无损检测技术概述.ppt

无损检测概论,中国水利水电第五工程局,2,2023/8/16,课程的主要内容,概述：无损检测技术的特点、发展、分类、应用等；常用的无损检测技术：超声检测、渗透检测、磁粉检测、声发射检测等;其他无损检测技术：射线检测技术、磁粉检测技术、涡流检测技术,中国水利水电第五工程局,3,2023/8/16,无损检测的定义Nondestructive testing,概 述,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存在所引起的对热、声、光、电、磁等反应的变化，来探测各种工程材料、零部件、结构件等内部和表面缺陷，并对缺陷类型、性质、数量、形状、位置、尺寸、分布及其变化作出判断和评价。,无损,无损检测的特点,1.不损坏试件材质、结构 2.正确选用实施无损检测的时机 3.正确选用最适当的无损检测方法 4.综合应用各种无损检测方法,概 述,中国水利水电第五工程局,5,2023/8/16,无损检测的优势,概 述,不会对构件造成任何损伤（材质和结构）为查找缺陷提供有效方法可对产品质量实施监控防止产品失效引起的后果应用范围广,中国水利水电第五工程局,6,2023/8/16,无损检测技术的发展,概 述,无损检测技术发展的三个阶段：无损探伤（NDINondestructive Inspection)探测和发现缺陷 无损检测（NDTNondestructive Testing)探测和发现试件的缺陷、结构、性质、状态 无损评价（NDENondestructive Evaluation),中国水利水电第五工程局,7,2023/8/16,无损检测的目的,概 述,1）保证产品质量 借助仪器和器材，发现目视检查无法发现的内外部宏观缺陷。检测不需要破坏试件就能完成检测过程，可对产品进行100%检验和逐件检验，为产品质量提供有效保证。,2）保证使用安全可以对在用设备和部件进行定期检验，保障使用安全。,中国水利水电第五工程局,8,2023/8/16,无损检测的目的,概 述,3）改进制造工艺 在产品工艺试验中，对工艺试样进行无损检验，并根据检测结果改进制造工艺，确定理想的制造工艺。,4）降低生产成本 在产品制造过程中的适当环节正确地进行无损检测，防止以后的工序浪费，减少返工，降低废品率，从而降低制造成本。,中国水利水电第五工程局,9,2023/8/16,无损检测的方法和分类,概 述,一、常规无损检测方法目视检测 Visual Testing（缩写 VT）；超声检测 Ultrasonic Testing（缩写 UT）；射线检测 Radiographic Testing（缩写 RT）；磁粉检测 Magnetic particle Testing（缩写 MT）；渗透检验 Penetrant Testing（缩写 PT）。,中国水利水电第五工程局,10,2023/8/16,无损检测的方法和分类,概 述,二、非常规无损检测方法声发射 Acoustic Emission(缩写 AE)；涡流检测Eddy current Testing（缩写 ET）泄漏检测 Leak Testing（缩写 LT）；衍射波时差法超声检测技术Time of Flight Diffraction(缩写 ToFD)；导波检测Guided Wave Testing；等等,中国水利水电第五工程局,11,2023/8/16,1、目视检测（VT）在国际上非常重视的无损检测第一阶段首要方法。按照国际惯例，目视检测要先做，以确认不会影响后面的检验，再接着做四大常规检验。