2021无损检测手册.pdf

无损探伤检测手册目录第 1 章 基础知识1 1 1 无损检测常用名词1 1 2 无损检测符号表示方法2 1 2 1 无损检测符号要素2 1 2 2 无损检测方法字母标识代码位置的含义3 1 2 3 辅助符号的表示方法4 1 2 4 技术条件及引用标准的表示方法5 1 2 5 无损检测长度的表示方法5 1 2 6 无损检测区域的表示方法6 1 2 7 抽检数目7 1 3 无损检测的应用8 1 3 1 概述8 1 3 2 无损检测方法8 1 3 3 应用无损检测的一般原则8 1 3 4 常规无损检测方法的适用性和局限性11第 2 章 目视检测13 2 1 概述13 2 1 1 直接目视检测13 2 1 2 间接目视检测13 2 2 低倍放大镜的选用13 2 2 1 类型13 2 2 2 放大率14 2 2 3 材料14 2 2 4 光学和其他特性14 2 2 5 照明14 2 2 6 放大镜选择的制约条件及使用注意事项15 2 3 工业内窥镜的选用16 2 3 1 直杆内窥镜16 2 3 2 柔性光纤内窥镜17 2 3 3 柔性视频内窥镜18 2 3 4 内窥镜性能比较18 2 3 5 内窥镜检测常见缺欠特征19 2 4 焊缝目视检测20第 3 章 渗透检测25 3 1 渗透检测基本原则25 3 1 1 概述25 3 1 2 渗透检测常用名词26 3 1 3 安全警示28 3 2 渗透检测方法分类29 3 3 渗透检测的物理基础29 3 3 1 表面张力30 3 3 2 液体的润湿作用31 3 3 3 毛细现象31 3 3 4 表面活性和表面活性剂32 3 3 5 乳化33 3 3 6 黑光和荧光34 3 3 7 对比度和可见度35 3 4 渗透检测设备35 3 5 渗透检测参考试块37 3 6 渗透检测材料41 3 6 1 渗透液41 3 6 2 去除剂43 3 6 3 乳化剂43 3 6 4 显像剂44 3 7 渗透检测时机45 3 8 渗透检测方法46 3 8 1 渗透检测方法的选择46 3 8 2 水洗型渗透检测法47 3 8 3 后乳化型渗透检测法48 3 8 4 溶剂去除型渗透检测法50 3 9 渗透检测工艺过程51 3 9 1 准备和预清洗51 3 9 2 施加渗透剂51 3 9 3 多余渗透剂的去除52 3 9 4 施加显像剂53 3 9 5 观察54 3 9 6 记录54 3 9 7 后清洗和防护55 3 9 8 重新检测55 3 10 渗透剂显示的特征55 3 11 渗透检测的应用56 3 11 1 铸钢件渗透检测56 3 11 2 锻钢件渗透检测61 3 11 3 承压设备渗透检测66 3 11 4 阀门液体渗透检测72 3 11 5 泵产品零件渗透检测78 3 11 6 金属多层滑动轴承渗透检测85第 4 章 涡流检测89 4 1 概述89 4 1 1 涡流检测的特点89 4 1 2 涡流检测的应用90 4 1 3 涡流检测的基本原理90 4 2 涡流检测的物理基础91 4 2 1 金属的导电性91 4 2 2 金属的磁特性92 4 2 3 电磁感应93 4 2 4 涡流95 4 2 5 涡流检测中线圈的阻抗和归一化96 4 2 6 用于涡流检测的主要电路98 4 3 涡流检测的设备100 4 3 1 涡流检测线圈100 4 3 2 检测仪器102 4 3 3 涡流检测的辅助装置103 4 4 标准试样与对比试样104 4 5 涡流检测工艺过程107 4 6 缺陷检测108 4 6 1 管棒材的检测108 4 6 2 热交换器管道在役检测109 4 6 3 非规则形状材料和零件检测111 4 7 厚度测量113 4 7 1 金属厚度的涡流测定113 4 7 2 非导电覆盖层厚度的涡流法测量113 4 7 3 非铁磁性覆盖层厚度的磁性测量113 4 8 电导率测量与材质分选114 4 8 1 电导率测量114 4 8 2 铁磁性材料的分选116 4 9 涡流检测应用117 4 9 1 圆钢涡流检测117 4 9 2 铜及铜合金棒线材涡流探伤121 4 9 3 钛及钛合金棒(丝)材涡流检测124 4 9 4 钢管涡流检测126 4 9 5 铝及铝合金冷拉薄壁管材涡流检测131 4 9 6 铜及铜合金无缝管涡流检测136 4 9 7 钛及钛合金管材涡流检测140 4 9 8 基于复平面分析的焊缝涡流检测143 4 9 9 