，片贴紧n，几何形状（尺寸），几何形状（尺寸）变化小，成园滑状，变化小，成园滑状，n 即即Dne、X与射线束夹角有关，平行射线束，与射线束夹角有关，平行射线束，X为最大，即为最大，即D，X垂直射线束，垂直射线束

29、，X，则，则D n 如何提高清晰度如何提高清晰度(ug)即要求即要求F，d(焦点尺寸焦点尺寸)，胶片紧贴工件，胶片紧贴工件(b)，nn见公式见公式ug=b.d/F-b(式中式中F-焦距焦距,d-源焦点尺寸，源焦点尺寸，b-胶片至工件表面胶片至工件表面距离距离)二、射线检测二、射线检测8 8射线源胶片工件bL2L1 T“L3LeffT二、射线检测二、射线检测9 99、象质计（透度计）的应用、象质计（透度计）的应用目的：为了评定底片的灵敏度目的：为了评定底片的灵敏度n10、底片评定（下午专门讲评片，、底片评定（下午专门讲评片，5张张/人。小时）人。小时）先评定底片本身质量是否合格。先评定底片本身质

30、量是否合格。（1）底片的黑度应在规定范围内，影像清晰，反差适中，灵敏度符合标准要求，）底片的黑度应在规定范围内，影像清晰，反差适中，灵敏度符合标准要求，即能识别规定的象质指数。即能识别规定的象质指数。（2）标记齐全，摆放正确）标记齐全，摆放正确（3）在评定区无影响评定的伪缺陷）在评定区无影响评定的伪缺陷 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。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。对照标准评出工件质量等级，写出探伤报告。对照标准评出工件质量等级，写出探伤报告。二、射线检测二、射线检测101011、射线的安全防护射线的安全防护二、射线检测二、射线检测1111

31、12、射线照相法的特点、射线照相法的特点1）检测结果有直接记录）检测结果有直接记录-底片底片2）可以获得缺陷的投影图像，缺陷定性定量准确）可以获得缺陷的投影图像，缺陷定性定量准确3）对体积型缺陷检出率高，而面积型缺陷的检出率受）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到多种因素影响4）适于检测厚度较薄的工件而不适宜较厚的工件）适于检测厚度较薄的工件而不适宜较厚的工件5）适宜检测对接焊缝，检测角焊缝效果较差，不适宜）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）有些试件结构和现场条件不适合射线照

32、相7）对缺陷在工件中厚度方向的位置、尺寸（高度）的）对缺陷在工件中厚度方向的位置、尺寸（高度）的确定比较困难。确定比较困难。8）检测成本高）检测成本高9）射线照相检测速度慢）射线照相检测速度慢10）射线对人体有害）射线对人体有害三、三、超声波检测超声波检测1超声波检测主要用于检测试件的内部缺陷，它的应用十分广泛。用于超声波检测主要用于检测试件的内部缺陷，它的应用十分广泛。用于探伤的超声波频率为探伤的超声波频率为0.425兆兆Hz，用得最多的超声波频率为，用得最多的超声波频率为5兆兆Hz。3.1 超声波的发生及其性质超声波的发生及其性质1 超声波的发生和接收超声波的发生和接收 压电效应压电效应三

33、、三、超声波检测超声波检测22 超声波的种类超声波的种类 纵波纵波 横波横波 表面波表面波 板波板波n 纵波（纵波（L）：介质粒子运动（振动）方向与波的传递方向一致，称为纵波。）：介质粒子运动（振动）方向与波的传递方向一致，称为纵波。n 横波（横波（S）：介质粒子运动（振动）方向与波的传递方向互相垂直称为横波。）：介质粒子运动（振动）方向与波的传递方向互相垂直称为横波。n 表面波（表面波（R）：沿介质表面传播的波称为表面波，它是纵波、横波的合成波。）：沿介质表面传播的波称为表面波，它是纵波、横波的合成波。n（3）声速、波长与频率）声速、波长与频率n 声速（声速（）：指声波在介质中的传播速度，它

34、取决于传播介质的弹性系数、密度以及波）：指声波在介质中的传播速度，它取决于传播介质的弹性系数、密度以及波的种类，它与频率和晶片没有关系，如纵波在钢中速度为的种类，它与频率和晶片没有关系，如纵波在钢中速度为5900 m/s，在水中为，在水中为1500m/s，横波在钢中为横波在钢中为3230m/s，表面波为，表面波为3007 m/s（钢中），可见横波声速大约是纵波的声速的（钢中），可见横波声速大约是纵波的声速的一半，表面波是横波的一半，表面波是横波的0.9倍。倍。n 波长：指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，用波长：指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

