《现代检测技术》课件第15章.ppt

1、第第15章无损检测章无损检测 15.1无损检测概述15.2超声波检测15.4涡流检测15.5磁粉检测 15.6液体渗透检测15.7无损检测新技术15.3射线检测 15.1无损检测概述无损检测概述 无损检测是指在不破坏前提下，检查工件宏观缺陷无损检测是指在不破坏前提下，检查工件宏观缺陷或测量工件特征的各种技术方法的统称。或测量工件特征的各种技术方法的统称。常规无损检测方法有：常规无损检测方法有：超声检测超声检测 、射线检测、射线检测 、磁粉检测、磁粉检测 、渗透检验、渗透检验 、涡流检测。涡流检测。15.1无损检测概述无损检测概述 非常规无损检测技术有：非常规无损检测技术有：声发射、声发射、泄漏

2、检测、光全息照相、红外热成象、泄漏检测、光全息照相、红外热成象、微波检测微波检测 。无损检测的应用时机为设计阶段、制造过程、成无损检测的应用时机为设计阶段、制造过程、成品检验和在线检查。品检验和在线检查。应用对象主要是各类材料（金属、非金属等）、应用对象主要是各类材料（金属、非金属等）、各种工件（焊接件、锻件、铸件等）、各种工程各种工件（焊接件、锻件、铸件等）、各种工程（道路建设、水坝建设、桥梁建设、机场建设（道路建设、水坝建设、桥梁建设、机场建设等）。等）。15.2超声波检测超声波检测 超声波在被检测材料中传播时，材料的声学特超声波在被检测材料中传播时，材料的声学特性和内部组织的变化对超声波

3、的传播产生一定性和内部组织的变化对超声波的传播产生一定的影响，通过对超声波受影响程度和状况的探的影响，通过对超声波受影响程度和状况的探测，了解材料性能和结构变化的技术称为超声测，了解材料性能和结构变化的技术称为超声检测。检测。一、超声波检测的基础知识一、超声波检测的基础知识（一）基本概念（一）基本概念充满超声波的空间，或者在介质中超声振动所充满超声波的空间，或者在介质中超声振动所波及的质点占据的范围叫超声场。波及的质点占据的范围叫超声场。声压：超声场中某一点在某一瞬间所具有的压强声压：超声场中某一点在某一瞬间所具有的压强 ，与没，与没有超声场存在时同一点的静态压强有超声场存在时同一点的静态压强

4、 之差叫做该点的声压，之差叫做该点的声压，常用常用 表示，单位为帕斯卡。表示，单位为帕斯卡。声强：在超声波传播的方向上，单位时间内介质中单位截声强：在超声波传播的方向上，单位时间内介质中单位截面上的声能叫做声强，常用面上的声能叫做声强，常用 表示，单位为表示，单位为 。分贝分贝:引起听觉的最弱声强引起听觉的最弱声强 为声强标准，这在声为声强标准，这在声学上称为学上称为“闻阈闻阈”，即，即 时引起人耳听觉的声强最小时引起人耳听觉的声强最小值。将某一声强值。将某一声强 与标准声强与标准声强 之比之比 取常用对数得到二取常用对数得到二者相差的数量级，称为声强级，用者相差的数量级，称为声强级，用 表示

5、。声强级的单位表示。声强级的单位为为 （贝尔），即（贝尔），即 。1p0pp2cmW216010cmWIHzf1000I0I0IIILBeL0lgIIIL I15.2超声波检测超声波检测 15.2超声波检测超声波检测 在实际应用的过程中，认为贝尔这个单位太大，常用在实际应用的过程中，认为贝尔这个单位太大，常用 （分贝）为声强级的单位。超声波的幅度或强度比值亦（分贝）为声强级的单位。超声波的幅度或强度比值亦用相同方法，即用相同方法，即 来表示，并定义为来表示，并定义为 因为声强与声压的平方成正比，如果因为声强与声压的平方成正比，如果 与与 和和 相对应，相对应，那么那么 。dBdB1I1pdBI

6、III1212lg102pdBpppp1212lg2015.2超声波检测超声波检测 声速：单位时间内，超声波在介质中传播的距离称为声速，声速：单位时间内，超声波在介质中传播的距离称为声速，用符号用符号 表示。表示。频率：单位时间内，超声波在介质中任一给定点所通过完频率：单位时间内，超声波在介质中任一给定点所通过完整波的个数称为频率，用符号整波的个数称为频率，用符号 表示。表示。波长：声波在传播时，同一波线上相邻两个相位相同的质波长：声波在传播时，同一波线上相邻两个相位相同的质点之间的距离称为波长，用符号点之间的距离称为波长，用符号 表示。表示。角频率：角频率以符号角频率：角频率以符号 表示，定

