压力容器设计的无损检测要求

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1、压力容器制造的无损检测要求江苏省特种设备安全监督检验研究院江苏省特种设备安全监督检验研究院江苏省特种设备安全监督检验研究院江苏省特种设备安全监督检验研究院陈陈 挺挺 20092009年年3 3月月压力容器制造的无损检测要求1基本知识基本知识 建立基本概念，了解建立基本概念，了解无损检测技术工艺特点，无损检测技术工艺特点，重点是各个方法的适用性；重点是各个方法的适用性；2法规、标准中有关无损检测要求法规、标准中有关无损检测要求 了解法规标准中一般要求，理解特殊规定；了解法规标准中一般要求，理解特殊规定；3压力容器制造过程中无损检测方法的选择压力容器制造过程中无损检测方法的选择 了解常用了解常用无

2、损检测方法的选择原则无损检测方法的选择原则；4工艺文件应满足的无损检测技术条件要求工艺文件应满足的无损检测技术条件要求 了解设计、工艺文件中应满足无损检测技术条件了解设计、工艺文件中应满足无损检测技术条件的原则。的原则。压力容器制造的无损检测要求1基本知识1.1 无损检测的定义 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。压力容器制造的无损检测要求1无损检测基本知识1.2无损检测的目的 无损检测的目的有三个方面：1.2.1 保证产品质量，为质量管理提供手段；1.2.2 质量鉴定，供求

3、双方的共识；1.2.3 在用检测，保证设备安全运行。产品的使用性能要求通常在其技术文件中规定，如技术条件、规范及验收标准等，以一定的技术质量指标反映。无损检测的主要目的之一就是对加工工序中的原材料、产品构件提供实时的工序质量控制，尤其是控制产品材料的冶金质量和生产工艺质量（无损检测的特点）像钢板母材分层、焊接缺陷等。在生产制造过程中使用该项技术，一可以及时检出原始或加工过程中出现的各种缺陷并加以控制，防止不符合质量要求的材料、部件流入下一道工序，避免了工时、人力和资源的浪费。二是利用该技术又可以将材料、产品的质量控制在符合标准要求的范围内，避免无限度提高质量要求；或者通过检测确定缺陷的部位，有

4、条件的加以使用，提高材料的利用率。已制成的产品（包括材料、零部件）在投用前,需要进行最终检验质量鉴定，以确定其是否达到设计性能，判别其是否符合标准的质量要求，即产品是否合格。1无损检测基本知识1.3无损检测的原理1.3.1 射线检测 在电磁波谱系列中波长短于紫外线波长的电磁波都属于x射线，它具有可见光的某些特性；如传播速度不受电、磁场作用，使胶片感光等，又具有不同的性质；如不可见、穿透物质、杀伤生命细胞等。1无损检测基本知识 X射线穿透物质的能力取决于：x射线强度（即能量），波长越短强度越大、穿透力就 越大；被穿透物质对射线的吸收能力越强，则经过单位路程的射线强度衰减越大。 衰减规律可由下式（

5、在单一波长时）表示： I I0 0：穿透物质前射线强度：穿透物质前射线强度 I I ：穿透物质路程为：穿透物质路程为d d时的射线强度时的射线强度 u u ：物质的线吸收系数：物质的线吸收系数1无损检测基本知识1.3无损检测的原理 射线束通过受检工件时，其强度被衰减，若工件内存在缺陷，则在缺陷部位的射线衰减情况不同与其他部位，作用于感光胶片（或其他记录载体）上的射线强度不同，使胶片等受到不同程度的感光影响，从而在底片上显示出缺陷投影图象。 1无损检测基本知识1.3无损检测的原理 射线源射线源 I I0 0 受检工件受检工件 dd缺陷高度缺陷高度 I I 感光胶片感光胶片 I I缺陷引起的射缺陷

