无损检测概论(第一).ppt

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1、无损检测概论无损检测概论1无损检测的定义和分类无损检测的定义和分类v定义：定义：v通俗的定义：无损检测指在不损坏试件的前通俗的定义：无损检测指在不损坏试件的前提下，对试件进行检查和测试的方法。提下，对试件进行检查和测试的方法。v亦称非破坏性检验。亦称非破坏性检验。v现现代代无无损损检检测测的的定定义义：在不破坏试件的前提下，以物理或化学方法为手段，借助现代的技术和设备器材，对试件内部及表面的结构、性质、状态进行检查和测试的方法。v无损检测技术的产生和发展无损检测技术的产生和发展：借助于现代科学技术产生和发展。v射线照相法（RT）X射线的发现（1895年伦琴射线）v超声波检测（UT）二次大战中迅

2、速发展的声纳技术和雷达技术的基础上开发v磁粉检测（MT）电磁学基础v渗透检测（PT）物理化学的进展v涡流检测（ET）电磁学（电磁感应）vv现代电子技术和计算机技术的发展和其它学科介入无损检测领域，使无损检测技术如虎添翼，得到质的飞跃。无损检测技术发展无损检测技术发展 过程的三个阶段过程的三个阶段 v无损探伤：（无损探伤：（Non-distructive Inspection）简称简称NDIv早期名称 v探测和发现缺陷v无损检测：（无损检测：（Non-distructive Testing）简称简称NDTv当前名称 v不仅要探测发现缺陷，还包括探测试件的其它信息，如结构、状态、性质v无损评价：（

3、无损评价：（Non-distructiv Evaluation）简称简称NDEv新的发展阶段的名称 v不仅要求发现缺陷，探测试件的结构、状态、性质，还要求获取更全面、准确和综合的信息，辅以成象技术、自动化技术、计算机数据分析和处理技术等，与材料力学、断裂力学等学科综合应用，以期对试件和产品的质量和性能作出全面、准确的评价。特种设备行业制造质量检验和特种设备行业制造质量检验和在用检验中常用的无损检测方法在用检验中常用的无损检测方法v四大常规无损探伤方法：四大常规无损探伤方法：v射线检测（Radiography Testing）简称RTv超声波检测（Ultrasonic Testing）简称UT

4、(频率大于20000赫兹的声波)v磁粉检测（Magnetig Testing）简称MTv渗透检测（Penetrant Testing）简称PTv其它几种常用无损探伤方法其它几种常用无损探伤方法v涡流检测（Eddy current Testing）简称ETv声发射检测（Acoustic Emission）简称AEv目视检测（Visual and Optical Testing）简称 VTv泄漏检测（Leak Testing）简称LTv其它无损检测技术其它无损检测技术v随着现代科学技术的发展，激光、红外、微波、液晶等技术都被应用于无损检测领域，而传统的常规无损检测技术也因为现代科技的发展，大大丰富

5、了应用方法，如射线照相就可细分为X射线、射线、中子射线、高能X射线、射线实时照相、层析照相等多种方法。v由于无损检测技术及其方法种类繁多，因此有必要对其进行分类。美国国家咨询委员会无损检测评价委员会的分类系统，它将无损检测技术划分为6大类，是其中的一种分类方法。可以从总体上了解各类方法的检测对象、适用范围、局限性等。2无损检测的目的无损检测的目的1）保证产品质量保证产品质量v借助仪器和器材，可以发现目视检查无法发现的内外部宏观缺陷。v无损检测不需破坏试件就能完成检测过程，可以对产品进行100%检验和逐件检验，为产品质量提供有效保证。2）保障使用安全保障使用安全v可以对在用设备和部件进行定期检验

6、，保障使用安全。3）改进制造工艺改进制造工艺v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）降低生产成本降低生产成本v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。3无损检测的应用特点无损检测的应用特点1）要与破坏性检测相结合要与破坏性检测相结合v由于无损检测具有的局限性，不是所有的需要测试的项目和性能都能进行无损检测，这种局限性可能来自方法本身，也可能来自被测试对象的形状、位置等客观条件的不允许，所以某些试验只能采用破坏性检验。2）正确选用无损检测的时机正确选用无损检测的时机v必须根据

