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1、河南理工高校无损检测课程论 文 指导老师：范广新 学生：高风雷 班级：材控10-1班焊接一班 学号： 时间：2013年6月17日钢结构无损检测摘要：建筑钢结构应用的范围越来越广，近年来，各种平安事故的发生，使钢结构的平安性和牢靠性的无损检测变得特别必要。通过对常用的几种无损检测方法的工作原理、适用范围、局限性及优点的分析，驾驭各种方法的应用技巧，对无损检测方法就一步了解，在实际生产中理论联系实践，为广阔工程技术人员和管理人员了解、学习、应用无损检测技术供应参考。关键词：建筑钢结构；无损检测；工作原理； 一、前言 建筑钢结构由于其强度高、工业化程度高以及综合经济效益好等优点，自上世纪 90 年头
2、，特殊是近年来得 到了迅猛发展，广泛应用于工业和民用等领域。由于一些重点工程，建筑钢结构发生了严峻的质量事故，所以建筑钢结构的平安性和牢靠性越来越受到重视。 建筑钢结构的平安性和牢靠性源于设计，其自身质量则源于原材料、加工制作和现场安装等因素。评价建筑钢结构的平安性和牢靠性一般有三种方式：模拟试验；破坏性试验；无损检测。模拟试验是按肯定比例模拟建筑钢结构的规格、材质、结构形式等，模拟在其运行环境中的工作状态，测试、评价建筑钢 结构的平安性和牢靠性。破坏性试验是采纳破坏的方式对抽样试件的性能指标进行测试和视察。但破坏性试验只适用于抽样，而不能对全部工件进行试验，所以不能得出全面、综合的结论。无损
3、检测则能对原材料和工件进行 100%检测，且经济成本相对较低。无损检测技术是以不损伤被检对象 的结构完整性和运用性能为前提，应用物理原理和化学现象，借助先进的设备器材，对各种原材料，零部 件和结构件进行有效的检验和测试，借以评价它们的完整性、连续性、致密性、平安性、牢靠性及某些物理性能。无损检测不仅仅要探测和发觉缺陷，而且要发觉缺陷的大小、位置、当量、 性质和状态。应用于钢结 构行业中的常规无损检测方法有磁粉检测（Magnetic Testing 简称 MT）、渗透检测（Penetrate Testing， 简称 PT）、涡流检测（Eddy current Testing 简称 ET）、声放射
4、检测（Acoustic Emission Testing 简称 AET）、超声波检测（Ultrasonic Testing，简称 UT）、射线检测（Radiography Testing，简称 RT）。 二、无损检测方法 2.1 磁粉检测（MT） 磁粉检测方法 磁粉检测是建立在漏磁原理基础上的一种磁力检测方法。铁磁性材料被磁化后，产生在被检对象上的磁力线匀称分布。当磁力线穿过铁磁材料及其制品时，由于不连续性的存在，使工件表面和近表面的磁力线发生了局部畸变而产生了漏磁场，漏磁场吸附施加在被检对象表面的磁粉，形成在合适光照下可见的磁痕。因此，可借助于该磁痕来显示铁磁材料及其制品的缺陷状况。磁粉检测
5、法可探测露出表面，用肉眼或借助于放大镜也不能干脆视察到的微小缺陷，也可探测未露出表面，而是埋藏在表面下几毫米的近表面缺陷。用这种方法虽然也能探查气孔、夹杂、未焊透等体积型缺陷，但对面积型缺陷更灵敏，更适于检查因淬火、轧制、锻造、铸造、焊接、电镀、磨削、疲惫等引起的裂纹。 磁力检测中对缺陷的显示方法有多种，有用磁粉显示的，也有不用磁粉显示的。用磁粉显示的称为磁粉检测，因它显示直观、操作简洁、人们乐于运用，故它是最常用的方法之一。不用磁粉显示的，习惯上称为漏磁探伤，它常借助于感应线圈、磁敏管、霍尔元件等来反映缺陷，它比磁粉探伤更卫生，但不如前者直观。由于目前磁力检测主要用磁粉来显示缺陷，因此，人们
