承压类特种设备无损检测相关知识210316.docx

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1、承压类特特种设备备无损检检测相关关知识第三篇 无损检检测基础础知识第6章 无无损检测测概论6.1 无损检检测的定定义与分分类无损检测测非破破坏检查查.（非非破壞檢檢查） 现代无损损检测的的定义是是：在不不损坏试试件的前前提下，以以物理或或化学方方法为手手段，借借助先进进的技术术和设备备器材，对对试件的的内部及及表面的的结构、性性质、状状态进行行检查和和测试的的方法。主要手段有：RT；UT；MT；PT。称为四大常规检测方法，其中：RT（Radiographic Testing）和UT（Ultrasonic Testing）主要用于检测工件内部的缺陷；MT（Magnetic particle Te

2、sting磁粉）和PT（Penetrant Testing渗透）主要用于检测工件表面的缺陷。还有ET（Eddy Current Testing涡流）；AE（Acoustic Emission）和VT（Visual Testing）。无损检测测技术的的发展方方向是NNDT NDDE NNDT（Non- distructive Testing）无损测试：其含义不仅是探测和发现缺陷，还包括探测试件的一些其它信息，例如结构、性质、状态等；NDE（Non distructive Evaluation）无损评价：这是无损检测技术发展的新阶段，涵盖更广泛、更深刻的内容，它不仅要求发现缺陷，探测试件的结构、性

3、质、状态，还要求获取更全面、更准确的综合信息，例如有关缺陷的形状、尺寸、位置、取向、内含物、缺陷部位的组织、残余应力等信息。它要结合合成像技技术、自自动化技技术、计计算机数数据分析析和处理理技术，与与材料力力学等领领域知识识，对试试件或产产品的质质量和性性能，使使用的安安全性和和可靠性性等给出出全面、准准确的评评价。 无损检检测技术术具有不不破坏试试件、检检测灵敏敏度高等等优点，因因此，不不但应用用于承压压类特种种设备的的制造检检验和在在用检验验，而且且，广泛泛应用于于机械、冶冶金、石石油天然然气、石石油化工工、化学学工业、航航空航天天、船舶舶、铁道道、电力力、核工工业、兵兵器、煤煤炭、有有色

4、金属属、建筑筑等行业业。6.2 无损损检测的的目的11.保证证产品质质量无损损检测技技术应用用范围广广、灵敏敏度高、检检测结果果可靠性性好而且且可以进进行1000%的的检测，这这是破坏坏性检测测无法比比拟的，可可以对每每一件产产品提供供有效的的质量保保证。22.保证证工件使使用安全全主要指指的是在在用工件件的定期期检测，发发现那些些使用中中产生的的缺陷。如如疲劳裂裂纹、 应力腐腐蚀裂纹纹等；还还可发现现制造规规范允许许存在的的小缺陷陷在使用用过程中中是否扩扩展，而而成为危危险性缺缺陷。3.改进进制造工工艺产品试生生产过程程中的无无损检测测是改进进工艺参参数的有有效手段段之一。 4.降低低生产成

5、成本产品的过过程检验验，可有有效地降降低生产产成本。 6.3 无无损检测测的应用用特点1. 非非破坏检检查和破破坏检查查相配合合如解剖、金金相、爆爆破等。2. 正正确选定定无损检检测时机机焊缝检检测应注注意延迟迟裂纹的的检查；锻件应应在其形形状尽量量规则时时检查；粗晶的的工件应应在细化化晶粒后后检查。3. 选择最适当的无损检测方法每种无损检测方法都有其局限性，应根据工件的材质、结构、形状、尺 寸；预计可能产生的缺陷种类、部位及走向选择最合适的检测方法。并根据工件的使用情况，确定合理的验收标准。4. 综综合运用用各种无无损检测测方法如如焊缝缺缺陷的定定位。6.4 承压类类特种设设备无损损检测标标

6、准 JJB/TT4733020005第7章 缺陷陷的种类类及产生生原因了解材料料和焊缝缝中的缺缺陷种类类和产生生原因，有有助于正正确的选选择无损损检测方方法，正正确地分分析和判判断检测测结果。 7.1 钢焊缝缝中常见见缺陷及及产生原原因1.外观观缺陷（属属VT）指不借助助于仪器器，用肉肉眼可以以发现的的工件表表面缺陷陷。常见见的外观观缺陷有有： 咬边；焊瘤；凹坑；未焊满满；烧穿穿及其他他表面缺缺陷（成成形不良良、错边边、塌陷陷、表面面气孔及及焊接变变形等）。 2. 气气孔气孔的的分类：球形、条条虫形的的单个或或密集气气孔（蜂蜂窝状或或链状）。气孔的形成机理：金属在液态和固态下，对气体的溶解度，