7、无损检测的目的,正确选择无损检测的时机,从而顺利地完成检测预定目的,正确评价产品质量。3）正确选用合理的无损检测方法正确选用合理的无损检测方法v每种无损检测方法均具有局限性，不能适用于所有工件和缺陷。为了提高检测结果的可靠性，必须根据被检件的特点（材料、结构、形状、尺寸，预计可能产生的缺陷种类、形状、所处部位、取向）选择适宜的检测方法。v所谓适宜，即不是片面的追求最高的检测灵敏度，而是在保证充分安全性的同时兼顾产品的经济性，这样选择的检测方法才是正确、合理的。4）综合应用各种无损检测方法综合应用各种无损检测方法v每种无损检测方法均有其自身的优缺点，不能适用于所有工件和缺陷。因此，在对某试件确定

8、无损检测方案时，只要可能，应尽量采用多种无损检测方法，以保证方法间的互补，从而取得更多的产品和缺陷信息v除应用无损检测方法获得产品信息外，还应充分利用其它有关产品的材料、焊接、加工工艺及产品结构等多方面的信息，综合判断。v这点对于大型和重要工件的无损检验尤为重要 4缺陷的种类和产生原因缺陷的种类和产生原因v如前节所述，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。缺陷的分类：按来源、类型和位置分类缺陷的分类：按来源、类型和位置分类正常工艺下的缺陷正常工艺下的缺陷加工工艺不当出现的缺陷加工工艺不当出现的缺陷生产工艺缺陷生产工艺缺陷几

9、何形状几何形状面积型缺陷面积型缺陷体积型缺陷体积型缺陷服役过程中的缺陷：服役过程中的缺陷：疲劳、应力、腐蚀、蠕变、操作不当等疲劳、应力、腐蚀、蠕变、操作不当等表面缺陷、内部缺陷表面缺陷、内部缺陷1)钢焊缝中常见宏观缺陷及其产生原因（外观缺钢焊缝中常见宏观缺陷及其产生原因（外观缺陷略）陷略）焊接裂纹：焊接裂纹：热（高温）裂纹热（高温）裂纹，在固相线附近的高温，在固相线附近的高温区形成的裂纹称热裂纹。热裂纹主要发生在晶界处。区形成的裂纹称热裂纹。热裂纹主要发生在晶界处。由于裂纹形成的温度较高，在与空气接触的开口部位由于裂纹形成的温度较高，在与空气接触的开口部位表面有强烈的氧化特征，呈蓝色或天蓝色，

10、这是区别表面有强烈的氧化特征，呈蓝色或天蓝色，这是区别于冷裂纹的重要特征。于冷裂纹的重要特征。冷（低温）裂纹冷（低温）裂纹，焊接接头冷，焊接接头冷却到却到Ms（马氏体相变温度）温度以下时形成的裂纹。（马氏体相变温度）温度以下时形成的裂纹。其特点是表面光亮，无氧化特征。其特点是表面光亮，无氧化特征。再热裂纹再热裂纹，工件焊，工件焊接后，若再次被加热（如消除应力热处理、多层焊或接后，若再次被加热（如消除应力热处理、多层焊或使用过程中被加热）到一定的温度而产生的裂纹称为使用过程中被加热）到一定的温度而产生的裂纹称为再热裂纹。再热裂纹。气孔：焊接金属冷却时，熔化金属中的气体析出，气孔：焊接金属冷却时，