7、义为表示，定义为 。上述各量之间的关系为上述各量之间的关系为cff2cfT21115.2超声波检测超声波检测（二）超声波的种类（二）超声波的种类纵波纵波：介质中质点的振动方向与波的传播方向相同的波：介质中质点的振动方向与波的传播方向相同的波称为纵波。它能在固体、液体和气体中传播。称为纵波。它能在固体、液体和气体中传播。横波横波：介质中质点的振动方向垂直于波的传播方向的波：介质中质点的振动方向垂直于波的传播方向的波称为横波。它只能在固体中传播。称为横波。它只能在固体中传播。表面波表面波：质点的振动介于纵波和横波之间，沿着固体表：质点的振动介于纵波和横波之间，沿着固体表面传播，振幅随深度增加而迅速

8、衰减的波称为表面波。面传播，振幅随深度增加而迅速衰减的波称为表面波。表面波质点振动的轨迹是椭圆，椭圆的长轴垂直于波的传表面波质点振动的轨迹是椭圆，椭圆的长轴垂直于波的传播方向，短轴平行于波的传播方向，介质质点的椭圆振动播方向，短轴平行于波的传播方向，介质质点的椭圆振动可视为纵波与横波的合成。表面波只能在固体介质中传播。可视为纵波与横波的合成。表面波只能在固体介质中传播。15.2超声波检测超声波检测 兰姆波兰姆波：兰姆波只产生在有一定厚度的薄板内，：兰姆波只产生在有一定厚度的薄板内，在板的两表面和中部都有质点的振动，声场遍及整在板的两表面和中部都有质点的振动，声场遍及整个板的厚度，沿着板的两表面

9、及中部传播，所以又个板的厚度，沿着板的两表面及中部传播，所以又称为板波。称为板波。兰姆波按其传播方式又可分为对称型兰姆波和非对兰姆波按其传播方式又可分为对称型兰姆波和非对称型兰姆波两种：称型兰姆波两种：对称型兰姆波：薄板两面有纵波和横波成分组合的对称型兰姆波：薄板两面有纵波和横波成分组合的波传播，质点的振动轨迹为椭圆。薄板两面质点的波传播，质点的振动轨迹为椭圆。薄板两面质点的振动相位相反，而薄板中部质点以纵波形式振动和振动相位相反，而薄板中部质点以纵波形式振动和传播。传播。非对称型兰姆波：薄板两面质点的振动相位相同，非对称型兰姆波：薄板两面质点的振动相位相同，质点振动轨迹为椭圆，薄板中部的质点

10、以横波形式质点振动轨迹为椭圆，薄板中部的质点以横波形式振动和传播。振动和传播。15.2超声波检测超声波检测(三）超声波的传播速度三）超声波的传播速度单位时间内，超声波在介质中传播的距离称单位时间内，超声波在介质中传播的距离称为声速，用符号为声速，用符号 表示。纵波、横波和表面表示。纵波、横波和表面波的传播速度，取决于介质的弹性常数和介波的传播速度，取决于介质的弹性常数和介质密度。兰姆波的传播速度与介质的弹性常质密度。兰姆波的传播速度与介质的弹性常数、厚度以及兰姆波的频率有关。数、厚度以及兰姆波的频率有关。15.2超声波检测超声波检测 气体和液体中的声速气体和液体中的声速在气体和液体中只能传播纵

11、波。在气体和液体中只能传播纵波。液体的纵波声速公式为：液体的纵波声速公式为：气体的纵波声速公式为：气体的纵波声速公式为：式中，式中，为介质的体积弹性模量；为介质的体积弹性模量；为介质的密度；为介质的密度；为静态压力；为静态压力；为热熔比。为热熔比。cKcl0pclK0p15.2超声波检测超声波检测 固体中的声速固体中的声速无限大固体介质中的纵波声速无限大固体介质中的纵波声速 无限大固体介质中横波声速无限大固体介质中横波声速 表面波声速表面波声速式中，式中，为杨氏模量；为介质的体积弹性模量；为介质的为杨氏模量；为介质的体积弹性模量；为介质的密度；密度；为剪切弹性模量；为泊松比。为剪切弹性模量；为

12、泊松比。纵波、横波和表面波的速度比满足下面的关系式：纵波、横波和表面波的速度比满足下面的关系式：一般可视为横波声速为纵波的一半，表面波声速低于横一般可视为横波声速为纵波的一半，表面波声速低于横波声速，约为横波声速的波声速，约为横波声速的 。GKEcl342111GEcs1212112.187.0EcrEKG1221lscc112.187.0srcc%9015.2超声波检测超声波检测（四）超声波在介质中的传播特性（四）超声波在介质中的传播特性超声波在无限大介质中传播时，将一直向前传播，并不超声波在无限大介质中传播时，将一直向前传播，并不改变方向。但遇到异质界面时，会产生反射和透射现象。改变方向。

