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1、探伤基础知识讲座一 什么叫无损检测？常规无损检测（探伤）的种类？他们的优点和局限性？现代无损检测的定义是：在不损坏试件的前提下，以物理或化学方法为手段，借助先进的技术和设备器材，对试件的内部及表面的结构，性质，状态进行检查和测试的方法。射线检测（简称RT）、超声波检测（简称UT）、磁粉检测（简称MT）和渗透检测（简称PT）是开发较早，应用较广泛的探测缺陷的方法，称为四大常规检测方法。我公司多年来也是采用这几种无损检测方法。其中RT和UT主要用于探测试件内部缺陷，MT和PT主要用于探测试件表面缺陷。其他的无损检测方法还有涡流检测（简称ET）、声发射检测（简称AE）等。无损检测的应用特点无损检测应
2、用时，应掌握以下几方面的特点：1 无损检测要与破坏性检测相配合无损检测的最大特点是能在不损伤材料、工件和结构的前提下来进行检测，所以实施无损检测后，产品的检查率可以达到100%。但是，并不是所有需要测试的项目和指标都能进行无损检测，无损检测技术自身还有局限性。某些试验只能采用破坏性检测，因此，在目前无损检测还不能完全代替破坏性检测。也就是说，要对工件、材料、机器设备作出准确的评价，必须把无损检测的结果与破坏性检测的结果结合起来加以考虑。例如，为判断液化石油气钢瓶的适用性，除完成无损检测外还要进行爆破试验。锅炉管子焊缝，有时要切取试样做金相和断口检验。锻件白点也需要通过无损检测和金相分析来定性。
3、2 正确选用实施无损检测的时机根据无损检测的目的来正确选择无损检测实施的时机是非常重要的。例如，锻件的超声波探伤，一般要安排在锻造和粗加工后，钻孔、铣槽、精磨等最终机加工前进行。这是因为此时扫查面较平整，耦合较好，有可能干扰探伤的孔，槽、台还未加工出来，发现质量问题处理也较容易，损失也较小。又例如，要检查高强钢焊缝有无裂纹，无损检测就应安排在焊接完成24h以后进行。要检查热处理后是否发生再热裂纹，就应将无损检测放在热处理之后进行。电渣焊焊接接头晶粒粗大，超声波检测就应在正火处理细化晶粒后再进行。只有正确选定实施无损检测的时机，检测才能顺利完成。3 选用最适当的无损检测方法每种检测方法本身都有局
4、限性，不可能适用于所有工件和所有缺陷。为了提高检测结果的可靠性，必须在检测前正确选定最适当的无损检测方法。在选择中，既要考虑被检物的材质、结构、形状、尺寸，预计可能产生什么种类，什么形状的缺陷，在什么部位、什么方向产生；又要以以上种种情况考虑无损检测方法各自的特点。例如，钢板的分层缺陷因其延伸方向与板平行，就不适合射线检测而选择超声波检测。检查工件表面细小的裂纹，就不应选择射线和超声波检测，而应选择磁粉和渗透检测。此外，选用无损检测方法时还应充分的认识到，检测的目的不是片面追求产品的“高质量”，而是在保证充分安全性的同时要保证产品的经济性。只有这样，无损检测方法的选择和应用才会是正确的、合理的
5、。4 综合应用各种无损检测方法在无损检测应用中，必须认识到任何一种无损检测方法都不是万能的，每种无损检测方法都有优缺点。因此，在无损检测的应用中，如果可能，不要只采用一种无损检测方法，而应尽可能地同时采用几种方法，以便保证各种检测方法取长补短，从而取得更多的信息。另外，还应利用无损检测以外的其他检测所得的信息，利用有关材料、焊接、加工工艺的知识及产品结构的知识，综合起来进行判断。例如，超声波对裂纹缺陷灵敏度较高，但定性不准，而射线的优点是对缺陷定性比较准确。两者配合使用，就能保证检测结果既可靠又准确。射线检测的优点和局限性1 检测结果有直接记录-底片2 可以获得缺陷的投影图像，缺陷定性定量准确