11、熔化金属中的气体析出，未能完全浮到表面金属就凝固，从而残留下来形成空未能完全浮到表面金属就凝固，从而残留下来形成空穴穴,氢气孔、氢气孔、CO气孔。气孔。夹渣：非金属熔渣、焊剂、氧化物和金属钨、铜等，夹渣：非金属熔渣、焊剂、氧化物和金属钨、铜等，焊工技术不良、坡口形状不妥、未熔化的焊剂碎片。焊工技术不良、坡口形状不妥、未熔化的焊剂碎片。未未熔熔合合：焊焊缝缝金金属属和和母母材材之之间间或或者者焊焊道道金金属属与与焊焊道道金金属属之之间间（层层间间）未未完完全全熔熔化化结结合合的的部部分分称称为为未未熔熔合合，原原因因是是由由于于坡坡口口角角度度太太小小、坡坡口口不不干干净净、焊焊缝缝表表面面附附

12、着着熔熔渣渣和氧化物、焊接电流太小、焊条角度不当等。和氧化物、焊接电流太小、焊条角度不当等。未未焊焊透透：焊焊接接接接头头根根部部未未完完全全熔熔透透，原原因因是是焊焊接接电电流流过过小、运条速度过快、坡口角度太小、根部间隙过小等小、运条速度过快、坡口角度太小、根部间隙过小等 形形状状缺缺陷陷：咬咬边边（焊焊接接参参数数选选择择不不当当或或操操作作工工艺艺不不正正确确）、焊焊瘤瘤、烧烧穿穿或或下下塌塌（下下垂垂，焊焊接接电电流流过过大大）、错错边边和和角角变变形形、焊焊缝缝尺尺寸寸及及形形状状不不符符合合要要求求（余余高高过过高高、焊脚尺寸不足等）焊脚尺寸不足等）其它缺陷：其它缺陷：电弧擦伤、

13、飞溅电弧擦伤、飞溅2）铸件中常见宏观缺陷及其产生原因）铸件中常见宏观缺陷及其产生原因夹夹砂砂（冲冲砂砂）和和夹夹渣渣：浇浇口口设设计计不不当当容容易易出出现现，主主要要是是铸铸件件表表面面的的砂砂粒粒和和高高温温溶溶液液接接触触，剥剥离离后后混混入入钢钢中中；钢钢溶溶液中混入熔渣后又将钢水注入铸型中。超声波检测液中混入熔渣后又将钢水注入铸型中。超声波检测 缩缩孔孔和和疏疏松松：凝凝固固过过程程中中溶溶液液供供给给不不足足时时产产生生，此此外外与与铸铸件件的的材材质质也也有有关关系系，收收缩缩率率越越大大材材料料越越容容易易出出现现缩缩孔孔，射线和超声波共同使用效果最好射线和超声波共同使用效果最

14、好 铸铸造造裂裂纹纹：铸铸件件各各部部分分冷冷却却速速度度不不同同，产产生生内内应应力力，当当内内应应力力超超过过该该温温度度下下的的承承受受能能力力时时，便便会会造造成成铸铸件件撕撕裂裂而而形形成成裂裂纹纹。热热裂裂纹纹(1300(1300)：晶晶间间夹夹杂杂物物是是脆脆性性的的，在在晶晶间间拉拉伸伸应应力力的的作作用用下下产产生生热热裂裂纹纹；缩缩孔孔性性裂裂纹纹：不不能能完完全全承承受受其其它它部部位位的的收收缩缩力力产产生生；冷冷裂裂纹纹（260260 ）：由由奥奥氏氏体体向向马马氏氏体体转转变变温温度度范范围围内内，组组织织应应力力造造成成穿穿晶晶断裂。超声波检测，大型铸件射线透照加

15、高能加速器断裂。超声波检测，大型铸件射线透照加高能加速器冷隔：同一铸件中一次浇铸或两次浇铸时，由于温度偏低，冷隔：同一铸件中一次浇铸或两次浇铸时，由于温度偏低，金属液体未能充分融合在一起，边界形成带有氧化层的金属液体未能充分融合在一起，边界形成带有氧化层的隔层。超声波探伤。隔层。超声波探伤。3）锻件中常见宏观缺陷及其产生原因）锻件中常见宏观缺陷及其产生原因偏析：偏析：在钢锭浇铸过程中，未凝固部分将引起在钢锭浇铸过程中，未凝固部分将引起合金元素和杂质浓度的升高，此时在重力作用和合金元素和杂质浓度的升高，此时在重力作用和钢水的对流现象就会导致偏析，偏析带上的主要钢水的对流现象就会导致偏析，偏析带上

