《无损探伤知识介绍》ppt课件

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1、无损探伤知识介绍,一、概述 无损探伤的 定义：在不破坏材料使用性能及外观形状的前提下，通过测量材料某种物理量的变化来发现和测量材料内部或外表缺陷（宏观不连续）的检验技术。 ( Nondestructive examination-简称NDE) 焊接检验中常用的无损探伤方法有： 射线探伤（Radiography Testing-简称RT）；适用于材料表面和内部不连续的检测，对体积状缺陷有很好的检测效果。 超声波探伤（Ultrasonic Testing-简称UT)；这是一种应用灵活、发展速度很快的检测方法，主要用于材料内部缺陷检测和材料厚度测量。 磁粉探伤（Magnetic powder Tes

2、ting-简称MT)；它是发展最早的一种无损检测方法，主要用于铁磁性材料表面和近表面缺陷检测。 渗透探伤（Penetrate Testing-简称PT)； PT 是除目视检测方法外最简单的一种检测方法，适用于一切非多孔性材料表面开口性缺陷检测。,不同的探伤方法由于其原理不同，其使用范围、检验对象、检验效果、检验条件、检验成本往往有很大的区别。在选择焊缝的无损探伤方法、部位、比例、验收标准与验收级别时需仔细考虑如下方面的因素： 1、焊缝在产品上的重要程度、受力状况、 对产品质量影响最大的缺陷类型。 2、所选无损探伤方法与所期望的检验内容相适应。 3、工件条件能满足所选探伤此方法实施条 件的 需要

3、。 。,4、制定有相应的无损探伤方法标准和质量验收标准。 5、满足国家安全法规及产品制造技术条件的基本要求。 6、无损探伤的实施时机有利于缺陷的检出与测量。 7、要权衡无损探伤的实施成本。 上述因素是保证对工件正确实施无损检测的前提。为有利于上述原则的掌握，下面重点介绍各种探伤方法的基本原理、检验能力、实施条件.,二、射线检测（RT） 射线检测（RT）是一种透射光成像技术，射线透照的必备条件： 1、射线源(主要作用是提供可穿透被检工件的透射光）； 常用的射线源有X光机、咖玛源、电子直线加速器、中子源。 2、射线感测元件（主要作用使投射光成像）； 常用射线感测元件有X光胶片、莹光屏、图象增强器、

4、半导体晶体阵列。 3、合适的工件状态； 工件表面源侧空间距离满足透照焦距需要，工件背表面的可接近性。 4、起他的附助设备； 象质计、铅字母、贴片夹、暗带及暗室处理设备等。 5、合适的透照场所（主要作用是提供有效的射线防护）； 因射线透照对人体有伤害，透照场所受环保部门监督。,射线探伤方法分类； A、 按射线源的种类不同，射线探伤可分为分： X射线检验；主要用于薄壁工件检验。 咖玛射线检验；一般用于中、厚板工件检验。 高能射线检测；主要用于厚壁工件检验。 中子射线检测；主要用于放射性材料检测和有机材料检测 。 B、按射线感测元件种类分 胶片照象法；锅炉及压力容器射线检验的主要方法，射线感测元件为

5、胶片。 实时成象法；一般用于自动检测线，射线感测元件为图象增强器或半导体晶体阵列,三、射线透照的基本布置 图1、射线透照的基本布置图,射源,工件,胶片,标记,焦距,射线探伤优缺点综述： 射线探伤优点：成像直观、照相底片可以长期保存，对薄壁工件探伤灵敏度很高。 对体积状缺陷敏感，缺陷影象的平面分布真实、尺寸测量准确。对工件表面光洁度没有严格要求，材料晶粒度对检测结果影响不大,可以适用于各种材料内部缺陷检测。所以在压力容器焊接质量检验中得到广泛应用。 射线探伤缺点：对面状缺陷不敏感，射线对人体有害，射线源昂贵，防护成本更高。射线照相法底片评定周期较长，对厚壁工件检测灵敏度低。 射线照象灵敏度：指射