13、但遇到异质界面时，会产生反射和透射现象。一部分能量在两介质的分界面上反射回原介质，称为反一部分能量在两介质的分界面上反射回原介质，称为反射。另一部分能量则透过介质面，在另一介质内继续传射。另一部分能量则透过介质面，在另一介质内继续传播，称为折射。播，称为折射。界面上反射波声压界面上反射波声压 与入射波声压与入射波声压 之比称为界面的声压之比称为界面的声压反射率，用反射率，用 表示。表示。界面上透射波声压界面上透射波声压 与入射波声压与入射波声压 之比称为界面的声压之比称为界面的声压透射率，用透射率，用 表示。表示。界面上反射波声强界面上反射波声强 与入射波声强与入射波声强 之比称为声强反射之比

14、称为声强反射率，用率，用 表示。表示。界面上透射波声强界面上透射波声强 与入射波声强与入射波声强 之比称为声强透射之比称为声强透射率，用率，用 表示。表示。rp0prtp0ptrI0IRtI0IT15.2超声波检测超声波检测 二、超声波检测方法二、超声波检测方法（一）探头（一）探头目前超声检测工作中应用最广、数量最多的是以压目前超声检测工作中应用最广、数量最多的是以压电效应为工作原理的超声波探头（或称之为超声波电效应为工作原理的超声波探头（或称之为超声波换能器）。探头主要由压电晶片组成，可发射和接换能器）。探头主要由压电晶片组成，可发射和接收超声波。探头因其结构不同，可分为收超声波。探头因其结

15、构不同，可分为直探头直探头（纵（纵波）、波）、斜探头斜探头（横波）、（横波）、表面波探头表面波探头（表面波）、（表面波）、兰姆波探头兰姆波探头（兰姆波）、（兰姆波）、双探头双探头（一个探头发射，（一个探头发射，另一个探头接收）、另一个探头接收）、聚焦探头聚焦探头（将声波聚焦为一细（将声波聚焦为一细束）、束）、水浸探头水浸探头（可浸在液体中）以及其它专用探（可浸在液体中）以及其它专用探头等。头等。15.2超声波检测超声波检测（二）超声波探伤仪（二）超声波探伤仪超声波探伤仪是根据超声波传播原理、电声转换原理超声波探伤仪是根据超声波传播原理、电声转换原理和无线电测量原理设计的，其种类繁多，性能也不尽

16、和无线电测量原理设计的，其种类繁多，性能也不尽相同，如相同，如A型显示探伤仪、型显示探伤仪、B型显示探伤仪、型显示探伤仪、C型显示型显示探伤仪、连续波探伤仪、调频波探伤仪、多通道超声探伤仪、连续波探伤仪、调频波探伤仪、多通道超声探伤仪等。探伤仪等。15.2超声波检测超声波检测 在A型显示探伤仪中，横轴为时间轴，纵轴为信号强度。B型显示探伤仪是一种可以显示出工件的某一纵断面的声像显示方法，其将探头移动距离作横轴，探伤深度作纵轴。C型显示探伤仪是一种可以显示出工件的某一横断面的声像显示方法，C型显示是很直观的显示方法之一，它同时采用高分辨力探头，主要用于要求高的工件的检测。将B型和C型显示两者结合

17、起来，便可同时显示被检测部位的侧面图和顶视图，借助于计算机信号处理技术，可以获得准三维显示的缺陷图像，经过仔细处理后，该图像将具有较好的立体感。连续波探伤仪可用于某些非金属材料检测.15.2超声波检测超声波检测（三）接触法与液浸法（三）接触法与液浸法接触法就是探头与工件表面之间经一层薄的耦合剂直接触法就是探头与工件表面之间经一层薄的耦合剂直接接触进行探伤的方法。耦合剂主要起传递超声波能接接触进行探伤的方法。耦合剂主要起传递超声波能量作用。此法操作方便，但对被检工件表面粗糙度要量作用。此法操作方便，但对被检工件表面粗糙度要求较严。直探头和斜探头都可采用接触法。求较严。直探头和斜探头都可采用接触法

18、。15.2超声波检测超声波检测 液浸法就是将探头与工件全部浸入液体，或探头与液浸法就是将探头与工件全部浸入液体，或探头与工件之间局部充以液体进行探伤的方法。液体一般用水，工件之间局部充以液体进行探伤的方法。液体一般用水，故又称水浸法。用液浸法纵波探伤时，当超声束达到液故又称水浸法。用液浸法纵波探伤时，当超声束达到液体与工件的界面时会产生界面波。由于水中声速是钢中体与工件的界面时会产生界面波。由于水中声速是钢中声速的，声波从水中入射钢件时，产生折射后波束变宽。声速的，声波从水中入射钢件时，产生折射后波束变宽。为了提高检测灵敏度，常用聚焦探头。为了提高检测灵敏度，常用聚焦探头。液浸法还适用于横波和