7、差几十倍至几百倍。因此，焊缝溶池中液态金属凝固过程中，应有大量气体逸出，若金属的凝固速度大于气体的逸出速度，焊缝中就形成气孔。产生气孔的主要原因：有气（母材或填充金属表面有锈、油污；焊条、焊剂未烘干，高温下分解产生气体）；溶池冷却速度过快；焊缝金属脱氧不足，均增加气孔的数量。 20#钢板对接焊密集气孔、层间未熔合及根部未焊透气孔的的危害：减小焊焊缝截面面积，使使焊缝疏疏松,降降低焊缝缝强度和和塑性，严严重的还还会引起起泄漏。气孔也是引起应力集中的因素，氢气孔还可能促成冷裂纹。防止气孔的措施：清除油污、铁锈、水分和杂物；焊前预热、焊后缓冷；焊接表面及焊接材料要彻底烘干。用偏强的施焊规范等。3.

8、夹夹渣指焊后熔熔渣残存存在焊缝缝中的现现象。 （1）夹夹渣的分分类 ： 金属夹渣渣：夹钨钨、夹铜铜等； 非金属夹夹渣：药药皮、焊焊剂，氧氧化物、硫硫化物、氮氮化物等等残留于于焊缝之之中。 （2）夹夹渣的分分布于形形态 ： 点状加渣渣、条状状加渣、链链状加渣渣和密集集加渣。 （3）夹夹渣产生生的原因因：坡口口尺寸不不合理；坡口有有污物；多层焊焊时，层层间清渣渣不彻底底；钨极极气体保保护焊，电电源极性性不当，电电流密度度过大，钨钨极溶化化脱落于于溶池中中；焊接接线能量量小，焊焊缝散热热太快，不不利溶渣渣上浮等等；焊条条药皮、焊焊剂化学学成分不不合理，熔熔点过高高，冶金金反应不不完全，脱脱渣性不不好

9、；手手工焊时时，焊条条摆动不不正确，不不利于熔熔渣上浮浮。 焊缝根根部及坡坡口处夹夹渣（4）加加渣的危危害：点点状加渣渣的危害害于气孔孔相似，带带尖角的的加渣会会产生尖尖端应力力集中，尖尖端还会会发展成成为裂纹纹源，危危害较大大。4. 裂裂纹 金金属原子子的结合合遭到破破坏，形形成新的的界面而而产生的的缝隙称称为裂纹纹。这是是一种危危害性最最大的焊焊接缺陷陷。应力力高度集集中，很很容易扩扩展，引引起脆断断。（11）裂纹纹的分类类根据裂裂纹尺寸寸大小： 宏观观裂纹（肉肉眼可见见的裂纹纹）,微观裂裂纹（在在高倍放放大镜下下才能发发现的裂裂纹）,超显微微裂纹（在在高倍显显微镜下下才能发发现的晶晶间裂

10、纹纹和穿晶晶裂纹）根据裂纹纹延伸方方向： 纵向向裂纹（与与焊缝平平行） 横横向裂纹纹（与焊焊缝垂直直） 辐射射状裂纹纹根据裂纹纹发生部部位：焊焊缝裂纹纹 ；热热影响区区裂纹；溶合区区裂纹；焊趾裂裂纹；焊焊道下裂裂纹；弧弧坑裂纹纹。根据裂纹纹发生条条件和时时机：热热裂纹：一般是是焊接完完毕即出出现，又又称结晶晶裂纹，温温度在AAC3线附附近，液液态金属属一次结结晶时产产生的裂裂纹，沿沿晶界开开裂。其其生成原原因是在在焊缝金金属凝固固过程中中，结晶晶偏析使使杂质生生成的低低熔点共共晶物富富集于晶晶界，形形成所谓谓的“液态薄薄膜”，在特特定的敏敏感温度度区间，其其强度极极小，由由于焊缝缝凝固收收缩受

11、到到拉应力力，最终终开裂形形成裂纹纹。冷裂裂纹：焊焊缝冷至至马氏体体转变温温度MSS点20003000以下下产生的的裂纹，一一般是焊焊后一段段时间几小时时、几天天甚至更更长时间间才出现现，故又又称延迟迟裂纹。主主要生成成于热影影响区，也也有发生生在焊缝缝上的。冷冷裂纹可可能是沿沿晶开裂裂 ，也也可能是是穿晶开开裂。其生成原原因主要要有：淬淬硬组织织减小了了金属的的塑性储储备；焊焊接的残残余应力力使焊缝缝受拉；接头金金属以内内含有较较多的原原子态氢氢。所有有裂纹当当中，冷冷裂纹的的危害性性最大。它它引起的的结构破破坏是典典型的脆脆断。 再热裂裂纹：接接头冷却却后，再再进行热热处理，加加热5550