6、3 体积型缺陷检测率很高，而面积型缺陷的检出率受到多种因素影响4 适宜检验较薄的工件而不适宜较厚的工件5 适宜检测对接焊缝，检测角焊缝效果较差，不适宜检测板材、棒材、锻件6 有些试件结构和现场条件不适合射线照相7 对缺陷在工件中厚度方向的位置、尺寸（高度）的确定比较困难8 检测成本高9 射线照相检测速度慢10 射线对人体有伤害超声波检测的优点和局限性1 面积型缺陷的检出率较高，而体积型缺陷的检出率较低2 适合检验厚度大的工件，不适合检验较薄的工件3 应用范围广，可用于各种试件4 检测成本底、速度快，仪器体积小，重量轻，现场使用较方便5 无法得到缺陷直观图像，定性困难，定量精度不高6 检测结果无
7、直接见证记录7 对缺陷在工件厚度方向上的定位较准确8 材质、晶粒度对探伤有影响9 工件不规则的外形和一些结构会影响检测10 不平或粗糙的表面会影响耦合和扫差，从而影响检测精度和可靠性磁粉检测的优点和局限性1 适宜铁磁性材料探伤，不能用于非铁磁性材料检验2 可以检出表面和近表面缺陷，不能用于检查内部缺陷3 检测灵敏度很高，可以发现极细小的裂纹以及其他缺陷4 检验成本很低，速度快5 工件的形状和尺寸对探伤有影响，有时因其难以磁化而无法探伤渗透检测的优点和局限性1 渗透探伤可以用于除了疏松多孔材料外任何种类的材料2 形状复杂的部件也可用渗透探伤3 同时存在几个方向的缺陷，用一次探伤操作就可完成检测4
8、 不需要大型的设备，可不用水、电。对无水源、电源、或高空作业的现场，使用携带式喷罐着色渗透探伤剂十分方便。5 试件表面粗糙度影响大，探伤结果往往容易受操作人员水平的影响。6 可以检出表面开口的缺陷，但对埋藏缺陷或闭合型的表面缺陷无法检出。7 检测工序多，速度慢8 检测灵敏度比磁粉探伤底9 材料较贵、成本较高10 渗透检测所用的检测剂大多易燃有毒，必须采取有效措施保证安全二 超声波探伤的应用对象和适用范围 超声检测的适用范围非常广，从检测对象的材料来说，可用于金属、非金属和复合材料；从检测对象的制造工艺来说，可用于锻件、铸件、焊接件、胶接件等；从检测对象的形状来说，可用于板材、棒材、管材等；从检
9、测对象的尺寸来说，厚度可小至1mm，还可大至几米；从检测缺陷的部位来说，既可以是表面缺陷，也可以是内部缺陷。 超声检测典型应用典型应用原材料、零部件 钢板、钢锻件、铝及铝合金板材、钛及钛合金板材、复合板、无缝钢管、钢螺栓坯件、奥氏体钢锻件承压设备对接焊接接头 钢制对接接头（包括管座角焊缝、T形焊接接头，支撑件和结构件）堆焊层、铝及铝合金对接接头在用承压设备 零部件，钢制对接接头、不锈钢堆焊层、铝及铝合金对接接头、管子和压力管道环向对接接头三 超声波探伤名称解释1 当量尺寸 目前工业超声波探伤应用最普遍的是A型显示脉冲反射法。反射法是根据缺陷反射回波声压的高低来评价缺陷的大小。然而工件中的缺陷形
10、状性质各不相同，目前的探伤技术还难以确定缺陷的真实大小和形状。回波声压相同的缺陷的实际大小可能相差很大，为此特引用当量法。当量法是指在同样的探测条件下，当自然缺陷回波与某人工规则反射体回波等高时，则该人工规则反射体的尺寸就是此自然缺陷的当量尺寸。自然缺陷的实际尺寸往往大于当量尺寸。2 单个缺陷回波 锻件检测中，示波屏上单独出现的缺陷回波称为单个缺陷回波。一般单个缺陷是指与邻近缺陷间距大于50mm、回波高不小于2mm的缺陷。如锻件中单个的夹层、裂纹等。检测中遇到单个缺陷时，要测定缺陷的位置和大小，当缺陷较小时，用当量法定量，当缺陷较大时，用6dB法测定边界和面积范围。此时，该缺陷就被称为延伸性缺