19、表面波检测。由于探头不直液浸法还适用于横波和表面波检测。由于探头不直接与工件接触，因而易于实现自动化检测，也适用于检接与工件接触，因而易于实现自动化检测，也适用于检测表面粗糙的工件。测表面粗糙的工件。15.2超声波检测超声波检测（四）反射法（四）反射法 反射法是以声波在试件中反射情况不同，来探测反射法是以声波在试件中反射情况不同，来探测缺陷的方法。反射法分为脉冲反射法和调频波法。缺陷的方法。反射法分为脉冲反射法和调频波法。脉冲反射法是当脉冲超声入射至被测试件后，传脉冲反射法是当脉冲超声入射至被测试件后，传播到有声阻抗差异的界面上（如缺陷与试件的界面）播到有声阻抗差异的界面上（如缺陷与试件的界面

20、）时，产生反射，声波在试件内的反射情况，显示在荧时，产生反射，声波在试件内的反射情况，显示在荧光屏上，根据反射波的时间及形状，来判断试件内部光屏上，根据反射波的时间及形状，来判断试件内部缺陷及材料性质的方法。其方法根据入射声波的波型缺陷及材料性质的方法。其方法根据入射声波的波型不同而异，如纵波探伤法、横波探伤法、表面波探伤不同而异，如纵波探伤法、横波探伤法、表面波探伤法以及兰姆波探伤法。法以及兰姆波探伤法。调频波法是利用超声波频率周期性地连调频波法是利用超声波频率周期性地连续变化，以发射声波与接收声波的频率之差续变化，以发射声波与接收声波的频率之差来进行探伤的方法。调频法适宜探测与探测来进行探

21、伤的方法。调频法适宜探测与探测面平行的缺陷。面平行的缺陷。15.3 射线检测射线检测 利用射线（X射线、射线、中子射线等）穿过材料或工件时的强度衰减，检测其内部结构不连续性的技术称为射线检测。穿过材料或工件的射线由于强度不同，在X射线胶片上的感光程度也不同，由此生成内部不连续的图像。根据内部结构显示方法不同，射线检测通常可分为射线照相法、荧光屏法（发展为工业电视）、干板照相法、层析摄影（工业CT）技术、数字显示技术等。在使用射线检测时要注意安全防护：采用适当的防护方法以减小工作人员接收射线的危害，使接受剂量在国家规定的“最大容许剂量”以下，以减少射线对人体的影响。射线防护主要有屏蔽防护、距离防

22、护和时间防护三种防护方法。利用铁磁线圈在工件中感生的涡流，分析工件内部利用铁磁线圈在工件中感生的涡流，分析工件内部质量状况的无损检测方法称为涡流检测。与其它无损检质量状况的无损检测方法称为涡流检测。与其它无损检测方法相比，涡流检测更容易实现自动化，特别是对管、测方法相比，涡流检测更容易实现自动化，特别是对管、棒和线材等型材有很高的检测效率。棒和线材等型材有很高的检测效率。15.4涡流检测涡流检测 15.4涡流检测涡流检测 一、涡流检测的基本原理一、涡流检测的基本原理 通以交变电流的检测线圈靠近导电体会生产涡通以交变电流的检测线圈靠近导电体会生产涡流，由电磁感应理论可知，由涡流形成的感应磁场会流

23、，由电磁感应理论可知，由涡流形成的感应磁场会与原磁场叠加，使得检测线圈的复阻抗改变。由于导与原磁场叠加，使得检测线圈的复阻抗改变。由于导电体内感生涡流的幅值、相位、流动形式以及其感应电体内感生涡流的幅值、相位、流动形式以及其感应磁场不可避免要受导电体的物理以及其制造工艺性能磁场不可避免要受导电体的物理以及其制造工艺性能的影响，因此通过监测检测线圈阻抗的变化即可非破的影响，因此通过监测检测线圈阻抗的变化即可非破坏地评价被检材料或工件的物理或工艺性能及发现某坏地评价被检材料或工件的物理或工艺性能及发现某些工艺性缺陷。些工艺性缺陷。关于涡流检测的等效电路分析和趋肤效应在前面关于涡流检测的等效电路分析

24、和趋肤效应在前面的章节中已讲过。的章节中已讲过。15.4涡流检测涡流检测 二、涡流探伤仪二、涡流探伤仪涡流探伤仪一般由下列三个主要部分组成；检测涡流探伤仪一般由下列三个主要部分组成；检测线圈；试件及其传送的装置部分；仪器的显示或线圈；试件及其传送的装置部分；仪器的显示或指示部分指示部分(包括信号放大器和处理装置包括信号放大器和处理装置)。其中主。其中主要部分是探头要部分是探头(检测线圈检测线圈)。将线圈通以交变电流。将线圈通以交变电流便产生激励磁场、使试件产生涡流，涡流又产生便产生激励磁场、使试件产生涡流，涡流又产生反磁场。由于涡流磁场中包含有各种缺陷信息，反磁场。由于涡流磁场中包含有各种缺陷