12、6500时产生生的裂纹纹，生成成于热影影响区内内的粗晶晶区，一一般从熔熔合线向向粗晶区区发展，呈呈晶间开开裂。层层状撕裂裂：在具具有丁字字接头或或角接头头的厚大大结构件件中，沿沿钢板轧轧制方向向分层出出现的阶阶梯状裂裂纹，层层状撕裂裂实质上上也属冷冷裂纹。 根部结晶裂纹 焊根撕撕裂裂纹的危危害：裂裂纹是焊焊接缺陷陷中危害害最大的的一种。属属面积型型缺陷，它它的出现现将显著著减少承承载面积积，更严严重的是是裂纹端端部形成成尖锐缺缺口，应应力高度度集中，很很容易扩扩展导致致破坏。尤其是冷裂纹，由于其延迟特性和快速脆断特性，带来的危害往往是灾难性的。世界上的锅炉、压力容器、压力管道事故，除极少数是由

13、于设计不合理、选材不当的原因引起的外；绝大部分是由于裂纹引起的脆性破坏。5未焊焊透指母材金金属未溶溶化，焊焊缝金属属没有进进入接头头根部的的现象。 未焊透的的产生原原因： 焊接电流流小，熔熔深浅；坡口和和间隙尺尺寸不合合理，钝钝边太大大；磁偏偏吹影响响；焊条条偏心度度太大；层间及及焊根清清理不良良。 未焊透的的危害： 减少了焊焊缝的有有效截面面积；使使接头强强度下降降；未焊焊透产生生的应力力集中，严严重降低低焊缝的的疲劳强强度；未未焊透可可能成为为裂纹源源，是导导致焊缝缝开裂的的重要原原因。 6.未熔熔合焊缝缝金属与与母材金金属，或或焊缝金金属之间间未溶化化结合在在一起形形成的缺缺陷。未未熔合

14、产产生原因因：焊接接电流过过小；焊焊接速度度过快；焊条角角度不对对；磁偏偏吹；焊焊接处于于下坡位位置，母母材未溶溶化时已已被铁水水覆盖；母材表表面有污污物或氧氧化物影影响熔敷敷金属与与母材间间的熔化化结合等等。未熔熔合的危危害：未未熔合是是一种面面积性缺缺陷。坡坡口未熔熔合和根根部未熔熔合会使使承载面面积明显显减小，使使应力集集中加重重，其危危害性仅仅次于裂裂纹。1 1005mmm厚板焊焊缝夹渣渣、未焊焊透、咬咬边、未未焊满对焊接影影响较大大的气体体：1、氮氮：焊接接区的空空气是氮氮的主要要来源。氮氮与金属属作用分分为两类类。一类类是不与与氮发生生作用的的金属，如如铜、镍镍等。它它们既不不溶解

15、氮氮，又不不形成氮氮化物，因因此焊接接这类金金属可用用氮作为为保护气气体。另另一类是是与氮发发生作用用的金属属，如铁铁、钛等等既能溶溶解氮，又又能与氮氮形成稳稳定的氮氮化物，焊焊接这类类金属及及合金时时，要防防止焊接接区与氮氮气的接接触。氮氮是促使使焊缝产产生气孔孔的主要要原因之之一，液液态金属属在高温温时可溶溶解大量量的氮，而而在凝固固时氮的的溶解度度会迅速速下降，来来不及逸逸出的氮氮，即形形成气孔孔。氮也也是促使使金属实实效脆化化的元素。焊焊缝金属属中过饱饱和的氮氮会随时时间逐渐渐析出降降低焊缝缝强度、塑塑性和韧韧性。在在焊缝中中加入能能形成稳稳定化合合物的元元素Tii、All等，可可抑制

16、或或消除时时效脆化化。2、氢氢：焊接接时，氢氢的主要要来源是是焊接材材料及周周围环境境中的水水分。氢氢是严重重危害焊焊缝的元元素。一一是室温温下可使使钢的塑塑性严重重下降，从从而导致致“氢脆”；二是导导致出现现白点，在在碳钢和和低合金金钢焊缝缝，若含含氢量过过高，则则会在其其拉伸或或冲击试试样断口口上出现现银白色色的脆断断点，称称为白点点。它大大大降低低了焊缝缝的塑性性和韧性性；三是是生成气气孔，降降低焊缝缝强度；四是焊缝缝“吸氢”后，可可诱使焊焊缝产生生冷裂纹纹。 15CCrMoo自动焊焊焊缝冲冲击断口口试样白白点3、氧：氧在焊焊缝中不不论以何何种形式式存在，对对焊缝的的性能都都有很大大影响