11、陷或连续性缺陷。3 分散缺陷回波 锻件检测时，工件中的缺陷较多且较分散，缺陷彼此间距较大，这种缺陷回波称为分散缺陷回波。一般在边长为50mm的立方体内少于5个，不小于2mm，如分散性的夹层。分散缺陷回波一般不太大，因此常用当量法定量，同时还要测定分散缺陷的位置。4 密集性缺陷回波 锻件检测中，示波屏上同时显示的缺陷回波很多，缺陷之间的间隔很小，甚至连成一片，这种缺陷回波称为密集缺陷回波。 密集缺陷的划分，根据不同的验收标准有不完全相同的定义。（1） 以缺陷的间距划分，规定相邻缺陷间的间距小于某一值时为密集缺陷。（2） 以单位长度时基线内显示的缺陷数量划分，规定在相当于工件厚度值的基线内，当探头
12、不动或稍作移动时，一定数量的缺陷回波连续或断续出现时为密集缺陷。 (3) 以单位面积中的缺陷回波划分，规定在一定检测面积下，探出的缺陷回波数量超过某一值时定为密集缺陷。（4） 以单位体积内缺陷的回波数量划分，规定在一定的体积内缺陷回波数量多于规定值时定为密集缺陷。 实际检测中，以单位体积内缺陷回波数量划分较多。一般规定在边长50mm的立方体内，数量不少于5个，当量直径不小于2mm的缺陷为密集缺陷。 密集缺陷可能是疏松、非金属夹杂物、白点或成群的裂纹等。5 游动回波 在圆柱形轴类锻件检测过程中，当探头沿着轴的外圆移动时，示波屏上的缺陷波会随着该缺陷检测声程的变化而游动，这种游动的动态波形称为游动
13、回波。 四 脉冲反射法超声检测通用技术 脉冲反射法超声检测在检测条件、耦合与补偿、仪器的调节、缺陷的定位、定量、定性等方面都有一些通用的技术，掌握这些通用技术对于发现缺陷并正确评价是很重要的。 脉冲反射法超声检测的基本步骤是：检测前的准备，仪器、探头、试块的选择，仪器调节与检测灵敏度确定，耦合补偿，扫查方式，缺陷的测定、记录和等级评定，仪器和探头系统复核等。五 纵波法探伤和横波法探伤的区别? 超声波有许多种类，在介质中传播有不同的方式，波形不同，其振动方式不同，传播速度也不同。声波的质点振动方向与传播方向一致，叫做纵波，也叫疏密波。纵波能在固体中传播，也能在液体和气体中传播。在超声波探伤中通常
14、是用直探头来产出纵波，纵波是向探头接触面相垂直的方向传播的。纵波法探伤就是使用纵波直探头对工件进行检测，主要检测与检测面平行方向的缺陷，大多用在钢板、铸锻件等的检测。 介质质点振动方向和波的传播方向垂直的波，叫做横波，也叫切变波。由于液体和气体不能承受剪切应力，所以横波只能在固体中传播。横波通常是用斜探头来发生的。斜探头是将晶片贴在有机玻璃制的斜楔上，晶片振动发生的纵波在斜楔中前进，在探伤面上发生折射，声波斜射传入被检物中，这就是斜探头的横波探伤。主要检测与检测面成一定角度的缺陷，大多用在焊接接头，钢管等的检测。 此外，还有在固体介质的表面传播的表面波、在固体介质的表面下传播的爬波和在薄板中传
15、播的板波。它们都可用来探伤。六 对锻件进行超声波探伤，无底波能否说明材料存在严重缺陷？ 锻件检测中，可根据底波变化情况来判别锻件中的缺陷情况。 当缺陷回波很高，并有多次重复回波，而底波严重下降甚至消失时，说明锻件中存在平行于检测面的大面积缺陷。 当缺陷回波和底波都很低甚至消失时，说明锻件中存在大面积且倾斜的缺陷或在检测面附近有大缺陷。 当示波屏上出现密集的互相彼连的缺陷回波，底波明显下降或消失时，说明锻件中存在密集性缺陷。七 如何采用超声波方法对焊缝进行探伤？1 选择标准和技术等级2 检测方法和检测条件 （1）检测面的准备 （2）耦合剂的选择 （3）探头频率和K值（角度）的选择 （4）探头晶片尺寸的选择 （5）母材的检测 3 标准试块 4 超声波检测仪扫描速度的调节 5 距离-波幅曲线和灵敏度调节 6 传输修正 7 扫查方式 （1）锯齿形扫查 （2）前后、左右、转角、环绕扫查 （3）检测横向缺陷的扫查方式 （4）双探头扫查方