例如BINDT的PCN认证，就有专门的VT1、2、3级考核，更有专门的持证要求。经过国际级的培训，其VT检测技术会比较专业，而且很受国际机构的重视。VT常常用于目视检查焊缝，焊缝本身有工艺评定标准，都是可以通过目测和直接测量尺寸来做初步检验，发现咬边等不合格的外观缺陷，就要先打磨或者修整，之后才做其他深入的仪器检测。例如焊接件表面和铸件表面较多VT做的比较多，而锻件就很少，并且其检查标准是基本相符的。,概 述,中国水利水电第五工程局,12,2023/8/16,2、射线照相法（RT）是指用X射线或射线穿透试件，以胶片作为记录信息的器材的无损检测方法，该方法是最基本的，应用最广泛的一种非破坏性检验方法。RT的特性是定性更准确，有可供长期保存的直观图像，总体成本相对较高，而且射线对人体有害，检验速度会较慢。,概 述,中国水利水电第五工程局,13,2023/8/16,中国水利水电第五工程局,14,2023/8/16,3、超声波检测（UT）通过超声波与试件相互作用，就反射、透射和散射的波进行研究，对试件进行宏观缺陷检测、几何特性测量、组织结构和力学性能变化的检测和表征，并对其特定应用性进行评价。超声波检测的优点：a.适用于金属、非金属和复合材料等的无损检测；b.穿透能力强，可对较大厚度范围内的试件内部缺陷进行检测。c.缺陷定位较准确；d.对面积型缺陷的检出率较高；e.灵敏度高，可检测试件内部尺寸很小的缺陷；f.检测成本低、速度快，设备轻便，对人体及环境无害，现场使用较方便。,概 述,中国水利水电第五工程局,15,2023/8/16,【重点】实时探伤操作、缺陷的评定【难点】实时探伤操作【教学内容】能力知识点1 探伤前的准备 能力知识点2 实时探伤操作 能力知识点3 缺陷的评定 能力知识点4 检验结果的分级 能力知识点5 记录与报告,超声波探伤一般包括探伤前的准备、实时探伤操作、缺陷的评定、检验结果的分级、记录与报告等过程。,探伤前的准备,一.探伤前的准备,探伤前的准备,一、检验等级的确定 一般根据对焊缝探测方向的多少，把超声波探伤划分为A、B、C三个级别：A级检验的完整程度最低，难度系数最小。适用于普通钢结构检验。B级检验完整程度一般，难度系数较大。适用于压力容器检验。C级检验完整程度最高，难度系数最大。适用于核容器及管道的检验。,探伤前的准备,二、探伤面及探伤方法的选择 1探伤面的选择与准备 2探伤方法的选择三、耦合剂的选用 接触法探伤常选用甘油、机油、化学浆糊等有一定粘度的耦合剂，有时也采用水作耦合剂。对于钢材等易锈的材料，常采用机油、变压器油等。四、探头的选择 1探头形式的选择 应尽量使声束轴线与缺陷反射面相垂直。,探伤前的准备,2晶片尺寸的选择 3频率的选择 4.探头角度或K值的选择 焊缝探伤中，薄工件宜采用大探头K值，以拉开跨距，提高分辨力和定位精度。大厚度工件宜采用小K值探头，以减小整修面的宽度，有利于缩短声程，减小衰减损失，提高探伤灵敏度。五、探伤仪的调节 仪器调节有两项主要内容，一是探伤范围和扫描速度调节；二是灵敏度调整。,探伤前的准备,（一）探伤范围和扫描速度调节 1探伤范围的调节 2扫描速度的调节（1）深度1:1调节法（2）水平1:1调节法（二）探伤灵敏度的选择及其调整 1探伤灵敏度的选定 2距离-波幅曲线的制作 3探伤灵敏度的调整,实时探伤操作,二.实时探伤操作,实时探伤操作,1探伤条件的选择 2检验区域宽度的确定 3探头移动区的确定 4单探头的扫查方式（1）锯齿形扫查（2）基本扫查（3）平行扫查（4）斜平行扫查,实时探伤操作,5.双探头扫查方式（1）串列扫查（2）交叉扫查（3）V形扫查,缺陷的评定,三.