6、引起的射线线 强强度度变变化化 射线检测原理图射线检测原理图1无损检测基本知识1.3无损检测的原理 依照产生射线的方式的不同，可以分为依照产生射线的方式的不同，可以分为x x射线、射线、 射线及高能射线及高能x x射线三种检测方法。射线三种检测方法。1.3.1.11.3.1.1射线产生方式射线产生方式 工业用工业用x x射线一般由射线一般由x x射线管产生，其原理为射线管产生，其原理为:x:x射线管内被加热的阴极产生大量电子，电子在管内射线管内被加热的阴极产生大量电子，电子在管内被在阴极与阳极间施加的高压电场（工业通常采用被在阴极与阳极间施加的高压电场（工业通常采用100100420KV420

7、KV）加速而高速与阳极靶撞击，因受靶材）加速而高速与阳极靶撞击，因受靶材料原子阻挡，高速电子的动能大部转为热量而极小料原子阻挡，高速电子的动能大部转为热量而极小部分以部分以x x射线形式辐射出来。射线形式辐射出来。 1无损检测基本知识1.3无损检测的原理 射线的产生射线的产生 前面提到前面提到x x射线波段范围很大，射线波段范围很大， 射线只是其中射线只是其中的一段。在射线检测中使用的的一段。在射线检测中使用的 射线源，都是有要用射线源，都是有要用人工同位素制造的。某些易激活元素，在原子反应人工同位素制造的。某些易激活元素，在原子反应堆中或被中子轰击，使原子核增加一个中子而制成堆中或被中子轰击

8、，使原子核增加一个中子而制成人工同位素如人工同位素如6060C0C0、137137CsCs，或通过加速器催裂反应，或通过加速器催裂反应，改变原子核内质子与中子间力的平衡，使原子不稳改变原子核内质子与中子间力的平衡，使原子不稳定而形成人工同位素如定而形成人工同位素如192192Ir Ir。1无损检测基本知识 1.3无损检测的原理 人工同位素原子处于激活不稳定状态，它的原子不断进行分裂或从激发态跃迁到基态，在这一过程中，原子以带电粒子和电磁辐射的形式不断释放出能力。其中以电磁波辐射形式所释放的能量形成射线。 目前，较广泛应用的射线源有60C0 、 192Ir 、75Se等 。1.3.1.2 透照方

9、式选择1无损检测基本知识1.3.1.3 1.3.1.3 射线检测工艺步骤：射线检测工艺步骤：暗室洗片透照摄片底片评定报告签发1无损检测基本知识1.3无损检测的原理1.3.2 超声波检验的基本原理超声波检验的基本原理1.3.2 .1 .1 超声波的一般概念超声波的一般概念 超声波是一种机械波，人们把能引起听觉的机超声波是一种机械波，人们把能引起听觉的机械波称为声波，频率在械波称为声波，频率在202020kHz20kHz之间，之间，20kHz20kHz以上以上称为超声波。超声波可以有纵波、横波、表面波等称为超声波。超声波可以有纵波、横波、表面波等多种波型。当介质中质点的位移与波传播的方向一多种波型

10、。当介质中质点的位移与波传播的方向一致时为纵波；质点的位移与波传播的方式垂直时为致时为纵波；质点的位移与波传播的方式垂直时为横波，而表面波只能沿工件表面传播。在固体中，横波，而表面波只能沿工件表面传播。在固体中，各类声波都可以传播，而在液体及气体中只有纵波各类声波都可以传播，而在液体及气体中只有纵波可以传播。可以传播。1无损检测基本知识 超声波在同一均匀介质中传播时声束不变，超声波在同一均匀介质中传播时声束不变，传播方向也不变，若在传播过程中遇到另一种介传播方向也不变，若在传播过程中遇到另一种介质，就会发生反射、折射透照、绕射或波型转换质，就会发生反射、折射透照、绕射或波型转换的现象。的现象。

11、 超声波在不同介质中传播时，由于介质质点超声波在不同介质中传播时，由于介质质点的密度和弹性模量不同，传播的速度也不同。在的密度和弹性模量不同，传播的速度也不同。在空气中声速为空气中声速为340M/S340M/S，水中声速为，水中声速为1500M/S1500M/S，在钢，在钢中纵波的声束为中纵波的声束为5900M/S5900M/S，横波的声波为，横波的声波为3200M/S3200M/S。 1无损检测基本知识 1.3.2.2 1.3.2.2 超声波的一些基本规律超声波的一些基本规律界面的反射和穿透界面的反射和穿透 当超声波传播到异种介质界面或工件中缺陷、当超声波传播到异种介质界面或工件中缺陷、底面