17、，随随着焊缝缝中含氧氧量的增增加，其其强度、塑塑性和韧韧性都明明显下降降，尤其其低温冲冲击韧性性会急剧剧下降。关于时效效：钢材材的强度度、硬度度和塑性性，特别别是冲击击韧性在在一定时时间内产产生自发发改变的的现象，称称为时效效。低碳碳钢的时时效有两两种：热热时效：低碳钢钢在加热热至57707200后，快快速冷却却，再放放置一段段时间后后，韧性性降低的的现象。应变时效：经过冷变形（变形量超过5%）的低碳钢，再加热至250350时，韧性降低的现象。钢材经冷变形、卷边等冷加工后，再进行焊接，有时会在距焊缝4050mm处出现裂纹，既是应变时效导致的结果。7.2 铸钢钢件常见见缺陷及及产生原原因孔洞洞类

18、缺陷陷：气孔孔、针孔孔、缩孔孔、缩松松和疏松松等；裂裂纹类缺缺陷：冷冷裂纹、热热裂纹和和冷隔等等；夹杂杂类缺陷陷：夹杂杂、夹渣渣、沙眼眼等；成成分类缺缺陷：偏偏析等。冷冷隔： 金属液液充型后后，在金金属液的的交接处处融合不不好，在在铸件中中产生穿穿透的或或不穿透透的缝隙隙称为冷冷隔。多多出现在在远离流流道的铸铸件表面面上和薄薄壁处。形形状呈液液体初流流动时的的形状，边边缘呈圆圆角。缩孔和疏疏松 ：铸件在在凝固过过程中，由由于收缩缩补缩不不足所产产生的缺缺陷叫缩缩孔；而而沿铸件件中心呈呈多孔性性组织分分布的叫叫疏松。 阀座缩孔 阀座疏松 裂纹（冷冷、热）等等。 7.3 锻钢钢件常见见缺陷及及产生

19、原原因：缩缩孔和缩缩管、疏疏松：夹夹杂物（金金属、非非金属；内在、外外来）：折叠：由由于钢锭锭表面凹凹凸不平平，或锻锻造工艺艺不当产产生的“肉瘤”，在进进一步锻锻造时，把把高处的的金属斜斜压倒锻锻件内部部所产生生的裂纹纹。锻造裂纹纹：由锻锻造引起起的裂纹纹种类很很多，通通常有以以下两类类：原材材料缺陷陷经锻造造扩展产产生的裂裂纹（缩缩孔残余余、皮下下气泡、粗粗大柱状状晶、轴轴心晶间间裂纹、非非金属夹夹杂物等等）；锻锻造工艺艺不当（加加热温度度不均匀匀、终锻锻温度过过低、锻锻造变形形工艺不不当等）。裂纹走向向与夹杂杂 锻造造加热温温度不均均 物分布布方向相相同 心部塑塑性差白点：白白点是一一种微

20、细细的裂纹纹，它是是由于钢钢中含氢氢量较高高，在锻锻造后冷冷却过程程中，氢氢原子与与热应力力和组织织应力相相互作用用的结果果。白点点在横截截面低倍倍试片上上，呈锯锯齿状小小裂纹；在调质质后的纵纵向断口口上，呈呈白色亮亮点，故故称为白白点。7.4 轧轧材中常常见缺陷陷及产生生原因：钢管缺缺陷：分分层、裂裂纹、翘翘皮和折折叠、表表面划伤伤和直道道。钢棒棒及型材材缺陷：心部开开裂、严严重偏析析、白点点、夹杂杂等内部部缺陷；折叠、皱皱纹、发发纹等外外部缺陷陷。钢板板缺陷：分层。7.5使用中常见缺陷及其产生原因：疲劳裂纹：结构材料承受交变载荷、局部高应力超过材料的屈服点，产生微裂纹，逐步扩展形成疲劳裂纹

21、。应力腐蚀裂纹：在特定腐蚀介质中的钢材，在拉应力作用下产生的裂纹。氢损伤：在临氢工况条件下运行的设备，氢进入金属后使材料性能变坏，造成损伤，氢脆、氢腐蚀、氢鼓泡、氢致裂纹等。晶间腐蚀：奥氏体不锈钢晶间贫铬，晶界发生腐蚀。各种局部腐蚀：点蚀、缝隙腐蚀、腐蚀疲劳、磨损腐蚀等。 40CCr柴油油机曲轴轴飞轮端端沿键槽槽疲劳开开裂 液液化石油油气球罐罐内壁应应力腐蚀蚀裂纹第8章 射线检检测基础础知识射线检测测是无损损检测的的一个重重要门类类，用以以检测工工件内部部的宏观观几何缺缺陷，用用X射线线或射线穿穿透工件件，以胶胶片作为为信息的的记录器器材时，称称为射线线照相。 8.1 射线照照相法的的原理X射