涡流法测量非磁性基体金属上非导电覆盖层厚度150 4 9 10 铝合金电导率涡流测试153第 5 章 磁粉检测159 5 1 概述159目 录 5 2 磁粉检测的物理基础161 5 2 1 磁粉检测中的相关物理量161 5 2 2 磁介质162 5 2 3 磁畴162 5 2 4 磁化曲线163 5 2 5 磁滞回线与剩磁164 5 2 6 电流的磁场165 5 2 7 漏磁场167 5 3 磁粉检测设备170 5 3 1 磁粉检测设备的分类170 5 3 2 磁粉检测设备的命名方法171 5 3 3 磁粉检测设备的主要组成172 5 4 磁粉检测材料176 5 4 1 磁粉176 5 4 2 载液179 5 4 3 磁悬液180 5 4 4 反差增强剂181 5 4 5 标准试片181 5 4 6 标准试块及其他检测材料183 5 5 磁粉检测工艺过程185 5 5 1 磁粉检测时机185 5 5 2 磁粉检测工艺流程185 5 5 3 预处理要求185 5 6 磁粉检测方法186 5 6 1 连续法186 5 6 2 剩磁法186 5 6 3 干法187 5 6 4 湿法188 5 6 5 磁橡胶法188 5 7 磁化189 5 7 1 磁化方法189 5 7 2 磁化规范190 5 8 磁粉的施加192 5 8 1 干粉的施加192 5 8 2 湿粉的施加193 5 8 3 磁性涂料的施加193 5 9 观察条件194 5 9 1 安全要求194 5 9 2 色对比技术194 5 9 3 荧光技术194 5 10 磁痕的判别和记录195 5 10 1 磁痕的判别195 5 10 2 磁痕的记录200 5 11 退磁和后处理201 5 11 1 退磁201 5 11 2 后处理204 5 12 缺陷磁痕的评定204 5 12 1 磁痕的分类204 5 12 2 复验和缺陷排除204 5 12 3 磁粉检测的质量分级205 5 13 磁粉检测的应用205 5 13 1 铸钢件磁粉检测205 5 13 2 大型铸锻件的磁粉检测216 5 13 3 焊接件的磁粉检测218 5 13 4 焊缝的磁粉检测221 5 13 5 在役与维修件的磁粉检测225 5 13 6 特殊工件磁粉检测227 5 13 7 泵产品零件磁粉检测228 5 13 8 铁道车轮磁粉检验236 5 13 9 内燃机零部件磁粉检测238 5 14 常用钢种磁特性参数244第 6 章 超声检测250 6 1 概述250 6 2 超声检测的物理基础251 6 2 1 超声波的一般特性251 6 2 2 超声波垂直入射到界面上的反射与透射255 6 2 3 超声波倾斜入射到界面上的反射、折射与波形转换256实用无损检测手册 6 2 4 圆盘声源的声场260 6 2 5 超声波在传播过程中的衰减262 6 3 超声检测设备262 6 3 1 超声检测仪262 6 3 2 探头266 6 3 3 标准试块与对比试块272 6 4 超声检测基础问题273 6 4 1 对检测对象的了解与要求274 6 4 2 超声检测系统的配置274 6 4 3 探头的选择275 6 4 4 耦合剂的选择276 6 4 5 对比试块的制作277 6 4 6 扫查277 6 4 7 影响缺陷回波幅度的因素278 6 4 8 实际缺陷的定量评定280 6 4 9 检测结果的记录280 6 5 超声检测技术281 6 5 1 直射声束法与斜射声束法281 6 5 2 脉冲反射法与穿透法281 6 5 3 接触法与液浸法282 6 5 4 厚度测量283 6 6 超声检测应用289 6 6 1 锻轧钢棒超声检测289 6 6 2 锻钢连杆超声检测292 6 6 3 锻钢连杆螺栓超声检测298 6 6 4 锻钢万向节超声检测303 6 6 5 球墨铸铁材料和工件超声检测方法307 6 6 6 冷拉圆钢表面超声检测317 6 6 7 复合钢板超声波检测319 6 6 8 焊缝超声无损检测323 6 6 9 管道焊接接头超声波检验法343 6 6 10 钢制管道环向焊缝对接接头超声检测355 6 6 11 气门的超声检测361 6 6 12 聚乙烯管道焊缝超声检测364第 7 章 射线检测369 7 1 概述369 7 2 射线检测的物理基础370 7 2 1 射线分类370 7 2 2 X 射线371 7 2 3 射线372 7 2 4 光子与物质的相互作用372 7 2 5 