缺陷的评定,缺陷的评定,一、缺陷位置的测定 测定缺陷在工件或焊接接头中的位置称之为缺陷定位。缺陷定位必须解决缺陷在探伤面上的投影位置（X、Y方向数值）。1垂直入射法时缺陷定位 缺陷定位只需测定沿工件Z轴的坐标，即缺陷在工件中的深度即可。2斜角探伤时的缺陷定位（1）水平调节法定位（2）深度调节法定位,缺陷的评定,二、缺陷大小的测定 测定工件或焊接接头中缺陷的大小和数量称为缺陷定量。1.当量法 2探头移动法三、缺陷性质的估判 判定工件或焊接接头中缺陷的性质称之为缺陷定性。这里仅是简单介绍焊缝中常见缺陷的波形特征。1气孔2裂纹3夹渣4未焊透5未熔合,缺陷评定与检验结果的分级,四.缺陷评定与检验结果的分级,缺陷评定与检验结果的分级,距离-波幅曲线是缺陷评定与检验结果分级的依据。一、缺陷评定 二、检验结果的等级分类 焊缝超声检验结果分为四级：1）最大反射波幅不超过评定线的缺陷，均评为级。2）最大反射波幅超过评定线的缺陷，检验者判定为裂纹等危害性缺陷时，无论其波幅和尺寸如何，均评为级。3）反射波幅位于区的非裂纹性缺陷，均评为级。,缺陷评定与检验结果的分级,4）最大反射波幅位于区的缺陷，根据缺陷的指示长度按表4-9的规定予经评级。5）反射波幅超过判废线进入区时缺陷，无论其指示长度如何，均评定为级。,记录与报告,五.记录与报告 焊缝超声波探伤后，应将探伤数据、工件及工艺概况归纳在探伤的原始记录中，并签发检验报告 检验报告是焊缝超声波检验的存档文件，经质量管理人员审核后，正本发送委托部门，其副本由探伤部门归档。探伤记录与报告应具有追踪性，并至少保存7年以上以备随时查核。,中国水利水电第五工程局,40,2023/8/16,4、磁粉检测（MT）铁磁性材料和工件被磁化后，由于不连续性的存在，使工件表面和近表面的磁力线发生局部畸变而产生漏磁场，吸附施加在工件表面的磁粉，形成在合适光照下目视可见的磁痕，从而显示出不连续性的位置、形状和大小。,概 述,中国水利水电第五工程局,41,2023/8/16,中国水利水电第五工程局,42,2023/8/16,5、渗透检测（PT）零件表面被施涂含有荧光染料或着色染料的渗透剂后，在毛细管作用下，经过一段时间，渗透液可以渗透进表面开口缺陷中；经去除零件表面多余的渗透液后，再在零件表面施涂显像剂，同样，在毛细管的作用下，显像剂将吸引缺陷中保留的渗透液，渗透液回渗到显像剂中，在一定的光源下（紫外线光或白光），缺陷处的渗透液痕迹被现实，（黄绿色荧光或鲜艳红色），从而探测出缺陷的形貌及分布状态。,概 述,中国水利水电第五工程局,43,2023/8/16,中国水利水电第五工程局,44,2023/8/16,6、声发射检测（AE）声发射是指物体在受到形变或外界作用时，因迅速释放弹性能量而产生瞬态应力波的一种物理现象。声发射检测是一种动态无损检测方法，即：使构件或材料的内部结构，缺陷或潜在缺陷处在运动变化的过程中进行无损检测。因此，裂纹等缺陷在检测中主动参与了检测过程。,概 述,中国水利水电第五工程局,45,2023/8/16,7、涡流检测（ET）是建立在电磁感应原理基础之上的一种无损检测方法，它适用于导电材料。给一个线圈通入交流电，在一定条件下通过的电流是不变的。如果把线圈靠近被测工件，像船在水中那样，工件内会感应出涡流，受涡流影响，线圈电流会发生变化。由于涡流的大小随工件内有没有缺陷而不同，所以线圈电流变化的大小能反映有无缺陷。,概 述,1、一般以厚度和材质为主，还有就是压力安全系数等确定用哪类方法。2、需要两种（或多种）方法结合使用，比如射线对裂纹的敏感度不高，超声波可能就很好。