12、等不连续部份时，底面等不连续部份时， 会发出反射、透射和折射。会发出反射、透射和折射。 当超声波垂直入射到两种介质当超声波垂直入射到两种介质 界面时，部份声波波反射，剩余部界面时，部份声波波反射，剩余部 份则穿透入另一介质，见右图，两份则穿透入另一介质，见右图，两 部份的比率取决于两介质的密度和部份的比率取决于两介质的密度和 其中的声速。其中的声速。 1无损检测基本知识 由于空气与钢的密度和声速相差极大，故超由于空气与钢的密度和声速相差极大，故超声波从空气中垂直入射至钢界面时几乎声波从空气中垂直入射至钢界面时几乎100%100%被反被反射。所以必须在探头与工件表面间添加耦合剂，射。所以必须在探

13、头与工件表面间添加耦合剂，使超声波很好的传播。使超声波很好的传播。 当超声波倾斜入射到界面上时，在界面上会产生当超声波倾斜入射到界面上时，在界面上会产生的不同方向、不同波型的反射波和折射波。对于的不同方向、不同波型的反射波和折射波。对于两者都是固体的情况，反射波和折射波中都存在两者都是固体的情况，反射波和折射波中都存在纵波和横波，其行为遵守几何声学的反射、折射纵波和横波，其行为遵守几何声学的反射、折射定律。定律。 1无损检测基本知识超声波声束超声波声束 获得超声波的方法有很多，但在超声检测中获得超声波的方法有很多，但在超声检测中主要是利用石英、钛酸钡等晶体的压电效应获得主要是利用石英、钛酸钡等

14、晶体的压电效应获得超声波。超声波。 超声波探头的定向辐射性质超声波探头的定向辐射性质波束指向性。波束指向性。波束指向性越好，则超声波检测缺陷的能力超高。波束指向性越好，则超声波检测缺陷的能力超高。 1无损检测基本知识小物体上的超声波反射小物体上的超声波反射 当超声波在传播过程中碰到缺陷，就会产生当超声波在传播过程中碰到缺陷，就会产生反射和散射现象，而缺陷形状和方法不同时，其反射和散射现象，而缺陷形状和方法不同时，其反射方式也有所不同，对于缺陷的尺寸小于超声反射方式也有所不同，对于缺陷的尺寸小于超声波波长的一半时，由于衍射作用，不能引起反射。波波长的一半时，由于衍射作用，不能引起反射。故超声波检

15、测中缺陷尺寸的检出极限为超声波波故超声波检测中缺陷尺寸的检出极限为超声波波长的一半。反射信号的强弱以声压大小表示，例长的一半。反射信号的强弱以声压大小表示，例如：如： 底面反射波声压底面反射波声压PBPB，等于声波未发生底面反射，等于声波未发生底面反射而沿原方向传播到两倍距离处的声压。而圆盘形而沿原方向传播到两倍距离处的声压。而圆盘形反射体的反射波声压反射体的反射波声压PFPF，相当于一个与圆盘尺寸，相当于一个与圆盘尺寸相同且处于同一位置的探头发射的声波一样。相同且处于同一位置的探头发射的声波一样。 1无损检测基本知识超声波检验的方法原理超声波检验的方法原理 脉冲反射式是当前标准中采用的主要超

16、声波脉冲反射式是当前标准中采用的主要超声波检测方法，基本原理是：检测方法，基本原理是： 仪器探头发出持续时间仪器探头发出持续时间 很短的超声波，当工件内很短的超声波，当工件内 有缺陷时，缺陷反射波被有缺陷时，缺陷反射波被 仪器接收并反映出反射波仪器接收并反映出反射波 声压大小等信息，据此判声压大小等信息，据此判 断缺陷的情况。断缺陷的情况。 对接焊缝超声检测示意图角焊缝超声检测示意图 插入式管座角焊缝插入式管座角焊缝 安放式管座角焊缝安放式管座角焊缝1无损检测基本知识举例，平底孔回波声压Pf为：其中，P0 探头波源的起始声压 Fs 探头波源的面积 Ff 平底孔缺陷面积 波长 x 平底孔至波源的