25、信息，探头可将缺陷信息收集并转变为电信号，并通过探头可将缺陷信息收集并转变为电信号，并通过处理和显示，以达到探伤目的。处理和显示，以达到探伤目的。15.4涡流检测涡流检测 将探头放置于各种不同电导率的材料上，将探头放置于各种不同电导率的材料上，它在同一频率和其它相同条件的情况下，所它在同一频率和其它相同条件的情况下，所收集到的信号也是不同的。收集到的信号也是不同的。涡流仪能够分选出材料和探出材料缺陷。涡流仪能够分选出材料和探出材料缺陷。其主要依据就是材料不同、有无缺陷其电导其主要依据就是材料不同、有无缺陷其电导率都各不相同，因此影响到检测线圈的阻抗率都各不相同，因此影响到检测线圈的阻抗变化。此

26、外，检测线圈对管材和棒材的电导变化。此外，检测线圈对管材和棒材的电导率、直径、频率、裂纹以及管的壁厚等的变率、直径、频率、裂纹以及管的壁厚等的变化也会引起阻抗变化。因此可采用相位分离化也会引起阻抗变化。因此可采用相位分离法将需要检测的因素从干扰因素中分离出来，法将需要检测的因素从干扰因素中分离出来，达到检测的目的。达到检测的目的。15.4涡流检测涡流检测 三、涡流检测的特点及应用三、涡流检测的特点及应用涡流检测法与其他检测法相比，有其独特之处，其主涡流检测法与其他检测法相比，有其独特之处，其主要特点如下：要特点如下：1.涡流检测只适用于导电材料涡流检测只适用于导电材料在被检试件中能产生涡流是涡

27、流检测的必要条件，只在被检试件中能产生涡流是涡流检测的必要条件，只有在导电材料中才能产生涡流，所以涡流检测被广泛有在导电材料中才能产生涡流，所以涡流检测被广泛用于各种金属、非金属导电材料及其制作的成品、工用于各种金属、非金属导电材料及其制作的成品、工艺和维修检验等各个质量控制环节。艺和维修检验等各个质量控制环节。15.4涡流检测涡流检测 2.涡流检测不需要耦合剂涡流检测不需要耦合剂 由于涡流因电磁感应而生，故进行涡流检测时，由于涡流因电磁感应而生，故进行涡流检测时，检测线圈不必与被检材料或工件紧密接触，不需要用检测线圈不必与被检材料或工件紧密接触，不需要用耦合剂，检测过程也不影响被检材料或工件

28、的使用性耦合剂，检测过程也不影响被检材料或工件的使用性能。由于涡流检测不需用耦合剂，可以实现非接触检能。由于涡流检测不需用耦合剂，可以实现非接触检测，因而其检测速度可以极快。测，因而其检测速度可以极快。3.可在高温、薄壁管、细线、零件内孔表面等其他检测可在高温、薄壁管、细线、零件内孔表面等其他检测方法难以适用的场合进行检测。方法难以适用的场合进行检测。15.5磁粉检测磁粉检测 利用漏磁和合适的检验介质发现试件表面和近利用漏磁和合适的检验介质发现试件表面和近表面的不连续性的无损检测方法。表面的不连续性的无损检测方法。该方法可用于板材、型材、管材及锻造毛坯等该方法可用于板材、型材、管材及锻造毛坯等

29、原材料及半成品或成品表面与近表面质量的检测，原材料及半成品或成品表面与近表面质量的检测，也可用于重要机械设备、压力容器及石油化工设备也可用于重要机械设备、压力容器及石油化工设备的定期检查。的定期检查。一、磁粉检测的基本原理一、磁粉检测的基本原理 磁粉检测是用于检测铁磁性材料和工件表面上磁粉检测是用于检测铁磁性材料和工件表面上或近表面的裂纹以及其他缺陷。磁粉检测对表面缺或近表面的裂纹以及其他缺陷。磁粉检测对表面缺陷最灵敏，对表面以下的缺陷随埋藏深度的增加检陷最灵敏，对表面以下的缺陷随埋藏深度的增加检测灵敏度迅速下降。采用磁粉检测方法检测磁性材测灵敏度迅速下降。采用磁粉检测方法检测磁性材料的表面缺

30、陷，比采用超声波或射线检测的灵敏度料的表面缺陷，比采用超声波或射线检测的灵敏度高，而操作简便、结果可靠、价格便宜。高，而操作简便、结果可靠、价格便宜。15.5磁粉检测磁粉检测 当材料或工件被磁化后，若在工件表面或近表面存在裂纹、冷隔等缺陷，便会在该处形成一漏磁场。此漏磁场将吸引、聚集检测过程中施加的磁粉，而形成缺陷显示。因此，磁粉检测首先是对被检工件加外磁场进行磁化，外加磁场的获得一般有两种方法：一种是由可以产生大电流的磁力探伤机直接给被检工件通大电流而产生磁场；另一种是把被检工件放在螺旋管线圈产生的磁场中，或是放在电磁铁产生的磁场中使工件磁化。工件被磁化后，在工件表面上均匀喷洒微颗粒的磁粉，

