无损探伤概论.

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1、无损探伤概论 铁道部机务系统探伤 培训班 2019/11/17 什么叫无损探伤 v 无损探伤是利用声、光、热、电、磁和射线等 与物质的相互作用，在不损伤被检物使用性能的情 况下，探测材料、构件和设备（被检物）的各种宏 观的内部或表面缺陷，并判断其位置、大小、形状 和种类的方法。 v无损检测：在不破坏被检测对象物理化学性能和几 何完整性的情况下，对其表面和内部参数或性能等 进行测量，称为无损检测。 v 如果检测的目的是发现伤损，则称为无损探伤 。在大多数情况下，如无特殊说明，无损检测实际 上指的是无损探伤。 常规无损探伤方法的种类 v 常规无损探伤方法包括超声、射线、磁粉、渗 透和电磁（涡流）等

2、五种。 v1. 超声波探伤方法 （用表示） v2. 射线探伤方法 （用表示） v3. 电磁(涡流)探伤方法 （用表示） v 4. 渗透探伤方法 （用表示） v 5. 磁粉探伤方法 （用表示） 无损探伤的目的 v 无损探伤是解决生产关键，保证材料零 部件的产品质量以及对改进设计与工艺，提 高生产率，降低成本，促进产品质量的不断 提高等方面起着重要作用。 v 1.改进制造工艺。 v 为了要知道所采用的制造工艺是否适宜 ，可先根据予定工艺制成试制品，对它进行 无损探伤，根据检测结果反复试验，最后确 定满足质量要求的产品制造工艺。 v 2.降低成本 v 在制造过程中的适当环节正确地施行无 损探伤，及早

3、发现缺陷，避免进行不必要 的下道工序。 v 3. 提高可靠性 v 可靠性可以理解为：在规定的使用条件 下，在予期的使用寿命内，产品的部份或 整体都不发生破损，这里用无损探伤技术 来监测产品在使用中某些部份的损坏情况 ，从而保证产品在使用中的可靠性。 无损探伤的特点(一) 无损探伤是把一定的物理能量施加在被检物上 ，再使用特定的装置来检测这种物理能量的穿透 、吸收、散射、漏泄、渗透等现象的变化来检测 这种被检物有无异常。因此能不能把这种异常情 况检测出来，与被检物的材质、组织成份、形状 、表面状态、以及被检物异常部份（缺陷）的状 态、形状、大小、方向性等有关。因此，不管采 用那一种无损探伤方法要

4、完全检测出被检物中的 异常部份（缺陷）是不可能的,也就是说，虽然经 过无损探伤没有得到缺陷信息，也不应该误认为 一定没有缺陷。 无损探伤的特点(二) v 另外由于缺陷的种类、形状、大小及方 向性不同，采用不同的检测方法，其结果也 不同，如果可能，应尽量采用几种方法，以 便让各种方法互相取长补短，从而得到更多 的信息依据。还要区别可以允许的缺陷，不 要去盲目追求过高的那种高“质量”。 无损探伤的特点(三) v 无损探伤的显著特点是不具破坏性，因 而可实现检测对象的100%检验，即可实现对 100%的检测对象及每个检测对象的100%部 位进行探伤。 v无损探伤或无损检测，其检测结果往往不够“ 精细

5、”，在大多数情况下，只能给出缺陷的有 无，而无法准确给出缺陷的大小或性质。 常用无损探伤方法的概述 五大常规方法 (1).超声探伤法-UT (2).磁粉探伤法-MT (3).射线探伤法-RT (4).涡流探伤法-ET (5).渗透探伤法-PT 另为还有诸多非常规方法，如声发射、 红外、热成像、激光超声、电磁超声等。 常用无损探伤方法的概述 v一、超声波探伤方法 （用表示） v 1.超声波探伤方法的物理基础 v (1).超声在弹性介质中能传播； v (2).传播中具有指向性、反射性、折射性 、散射性及衰减等特性。 2.超声波探伤方法的基本原理 v v 根据被检工件中定向辐射的超声波 束在材料中的