17、距离1无损检测基本知识射线检测与超声波检测的比较射线检测与超声波检测的比较 ： 射线检测射线检测超声波检测超声波检测特点特点 透射式透射式反射式反射式优优点点直观性好直观性好成本低，检测距离大成本低，检测距离大可记录可记录实时性好实时性好体积性缺陷敏感体积性缺陷敏感面状缺陷敏感面状缺陷敏感- -无污染无污染缺缺点点成本高，检测距离小成本高，检测距离小 可记录差可记录差实时性较差实时性较差直观性差直观性差有污染有污染1无损检测基本知识1.3.3.磁粉检测1.3.3.1 基本概念 生活中存在着许多磁的现象，我们把能够吸引铁、钴、镍等物质的性质称为磁性，而具有磁性的和的体称为磁体。使原来的不带磁性的

18、物体具有磁性叫磁化，能被磁化的材料称为磁性材料。1无损检测基本知识 1.3.3.2 磁性及磁场 每个磁体都有一对磁极即N极和S极，而且即使把磁体分割成无数小磁体，每一个小磁体同样存在N极和S极。磁体周围空间存在有力的作用，我们称磁场，以磁力线形象描述磁场，磁力线密度的大小表示了磁场强度的强弱。 1.3.3.3 铁磁性材料的磁化特性1无损检测基本知识 铁磁性材料的特性铁磁性材料的特性 铁磁性的研究表明，铁磁性物质系由极多微铁磁性的研究表明，铁磁性物质系由极多微小区域构成，在这小区域内，各原子的磁化方向小区域构成，在这小区域内，各原子的磁化方向一致，因此，该小区域具有相当的磁性，此种自一致，因此，

19、该小区域具有相当的磁性，此种自发磁化区域称为磁畴。当外磁场不存在时，铁磁发磁化区域称为磁畴。当外磁场不存在时，铁磁性材料中磁畴方向紊乱，对外不呈现磁性。而在性材料中磁畴方向紊乱，对外不呈现磁性。而在外磁场作用时，各个磁畴排列趋向一致，从而产外磁场作用时，各个磁畴排列趋向一致，从而产生附加磁场，由于附加磁场与磁场的方向一致，生附加磁场，由于附加磁场与磁场的方向一致，故总的磁场强度大大加强。有：故总的磁场强度大大加强。有： B = H （1 1）1无损检测基本知识 磁滞回线磁滞回线 描述铁磁性材料常描述铁磁性材料常使用使用B-HB-H曲线，而把循曲线，而把循环交变过程的环交变过程的B-HB-H关系

20、关系曲线称做磁滞回线。曲线称做磁滞回线。 不同的磁性材料其磁滞回线是不相同的，通常很难以磁化，剩磁强而矫顽力高的材料，称为硬磁材料，磁带回线表现为形状肥大，所包围的面积大，磁化时所消耗的功也多。而易于磁化、剩磁低、矫顽力也低的磁性材料称为软磁性材料，其磁滞回线则表现为形状狭窄，包围的面积小，故磁化消耗的功也就少。所以对于不同的磁性材料，由于具有不同的磁学特性，所以应该采用不同的磁化方法进行磁粉检测。 钢铁材料的磁性质，与其结晶结构有很大关系；如面心立体晶格的铁（奥氏体）就没有磁性，而体心立方体晶格的铁则具有磁性。因此磁粉检测不适于奥氏体材料的检测。 1无损检测基本知识1.3.3.4 磁粉检测原

21、理 缺陷的漏磁场缺陷的漏磁场 铁磁性材料的磁导率（铁磁性材料的磁导率（ ）比一般材料大很多，）比一般材料大很多，故当铁磁性材料被磁化，其磁感应强度故当铁磁性材料被磁化，其磁感应强度B B达到磁饱达到磁饱和。相当于单位面积内穿过的磁力线很多，如果试和。相当于单位面积内穿过的磁力线很多，如果试件里有缺陷存在且缺陷的方向与磁力线近于垂直时，件里有缺陷存在且缺陷的方向与磁力线近于垂直时，将明显地改变磁力线在试件缺陷附近的分布。这是将明显地改变磁力线在试件缺陷附近的分布。这是由于缺陷（如裂纹、非金属杂物等）大都是非磁性由于缺陷（如裂纹、非金属杂物等）大都是非磁性物质，其磁导率远小于铁磁性材料的磁导率。物