22、线和和射线都都是波长长极短的的电磁波波。从现现代物理理学波粒粒二象性性的观点点看，也也可将其其视为一一种能量量极高的的光子束束流。 X射线是是从X射射线管中中产生的的，高速速运动的的电子撞撞击阳极极靶时，就就会从阳阳极靶上上辐射出出X射线线。对X射线线管发出出的射线线作光谱谱测定，可可发现XX射线谱谱由两部部分组成成，一个个是波长长连续变变化的部部分，称称为连续续谱，它它的最短短波长只只于外加加电压有有关；另另一部分分是具有有分离波波长的谱谱线，这这部分谱谱线要么么不出现现，一旦旦出现它它的谱峰峰所对应应的波长长位置完完全取决决于靶材材料本身身，这部部分谱线线称为标标示谱，又又称为特特征谱，标

23、标示谱重重叠在连连续谱之之上。 大量电电子（例例如当管管电流为为5mAA时，撞撞到靶上上的电子子数目约约为3106个/秒秒）与靶靶相撞，相相撞前电电子初速速度各不不相同，相相撞时减减速过程程也各不不相同。少少量电子子经一次次撞击就就失去全全部动能能，而大大部分电电子经过过多次制制动逐步步丧失动动能，这这就使得得能量转转换过程程中所发发出的电电磁辐射射可以具具有各种种波长。因因此，XX射线的的波谱成成连续分分布。受受电子撞撞击的地地方，即即产生XX射线的的地方叫叫做焦点点。电子子从阴极极撞向阳阳极，而而电流则则从阳极极流向阴阴极。叫叫做管电电流。要要调节管管电流，需需调节灯灯丝的加加热电流流；要

24、调调节管电电压，需需调节XX射线装装置主变变压器的的初级电电压。X射线管管发出的的是连续续谱X射射线，其其波长分分布是连连续的。连连续谱的的最短波波长（minn）与管管电压千千伏值（kkVP）的的关系为为：minn= 11.244/kVVP（nnm）由由上式可可见，管管电压越越高，最最短波长长minn的值就就越小。如果管电压一定，管电流越大，表明单位时间撞击靶的电子数越多，产生的射线强度也越大。当变动管电压时，虽然电子数目未变，但每个电子所获得的能量增大，因而短波成分射线增加，且碰撞发生的能量转换过程增加，因此，射线强度同时增加。X射线谱谱的改变变规律是是：提高高管电压压时最短短波长和和最高强

25、强度的波波长都像像波长短短的方向向移动。管管电压越越高平均均波长越越短。这这一现象象叫做线线质硬化化。线质质取决于于射线束束波长或或能量的的分布。线线质硬则则波长短短且能量量高，穿穿透物质质时衰减减少且穿穿透力强强；线质质软则平平均波长长较长，难难于穿透透厚的物物体。连连续X射射线的强强度大致致与管电电压的平平方成正正比；与与管电流流的大小小成正比比；与靶靶的材料料的原子子序数成成正比。射线是从放射性同位素的原子核中放射出来的。具有放射性的同位素叫放射性同位素，具有相同质子数和不同中子数的原子，互称同位素。如Co59有27个质子和32个中子；增加一个中子，就变成Co60它们就是放射性同位素。放

26、射性同位素放射出的射线只有特定的几种波长，也就是说射线谱都是线状谱。同位素的种类不同，所发出射线的能量也不同。不稳定核自发地发射出一些射线而本身变为新核的现象称为放射性衰变。一种放射性核的半衰期，是它的给定样品中的核衰变一半，所用去的时间。在工程上，把放射源的活度减小至其原值一半所需的时间称为半衰期。半衰期是放射性同位素的一个重要参数。无损检测中应用的放射源，其半衰期至少要有几十天，否则就没有使用价值。活度：通通常，将将一克固固体射线线源物质质具有的的放射性性强度，称称为放射射性活度度，或称称为比活活度cii/g。一一个射线线源如果果每秒发发生3.710100次核衰衰变，此此时，该该射线源源的

27、强度度为1居居里（cci）。 常用放放射性同同位素源源性能参参数X射线或或射线通通过物质质时，其其强度逐逐渐减弱弱。其强强度的衰衰减由下下式表示示：I = II0e-TT式中： II- 通过过物体后后的射线线强度； II0- 未通通过物体体前的射射线强度度； - 物物体的衰衰减系数数；（11/cmm） T- 物物体厚度度。（ccm）射射线强度度的减弱弱，一般般认为是是：光电电效应、康康普顿效效应、电电子对效效应和瑞瑞利散射射引起的的。光电效应应：当光光子与物物质原子子的束缚缚电子作作用时，光光子把全全部能量量转移给给某个电电子，使使之发射射出去，而而光子本本身则消消失掉，这这一过程程称为光光电