31、一般用四氧化三铁或三氧化二铁作为磁粉。15.5磁粉检测磁粉检测 如果被检工件没有缺陷，则磁粉在工件表面均匀分布。当工件上有缺陷时，由于缺陷内含有空气或非金属，其磁导率远远小于工件的磁导率；由于磁阻的变化，位于工件表面或近表面的缺陷处产生漏磁场，形成一个小磁极。磁粉将被小磁极所吸引，缺陷处由于堆积比较多的磁粉而被显示出来，形成肉眼可以看到的缺陷图像。15.5磁粉检测磁粉检测 二、磁粉检测方法二、磁粉检测方法1.表面预处理表面预处理为能获得满意的检测灵敏度，检测前应对被检表面作预为能获得满意的检测灵敏度，检测前应对被检表面作预处理：被检表面应充分干燥。用化学或机械方法彻底清处理：被检表面应充分干燥

32、。用化学或机械方法彻底清除被检表面上可能存在的油污、铁锈等表面附着物。除被检表面上可能存在的油污、铁锈等表面附着物。2.检测方法检测方法连续法连续法在有外加磁场作用的同时向被检表面施加磁粉或磁悬液在有外加磁场作用的同时向被检表面施加磁粉或磁悬液的检测方法称为连续法。使用连续法检测时，即可在外的检测方法称为连续法。使用连续法检测时，即可在外加磁场的作用下，也可在撤去外加磁场以后观察磁痕。加磁场的作用下，也可在撤去外加磁场以后观察磁痕。连续法检测的操作程序是：连续法检测的操作程序是：15.5磁粉检测磁粉检测 3.退磁退磁所谓退磁就是将被检工件内的剩磁减小到不妨所谓退磁就是将被检工件内的剩磁减小到不

33、妨碍使用的程度。碍使用的程度。4.后处理后处理磁粉检测后，应清理掉被检表面上残留的磁粉磁粉检测后，应清理掉被检表面上残留的磁粉或磁悬液。或磁悬液。15.6液体渗透检测液体渗透检测 液体渗透检测是一种检测材料（或零件）表面和近表面开口缺陷的无损检测技术。这种检测技术应用于各种金属、非金属、磁性、非磁性材料及零件的表面缺陷的检查，它几乎不受被检部件的形状、大小、组织结构、化学成分和缺陷方位的限制。一、液体渗透检测的基本概念 液体渗透检测是利用液体的毛细管作用，将渗透液渗入固体材料表面开口缺陷处，再通过显象剂将渗入的渗透液吸出到表面显示缺陷的存在。15.6液体渗透检测液体渗透检测 1.液体表面张力液

34、体表面张力 液体表面任意两相邻部分之间垂直于它们的单位长度分界线液体表面任意两相邻部分之间垂直于它们的单位长度分界线相互作用的拉力。表面张力的形成同处在液体表面薄层内的相互作用的拉力。表面张力的形成同处在液体表面薄层内的分子的特殊受力状态密切相关。表面张力的大小分子的特殊受力状态密切相关。表面张力的大小 可用下式表达：可用下式表达：式中，式中，表面张力；表面张力；液体单位长度的表面张力；液体单位长度的表面张力；液液面的长度。面的长度。表面张力的存在形成了一系列日常生活中可以观察到的特殊表面张力的存在形成了一系列日常生活中可以观察到的特殊现象。例如，截面非常小的细管内的毛细现象、肥皂泡现象、现象

35、。例如，截面非常小的细管内的毛细现象、肥皂泡现象、液体与固体之间的浸润与非浸润现象等。液体与固体之间的浸润与非浸润现象等。lFFmN15.6液体渗透检测液体渗透检测 2.液体的润湿作用液体的润湿作用 当水滴在洁净的玻璃板上，水滴会慢慢散开。这样当水滴在洁净的玻璃板上，水滴会慢慢散开。这样现象是由于液体各个分子之间的相互作用力小于液体现象是由于液体各个分子之间的相互作用力小于液体分子与固体分子之间的相互作用力所引起的，这样现分子与固体分子之间的相互作用力所引起的，这样现象称为固体被液体润湿。象称为固体被液体润湿。液体对固体的润湿程度，可以用它们的接触角液体对固体的润湿程度，可以用它们的接触角 的

36、大小来表示。我们把两种互不相溶的物质间的交界的大小来表示。我们把两种互不相溶的物质间的交界面称为界面，接触角就是指液固的界面与液气界面处面称为界面，接触角就是指液固的界面与液气界面处液体表面的切线所夹的角度。一种液体对某种固体的液体表面的切线所夹的角度。一种液体对某种固体的接触角小于接触角小于 ，我们称为该液体对这种固体表面是润，我们称为该液体对这种固体表面是润湿的。接触角愈小，说明液体对固体表面的润湿能力湿的。接触角愈小，说明液体对固体表面的润湿能力愈好。当接触角大于愈好。当接触角大于 时，称液体对该固体表面是不时，称液体对该固体表面是不润湿的。同一种液体对不同的固体来说，可能是润湿润湿的。