射线衰减规律374 7 2 6 射线检测基本原理378 7 3 射线检测设备378 7 3 1 X 射线机378 7 3 2 射线机384 7 4 工业射线胶片384 7 4 1 射线胶片的结构384 7 4 2 射线胶片的感光特性385 7 4 3 潜影与射线照相效应387 7 4 4 射线胶片的分类与选用388 7 5 射线照相的影像质量390 7 5 1 影像的形成390 7 5 2 影像质量390 7 5 3 射线照相灵敏度394 7 5 4 细节影像的可识别性399 7 6 射线照相检测基本技术399 7 6 1 基本原理399 7 6 2 主要内容400 7 6 3 透照布置401 7 6 4 透照参数402 7 6 5 曝光曲线404 7 6 6 散射线控制407 7 6 7 增感屏409 7 7 评片412 7 7 1 评片条件要求412目 录 7 7 2 缺陷识别413 7 8 射线检测的应用415 7 8 1 金属材料 X 和 射线透视检测总则415 7 8 2 射线全景曝光照相检测420 7 8 3 射线透视检测成像装置长期稳定性的校验422 7 8 4 射线透视检测成像性能的定量测量425 7 8 5 金属熔化焊焊接接头射线检测437 7 8 6 金属管道熔化焊环向对接接头射线照相检测456 7 8 7 对接焊缝 X 射线实时成像检测478 7 8 8 气瓶对接焊缝 X 射线数字成像检测482 7 8 9 镁合金铸件 X 射线实时成像检测492 7 8 10 工程机械子午线轮胎 X 射线无损检验494 7 8 11 阀门受压铸钢件射线照相检测496 7 8 12 X 射线应力测定506第 8 章 泄漏检测512 8 1 概述512 8 1 1 泄漏的危害性512 8 1 2 泄漏的可能部位512 8 1 3 漏率及标准漏率512 8 1 4 检漏方法的分类515 8 2 气泡检漏516 8 2 1 气泡检漏原理516 8 2 2 设备与材料517 8 2 3 检测技术518 8 3 压力变化检漏520 8 3 1 静态压升检漏法520 8 3 2 静态压降检漏法521 8 3 3 差压式压力变化检漏521 8 4 氦质谱检漏522 8 4 1 氦质谱检漏的基本原理522 8 4 2 设备与材料523 8 4 3 氦质谱检漏技术524参考文献526实用无损检测手册第 1 章基 础 知 识1 1 无损检测常用名词(1)无损检测(无损探伤、无损检查、无损检验、无损评价)Non-destructive tes-ting,简称 NDT,是指以不损害预期实用性和可用性的方式来检查材料或零部件的技术方法的开发和应用,其目的:探测、定位、测量和评定伤;评价完整性、性质和构成;测量几何特性。(2)伤(损伤)用无损检测可检测到的,但不一定是拒收的缺欠或不连续。(3)伤特性化(伤表征)基于无损检测技术响应,对伤用尺寸、形状、取向、位置、形成或其他特征来表示的过程。(4)缺欠 质量特性与预期状况的偏离。(5)缺陷 尺寸、形状、取向、位置或性质不满足规定的验收准则而拒收的一个或多个伤。(6)不连续 连续或结合的缺失;材料或工件在物理结构或形状上有意或无意的中断。(7)人工不连续 用机械或其他方法加工到材料块上的诸如孔或槽口等不连续。(8)仪器校准 用已知参考物比较仪器或调节仪器。(9)检测灵敏度 一种无损检测技术检测不连续的能力。较高的检测灵敏度,具有较强的检测微小不连续的能力。(10)检测门槛(检测阀值)检测所能够显示的最低界限。(11)分辨力 有效辨别两个紧密相邻不连续的能力。(12)参考试块 具有规定的冶金、几何形状和尺寸特性的材料块,用来校准和评价设备。可含有一个或多个人工不连续。(13)参考试件 含有已知不连续的材料块,用来设置或校验设备和(或)过程的灵敏度。(14)显示 不连续的信号或表现,其形式随所用的无损检测方法而变化。(15)伪显示(假显示)被解释成是由不连续或缺欠之外的其他状况所引起的信号或表现,其形式随所用的无损检测方法而变化。(16)相关显示 需要评定的由不连续类型或状况引起的无损检测显示。(17)非相关显示 由非拒收的不连续类型或状况所引起的无损检测显示,如伪显示。(18)解释 确定是否相关显示、非相关显示或伪显示。(19)噪声 不想要的信号或响应,它们会干扰对想要的信号或响应的接收、解释或处理。(20)观察 为了确定显示的存在或不存在,对作为无损检测结果的数据或迹象等进行系统的审视。