28、效应应。发射射出去的的电子叫叫做光电电子。康康普顿效效应：光光子与电电子发生生非弹性性碰撞，一一部分能能量转移移给电子子，使之之成为反反冲电子子；而散散射光子子的能量量和方向向也发生生变化。电子对效应：光子从原子核旁经过时，在原子核库仑场作用下，光子转化为一个正电子和一个负电子。瑞利散射：入射光子与束缚较牢固的内层轨道电子发生的弹性散射过程。瑞利散射是相干散射的一种。称为衰衰减系数数，它随随射线的的种类和和线质的的变化而而变化，也也随穿透透物质的的种类和和密度而而变化。假如穿透物质相同，则波长越短，就越小；假如波长相等，则穿透物质的原子序数越小，越小。物质密度越小，也越小。显然，值越小，即意味

29、着射线穿透该物质越容易。射线的另另一重要要性质是是能使胶胶片感光光。射线线照射胶胶片时，能能使胶片片乳剂层层中的卤卤化银产产生潜相相中心，经经过显、定定影后黑黑化。接接收射线线多的部部位，黑黑化程度度高，称称之为射射线的照照相作用用。因为为射线使使胶片感感光的能能力比白白光小得得多，所所以要使使用双面面乳胶的的特殊胶胶片，和和增感屏屏。胶片片感光后后经暗室室处理形形成底片片，评价价底片质质量的一一个重要要参数是是黑度（DD）。 D = llg（LL0/L）式式中： D - 底片片黑度； LL0 - 透透过底片片前的光光强； L- 透过底底片后的的光强。为了表示示照相胶胶片的性性质，采采用了胶胶

30、片的特特性曲线线。该曲曲线纵坐坐标表示示黑度DD，横坐坐标表示示相对曝曝光量的的常用对对数lggE。曝曝光量EE为射线线强度II与曝光光时间 t的乘乘积。曝曝光量EE与胶片片上接受受的射线线剂量成成正比，若若t一定定时，可可用I代代替E；若I为为一定值值时，可可用t代代替E。G表示特性曲线的斜率，称为梯度：G = D/lgE =工业射线线探伤用用胶片属属非增感感型胶片片，其特特性曲线线如前页页右图。由图可见，不同胶片的G值不同，胶片B的G值（斜率）大于胶片A。对于一般胶片，G值会随黑度D的增大而增大。G值越大，意味着照相得到的底片对比度越高。 使胶片达到一定黑度所需曝光量 E的倒数，称作胶片的

31、感光度S（S=1/E）。胶片A与胶片B相比，得到相同黑度D所需的E要小得多，所以特性曲线越偏于左边其感光度就越高。一般的规律是：胶片的感光度越高，其梯度就越低（G值小），颗粒（噪声）越粗。胶片与增感屏、冲洗条件的组合称为胶片系统。胶片系统按梯度、颗粒度和梯噪比等指标分为4个类别： 胶片片系统特特性比较较射线照照相法的的原理是是：材料中中如有缺缺陷存在在，会影影响射线线的吸收收，使透透过的射射线强度度发生变变化，用用胶片可可测量出出这一变变化。如如图：厚厚度为TT的物体体中有厚厚度为T的缺缺陷时，射射线穿透透无缺陷陷部位，透透过射线线强度为为I，曝曝光得到到的底片片黑度为为D；而而射线穿穿透有缺

32、缺陷部位位，透过过射线强强度为II+I，曝曝光得到到的底片片黑度为为D+D，经经暗室处处理后，将将底片放放在观片片灯上观观察，根根据底片片上的黑黑度变化化所形成成的图像像，即可可判断出出缺陷的的有无及及其种类类、数量量、大小小等。8.2 射线检检测设备备X射线线探伤机机（4550kVV以下）、880mmm以下；高能X射射线探伤伤机（4424MMeV）、5500mmm以下下；射线探伤伤机：包包括源、源源容器和和操作、支支撑、移移动机构构。8.3 射线照照相工艺艺要点11照相相操作步步骤根据据工件尺尺寸大小小，按射射线源、工工件和胶胶片之间间的相互互位置关关系，确确定相应应的透照照方式。分分为：纵

33、纵缝透照照法、环环缝外透透法、环环缝内透透法、双双壁单影影法和双双壁双影影法。2确定定透照规规范：目目的是要要得到好好的对比比度和清清晰度以以获得高高灵敏度度的底片片。 对对比度：射线照照相底片片上有缺缺陷部位位与无缺缺陷部位位的黑度度差。D=DD1-D2=0.4344GT/（11+n） 式中： - 材料的吸收系数； G - 胶片梯度；T- 缺陷的厚度； n- 散射比。 清晰度：指底片上图像的清晰程度。包括固有不清晰度和几何不清晰度。 固有不清清晰度（UUi）: 与射线线能量有有关，能能量越高高，固有有不清晰晰度越大大。 几何不清清晰度（UUg）: Ugg= 式中： -工件件表面到到胶片的的距