37、同一种液体对不同的固体来说，可能是润湿的，也可能是不润湿的。的，也可能是不润湿的。909015.6液体渗透检测液体渗透检测 3.液体的毛细现象液体的毛细现象 将一根内径很细的玻璃管插入液体内，根据液体对管子的润湿能力的不同，管内的液面高度就会发生不同的变化。如果液体能够湿润管子，则液面在管内上升，且形成凹形；如果液体对管子没有湿润能力，那么管内的液面下降，且成为凸形弯曲。这种弯曲的液面，就叫弯月面。液体的润湿能力越强，管内液面上升越高。这种细管内液面高度的变化现象，就叫做液体的毛细现象。15.6液体渗透检测液体渗透检测 由于毛细现象使液体在管内上升或下降的高度，可用由于毛细现象使液体在管内上升

38、或下降的高度，可用下式计算：下式计算：式中，式中，管内液面上升或下降高度管内液面上升或下降高度 液体的表面张力系数；液体的表面张力系数；液面与管壁的接触角；液面与管壁的接触角；液面的密度；液面的密度；细管的内半径；细管的内半径；重力加速度。重力加速度。由上式可知，液体在细管中上升的高度与表面张力系由上式可知，液体在细管中上升的高度与表面张力系数和接触角余弦的乘积成正比，与细管的内径、液体数和接触角余弦的乘积成正比，与细管的内径、液体的密度和重力加速度成反比的密度和重力加速度成反比。gRhcos2hRg15.6液体渗透检测液体渗透检测 4.乳化作用乳化作用 在表面活性剂的作用下，把原来不相溶的物

39、质变为可溶性的，这种作用就叫乳化作用。这种使不相溶的液体混合成稳定乳化液的表面活性剂叫做乳化剂。液体渗透检测中，使用乳化剂将零件表面的后乳化型渗透剂与水形成乳化液，以便能用水洗去。要求乳化剂具有良好的洗涤作用、无毒、无腐蚀。一般乳化剂都是渗透剂生产厂家根据渗透剂的特点配套生产的，可根据渗透剂的类型合理选用。15.6液体渗透检测液体渗透检测 二、液体渗透检测方法二、液体渗透检测方法（一）液体渗透检测的基本步骤（一）液体渗透检测的基本步骤渗透检测一般分为六个基本步骤：预清洗、渗渗透检测一般分为六个基本步骤：预清洗、渗透、清洗、干燥、显像和检验。透、清洗、干燥、显像和检验。零件在使用渗透液之前必须进

40、行预清洗，用来零件在使用渗透液之前必须进行预清洗，用来去除零件表面的油脂、铁屑、铁锈以及各种涂去除零件表面的油脂、铁屑、铁锈以及各种涂料、氧化皮等，防止这些污物堵塞缺陷，阻塞料、氧化皮等，防止这些污物堵塞缺陷，阻塞渗透液的渗入，也防止油污污染物渗透液，同渗透液的渗入，也防止油污污染物渗透液，同时还可防止渗透液存留在这些污物上产生虚假时还可防止渗透液存留在这些污物上产生虚假显示。通过预清洗将这些污物去除，以便使渗显示。通过预清洗将这些污物去除，以便使渗透液容易渗入缺陷中去透液容易渗入缺陷中去 15.6液体渗透检测液体渗透检测 渗透是将渗透液覆盖被测零件的表面，根据零件的数量、大小、形状以及渗透液

41、的种类来选择具体的覆盖方法。覆盖方法有喷涂、刷涂、流涂、静电喷涂或浸涂等。在涂覆渗透液并经适当的时间保持之后，则应从零件表面去除多余的渗透液，但又不能将已渗入缺陷的渗透剂清洗出来，以保证取得最高的检验灵敏度。干燥的目的是去除零件表面的水分。在经过干燥的零件表面上涂覆显像剂将零件表面缺陷内的渗透剂吸附至零件表面，形成清晰可见的缺陷图像。对于涂覆显像剂的零件可以选用着色检验或荧光检验方法进行观察检验。观察完成后，应及时将零件表面的残留渗透剂和显像剂清洗干净。15.6液体渗透检测液体渗透检测 （二）液体渗透检测方法（二）液体渗透检测方法 按缺陷的显示方法不同可分成颜色显示的着色法和按缺陷的显示方法不