16、的主要元素：元素：S、P、C、Mn、Mo等等.残余缩孔、缩管和疏松：浇铸中未能及时补充钢残余缩孔、缩管和疏松：浇铸中未能及时补充钢水导致前两者；后者则是钢锭中的微细空隙形成，水导致前两者；后者则是钢锭中的微细空隙形成，产生在晶粒结合较弱、锻造过程中又未能充分锻产生在晶粒结合较弱、锻造过程中又未能充分锻合的部位，由于熔炼不良、锻锭形状不适当、锻合的部位，由于熔炼不良、锻锭形状不适当、锻造比不适当造成，射线和渗透方法易实现。造比不适当造成，射线和渗透方法易实现。锻件中的缺陷及产生原因锻件中的缺陷及产生原因:夹夹杂杂物物：内内夹夹杂杂物物（通通常常位位于于偏偏析析带带非非金金属属夹夹杂杂物物，但但主

17、主要要是是硅硅酸酸盐盐：SiO2、Al2O3、FeO2等等）、外外夹夹杂杂物物（金金属属和和非非金金属属夹夹杂杂物物，炼炼钢钢炉炉、钢钢水水包包等等），金金相相分分析析、扫扫描描电电镜镜分分析析、X光光能能谱谱定定量分析、量分析、X射线衍射结构分析等射线衍射结构分析等 锻锻造造裂裂纹纹：锻锻造造温温度度不不适适当当、加加热热温温度度不不均均匀匀、加加热热和和冷冷却却速速度度不不适适当当及及压压力力加加工工用用力力不不当当等等导导致致金金属属局局部部破破裂裂形形成成裂裂纹纹，内内部部裂裂纹纹：超超声声波波探探伤，表面或者表层裂纹：磁粉或者渗透探伤伤，表面或者表层裂纹：磁粉或者渗透探伤4）钢管中常

18、见宏观缺陷及其产生原因）钢管中常见宏观缺陷及其产生原因v裂纹裂纹 由于产生原因不同而分为纵裂纹和横裂由于产生原因不同而分为纵裂纹和横裂纹纹v表面划伤表面划伤 v翘皮的折叠翘皮的折叠 表面可见并呈一定角度表面可见并呈一定角度v夹杂和分层夹杂和分层5）钢棒和型材中常见宏观缺陷及其产生原因）钢棒和型材中常见宏观缺陷及其产生原因v内部缺陷内部缺陷 由于轧制作用，缺陷一般有延展性由于轧制作用，缺陷一般有延展性v表面缺陷表面缺陷 产生原因不同，形状不同，但均分产生原因不同，形状不同，但均分布在表面和近表面布在表面和近表面6）钢板中常见宏观缺陷及其产生原因）钢板中常见宏观缺陷及其产生原因v与锻件和型材中的缺

19、陷基本类似，按其严重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、小三类缺陷程度可分为大、中、小三类缺陷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常见宏观缺陷及其产生原因v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。v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。v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v氢损伤v摩擦腐蚀v空化腐蚀 8)无损检测方法的应用选择小结无损检测方法的应用选择小结v锅炉压力容器制造过程中无损检测的应用、各锅

20、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种无损检测方法与检测对象的适应性如下 v锅炉压力容器制造过程中无损检测方法的选择v原材料检验v板材 UTv锻件和棒材 UT、MT（PT）v管材 UT（RT）、MT（PT）v螺栓 UT、MT（PT）v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）、PT（MT）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检测检测方法和方法和检测对检测对象的适象的适应应性性(表一表一)分分类类检测对检