(21)观察条件 观察过程中周围环境条件的描述。(22)定量 确定需评定的不连续或显示的尺寸。(23)验收准则 为确定被检试样的可验收性所依据的准则。(24)验收水平(验收等级)为了验收或拒收,将一组规定参数设定为门槛。(25)合格质量水平 在抽样检测中,按平均方式处理而被认为是符合要求的有缺陷的最大百分数或每百个单元中有缺陷单元的最大数。1 2 无损检测符号表示方法1 2 1 无损检测符号要素1 无损检测方法的字母标识代码(见表 1-1)表 1-1 无损检测方法的字母标识代码无损检测方法字母标识代码声发射AET 或 AT电磁ET泄漏LT磁粉MT中子辐射NRT耐压试验PRT渗透PT射线RT超声UT目视VT2 无损检测的辅助符号(见图 1-1)图 1-1 无损检测辅助符号a)全周检测 b)现场检测 c)射线方向2实用无损检测手册3 无损检测符号要素的标准位置(见图 1-2)图 1-2 无损检测符号要素的标准位置1 2 2 无损检测方法字母标识代码位置的含义1)当需要对箭头侧进行检测时,所选择的检测方法字母标识代码应置于基准线下方,如图 1-3 所示。2)当需要对非箭头侧进行检测时,所选择的检测方法字母标识代码应置于基准线上方,如图 1-4 所示。图 1-3 箭头侧的检测图 1-4 非箭头侧的检测3)当需要对箭头侧和非箭头侧都进行检测时,所选择的检测方法字母标识代码应同时置于基准线两侧,如图 1-5 所示。4)当可在箭头侧或非箭头侧中任选一侧进行检测时,所选择的检测方法字母标识代码应置于基准线中间,如图 1-6 所示。图 1-5 箭头侧和非箭头侧的检测图 1-6 箭头侧或非箭头侧的检测5)当对同一部分使用两种或两种以上检测方法时,应把所选择的几种检测方法字母代码都置于相对于基准线的正确位置。当把两种或两种以上的检测方法字母标识代码置于基准线同侧或基准线中间时,应用加号分开,如图 1-7 所示。3第 1 章 基 础 知 识图 1-7 组合检测6)无损检测符号和焊接符号可以组合使用,如图 1-8 所示。图 1-8 无损检测符号和焊接符号组合使用1 2 3 辅助符号的表示方法辅助符号包括全周检测、现场检测和射线方向。1)当需要对焊缝、接头进行全周检测时,应把全周检测符号置于箭头和基准线的连接处,如图 1-9 所示。2)当需要在现场(不是在车间或初始制造地)进行检测时,应把现场检测符号置于箭头和基准线的连接处,如图 1-10 所示。图 1-9 全周检测图 1-10 现场检测4实用无损检测手册3)射线穿透的方向可以用射线方向符号以及所需的角度在图上标出,并应标明该角度的度数,如图 1-11 所示。图 1-11 射线方向1 2 4 技术条件及引用标准的表示方法一般情况下,应将技术条件、规范和引用标准的信息置于无损检测符号的尾部,如图 1-12 所示。图 1-12 尾部信息 图 1-13 检测长度表示1 2 5 无损检测长度的表示方法1)当只需考虑被检工件的长度时,应标出长度尺寸并置于检测方法字母标识代码的右侧,如图 1-13 所示。2)当需标示被检区域的确切位置及其长度时,应使用长度标定线,如图 1-14 所示。5第 1 章 基 础 知 识图 1-14 位置及长度表示 图 1-15 局部检测3)当被检工件全长都需要检测时,无损检测符号中不必包含长度。4)当被检工件不需全长检测时,检测长度可以用百分比形式标注在检测方法字母标识代码右侧,如图 1-15 所示。1 2 6 无损检测区域的表示方法(1)平面区域 当无损检测的区域为平面时,应用直虚线封闭该区域,并在封闭线的每一个拐角处标一圆圈,如图 1-16 所示。图 1-16 平面区域的检测(2)环形区域 对于环形区域的无损检测,应用全周检测符号和恰当的尺寸标明检测区域,如图 1-17 所示。在图1-17a 中,右上角符号表示距右端面 2mm 范围内的法兰孔应用磁粉进行全周检测,左下角符号表示用射线检测图中未标尺寸的环形区域。图 1-17b 中的符号表示环形区域的内表面需要耐压检测,外表面需要电磁检测,图中没标尺寸,表示全长均需检测。6实用无损检测手册图 1-17 环形区域的检测a)法兰孔 b)环形件(3)声发射 声发射一般用于构件的全部或大部分检测,例如压力容器或管道的检测。图 1-18 中的符号表示该图中的构件用声发射方法检测,符号中没有特别说明探头的位置。