6、有时把磁粉检测干脆称为磁力检测，其设备称为磁力检测设备。适用范围 可以对铁磁性原材料，如钢板、钢管、铸钢件等进行检测，也可以对铁磁性结构件进行检测。 局限性 仅适用铁磁性材料及其合金的表面和近表面的缺陷检测，对检测人员的视力、工作场所、被检对象的规格、 形态等有肯定的要求。 优点 经济、便利、效率高、灵敏度高、检测结果直观。2.2渗透检测（PT） 渗透检测方法 渗透检测是利用毛细现象来进行检测的方法。对于表面光滑而清洁的零部件，用一种带色（常为红色）或带有荧光的、渗透性很强的液体，涂覆于待探零部件的表面。若表面有肉眼不能干脆察知的微裂纹，由于该液体的渗透性很强，它将沿着裂纹渗透到其根部，经过肯
7、定时间后，渗透液可以渗透到表面开口的缺陷中去。然后将表面的渗透液洗去，再涂上对比度较大的显示液（常为白色）。放置片刻后，由于裂纹很窄，毛细现象作用显著，原渗透到裂纹内的渗透液将上升到表面并扩散，在白色的衬底上显出较粗的红线，从而显示出裂纹露于表面的形态，因此，常称为着色检测。若渗透液采纳的是带荧光的液体，由毛细现象上升到表面的液体，则会在紫外灯照耀下发出荧光，从而更能显示出裂纹露于表面的形态，故经常又将此时的渗透探伤干脆称为荧光检测。此检测方法也可用于金属和非金属表面检测。其运用的探伤液剂有较大气味，常有肯定毒性。适用范围 适用于非多孔状固体表面开口缺陷。 局限性 仅适用于表面开口缺陷的检测，
8、而且对被检对象的表面光滑度要求较高，涂料、铁锈、氧化皮会覆盖表面 缺陷而造成漏检。对检测人员的视力有肯定要求，成本相对较高。 优点 设备轻巧、操作简洁，检测灵敏度高，结果直观、精确。 2.3超声波检测（UT） 超声波检测方法 人们的耳朵能干脆接收到的声波的频率范围通常是20Hz到20kHz，即音（声）频。频率低于20Hz的称为次声波，高于20kHz的称为超声波。工业上常用数兆赫兹超声波来进行探伤检测。超声波频率高，则传播的直线性强，又易于在固体中传播，并且遇到两种不同介质形成的界面时易于反射，这样就可以用它来探伤检测。通常用超声波探头与待探工件表面良好的接触，探头则可有效地向工件放射超声波，并
9、能接收（缺陷）界面反射来的超声波，同时转换成电信号，再传输给仪器进行处理。依据超声波在介质中传播的速度（常称声速）和传播的时间，就可知道缺陷的位置。当缺陷越大，反射面则越大，其反射的能量也就越大，故可依据反射能量的大小来查知各缺陷（当量）的大小。常用的探伤波形有纵波、横波、表面波等，前二者适用于探测内部缺陷，后者相宜于探测表面缺陷，但对表面的条件要求高。用于钢结构检测的主要是纵波和横波。 适用范围 适用于各类焊逢、板材、管材、棒材、锻件、铸件以及复合材料的检测，特殊适合厚度较大的工件。 局限性 检测结果可追溯性较差；定性困难，定量不精确，人为因素较多；对被检工件的材质规格，几何形态有一 定要求