21、测对象象内部缺陷内部缺陷检测检测方法方法表面近表面缺陷表面近表面缺陷检测检测方方法法RTUTMTPTET试试件件分分类类锻锻件件 铸铸件件 压压延件（管、板、型材延件（管、板、型材焊缝焊缝内内部部缺缺陷陷分分类类分分层层疏松疏松气孔气孔缩缩孔孔未未焊焊透透未熔合未熔合夹夹渣渣裂裂纹纹注:很适用;适用;有附加条件适用;不适用;不相关分分类类检测对检测对象象内部缺陷内部缺陷检测检测方法方法表面近表面缺陷表面近表面缺陷检测检测方法方法RTUTMTPTET检测检测方法和方法和检测对检测对象的适象的适应应性性(二二)表表面面缺缺陷陷分分类类白点白点表面裂表面裂纹纹表面表面针针孔孔折叠折叠断口白点断口白点

22、注:很适用;适用;有附加条件适用;不适用;不相关5 中国的无损检测中国的无损检测v1）.工业应用v 2）.中心机构v 3）.研究开发v 4）.仪器设备v 5）.资格鉴定v 6）.学校教育v 7）.国际交流1）.工业应用工业应用 主要应用于机械、冶金、航空、铁主要应用于机械、冶金、航空、铁道、化工、电力、核工业等部门的材料、道、化工、电力、核工业等部门的材料、工件和设备的检测或监测。工件和设备的检测或监测。2.中心机构中心机构v各主要工业部门均有中心机构，但无实质的各主要工业部门均有中心机构，但无实质的国家级中心国家级中心v主要工业部门：主要工业部门：机械、冶金、航空、船舶、机械、冶金、航空、船

23、舶、铁道、电力、化工铁道、电力、化工v主要管理部门：主要管理部门：劳动部，国家技术监督局劳动部，国家技术监督局3）.研究开发研究开发 主要分布在中科院的部分研究所、部主要分布在中科院的部分研究所、部分工业部门的主要研究院、部分高等学分工业部门的主要研究院、部分高等学校中。资金有限，以应用研究为主。校中。资金有限，以应用研究为主。4）.仪器设备仪器设备v主要生产常规方法的中低档仪器、器材和成主要生产常规方法的中低档仪器、器材和成套设备套设备v批量少，成本高批量少，成本高v产地：汕头，上海，江浙，武汉，辽东，北产地：汕头，上海，江浙，武汉，辽东，北京京5）.资格鉴定资格鉴定v工业生产中的无损检测技

24、术人员需持证上岗，工业生产中的无损检测技术人员需持证上岗，分分、（初、中、高）三级，（初、中、高）三级，UT、RT、ET、MT、PT五类五类v技术人员的培训和考试由各部门技术人员的培训和考试由各部门NDT中心负中心负责责v各部门的资格证书一般互不承认各部门的资格证书一般互不承认6）.学校教育学校教育v17所高等学校设立无损检测专业课程所高等学校设立无损检测专业课程v相当数量的中专技校相当数量的中专技校v专业课程与专业名称专业课程与专业名称7）.国际交流国际交流v1976年开始成为世界无损检测大会年开始成为世界无损检测大会（WCNDT）成员国成员国v1987年开始成为亚太地区无损检测委员会年开始

25、成为亚太地区无损检测委员会（APCNDT）成员成员v与德国与德国NDT学会人员互访、资料交流学会人员互访、资料交流v与其他发达国家无损检测学会合作（共与其他发达国家无损检测学会合作（共8个）个）无损检测网站无损检测网站v1.无损检测学会网无损检测学会网v2.无损检测资讯网无损检测资讯网v3.无损检测标准化网无损检测标准化网v4.无损检测期刊无损检测期刊v1.无损检测无损检测，中国机械工程学会，中国机械工程学会v2.无损探伤无损探伤，辽宁无损检测学会，辽宁无损检测学会无损检测图书无损检测图书v1.孙金立孙金立.无损检测及在航空维修中的应无损检测及在航空维修中的应用用.国防工业出版社国防工业出版社.2004v2.李喜孟李喜孟.无损检测无损检测.机械工业出版社机械工业出版社.2003v3.编委会编委会.无损检测综合知识无损检测综合知识.机械工业机械工业出版社出版社.2005