3、一定的规定，如：碳钢检测一般用磁粉；不锈钢一般不用超声波；厚度大的一般以超声波为主。,如何选择无损检测方法（无损检测方法选择的原则）,中国水利水电第五工程局,47,2023/8/16,无损检测方法的选择,概 述,缺陷的种类和产生的原因 了解材料和焊缝中的缺陷种类和产生原因，有助于正确选择无损检测方法，制定合理的检测方案，从而取得正确的检测结果。,中国水利水电第五工程局,48,2023/8/16,中国水利水电第五工程局,49,2023/8/16,中国水利水电第五工程局,50,2023/8/16,中国水利水电第五工程局,51,2023/8/16,无损检测方法的选择,概 述,1）钢焊缝中常见宏观缺陷及其产生原因（外观缺陷略）气孔：由形状和产生原因分为不同种类夹渣：由成份分为金属夹渣（夹杂）和非金属夹渣裂纹：由产生温度分为热裂纹和冷裂纹；由产生原因分为 再热裂纹、段状撕裂和应力腐蚀裂纹等未焊透未熔合:分为坡口未熔合和根部未熔合,中国水利水电第五工程局,52,2023/8/16,无损检测方法的选择,概 述,2）铸件中常见宏观缺陷及其产生原因气孔:分为单个气孔和密集性气孔夹渣和夹沙冷隔缩孔和疏松裂纹:由于形成温度不同分为热裂纹和冷裂纹,中国水利水电第五工程局,53,2023/8/16,无损检测方法的选择,概 述,3）锻件中常见宏观缺陷及其产生原因缩孔和缩管非金属夹杂物夹砂龟裂锻造裂纹:产生原因较多，由于产生原因不同，形状和发生的部位也不同白点:氢致裂纹,中国水利水电第五工程局,54,2023/8/16,无损检测方法的选择,概 述,4）钢管中常见宏观缺陷及其产生原因、裂纹:由于产生原因不同而分为纵裂纹和横裂纹表面划伤翘皮的折叠:表面可见并呈一定角度夹杂和分层,中国水利水电第五工程局,55,2023/8/16,无损检测方法的选择,概 述,5）钢棒和型材中常见宏观缺陷及其产生原因内部缺陷 由于轧制作用，缺陷一般有延展性表面缺陷 产生原因不同，形状不同，但均分布在表面和近表面,中国水利水电第五工程局,56,2023/8/16,无损检测方法的选择,概 述,6）钢板中常见宏观缺陷及其产生原因与锻件和型材中的缺陷基本类似，按其严重程度可分为大、中、小三类缺陷,中国水利水电第五工程局,57,2023/8/16,无损检测方法的选择,概 述,7）在用设备定检中常见宏观缺陷及其产生原因在用设备定检中，除常发现因制造方式不同导致的制造缺陷发展以致缺陷超标，还应注意设备因运行而发生的运行缺陷疲劳裂纹 设备或部件承受交变载荷而引起的裂纹，该类裂纹的断口一般有明显的呈同心圆状的疲劳源并伴有脆性断口应力腐蚀裂纹 处于特定腐蚀介质中且受拉应力作用下产生的裂纹氢损伤、摩擦腐蚀、空化腐蚀,中国水利水电第五工程局,58,2023/8/16,无损检测方法的选择,概 述,锅炉压力容器制造过程中无损检测的应用各种无损检测方法与检测对象的适应性如下：,中国水利水电第五工程局,59,2023/8/16,无损检测方法的选择,概 述,原材料检验板材 UT锻件 UT、MT(PT)管材 UT(RT)、MT(PT)螺栓 UT、MT(PT),中国水利水电第五工程局,60,2023/8/16,无损检测方法的选择,概 述,焊接检验坡口 UT、PT(MT)清根部位 PT(MT)对接焊缝 RT(UT）、MT(PT)角焊缝和T型焊缝 UT(RT)、MT(PT)工卡具焊疤 MT(PT)爆炸复合层 VT坡焊复合层堆焊前 MT(PT)坡焊复合层堆焊后 UT、PT水压试验后 MT,中国水利水电第五工程局,61,2023/8/16,中国水利水电第五工程局,62,2023/8/16,