42、同可分成颜色显示的着色法和荧光显示的荧光法。荧光显示的荧光法。按渗透液的清洗方法不同可分为水洗型、后乳化型按渗透液的清洗方法不同可分为水洗型、后乳化型和溶剂清洗型三大类。和溶剂清洗型三大类。按缺陷的性质不同可分为检查表面缺陷的表面探伤按缺陷的性质不同可分为检查表面缺陷的表面探伤法和检查穿透型缺陷的检漏法两种。法和检查穿透型缺陷的检漏法两种。按施加探伤剂的方式不同又可分为浸泡法、刷涂法按施加探伤剂的方式不同又可分为浸泡法、刷涂法和喷涂法三大类和喷涂法三大类 15.7无损检测新技术无损检测新技术 一、激光全息无损检测一、激光全息无损检测 激光全息无损检测是在全息照相技术的基础上发展激光全息无损检测

43、是在全息照相技术的基础上发展起来的一种检测技术。起来的一种检测技术。激光全息检测是利用激光全息照相来检测物体表面激光全息检测是利用激光全息照相来检测物体表面和内部缺陷的，因为物体在受到外界载荷作用下会和内部缺陷的，因为物体在受到外界载荷作用下会产生变形，这种变形与物体是否含有缺陷直接相关，产生变形，这种变形与物体是否含有缺陷直接相关，在不同的外界载荷作用下，物体表面变形的程度是在不同的外界载荷作用下，物体表面变形的程度是不相同的。激光全息照相，是将物体表面和内部的不相同的。激光全息照相，是将物体表面和内部的缺陷，通过外界加载的方法，使其在相应的物体表缺陷，通过外界加载的方法，使其在相应的物体表

44、面造成局部的变形，用全息照相来观察和比较这种面造成局部的变形，用全息照相来观察和比较这种变形，并记录在不同外界载荷作用下的物体表面的变形，并记录在不同外界载荷作用下的物体表面的变形情况，进行观察和分析，然后判断物体内部是变形情况，进行观察和分析，然后判断物体内部是否存在缺陷。否存在缺陷。15.7无损检测新技术无损检测新技术 激光全息检测对被检对象没有特殊要求，激光全息检测对被检对象没有特殊要求，可以对任何材料、任意粗糙的表面进行可以对任何材料、任意粗糙的表面进行检测。这种检测方法还具有非接触检测、检测。这种检测方法还具有非接触检测、直观、检测结构便于保存等特点。但如直观、检测结构便于保存等特点

45、。但如果物体内部的缺陷过深或过于微小，激果物体内部的缺陷过深或过于微小，激光全息检测这种方法就无能为力了光全息检测这种方法就无能为力了 15.7无损检测新技术无损检测新技术 二、声振检测法二、声振检测法 声振检测是激励被测件产生机械振动，通过测量被测件振动的特征来判定其质量的一种无损检测技术。三、微波无损检测三、微波无损检测 微波能够贯穿介电材料，能够穿透声衰很大微波能够贯穿介电材料，能够穿透声衰很大的非金属材料，所以微波检测技术在大多数的非金属材料，所以微波检测技术在大多数非金属和复合材料内部的缺陷检测及各种非非金属和复合材料内部的缺陷检测及各种非金属测量等方面获得了广泛的应用。金属测量等方

46、面获得了广泛的应用。15.7无损检测新技术无损检测新技术 四、声发射检测技术四、声发射检测技术 声发射是一种物理现象，大多数金属材料塑性变形和声发射是一种物理现象，大多数金属材料塑性变形和断裂是有声发射产生，但其信号的强度很弱，需要采断裂是有声发射产生，但其信号的强度很弱，需要采用特殊的具有高灵敏度的仪器才能检测到。各种材料用特殊的具有高灵敏度的仪器才能检测到。各种材料的声发射频率范围很宽，从次声频、声频到超声频。的声发射频率范围很宽，从次声频、声频到超声频。利用仪器检测、分析声发射信号并利用声发射信息推利用仪器检测、分析声发射信号并利用声发射信息推断声发射源的技术称为声发射技术。断声发射源的

47、技术称为声发射技术。声发射检测必须有外部条件的作用，使材料或构件发声发射检测必须有外部条件的作用，使材料或构件发声，使材料内部结构发生变化。因此声发射检测是一声，使材料内部结构发生变化。因此声发射检测是一种动态无损检测方法，即结构、焊接接头或材料的内种动态无损检测方法，即结构、焊接接头或材料的内部结构、缺陷处于运动变化的过程中，才能实施检测。部结构、缺陷处于运动变化的过程中，才能实施检测。15.7无损检测新技术无损检测新技术 五、红外无损检测五、红外无损检测 红外无损检测是利用红外物理理论，把红外辐射特性红外无损检测是利用红外物理理论，把红外辐射特性的分析技术和方法，应用于被检对象的无损检测的一的分析技术和方法，应用于被检对象的无损检测的一个综合性应用工程技术。个综合性应用工程技术。红外无损检测具有操作安全、灵敏度高、检测效率高红外无损检测具有操作安全、灵敏度高、检测效率高等优点。但是红外无损检测也存在确定温度值困难、等优点。但是红外无损检测也存在确定温度值困难、难于确定被检物体的内部热状态，价格昂贵等问题。难于确定被检物体的内部热状态，价格昂贵等问题。