22、质，其磁导率远小于铁磁性材料的磁导率。1无损检测基本知识 在外界磁化条件相同的在外界磁化条件相同的 情况下单位面积上能穿情况下单位面积上能穿 过磁力线要比铁磁性材过磁力线要比铁磁性材 料少得多，而磁力线又料少得多，而磁力线又 是连续的，所以磁力线是连续的，所以磁力线 在通过缺陷时发生弯曲，部分磁力线则逸出试件表在通过缺陷时发生弯曲，部分磁力线则逸出试件表面，在缺陷的两边分别形成面，在缺陷的两边分别形成N N极和极和S S极，形成漏磁极，形成漏磁场，见上图所示。场，见上图所示。 1无损检测基本知识缺陷漏磁场的检出 漏磁场的检出有许多方法，有磁带、磁记录仪、漏磁场的检出有许多方法，有磁带、磁记录仪

23、、霍尔元件及磁粉等，简便而有效的常规方法是磁霍尔元件及磁粉等，简便而有效的常规方法是磁粉法。磁粉通过适当的方法施加到工件受检表面粉法。磁粉通过适当的方法施加到工件受检表面后，在缺陷形成的漏磁场处聚集，形成磁痕，使后，在缺陷形成的漏磁场处聚集，形成磁痕，使缺陷被显现、放大。缺陷被显现、放大。影响漏磁场的因素（工艺要求的解释工艺要求的解释）a a外加磁场强度越大，则形成的漏磁场的磁感外加磁场强度越大，则形成的漏磁场的磁感 应强度也越大。应强度也越大。1无损检测基本知识b b材料的磁导率越高，工件超易被磁化，因此，在材料的磁导率越高，工件超易被磁化，因此，在一定条件外加磁场强度下，材料的磁导率越高，

24、漏一定条件外加磁场强度下，材料的磁导率越高，漏磁场磁感应强度也越大。磁场磁感应强度也越大。c c当缺陷的延伸方向与磁力线的方向垂直，缺陷阻挡当缺陷的延伸方向与磁力线的方向垂直，缺陷阻挡磁力线穿过的面积最大，形成的漏磁场磁感应强度磁力线穿过的面积最大，形成的漏磁场磁感应强度也最大。漏磁场的磁感应强度随着缺陷的方向与磁也最大。漏磁场的磁感应强度随着缺陷的方向与磁力线的方向自垂直逐渐减小（或增大）而明显下降。力线的方向自垂直逐渐减小（或增大）而明显下降。因此，在磁化操作中，通常需要在两个（相互垂直）因此，在磁化操作中，通常需要在两个（相互垂直）或多个方向上进行磁化。或多个方向上进行磁化。d d缺陷深

25、度越深（即缺陷自身高度越高）、宽度越缺陷深度越深（即缺陷自身高度越高）、宽度越大，则漏磁感应强度就越大。大，则漏磁感应强度就越大。e e随着缺陷的埋藏深度增加，漏磁场显著变小。随着缺陷的埋藏深度增加，漏磁场显著变小。 1无损检测基本知识1.3.4 渗透检测 渗透检测是一种以毛细管作用原理为基础的渗透检测是一种以毛细管作用原理为基础的检查检查表面开口缺陷表面开口缺陷的常用检测方法。一般可分为的常用检测方法。一般可分为6 6种方法，即水洗型荧光法（种方法，即水洗型荧光法（FAFA），后乳化型荧光），后乳化型荧光法（法（FBFB）、溶剂清洗型荧光法（）、溶剂清洗型荧光法（FCFC）、水洗型着）、水洗