34、离； ff-源源的大小小； -焦距距（源到到胶片的的距离）。 由上式可可见：焦焦距越大大，半影影越小；射线源源尺寸越越小，半半影越小小；工件件表面到到胶片的的距离越越小，半半影越小小。也就就是说工工件越薄薄、胶片片贴得越越紧、射射线源焦焦点尺寸寸越小、焦焦距越大大，清晰晰度越好好。为得到高高的缺陷陷检出率率，照相相规范的的选择应应注意以以下几点点：（11）透照照方式的的选择：除了管管道和无无法进入入内部的的小直径径容器只只能采用用双壁透透照外，大大多数容容器壳体体的焊缝缝照相都都应采用用单壁透透照法。外透法的优点是操作比较方便；内透法的优点是透照厚度差小，在满足透照厚度比K值的情况下，一次透照

35、长度较大。（2）KK值的控控制：透透照厚度度比的含含义见右右图： K=TT/TT=arrccoos（1/KK）标准规规定，纵纵缝的KK值不得得大于11.033，环缝缝的K值值不得大大于1.1。限限制透照照厚度比比，也就就间接控控制了横横向裂纹纹检出角角，防止止横向裂裂纹漏检检。中心心内透法法时，KK值为11、角为00，是最最佳的透透照方式式。（3）射射线源的的选择：在保证证能穿透透被检工工件的前前提下XX射线尽尽量使用用较低的的电压；射线尽尽量使用用较长波波长的源。以以增加材材料的衰衰减值，提提高底片片的对比比度；另另外，尽尽量选择择小焦点点的射线线源，可可提高底底片的清清晰度。（4）透照距离

36、的选择：在满足几何不清晰度要求的前提下，合理选择焦距。一般在600800mm之间。（5）曝曝光量的的选择：曝光量量的选择择既要保保证足够够的底片片黑度，又又要保证证足够的的检测灵灵敏度。一一般情况况下，XX射线照照相曝光光量不小小于155mAminn。（66）胶片片、增感感屏的选选择与底底片黑度度的控制制：通常常选用00.0330.22mm的的铅箔增增感屏与与非增感感型胶片片一起使使用；底底片黑度度控制在在1.554。3象质质计（透透度计）的的应用为评定底底片的透透照灵敏敏度，需需按标准准采用象象质计，以以此检查查透照技技术和胶胶片处理理质量。衡衡量该质质量的数数值是象象质指数数，它等等于底片

37、片上能识识别出的的最细钢钢丝的线线编号。 我国标准准规定，使使用粗细细不同的的几根金金属丝等等距离排排列，做做成线性性象质计计，用底底片上必必须显示示的最小小钢丝直直径与相相应的象象质指数数来表示示照相灵灵敏度。所所谓射线线照相灵灵敏度是是指射线线照相能能发现最最小缺陷陷的能力力。分绝绝对灵敏敏度和相相对灵敏敏度。 绝对灵敏敏度：射射线透照照某工件件时所能能发现最最小缺陷陷的尺寸寸，如JJB/TT 447300标准中中规定：AB级级照相，公公称厚度度2.00 3.5mmm时，应应能辨认认出0.11mm的的钢丝，这这将就是是绝对灵灵敏度表表示法。 相对灵敏敏度（）：用用透照方方向上所所能发现现缺

38、陷的的最小厚厚度尺寸寸D与该该处的穿穿透厚度度d的百百分比表表示 = 1000%目前前标准规规定的象象质指数数，换算算成相对对灵敏度度大约为为1%2%左左右。4底片片的评定定这是射射线照相相的最后后一道工工序，也也是最重重要的一一道工序序。首先先应评定定底片本本身质量量是否合合格，在在底片合合格的前前提下，再再对底片片上的缺缺陷进行行评定。对对底片的的质量要要求包括括：（11）底片片黑度在在规定范范围内 ，影像像清晰，反反差适中中，灵敏敏度合格格。（22）标记记齐全，摆摆放正确确。（33）在评评定区内内无影响响评定的的伪缺陷陷。8.4 射射线的安安全防护护1.射线线的危害害：射线线具有生生物效

39、应应，超辐辐射剂量量可能引引起放射射性损伤伤，破坏坏人体正正常组织织，出现现病理反反应。辐辐射具有有积累作作用，超超辐射剂剂量照射射是致癌癌因素之之一，并并可能殃殃及下一一代，造造成婴儿儿畸形或或发育不不全。 2.辐射射剂量及及单位：辐射剂剂量是指指材料或或生物组组织所吸吸收的电电离辐射射量，它它包括照照射量（每每千克库库仑 C/kkg）；吸收剂剂量（戈戈瑞 Gy）；剂量当当量（希希沃特 Svv） 3.射线线防护方方法： 屏蔽防护护、距离离防护、时时间防护护。 8.5射射线照相相法特点点检查结结果有直直接记录录-底片；可获得得缺陷的的投影图图象，缺缺陷定性性定量准准确；体积型型缺陷检检出率高高