6、声能（声压）的衰减或缺 陷界面上反射等原理，通过测量透过超 声波的强度及回波信号的位置，探测材 料的组织或缺陷。 3.超声波探伤方法的优点 v v 设备简单、便于自动化、检测速度可高、 消耗低、可测厚度大（一般可达数米，是所 有探伤法中最高者），可单面探测，表面、 内部缺陷均可探测。 4.超声波探伤方法的缺点 v 缺陷分折困难，人员培训要求高， 定量精度差，重复性差，粗晶材料探测 困难，探测面要求较高，对几何形状复 杂的工件探测困难，原则上不能定性。 5.缺陷定位 v 根据超声波传播的速度及时间可计算出 缺陷的位置。在超声波探伤仪上用横轴表示 。 v (1).点状缺陷 可测出空间的三个座标 v

7、 (2).条状缺陷 可测出两端的两个座标 v (3).面状缺陷 可测出边界上几个点的三 个座标 v 6.缺陷定量 v 根据超声波回波信号的强度，可评价出缺陷的 当量大小。在超声波探伤仪上用纵轴表示。 v (1).点状缺陷 指探头直径的缺陷，一般采用 当量法或曲线法。 v (2).条状缺陷 指探头直径的长形缺陷，一般 采用当量法或d法。 v 超声波探伤仪本身只能提供“定位、定量”的功 能，而不能提供定性的功能，“定性”只能依靠操作 者进行。 7.超声波探伤方法的适用对象及能力 v 能检测锻件、铸件、型材、焊缝等 材料表面及内部的裂纹、白点、分层、 夹渣、未焊透、未熔合、气孔、疏松、 缩孔等缺陷的

8、位置及相对尺寸。 8.超声波探伤方法的不适用对象 v (1).粗晶材料、如奥氏体钢的铸件和 焊缝 v (2).形状复杂或表面粗糙的工件 二、 磁粉探伤方法 （用表示） v v 1.磁粉探伤方法的物理基础 v 铁磁性物体磁化后，在缺陷处或截面变化 处，磁力线离开或进入表面形成漏磁场，通 过对漏磁场的测量，即可对缺陷进行检测。 2.磁粉探伤方法的基本原理 磁粉探伤的基本原理是基于铁磁性物体磁 化后，由于缺陷的存在，引起磁力线的折射 ，导至磁力线的泄漏，形成漏磁场（在工件 表面），此时，将磁粉或磁悬液施加在零件 表面，磁粉或磁悬液受磁场的吸引聚集在缺 陷处，产生肉眼可见的磁痕，从而显示出缺 陷的位置

9、和形状。 3.磁粉探伤方法的优点 v (1).缺陷显示直观； v (2).检测灵敏度高； v (3).几呼不受工件的几何形状限制； v (4).检查速度快，工艺简单，费用低 廉。 4.磁粉探伤方法的缺点 v (1).只能检测铁磁性物体； v (2).只能检测表面和近表面的缺陷， 不能检测埋藏较深的缺陷； v (3).对于表面的划伤及锻造皱纹较难 发现。 5.磁粉探伤方法的适用对象及能力 v 铁磁性材料和工件，包括锻件、焊缝、 型材、铸件等，能发现表面和近表面的裂纹 、折叠、夹层、气孔等缺陷，一般能确定缺 陷的位置、大小和形状，但难以确定缺陷的 深度。 v 6. 磁粉探伤方法的不适用对象 v 非

10、铁磁性材料，（如奥氏体钢、铜 、铝等）及工艺规定的范围。 三、渗透探伤方法 (用表示) v 1.渗透探伤方法的物理基础. v 毛细现象. v 2.渗透探伤方法的基本原理 v 液体和固体表面的互作用 3.渗透探伤方法的优点 v (1).检查速度快，操作方便； v (2).使用现场限制小（附近有明火不可使用）， 可无电操作； v (3).适用范围广。 v 4.渗透探伤方法的缺点. v (1).费用较高； v (2).宽、浅及非开口型缺陷无法探测； v (3).粗糙、复杂及带丝扣的缺陷无法探测； v (4).非至密性材料无法探测。 5.渗透探伤方法的适用对象及能力 v 金属材料及至密性非金属材料，能