6、线照象底片上可以观察到的最小缺陷尺寸之能力。 射线照象灵敏度是用象质计（有一组不同直径的钢丝组成）进行定量评价的。 射线照象底片上所能发现的最细钢丝直经叫作射线照象的绝对灵敏度； 射线照象底片上所能发现的最细钢丝直经与透照厚度之比叫作射线照象的相对灵敏度；,JB/T47302005标准采用绝对灵敏度法评价射线照象质量；级射线照象质量要求能发现的最细钢丝直经由JB/T4730.22005表5、表6、表7作出具体的了规定； 射线照象对气孔夹杂等体积状缺陷有较好的检出率，象质计灵敏度与气孔夹杂等体积状缺陷有较好的相关性。而射线照象对裂纹之类方向性很强的面积性缺陷检出灵敏度较低，影响裂纹检出率的主要因

7、素是：裂纹的开口宽度和裂纹的倾角及射线照相的清晰度。国外学者的试验表明：只有当裂纹开口宽度大于0.02毫米、裂纹平面对射线束倾角小于10度、射线照相的不清晰度小于裂纹开口宽度时才有较高的检出率。因射线照相的几何不清晰度Ug=焦点尺寸工件厚度/焦距；所以厚壁工件中的细小裂纹检出相当困难。 厚壁工件检测灵敏度还与所用射线能量有关，壁厚越大、为了使胶片感光，所需要的射线能量越高，射线能量越高缺陷影象的对比度越低，所以厚壁工件中的检测灵敏度较低。,为了克服厚壁工件射线检测检测灵敏度低的缺点，我国锅炉、压力容器相关法规规定：当透照厚度大于38毫米时，焊缝探伤要增加超声波检测。 JB/T4730.2200

8、5 标准将焊缝射线照相的质量分为A级、AB级、 B级三个级别（级别不同、照相灵敏度、清晰度、对比度不同） B 级为最高级，一般应用于核容器焊缝检验； A级为最低级，可应用于一般结构件焊缝检验； AB为中间级，主要应用于锅炉、压力容器受压对接焊缝检验； JB/T4730.22005标准将焊缝质量分为四个级别； 1级为最高级，常用于有特别要求设备之对接焊缝质量验收； 2级主要用于锅炉、压力容器的重要受压对接焊缝之质量验收。 3级主要用于重要结构件及锅炉、压力容器一般受压对接焊缝之质量验收。 4极为最低级，要求焊缝质量4级合格的产品不应该再进行RT检验。,各级焊缝中允许存在的缺陷比较表,常用的焊缝射

9、线探伤标准： 1、中国锅炉、压力容器行业射线探伤标准： JB/T4730.22005 承压设备无损检测第二部分：射线检测 GB/T33232005 钢溶化焊对接接头射线照相及焊缝质量分级 2、美国标准：ASME第五卷A分册第二章、B分册第二十二章； 3、东锅厂标：DG1410-2006 射线检测（一般性要求） DG1410.1-2006 钢对接接头射线照相检验规程 DG1410.2-2006 小口径管对接接头射线照相检验规程 DG1410.3-2006 小口径管对接接头射线实时成像检验规程 产品射线探伤部位、比例、验收级别、时机的选择依据： 1、锅炉、压力容器安全技术监察规程的要求； 2、产品

10、制造技术条件的相关要求； 3、设计、工艺人员的特殊要求； 4、订货合同的专项要求；,DBC的射线检测能力： 一个单位的 射线检测能力主要取决于射线源的穿透能力和曝光间的防护能力。 DBC具有管电压在200450KVp的 X光机近20台，Co60、Ir192、Se75各种伽玛源10多台，4兆电子伏直线加速器3台，射线实时数字成像系统4套，专用曝光室8个；具有对直径小于6米、壁厚在2-250毫米之间、长度小于36米之工件实施射线检测的能力。 DBC的射线检测可以执行中国标准、ASME标准、RCCM核电标准，可以满足用户的各种要求。,三、超声波探伤 大于20000赫兹的弹性波，不能被人耳听到，故曰“

11、超声波”。超声波具有频率高、能量集中、指向性好、在均匀介质中沿直线传播、穿透力强、在异质界面上遵循几何光学的折射、反射原理等特性。这些特性为超声波在探伤技术领域获得广泛应用提供了可能。 1、脉冲反射法超声波探伤的基本原理： 超声波探伤的方法有穿透法、共振法、脉冲反射法。现在应用最普遍的是脉冲反射法。脉冲反射法是一种反射波分析技术，利用脉冲波在均匀介质中沿直线传播,遇到异质界面时会产生反射波的特性，通过分析反射波在介质中传播的时间和比较反射波的强弱，来判断介质中不连续的存在位置及大小的方法叫做脉冲反射法超声波探伤。,声源,缺陷反射波路径,工件底表面反射波路径,脉冲反射法超声波纵波探伤的基本原理图