40、，面积积型缺陷陷检出率率受到多多种因素素影响；仅适于于检验较较薄的工工件而不不适宜检检验较厚厚的工件件；适于检检测对接接焊缝，角角焊缝检检测效果果差，不不适于检检测板材材、棒材材，锻件件等；某些工工件的结结构或现现场条件件不适合合射线照照相；对缺陷陷在工件件中厚度度方向的的位置、尺尺寸的确确定较困困难；检测成成本高；检测速速度慢；射线对对人体有有伤害。第9章 超超声波检检测基础础知识超声波是是频率大大于200，0000Hzz的声波波，是一一种机械械波，超超声波频频率高、波波长短，具具有良好好的方向向性；能能量高，穿穿透能力力强；具具有几何何光学的的一些特特点，能能在异质质界面上上产生反反射、折

41、折射和波波型转换换等。因因此，广广泛应用用于工件件内部缺缺陷的检检测。 用于检测测的超声声波频率率为0.425MMHz，其其中用得得最多的的是15MHHz。 目前用得得最多且且较为成成熟的超超声波探探伤方法法是，AA型显示示的脉冲冲反射式式超声波波探伤法法。 9.1 超声波波的发生生及其性性质1超声波波的发生生和接收收声波是是一种机机械波，机机械波是是由机械械振动产产生的。产生机械波的必要条件有两个：一是有作机械振动的波源；二是有能传播机械振动的弹性介质。工业探伤用的超声波主要通过压电换能器产生，压电换能器具有压电效应，它是可逆的。既可把电能转换成机械能；又可把机械能转换成电能。从而完成超声波

42、的发生和接收。通常在超声波探伤中是使用一个晶片制成的探头，既作发射又作接收。 2超声声波的种种类按质质点的振振动方向向与波的的传播方方向不同同，超声声波可分分为纵波波（质点点的振动动方向与与波的传传播方向向平行）；横波（质质点的振振动方向向与波的的传播方方向垂直直）；表表面波（介介质表面面质点作作椭圆运运动，椭椭圆长轴轴垂直于于波的传传播方向向）等。横横波和表表面波均均可通过过波型转转换获得得。3声速速超声波波在介质质中以特特定的速速度传播播，其声声速与介介质的弹弹性模量量、波松松比及声声波的类类型有关关，与频频率、晶晶片尺寸寸等无关关。空气气中声速速：3440m/s；水水中声速速：14480

43、mm/s；有机玻玻璃中的的纵波声声速：227300m/ss；钢中中纵波声声速： 59000m/s；钢钢中横波波声速：32330m/s；钢钢中表面面波声速速：30007mm/s。空气中、水中只能传播纵波，不能传播横波，因为它们不能承受剪切力。4波长长波速（CC）：波波动中，波波在单位位时间内内传播的的距离。频率（f）：波动过程中，任意给定点在1秒钟内所通过的完整波的个数。波长（）：同一波线上相邻两振动相位相同的质点间的距离，或者说波经历一个完整周期所传播的距离。 C = f钢中传播播的纵波波波长11MHzz时为55.9mmm；22MHzz时为22.955mm，22.5MMHz时时为2.36mmm

44、。钢钢中传播播的横波波波长11MHzz时为33.2mmm；22MHzz时为11.6mmm，22.5MMHz时时为1.28mmm。5超声声场及其其特征量量充满超超声波的的空间称称为超声声场，描描述超声声场的特特征量有有声压、声声强、声声阻抗。 （11）声压压：超声声场中某某一点在在某一瞬瞬间所具具有的压压强P11与没有有超声波波存在时时同一点点的静态态压强PP0之差，称称为声压压P。 P =P11 - P0 = c （单位位Pa）：介质密度c：波速：质点的振动速度超声波探探伤中，根根据缺陷陷返回的的超声信信号的声声压来判判断缺陷陷大小，超超声信号号的声压压越高，示示波屏上上显示的的回波也也就越高

45、高，据此此判断缺缺陷的大大小。（2）声声强：在在垂直于于超声波波传播方方向上单单位面积积、单位位时间内内通过的的超声能能量称为为声强，用用I表示示（W/cm22）。 式中： PP-声声压 -介介质密度度 CC-声声速 （3）声声阻抗：超声场场中任一一点的声声压与该该处质点点振动速速度之比比称为声声阻抗。ZZ（g/cm22 s） Z = PP/= C声阻抗抗是表征征介质声声学性质质的重要要物理量量。超声声波在两两种介质质组成的的异质界界面上的的反射和和透射情情况与两两种介质质的声阻阻抗密切切相关。（4）分分贝：分分贝是计计量声强强和声压压的单位位，因为为在实际际生产和和试验中中，声强强的数量量级相差差极大，如如能引起起人而听听觉的声声强是110-116w/cm22,而人人们聊天天时的