10、。 优点 检测成本低、速度快、周期短、效率高；仪器小、操作便利；能对缺陷进行精确定位；对面积型缺陷的检 出率较高（如裂纹、未熔合等）2.4 射线检测（RT）射线检测方法 射线检测是利用射线的穿透性和直线性来检测的方法。这些射线虽然不会像可见光那样凭肉眼就能干脆察知，但它可使照相底片感光，也可用特殊的接收器来接收。常用于探伤检测的射线有x光和同位素发出的射线，分别称为x光探伤和射线探伤。当这些射线穿过（照耀）物质时，该物质的密度越大，射线强度减弱得越多，即射线能穿透过该物质的强度就越小。此时，若用照相底片接收，则底片的感光量就小；若用仪器来接收，获得的信号就弱。因此，用射线来照耀待探伤的零部件时
11、，若其内部有气孔、夹渣等缺陷，射线穿过有缺陷的路径比没有缺陷的路径所透过的物质密度要小得多，其强度就减弱得少些，即透过的强度就大些，若用底片接收，则感光量就大些，就可以从底片上反映出缺陷垂直于射线方向的平面投影；若用其它接收器也同样可以用仪表来反映缺陷垂直于射线方向的平面投影和射线的透过量。由此可见，一般状况下，射线探伤是不易发觉裂纹的，或者说，射线探伤对裂纹是不敏感的。因此，射线探伤对气孔、夹渣、未焊透等体积型缺陷最敏感。即射线探伤相宜用于体积型缺陷探伤，而不相宜面积型缺陷探伤。 适用范围 适用较薄而不是较厚（假如工件的厚度超过 80mm 就要运用特殊设备进行检测，如加速器）的工件的内部体
12、积型缺陷的检测。 局限性 检测成本高、周期长，工作效率低；不适用角焊逢、板材、管材、棒材、锻件的检测；对面状的缺陷检出 率较低；对缺陷的高度和缺陷在被检对象中的深度较难确定；影响人体健康。优点 检测结果直观、定性定量精确；检测结果有记录，可以长期保存，可追溯性较强。2.5涡流检测（ET） 涡流检测方法 将通有沟通电的线圈置于待测的金属板上或套在待测的金属管外。这时线圈内及其旁边将产生交变磁场，使试件中产生呈旋涡状的感应交变电流，称为涡流。涡流的分布和大小，除与线圈的形态和尺寸、沟通电流的大小和频率等有关外，还取决于试件的电导率、磁导率、形态和尺寸、与线圈的距离以及表面有无裂纹缺陷等。因而，在保
13、持其他因素相对不变的条件下，用一探测线圈测量涡流所引起的磁场改变，可推知试件中涡流的大小和相位改变，进而获得有关电导率、缺陷、材质状况和其他物理量(如形态、尺寸等)的改变或缺陷存在等信息。但由于涡流是交变电流，具有集肤效应，所检测到的信息仅能反映试件表面或近表面处的状况。 适用范围 涡流法主要用于生产线上的金属管、棒、线的快速检测以及大批量零件如轴承钢球、汽门等的探伤（这时除涡流仪器外尚须配备自动装卸和传送的机械装置）、材质分选和硬度测量，也可用来测量镀层和涂膜的厚度。 局限性 涡流检测的对象必需是导电材料，且由于电磁感应的缘由，只适用于检测金属表面缺陷，不适用检测金属材料深层的内部缺陷。 优
14、点 涡流检测时线圈不需与被测物干脆接触，可进行高速检测,对表面缺陷的探测灵敏度高，可对工件的狭窄区域及深孔壁(包括管壁)等进行检测，易于实现自动化。三、 结论综上所述，每种无损检测方法的原理和特点各不相同，且适用的检测对象也不一样。在建筑钢结构的行业中应依据结构的整体性能，检测成本及被检对象的规格、材质、缺陷的性质、缺陷产生的位置等诸多因素合理选择无损检测方法。一般地，选择无损检测方法及合格等级，是设计人员依据相关规范而确定的。 参考文献： 1、赵熹华主编，焊接检验，北京：机械工业出版社，1993 2、全国锅炉压力容器无损检测人员资格鉴定考核委员会编，磁粉探伤，北京：劳动人事 出版社，1989 3、任吉林主编，电磁无损检测，北京：航空工业出版社，1989 4、刘贵明主编，无损检测技术，北京：国防工业出版社，2006 5、李喜孟，无损检测，北京：机械工业出版社，20011