图 1-18 声发射检测1 2 7 抽检数目当需要在被检工件的任意位置上进行抽检时,应将抽检数目标在检测方法字母标识代码之上或之下的圆括号内,并且不与基准线相邻,如图 1-19 所示。图 1-19 抽检数目7第 1 章 基 础 知 识1 3 无损检测的应用1 3 1 概述(1)无损检测(NDT)作用NDT 是指对材料或工件实施一种不损害或不影响其未来使用性能或用途的检测手段,它能发现材料或工件内部和表面所存在的缺欠,能测量工件的几何特征和尺寸,能测定材料或工件的内部组成、结构、物理性能和状态等。NDT 能应用于产品设计、材料选择、加工制造、成品检验、在役检查(维修保养)等多个方面,在质量控制与降低成本之间能起优化作用。NDT 还有助于保证产品的安全运行和(或)有效使用。(2)NDT 任务书 雇主或责任单位要求单位检测人员对某一项目实施和应用无损检测的书面文件。(3)NDT 委托书 甲方(委托单位)要求乙方(责任单位)对甲方的某一项目实施和应用无损检测的书面文件,该书面文件是经双方认可的合同、协议或其他有效格式。1 3 2 无损检测方法NDT 包含了许多种已经可以有效应用的方法。按物理原理或检测对象和目的的不同,NDT 大致分为如下几种方法:(1)辐射方法 包括:(X 和伽玛)射线照相检测;射线透视检测;计算机层析成像检测;中子辐射照相检测。(2)声学方法 包括:超声检测;声发射检测;电磁声检测。(3)电磁方法 包括:涡流检测;漏磁检测。(4)表面方法 包括:磁粉检测;渗透检测;目视检测。(5)泄漏方法 主要指泄漏检测。(6)红外方法 主要指红外热成像检测。某些 NDT 方法会产生或附带产生诸如放射性辐射、电磁辐射、紫外辐射、有毒材料、易燃或易挥发材料、粉尘等,它们对人体会有不同程度的损害。因此在应用 NDT时,应根据可能产生的有害物质的种类,按有关法规或标准要求进行必要的防护和监测,对相关的 NDT 人员应采取必要的劳动保护措施。1 3 3 应用无损检测的一般原则1 NDT 人员NDT 人员应按 GB/T 94452008 或等效标准、法规要求进行资格鉴定与认证,并取得相应的证书,此外还应得到雇主或责任单位的操作授权。经认证的 NDT 人员按不同的 NDT 方法各分为、个等级。NDT 人员应按其所认证的方法和等级,从事相8实用无损检测手册应的 NDT 工作。2 NDT 设施1)NDT 设施包括 VDT 设备和器材以及与 NDT 相关的场所、环境等综合条件。2)NDT 设备和器材的工作性能应达到相应 NDT 标准的要求。制造商应按相应的标准要求对 NDT 设备和器材等产品进行型式和出厂(或批量)检验,并出具检验证书。型式检验宜由取得 GB/T 134811992 认可的具有相应产品型式检验检测项目的实验室进行。出厂(或批量)检验应由质量体系予以限定和保证。该体系宜符合 GB/T190012008 的要求。3)为确保 NDT 设备(或仪器)的工作性能达到 NDT 应用标准的要求,应按相关标准的要求或制造商推荐的使用说明书自行组织校准(仪器校准)。必要时,可委托经由国家授权或经由合同双方认可的第三方进行校准,但第三方的校准人员的 NDT 等级不应低于委托方相应方法 NDT 人员的等级。4)NDT 场所应满足相应 NDT 标准和 NDT 工作的要求。5)除应遵守国家和地方有关环境卫生和劳动保护的法规外,还应尽量避免在环境温度40以上和0以下、弥漫着粉尘或刺激性气味的环境中进行 NDT(除非已采取有效的防护措施)。这些对人体有较大影响的因素可能会干扰 NDT 人员对检测结果进行正常观察和做出正确判断。3 NDT 文件和记录(1)内容 NDT 文件和记录通常包括以下内容:1)NDT 委托书或 NDT 任务书。2)NDT 标准。3)NDT 工艺规程。4)NDT 操作指导书(或 NDT 工艺卡)。5)NDT 记录。6)NDT 报告。7)NDT 人员资格证书。8)其他与 NDT 有关的文件。(2)要求 应用 NDT,应满足 NDT 委托书或 NDT 任务书的要求。(3)标准 NDT 委托书或 NDT 任务书中,应明确指定现成和适用的 NDT 标准。若没有现成和适用的 NDT 标准,可通过协商方式确定或临时制定经合同双方认可的专用技术文件,以弥补无标准之用。(4)工艺规程 应事先由级人员编制 NDT 工艺规程。NDT 工艺规程应依据 NDT委托书或 NDT 任务书的内容和要求,以及相应的 NDT 标准的内容和要求进行编制,其内容应至少包括以下项目:1)NDT 工艺规程的名称和编号。