11、发现 表面开口的裂纹、折叠、疏松、针孔等缺陷 。一般能确定缺陷的位置、大小和形状，但 难以确定缺陷的深度。 v6.渗透探伤方法的不适用对象 v 疏松的、非至密性材料及非开口型缺陷。 四、电磁（涡流）探伤方法（用表示） 1.电磁（涡流）探伤方法的物理基础。 v 电磁感应。 变化的磁场在导体中感应出 电动势，从而产生电流物理现象。 v 2.电磁（涡流）探伤方法基本原理 v 导体在交变磁场的作用下，因电磁感应 产生涡流，通过测量的变化量，就能对工件 进行探伤、材质检验和形状尺寸测量。 3.电磁（涡流）探伤方法优点 测量速度高，便于自动化，可做到生产 过程的控制。 4.电磁（涡流）探伤方法缺点. v

12、影响因素多（如磁导率、电导率、尺 寸、形状等），信号处理较难，技术培训 要求高，材质要求均匀。 5.电磁（涡流）探伤方法适用对象及能力 v 导电材料，如铁磁性和非铁磁性的型材 和零件，石墨制品等。能发现裂纹、折叠、 凹坑、夹渣、疏松等表面近表面的缺陷。一 般能确定缺陷的位置和相对尺寸，难以判定 缺陷的种类。 6.电磁（涡流）探伤方法的不适用对象 v 非导电材料和表面粗糙的材料。 五、 射线探伤方法 （用表示） v1. 射线探伤方法的物理基础 v (1).射线对物体具有穿透能力 v (2).不同的物体对射线的衰减不同 v (3).胶片的化学感光作用 2. 射线探伤方法的的基本原理 v 将强度均匀

13、的射线照射在被检工件上， 使透过的射线在照相胶片上感光，胶片显影 后，就可得到与材料内部结构和缺陷相对应 的黑度不同的图象-即射线底片。观察底 片，可检出缺陷的大小、数量、种类及分布 状况等，这种测试方法就叫射线探伤方法。 （常用的射线有：、射线等） v 3.射线探伤方法的优点 v 影相直观、可靠、 记录可永久保 存、判伤可不在现场。 v 4.射线探伤方法的缺点 v 费用高、速度慢、需防护、探测厚 度受限，一般不能辨别厚度方向的位置 。 v 5.射线探伤方法的适用对象及能力 v 能发现焊缝中的未熔合、未焊透、气孔 、夹渣等缺陷；铸件中的缩孔、夹渣、疏松 、热裂等缺陷。 v 6.射线探伤方法的不

14、适用对象 v (1).锻件. v (2).型材. 五、常用无损探伤方法的相互关系-1 v 在上述各种无损探伤方法中，超声和射线照相 主要用于探测被检物的内部缺陷，磁粉和电磁（涡 流）探伤方法用于检测表面和近表面的缺陷，渗透 探伤方法仅用于探测被检物表面开口的缺陷。 v 被检物内部面积型缺陷，如裂纹、白点、分层 和焊缝中未熔合等，通常采用超声探伤方法；体积 型缺陷，如气孔、夹渣、缩孔、疏松等一般应用射 线探伤法方； 五、常用无损探伤方法的相互关系-2 v 被检物表面和近表面的缺陷，如是导磁 性材料可用磁粉或电磁（涡流）探伤方法， 非导磁性材料可用电磁（涡流）探伤方法。 （工艺特别规定的除外） v 渗透探伤方法仅用于表面开口的缺陷， 多用于非导磁性材料及工艺规定的范围。 五、常用无损探伤方法的相互关系-3 v 任何一种探伤方法都不是万能的，都有各 自的优点、缺点及适用与不适用范围，没有 理由说：“某种探伤方法好，或某种探伤方法 不好”，只能根据被检工件的特点及工艺的规 定，选择其中的一种或几种方法，取长补短 ，合理配合，才能取得良好的探伤效果。 v 因此，我们每一个探伤工作者及其管理 者，都应该全面了解、掌握，合理使用现有 的每一种探伤方法，以求取得最良好的探伤 效果，确保铁路行车安全。 谢谢!