12、,2.脉冲反射法超声波探伤分类及应用: 按所用波型分有: 纵波探伤法. 横波探伤法 . 表面波探伤法; 按所用超声波传播方向分:有垂直探伤法和斜角探伤法; 2.1 纵波探伤法: 在介质中,质点之振动方向与波之传播方向一致的波称谓纵波,纵波 一般由直探头产生,使用直探头探伤的方法习惯上叫做垂直探伤法.这种探伤方法主要用于钢板,钢棒,锻件等轧材的原材料探伤.主要原因是这些材料的主要缺陷有平行于轧制表面的特点,纵波直探头探伤法对这类缺陷最敏感.,探头(换能器),工件,钢板锻件纵波直探头探伤示意图,为了有利于缺陷检出,超声波探伤中选取扫查方向的原则是:使声速的传播方向尽量与缺陷的最大反射面垂直. 在钢

13、板钢棒锻件的现行探伤标准中,都把纵波直探头扫查作为规定性扫查.这种扫查方法虽然对与探伤面平行的分层性缺陷很敏感,但对与工件轧制表面垂直的缺陷却缺少检出能力.若需要增加对与轧制表面垂直的缺陷检测内容,需要用户与制造厂单独约定相关条款,有约定才有检验;没有相关约定时制造厂一般不进行相关检验;中国美国日本德国标准都是如此. 2.2 横波探伤法 横波(剪切波):指质点的振动方向与传播方向垂直的波;因为在固体中有弹性应力和剪切应力两种应力模式存在,弹性应力可以引起纵波的传播,剪切应力可以引起横波的传播,当超声纵波以一定的角度倾斜入射在固体界面时,会发生波形转换得到与界面成一定角度的横波. 因为横波的传播

14、方向与界面可以成某一角度,所以横波探伤法也叫斜角探伤法,用于产生横波的探头也叫横波斜探头. 横波探伤的特点:声波倾斜入射于探伤面,探伤面与检验区域不重合; 横波探伤主要用于焊缝中焊接缺陷的检验及材料中与材料表面成一定角度的缺陷检验.,探伤面1,探伤面2,探伤面3,探伤面4,横波斜探头焊缝探伤示意图,3.0 横波斜探头焊缝探伤探伤面的选取原则是: 要求对 焊缝(包裹热影响区)进行全体积交叉扫查; JB/T4730-2005标准规定: 焊缝厚度T2TK+Lo; 焊缝厚度T46毫米时,探伤面为焊缝的双面四侧(探伤面1234),采用一次直射波扫查,探伤面的宽度WTK+Lo;,探伤面是超声波探伤的基本条

15、件,当探伤面数量宽度平整度光洁度不能满足要求时,将影响超声探伤的可靠性. 关于探伤面的平整度的规定是:平整光滑无影响声传播的附着物,无影响探头移动的突变. 对探伤面粗糙度的要求是:机加面 Ra不大于6.5微米; 打磨面:要求采用细砂轮打磨; 4.0 常用探头的参数有: 晶片直径(mm)工作频率声束形状声束折射角大小; 纵波直探头的折射角为00; 常用横波斜探头的折射角有:45度60度70度等; 常用横波斜探头的折射角也可以用折射角的正切値K表示,常用横波斜探头的K値有1.01.52.02.5等;横波斜探头折射角的K値表示法为中国专用方法. 折射角等于90度的横波称为表面波,表面波只能用于工件表

16、面缺陷检测.折射角(K値)是选择横波斜探头的重要参数; 晶片直径越大,超声功率越大,厚壁工件宜选用大晶片探头; 频率越高,发现小缺陷的能力越强,衰减系数越大,薄壁工件宜选用高频率探头.,折射角越大,对垂直于工件表面的缺陷越敏感,为了检查近表面缺陷宜选用折射角较大的探头. 5.0 超声波探伤灵敏度 a. 超声波探伤灵敏度的评价方法-以与人工参考反射体的回波幅度相比较的方法来评价其探伤灵敏度. b. 常用人工参考反射体的类型有-平底孔横孔人工槽大平底.一般情况下平底孔和大平底适用于纵波探伤, 横孔和人工槽适用于横波斜角探伤. c. 超声波探伤灵敏度的常用表示方法为当量法-使某一人工反射体回波高度达到某一规定値的灵敏度被称作该反射体当量灵敏度; 如: 4平底孔当量; 3