2)编制 NDT 工艺规程所依据的相关文件的名称和编号。3)NDT 工艺规程所适用的被检材料或工件的范围。9第 1 章 基 础 知 识4)验收准则、验收等级或等效的技术要求。5)实施本工艺规程的 NDT 人员资格要求。6)何时何处采用何种 NDT 方法。7)何时何处采用何种 NDT 技术。8)实施本工艺规程所需要的 NDT 设备和器材的名称、型号和制造商。9)实施本工艺规程所需要的 NDT 设备(或仪器)校准方法(或系统性能验证方法)和要求的编写依据及要求。10)被检部位及 NDT 前的表面准备要求。11)NDT 标记和 NDT 记录要求。12)NDT 后处理要求。13)NDT 显示的观察条件、观察和解释的要求。14)NDT 报告的要求。15)NDT 工艺规程编制者(级人员)的签名。16)NDT 工艺规程审核者(级人员)的签名。17)NDT 工艺规程批准者的签名。必要时,可增加雇主或责任单位负责人的签名和(或)委托单位负责人的签名,也可增加第三方监督或监理单位负责人的签名。如果一个项目仅采用一种常用的 NDT 技术,且被检材料或工件和检测目的相对于NDT 来说是简单的,通过合同双方在合同中明确约定,可不编制 NDT 工艺规程。(5)操作指导书 应事先由级或级人员编制 NDT 操作指导书,操作指导书应依据 NDT 工艺规程(或相关文件)的内容和要求进行编制,其内容应至少包括以下项目:1)NDT 操作指导书的名称和编号。2)编制 NDT 操作指导书所依据的 NDT 工艺规程(或相关文件)的名称和编号。3)(一个或多个相同的)被检材料或工件的名称、产品号、被检部位以及 NDT 前的表面准备。4)NDT 人员的要求及其持证的 NDT 方法和等级。5)指定的 NDT 设备和器材的名称、规格、型号,以及仪器校准或系统性能验证方法和要求(如检测灵敏度)。6)所采用的 NDT 方法和技术。7)操作步骤及检测参数。8)对 NDT 显示的观察(包括观察条件)的记录的规定和注意事项。9)NDT 操作指导书编制者(级或级人员)的签名。10)NDT 操作指导书审核者(级或级人员)的签名。11)NDT 操作指导书批准者的签名。(6)检测和记录 应按 NDT 操作指导书要求进行检测并做相应记录。检测和记录的人员应持有相应 NDT 方法的级或级以上证书,该人员应在每份 NDT 记录上签名01实用无损检测手册并对记录的真实性承担责任。如果进行检测和记录的人员持有级证书,进行监督的相应 NDT 方法的级或级人员,也应在 NDT 记录上签名并承担相应的技术监督责任。(7)解释 应按 NDT 工艺教程(含相关文件)的要求,由相应 NDT 方法的级或级人员负责对 NDT 记录进行解释,负责编写和审核 NDT 报告,并对报告中的内容承担技术责任。1 3 4 常规无损检测方法的适用性和局限性1 概述1)每种 NDT 方法均有其适用性和局限性,各种方法对缺欠的检测概率既不会是100%,也不会完全相同。例如射线照相检测和超声检测,对同一被检工件的检测结果不会完全一致。2)常规 NDT 方法中,射线照相检测和超声检测可检测出被检工件内部和表面的缺欠,涡流检测和磁粉检测可检测出被检工件表面和近表面的缺欠,渗透检测仅可检测出被检工件表面开口的缺欠。3)射线照相检测较适用于检测被检工件内部的体积型缺欠,如气孔、夹渣、缩孔、疏松等,超声检测较适用于检测被检工件内部的面积型缺欠,如裂纹、白点、分层和焊缝中的未熔合等。4)射线照相检测常被用于检测金属铸件和焊缝,超声检测常被用于检测金属锻件、型材、焊缝和某些金属铸件。2 射线照相检测(RT)(1)适用性 包括如下几个方面:1)能检测出焊缝中的未焊透、气孔、夹渣等缺欠。2)能检测出铸件中的缩孔、夹渣、气孔、疏松、裂纹等缺欠。3)能检测出形成局部厚度差或局部密度差的缺欠。4)能确定缺欠的平面投影位置和大小,以及缺欠的种类。(2)局限性 包括如下几个方面:1)较难检测出锻件和型材中的缺欠。2)较难检测出焊缝中的细小裂纹和未熔合。3)不能检测出垂直射线照射方向的薄层缺欠。4)不能确定缺欠的埋藏深度和平行于射线方向的尺寸。3 超声检测(UT)(1)适用性 包括如下几个方面:1)能检测出锻件中的裂纹、白点、夹杂等缺欠。用直射技术可检测内部缺欠或与表面平行的缺欠,用斜射技术(包括表面波技术)可检测与表面不平行的缺欠或表面缺欠。2)能检测出焊缝中的裂纹、未焊透、未熔合、夹渣、气孔等缺欠。通常采用斜射技术。