35、，用表示，表示，波长与频率、声速波长与频率、声速C之间三者有右式关系：即之间三者有右式关系：即C=f。n 频率：指单位时间内声波在介质传播振动周期的次数，即频率：指单位时间内声波在介质传播振动周期的次数，即f=c/。3 声速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。倍。4 波长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。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。C=f5 超声场及其特征量超声场及其特征量充满超声波的空间叫做超声场，描述超声场的特征量有声压、声强、声阻抗。充满超声

36、波的空间叫做超声场，描述超声场的特征量有声压、声强、声阻抗。三、三、超声波检测超声波检测36 界面的反射和透射界面的反射和透射（1）垂直入射时的反射和透射）垂直入射时的反射和透射 当超声波垂直地传到界面上时，一部分超当超声波垂直地传到界面上时，一部分超声波被反射，而剩余的部分就穿透过声波被反射，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去，这两部分的比率取决于两种介质的声阻抗。的声阻抗。（2）斜射时的反射和透射）斜射时的反射和透射当超声波斜射到界面上时，在界面上会产当超声波斜射到界面上时，在界面上会产生反射和折射。生反射和折射。三、三、超声波检测超声波检测47 指向性指向性 声束集中

37、向一个方向辐射的性质，叫做声波的指向性，探伤采用声束集中向一个方向辐射的性质，叫做声波的指向性，探伤采用高频超声波，其理由之一就是希望它具有指向性，便于超声波探高频超声波，其理由之一就是希望它具有指向性，便于超声波探伤发现缺陷，确定缺陷位置。伤发现缺陷，确定缺陷位置。8 近场区和远场区近场区和远场区 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近场区和远场区。ND/4 9 小物体上的超声波反射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。缺陷尺寸越大，越容

38、易反射尺寸越大，越容易反射。三、三、超声波检测超声波检测53.2 超声波检测原理超声波检测原理超声波检测可以分为超声探伤和超声波测厚，以及超声波测晶粒度、超声波检测可以分为超声探伤和超声波测厚，以及超声波测晶粒度、测应力等。测应力等。脉冲反射法的纵波和横波探伤原理如下：脉冲反射法的纵波和横波探伤原理如下：1垂直探伤法垂直探伤法当把脉冲振荡器发生的电压加到晶片上当把脉冲振荡器发生的电压加到晶片上时，晶片振动，产生超声波脉冲。如果时，晶片振动，产生超声波脉冲。如果被检物是钢的话，超声波以被检物是钢的话，超声波以5900米米/秒秒的固定速度在钢内传播，超声波碰到缺的固定速度在钢内传播，超声波碰到缺陷

39、时，一部分从缺陷反射回到晶片，而陷时，一部分从缺陷反射回到晶片，而另一部分未碰到缺陷的超声波继续前进，另一部分未碰到缺陷的超声波继续前进，直到被检底面才反射回来。直到被检底面才反射回来。三、三、超声波检测超声波检测62 斜射探伤法斜射探伤法在斜射法探伤时，由于超声波在被检物中是斜向传播的，超声波是斜在斜射法探伤时，由于超声波在被检物中是斜向传播的，超声波是斜射向底面不会有底面回波。射向底面不会有底面回波。目前对扫描线的调整有三种方法：目前对扫描线的调整有三种方法：（1）按水平距离调整）按水平距离调整（2）按深度调整）按深度调整（3）按声程调整）按声程调整三、三、超声波检测超声波检测73.3 试

40、块试块1 试块的用途试块的用途（1）确定合适的探伤方法）确定合适的探伤方法（2）确定探伤灵敏度和评价缺陷大小）确定探伤灵敏度和评价缺陷大小（3）校验仪器和测试探头性能）校验仪器和测试探头性能2 试块的种类试块的种类（1）调节仪器及测试探头的试块：）调节仪器及测试探头的试块：CSK-IA（2）纵波探伤用试块：人工缺陷为平底孔）纵波探伤用试块：人工缺陷为平底孔（3）横波探伤用试块：人工缺陷为横孔（）横波探伤用试块：人工缺陷为横孔（CSK-IIA CSK-IIIA）三、三、超声波检测超声波检测83.4 超声波检测工艺要点超声波检测工艺要点1、探伤方法的分类、探伤方法的分类1）按原理分类）按原理分类-