26、型着色法（色法（VAVA）、后乳化型着色法（）、后乳化型着色法（VBVB）及溶剂清洗）及溶剂清洗型着色法（型着色法（VCVC）。）。（注：注：JB/T4730.5JB/T4730.5已采用了新的代号方法和分级）已采用了新的代号方法和分级）1无损检测基本知识 渗透检测可以检查各种表面缺陷，例如裂纹、渗透检测可以检查各种表面缺陷，例如裂纹、折叠、气孔、疏松和冷隔等，不仅可检查黑色及折叠、气孔、疏松和冷隔等，不仅可检查黑色及有色金属的铸件、焊接件及锻件，还可以检查陶有色金属的铸件、焊接件及锻件，还可以检查陶瓷、塑料及玻璃制品等。它不受材料的组织结构瓷、塑料及玻璃制品等。它不受材料的组织结构和化学成分

27、的限制，也不受缺陷形状和尺寸的影和化学成分的限制，也不受缺陷形状和尺寸的影响。但渗透检测也有局限性，如不适于多孔材料，响。但渗透检测也有局限性，如不适于多孔材料，表面太粗糙时，易造成假象，降低检验效果。表面太粗糙时，易造成假象，降低检验效果。 1无损检测基本知识1.3.4.1 毛细现象 当把很细的玻璃管一端插入装着水的容器中，由于水能湿润管壁，所以可以看到水在这根管子里上升，水面呈凹面，并且高出容器的水面。管子的内径越小，它里面的水面也越高。反之，水银不能湿润管壁，液面呈凸面。见图（1）。而插入像水银这种不润湿液体的情况正好相反。1无损检测基本知识 见图（2）。实际检测中，渗透液对受检工件表面

28、缺陷的渗透作用，本质上就是液体的毛细作用。 图（1 ） 图（2）1无损检测基本知识1.3.4.2 渗透检测的基本原理 渗透检测的基本原理是：加有染色剂的渗透液在毛细现象的作用下，渗入到表面开口缺陷中；在去除其表面多余渗透液后在将显像剂（主要成分：锌白粉）施加到工件表面，同样是在毛细现象的作用下，缺陷中的渗透液回渗到显像剂形成的膜中，使缺陷显现、放大。1无损检测基本知识 其在过程可由下图表示。其在过程可由下图表示。 虽然以不同的清洗和显象方式组合出了多种方法，虽然以不同的清洗和显象方式组合出了多种方法，但总是按照：清洗但总是按照：清洗渗透渗透去除去除干燥干燥显象显象检验六个步骤进行的。检验六个步

29、骤进行的。 1无损检测基本知识磁粉检测渗透检测显示直观显示直观显示直观显示直观适用于铁磁性材料适用于铁磁性材料适用于非多孔性材料适用于非多孔性材料成本低，污染小成本低，污染小成本较高，污染大成本较高，污染大操作简便操作简便操作简便操作简便磁化方向性强磁化方向性强一次可检查各个方面一次可检查各个方面灵敏度较高灵敏度较高受表面粗糙度影响大受表面粗糙度影响大可检查浅表性缺陷可检查浅表性缺陷只能检查表面开口缺陷只能检查表面开口缺陷1.3.4.3 磁粉与渗透检测特点的比较1无损检测基本知识1.3.5 涡流检测 涡流检验是广泛应用于导电材料检验的一种涡流检验是广泛应用于导电材料检验的一种方法。与其他检测方

30、法相比，具有它的独特之处，方法。与其他检测方法相比，具有它的独特之处，目前主要应用于钢管、型材以及有色金属领域。目前主要应用于钢管、型材以及有色金属领域。1.3.5.1 涡流的产生与检验原理涡流的产生 导体内的电流实质是导体内电子做的定向运导体内的电流实质是导体内电子做的定向运动。而电子的定向运动可以由磁场感应产生，导体动。而电子的定向运动可以由磁场感应产生，导体内的自由电子受到磁场的作用力而发生内的自由电子受到磁场的作用力而发生运动，1无损检测基本知识 其运动方向受交变磁场的方向变化而不断发生改变，其运动方向受交变磁场的方向变化而不断发生改变，因而，电子不断受交变磁场的作用后发生方向随之因而