11第 1 章 基 础 知 识3)能检测出型材(包括板材、管材、棒材及其他型材)中的裂纹、折叠、分层、片状夹渣等缺欠。通常采用液浸技术,对管材或棒材也可采用聚焦斜射技术。4)能检测出铸件(如形状简单、表面平整或经过加工整修的铸钢件或球墨铸铁)中的裂纹、疏松、夹渣、缩孔等缺欠。5)能测定缺欠的埋藏深度和自身高度。(2)局限性 包括如下几个方面:1)较难检测出粗晶材料(如奥氏体钢的铸件和焊缝)中的缺欠。2)较难检测出形状复杂或表面粗糙的工件中的缺欠。3)较难判定缺欠的性质。4 涡流检测(ET)(1)适用性 包括如下几个方面:1)能检测出导电材料(包括铁磁性和非铁磁性金属材料、石墨等)的表面和(或)近表面存在的裂纹、折叠、凹坑、夹杂、疏松等缺欠。2)能测定缺欠的坐标位置和相对尺寸。(2)局限性 包括如下几个方面:1)不适用于非导电材料。2)不能检测出导电材料中远离检测面的内部缺欠。3)较难检测出形状复杂的工件表面或近表面缺欠。4)难以判定缺欠的性质。5 磁粉检测(MT)(1)适用性 包括如下几个方面:1)能检测出铁磁性材料(包括锻件、铸件、焊缝、型材等各种工件)的表面和(或)近表面存在的裂纹、折叠、夹层、夹杂、气孔等缺欠。2)能确定缺欠在被检工件表面的位置、大小和形状。(2)局限性 包括如下几个方面:1)不适用于非铁磁性材料,如奥氏体钢、铜、铝等材料。2)不能检测出铁磁性材料中远离检测面的内部缺欠。3)难以确定缺欠的深度。6 渗透检测(PT)(1)适用性 包括如下几个方面:1)能检测出金属材料和致密性非金属材料的表面开口的裂纹、折叠、疏松、针孔等缺欠。2)能确定缺欠在被检工件表面的位置、大小和形状。(2)局限性 包括如下几个方面:1)不适用于疏松的多孔性材料。2)不能检测出表面未开口的内部和(或)表面缺欠。3)难以确定缺欠的深度。21实用无损检测手册第 2 章目 视 检 测2 1 概述2 1 1 直接目视检测 直接目视检测是在检测人员的眼睛与检测区之间有连续不间断的光路,可以不借助任何设备,也可以借助镜子、透镜、内窥镜或光导纤维进行的检测。1)直接目视检测通常用于局部检测。当眼睛可置于距离被检工件表面 600mm 以内,并且眼睛与被检工件表面不小于 30视角时适于直接目视检测。可以使用镜子改善视角,还可以借助放大镜、内窥镜、光导纤维等设备协助检测。2)直接目视检测也可用在大于 600mm 距离的一般目视检测中。3)接受检测的特定工件、部件、容器或其区域,若需要,应使用辅助照明设备进行照明。一般目视检测最低光照度应达到 160lx,局部目视检测最低光照度应达到 500lx。4)为使检测效力最大化,应考虑以下照明要求:使用相对于观察点的最佳光线方向;避免炫目的光;优化光源的色温度;使用与表面光反射性相适应的照度级。2 1 2 间接目视检测间接目视检测是在检测人员的眼睛与检测区之间有不连续的、间断的光路,包括使用摄影术、视频系统、自动系统和机器人进行的检测。1)无法使用直接目视检测时,可使用间接目视检测。间接目视检测使用视觉辅助设备,如内窥镜和光导纤维连接到照相机或其他合适的仪器。2)间接目视检测系统是否适合完成指定的任务应经过验证。2 2 低倍放大镜的选用2 2 1 类型 1)所有类型放大镜的透镜框架或支架上均装有一个照明器。支架可以是一个定距件、三脚架、支柱或其他支撑物。2)“读数放大镜”型放大镜,A 型,通常应为手持式。A 型和 B 型可以是手持袖珍式放大镜。3)双系统放大镜,C 1 型,通常装在一个支架上,但当被检表面难以接近时,也可以从支架上卸下来使用。C 2 型是装在支架上的。4)C 1 型和 D 型可用于双目观察,可扩大视场和焦深。D 型的使用仅限于小物体。2 2 2 放大率1)放大率以线性放大率()来表示。若合适,A 型和 B 型放大镜应在透镜框架上具有永久额定放大率。线性放大率是所观测物体的线性尺寸的表观尺寸的增加,由下式表示=vu=1+Df式中 v 图像到透镜的距离,单位为 mm;u 物体到透镜的距离,单位为 mm;D 标准或矫正的清晰图像的距离,单位为 mm;f 透镜的焦距,单位为 mm。2)若生产厂家习惯用屈光度评定透镜放大率,也应标出相当的线性放大率。否则,应在书面证明中确认放大率。2 2 3 材料透镜用光学玻璃制造,或使用尺寸稳定、颜色不因年久而改变的光学性能相当的塑料材料制造。2 2 4 光学和其他特性1)透镜应无细纹、条纹或其他制造缺陷。整个观察区域应无变形和条纹。