41、脉冲反射法脉冲反射法、穿透法穿透法、共振法共振法 2）按显示方式分类）按显示方式分类-A、B、C3）按探伤波型分类）按探伤波型分类-纵波法纵波法、横波法横波法、表面波法、板波法表面波法、板波法 4）按探头数目分类）按探头数目分类-单探头法单探头法、双探头法双探头法、多探头法多探头法5）按接触方式分类）按接触方式分类-直接接触法直接接触法、液浸法、液浸法三、三、超声波检测超声波检测92、基本操作、基本操作（超声波检测工艺要点（超声波检测工艺要点（A显示分操作要点）显示分操作要点）n（1）探伤时机的选择：应根据要得到的目的，来选择适当的探伤时机。）探伤时机的选择：应根据要得到的目的，来选择适当的探

42、伤时机。n（2）探伤方法的选择：应根据工件情况来选择探伤方法。）探伤方法的选择：应根据工件情况来选择探伤方法。n（3）探伤仪器的选择：应根据探伤方法和工件情况来选择。）探伤仪器的选择：应根据探伤方法和工件情况来选择。n（4）探测方向和扫查面的选定，应与能发现危险性大的缺陷为准。）探测方向和扫查面的选定，应与能发现危险性大的缺陷为准。应由应由缺陷的种类和方向来决定，应根据焊缝坡口型式和厚度选择扫查面。缺陷的种类和方向来决定，应根据焊缝坡口型式和厚度选择扫查面。n（5）频率选择：应根据工件的厚度和材料的晶粒度来合理选择。）频率选择：应根据工件的厚度和材料的晶粒度来合理选择。n（6）晶注直经，折射角

43、的选定，应根据探伤对像和目的合理选择。）晶注直经，折射角的选定，应根据探伤对像和目的合理选择。n（7）探伤面修整，应保证探头扫查时不受阻挡，能平整的有效移动。）探伤面修整，应保证探头扫查时不受阻挡，能平整的有效移动。n（8）耦合剂和耦合方法的选择，应根据工件扫查面状况及要求来选择。）耦合剂和耦合方法的选择，应根据工件扫查面状况及要求来选择。n（9）确定探伤灵敏度，应根据工件所遵循的标准来确定并用试块进行调）确定探伤灵敏度，应根据工件所遵循的标准来确定并用试块进行调整。整。n（10）进行粗探伤和精探伤，粗探是以较高的灵敏度进行全面扫查，目的）进行粗探伤和精探伤，粗探是以较高的灵敏度进行全面扫查，

44、目的是比较快的速度大概了解缺陷的有无和分部情况，精探是对粗探发现的缺是比较快的速度大概了解缺陷的有无和分部情况，精探是对粗探发现的缺陷进行四定。陷进行四定。n（11）填写记录，编写检测报告，应根据标准对探伤结果分级，评定、编）填写记录，编写检测报告，应根据标准对探伤结果分级，评定、编写报告。写报告。三、三、超声波检测超声波检测103.5 超声波检测的特点超声波检测的特点（1）面积型缺陷检出率高，体积型检测率低）面积型缺陷检出率高，体积型检测率低（2）适宜检测厚度较大的工件）适宜检测厚度较大的工件（3）适于检测各种试件）适于检测各种试件（4）检验成本低，速度块，仪器体积小）检验成本低，速度块，仪

45、器体积小（5）无法得到缺陷的直观图像，定性困难，定量精度）无法得到缺陷的直观图像，定性困难，定量精度不高不高（6）检测结果无直接见证记录）检测结果无直接见证记录（7）对缺陷在工件厚度方向上定位准确）对缺陷在工件厚度方向上定位准确（8）材质、晶粒度对探伤有影响）材质、晶粒度对探伤有影响（9）工件不规则的外形和一些结构会影响检测）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）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检测精度和可靠性四、磁粉检测四、磁粉检测14.1磁粉检测的原理磁粉检测的原理磁粉检测：利用工件被磁化后，缺陷部位因切割磁粉检测