31、，电子不断受交变磁场的作用后发生方向随之改变的运动，这就导致了涡流的产生。这就相当于改变的运动，这就导致了涡流的产生。这就相当于二级线圈间的电磁感应而将次级线圈由工件代替的二级线圈间的电磁感应而将次级线圈由工件代替的情况，因此，可以看出，产生涡流的条件有二点：情况，因此，可以看出，产生涡流的条件有二点： 一是要有一个交变磁场可以由交变电场感应产生；一是要有一个交变磁场可以由交变电场感应产生； 二是受激材料应是电的良导体（即有自由电子）。二是受激材料应是电的良导体（即有自由电子）。 1无损检测基本知识涡流的分布特点 当交流电流通过圆柱体时，横截面各处的电流当交流电流通过圆柱体时，横截面各处的电流

32、密度并不一样，表面的电流密度最大，越到圆柱体密度并不一样，表面的电流密度最大，越到圆柱体中心就越小，这种现象称为趋肤效应。同样，试件中心就越小，这种现象称为趋肤效应。同样，试件厚度上涡流的分布也遵守这一规律，越是趋于试件厚度上涡流的分布也遵守这一规律，越是趋于试件的表面，涡流的密度越大。同时涡流检测的灵敏度的表面，涡流的密度越大。同时涡流检测的灵敏度与涡流密度有关，密度越大，检测灵敏度就越高，与涡流密度有关，密度越大，检测灵敏度就越高，这也就是涡流检测主要适用于导体表面和近表面的这也就是涡流检测主要适用于导体表面和近表面的道理。道理。 1无损检测基本知识涡流检验的原理 试件中的涡流是由得到交变

33、电流激励的检测线试件中的涡流是由得到交变电流激励的检测线圈在试件周围形成激励磁场而感应产生的，同时，圈在试件周围形成激励磁场而感应产生的，同时，涡流又产生自己的磁场，其方向正好与激励磁场相涡流又产生自己的磁场，其方向正好与激励磁场相反，总是企图削弱和抵消激励磁场的变化。而涡流反，总是企图削弱和抵消激励磁场的变化。而涡流磁场包含了试件各种参数的信息（形状、尺寸、缺磁场包含了试件各种参数的信息（形状、尺寸、缺陷等），因此二磁场叠加后，使线圈的阻抗发生了陷等），因此二磁场叠加后，使线圈的阻抗发生了变化，通过测量线圈阻抗的变化，就可以得到试件变化，通过测量线圈阻抗的变化，就可以得到试件性能好坏情况。性

34、能好坏情况。 1无损检测基本知识1.3.5.2 涡流检验特点 与其他方法相比，有许多不同处，主要有：与其他方法相比，有许多不同处，主要有： 涡流检验只适于导电材料，这是因为只有导电材涡流检验只适于导电材料，这是因为只有导电材料才能产生涡流。由于涡流检验是通过检测导电试料才能产生涡流。由于涡流检验是通过检测导电试件内涡流流动、分布及变化来分析试件，因而，涡件内涡流流动、分布及变化来分析试件，因而，涡流检验的实质是检测由各种因素引起的试件导电情流检验的实质是检测由各种因素引起的试件导电情况的变化。况的变化。 由于趋肤效应的影响，涡流只能渗入试件表面有由于趋肤效应的影响，涡流只能渗入试件表面有限的深

35、度，所以，涡流检测只适用导电材料的表面限的深度，所以，涡流检测只适用导电材料的表面及近表面检测。及近表面检测。1无损检测基本知识 涡流检验中，无论是激励电磁场传向试件，还涡流检验中，无论是激励电磁场传向试件，还是试件中涡流的变化传向探头线圈，都以电磁波是试件中涡流的变化传向探头线圈，都以电磁波形式传递，所以形式传递，所以是非接触检测，无需耦合剂，检是非接触检测，无需耦合剂，检测速度也非常快，而且适用于高温检测测速度也非常快，而且适用于高温检测。 由于涡流检验实质上是检测试件导电性能的变由于涡流检验实质上是检测试件导电性能的变化，而试件的尺寸、成份，应力以及试件中裂纹、化，而试件的尺寸、成份，应