2)A 型、B 型和 C 型放大镜的框架应具有良好的光学性能,座架应确保自由移动,以便于观察整个表面。3)焦距或放大率与其偏差不应超过额定值的 10%。2 2 5 照明1 照明等级最佳照明等级主要取决于如下因素:1)工件、眼睛和光源的相对位置,例如被检表面是否容易接近。2)表面的特性和光反射性。3)照明方向,即直射或斜射。4)光学系统的聚光能力和光损失。2 工件的相对位置理想状态是:被检表面或物体可以在光下倾斜,以便能从不同角度、在不同照明强41实用无损检测手册度下进行检测。相反,若工件本身不可移动,眼睛和光源需要变换位置。3 表面的特性和光反射性1)尽管检测锻钢件或电弧焊焊缝表面上的裂纹要求光照度大约为 5 000lx,但是,磨光金属表面上的裂纹在光照度仅稍高于环境照明时就可以检测到。2)避免炫目的光很重要,A 型和一些 B 型放大镜可能装有漫射遮光屏,可降低光照度的强烈差异。有时需要配有柔光镜(漫射片)的独立照明器。3)若可能,其他强烈反差的光源也应避免,以降低眼睛疲劳,特别是通常需要高光照度的小物体检测。透镜周围的护眼罩应是半透明的,物体和放物体的表面应有大约相同的光反射性。4 照明方向正如光照度,照明方向应受光反射性和检测目的支配。照明应扩展至视场外围,光照度从中心到外围区域的变化不应超过 3 1。5 聚光能力和光损失1)装有大型物镜透镜的 C 1 型放大镜能有效地聚光,因此特别适用于照明较差的情况。如在相对难以接近的场所进行现场作业。2)多片镜系统中的光损失有时可以通过使用镀膜透镜来减少。2 2 6 放大镜选择的制约条件及使用注意事项1 制约条件放大率为 2 4 倍的手持式单片镜或多片镜放大镜具有广泛的工业应用范围,操作简单。但以下原因引起的错觉,可能削弱高放大率的优点:1)高放大率意味着较短的眼睛到透镜的距离和较短的工作距离。2)工作距离短,只能用一只眼睛,容易引起操作人员的疲劳。3)由于视角被大大减小,因此增加了检测时间。4)焦深变得更小,被检表面各部分之间的空间关系变得难以评定。2 放大率范围目视检测中常用的放大率范围及相关数据见表 2-1。表 2-1 常用的放大率范围及相关数据线性放大率透镜直径(视场)/mm工作距离/mm 21251404656281831101425151013 注:上述尺寸量度物理上具有相关性,因此,不可能得到可以用于工作距离显著大于表中所列数字的放大镜。51第 2 章 目 视 检 测3 使用放大镜的注意事项1)不考虑为某一特殊目的而选用的放大率范围,重要的一点是保证选用的放大率在整个检测过程中都与规定的相一致。2)检测速度有要求并且需要搬动被检物体时,最好是将放大镜装在一根柱子上,柱子上有一个调节装置,可调节到眼睛的高度,操作简单,例如,球窝式夹具惰钳。换句话说,小物体最容易的检测方法是放在工作台上,用装在一个定距片或三点支架上的透镜去观测,定距片或三点支架上配有照明器。3)若难以接近被检物体或表面(如现场作业),特别是没有良好的照明条件时,C 1 型放大镜是最佳选择。4)如果检测速度和焦深是次要的,则可要求高达 15 倍的放大率。在这种情况下,建议使用C 2型放大镜,以便于检测。5)可以对双目镜放大镜的光学系统进行改进,以便产生立体图像。关于立体放大镜,使用者应当清楚,检测的主要目的是保证这种设备是精选品。2 3 工业内窥镜的选用工业内窥镜可用于高温、有毒、核辐射及人眼无法直接观察到的场所的检查和观察,主要用于汽车、航空发动机、管道、机械零件等,可在不需拆卸或破坏组装及设备停止运行的情况下实现无损检测,广泛应用于航空、汽车、船舶、电气、化学、电力、煤气、原子能、土木建筑等现代核心工业的各个部门。工业内窥镜还可与照相机、摄像机或电子计算机耦接,组成照相、摄像和图像处理系统,从而进行视场目标的监视、记录、储存和图像分析。其使用范围为:(1)焊缝表面缺陷检查 检查焊缝表面裂纹、未焊透及焊漏等焊接质量。(2)内腔检查检查表面裂纹、起皮、拉线、划痕、凹坑、凸起、斑点、腐蚀等缺陷。(3)状态检查 当某些产品(如蜗轮泵、发动机等)工作后,按技术要求规定的项目进行内窥检测。(4)装配检查 当有要求和需要时,使用三维工业视频内窥镜对装配质量进行检查;装配或某一工序完成后,检查各零部件装配位置是否符合图样或技术条件的要求,是否存在装配缺陷。(5)多余物检查 检查产品内腔残余内屑、外来物等多余物。工业内窥镜由于它的特殊设计,可以不破坏被检测物体的表面,即可简便、准确地观