46、：利用工件被磁化后，缺陷部位因切割磁力线而产生漏磁磁场并吸附磁粉形成磁痕来磁力线而产生漏磁磁场并吸附磁粉形成磁痕来判定工件表面和近表面缺陷的方法称为磁粉探判定工件表面和近表面缺陷的方法称为磁粉探伤，磁粉堆积现象又称为磁粉迹痕或叫磁痕。伤，磁粉堆积现象又称为磁粉迹痕或叫磁痕。1磁场与磁力线磁场与磁力线磁力作用的空间磁力作用的空间 称为磁场称为磁场采用磁力线的概念采用磁力线的概念,为了形象地描述磁场为了形象地描述磁场2 通电导体产生的磁场通电导体产生的磁场四、磁粉检测四、磁粉检测23 描述磁场的几个物理量描述磁场的几个物理量磁场强度(H):表征磁化强度的物理量,单位(A/m)磁感应强度(B):表征

47、被磁化了的磁介质中磁场强度大小的物理量,单位(T)磁导率(u):表征磁介质磁特性的物理量 B=uH4 铁磁材料的磁化曲线通用BH曲线来描述铁磁性材料的磁化过程。表示循环交变过程B与H的关系曲线叫做磁滞曲线。四、磁粉检测四、磁粉检测35 磁粉检测的原理磁粉检测的原理试件中的裂纹造成的不连续性是的磁力线畸变，由于裂纹中空气介质试件中的裂纹造成的不连续性是的磁力线畸变，由于裂纹中空气介质的磁导率远远低于试件的磁导率，使磁力线受阻，一部分磁力线的磁导率远远低于试件的磁导率，使磁力线受阻，一部分磁力线挤到缺陷的底部，一部分穿过裂纹，一部分排挤出工件的表面后挤到缺陷的底部，一部分穿过裂纹，一部分排挤出工件

48、的表面后进入工件。如果这是在工件上撒上磁粉，漏磁场就会吸附磁粉，进入工件。如果这是在工件上撒上磁粉，漏磁场就会吸附磁粉，形成与缺陷形状相近的磁粉堆积，从而显示缺陷。形成与缺陷形状相近的磁粉堆积，从而显示缺陷。四、磁粉检测四、磁粉检测46影响漏磁场的因素影响漏磁场的因素（1）外加磁场强度）外加磁场强度（2）材料的磁导率）材料的磁导率（3）缺陷的延伸方向与磁力线的夹角）缺陷的延伸方向与磁力线的夹角（4）缺陷的埋藏深度）缺陷的埋藏深度4.2 磁粉检测设备器材磁粉检测设备器材1 磁力探伤机分类磁力探伤机分类按设备体积和重量，可分为固定式，移动式，携带式按设备体积和重量，可分为固定式，移动式，携带式n

49、固定式：最大磁化电流可达固定式：最大磁化电流可达12KA，主要用于中心型工件探伤。，主要用于中心型工件探伤。n 移动式：最大磁化电流为移动式：最大磁化电流为36KA，主要用于现场不易搬运的大型工件。，主要用于现场不易搬运的大型工件。n 使携式：磁场强度以能吸起铁块重量（提升力）考核，主要用于现场局部探伤。使携式：磁场强度以能吸起铁块重量（提升力）考核，主要用于现场局部探伤。2 灵敏度试片灵敏度试片 用于检查磁粉探伤设备、磁粉、用于检查磁粉探伤设备、磁粉、磁悬的综合性能（组合灵敏度）磁悬的综合性能（组合灵敏度）n主要有主要有A型型，C型，型，D型、型、M1、八角试块（磁场指示器）等。、八角试块（

50、磁场指示器）等。n3 磁粉和磁悬液磁粉和磁悬液n 磁粉：应具有高磁导率和低剩磁的磁粉：应具有高磁导率和低剩磁的Fe3O4和和Fe2O3粉末粉末,平均粒度为平均粒度为2-10mn 磁悬液磁悬液:以水或煤油为分散介质以水或煤油为分散介质,加入磁粉配成的悬浮液加入磁粉配成的悬浮液,浓度非荧光磁粉为浓度非荧光磁粉为10-20g/l,荧荧光磁粉为光磁粉为1-3g/l.四、磁粉检测四、磁粉检测54.3 磁粉检测工艺特点磁粉检测工艺特点1 磁化方法磁化方法线圈法、磁轭法、轴向通电法、触头法、中心导体法、旋转磁场磁化线圈法、磁轭法、轴向通电法、触头法、中心导体法、旋转磁场磁化法法四、磁粉检测四、磁粉检测62