36、力以及试件中裂纹、凹坑等缺陷的情况都会导致电导率的变化，所以，凹坑等缺陷的情况都会导致电导率的变化，所以，涡流检测不仅适用的材料广，而且可检测的试件涡流检测不仅适用的材料广，而且可检测的试件参数也多，但同时带来了信号处理复杂的问题。参数也多，但同时带来了信号处理复杂的问题。 1.3.5.3.检测方法对不同检测对象的适应性内部缺陷内部缺陷内部缺陷内部缺陷 检测方法检测方法检测方法检测方法 射线检测射线检测 超声检测超声检测 分层分层 疏松疏松 缩孔缩孔 裂纹裂纹 未熔合未熔合 未焊透未焊透 夹渣夹渣 气孔气孔 白点白点 很适用很适用，适用，适用 ，有附加条件适用，有附加条件适用，不适用，不适用2

37、法规、标准中有关无损检测要求无损检测工作主要的法规、标准文件有： 1.1.压力容器安全技术监察规程压力容器安全技术监察规程（19991999） 2. GB1502. GB150钢制压力容器钢制压力容器 19981998 3. GB151 3. GB151管壳式换热器管壳式换热器 19991999 4. 4.特种设备无损检测人员考核与监督管理规则特种设备无损检测人员考核与监督管理规则 5. JB/T4730.1 5. JB/T4730.1 4730.64730.6承压设备无损检测承压设备无损检测 6. 6. 国质检锅国质检锅20031942003194号号锅炉压力容器制造许可条锅炉压力容器制造许

38、可条件件 7. 7. 其他：其他：2法规、标准中有关无损检测要求JB/T4730承压设备无损检测简介JB/T4730 .1JB/T4730 .1JB/T4730 .1JB/T4730 .14730 .64730 .64730 .64730 .62005 2005 2005 2005 承压设备无损检测承压设备无损检测承压设备无损检测承压设备无损检测包括包括包括包括6 6 6 6个正文部分，自个正文部分，自个正文部分，自个正文部分，自2005200520052005年年年年11111111月月月月1 1 1 1日起执行。其中：日起执行。其中：日起执行。其中：日起执行。其中： 1 JB/T4730.

39、1 1 JB/T4730.1 1 JB/T4730.1 1 JB/T4730.1 通用要求通用要求通用要求通用要求 2 JB/T4730.2 2 JB/T4730.2 2 JB/T4730.2 2 JB/T4730.2 射线检测射线检测射线检测射线检测 3 JB/T4730.3 3 JB/T4730.3 3 JB/T4730.3 3 JB/T4730.3 超声检测超声检测超声检测超声检测 4 JB/T4730.4 4 JB/T4730.4 4 JB/T4730.4 4 JB/T4730.4 磁粉检测磁粉检测磁粉检测磁粉检测 5 JB/T4730.5 5 JB/T4730.5 5 JB/T473

40、0.5 5 JB/T4730.5 渗透检测渗透检测渗透检测渗透检测 6 JB/T4730.6 6 JB/T4730.6 6 JB/T4730.6 6 JB/T4730.6 涡流检测涡流检测涡流检测涡流检测JB/T4730承压设备无损检测简介标准特点：标准特点：标准特点：标准特点：1.1.适用范围大，包括锅炉、压力容器及压力管道；适用范围大，包括锅炉、压力容器及压力管道；适用范围大，包括锅炉、压力容器及压力管道；适用范围大，包括锅炉、压力容器及压力管道；2.2.适用性强，从原材料管、板，锻件、焊接接头到适用性强，从原材料管、板，锻件、焊接接头到适用性强，从原材料管、板，锻件、焊接接头到适用性强，

41、从原材料管、板，锻件、焊接接头到复合板及堆焊层；复合板及堆焊层；复合板及堆焊层；复合板及堆焊层；3.3.包含的材料广，从碳素钢、低合金钢到奥氏体不包含的材料广，从碳素钢、低合金钢到奥氏体不包含的材料广，从碳素钢、低合金钢到奥氏体不包含的材料广，从碳素钢、低合金钢到奥氏体不锈钢；镍、铜、钛、铝及其合金等；锈钢；镍、铜、钛、铝及其合金等；锈钢；镍、铜、钛、铝及其合金等；锈钢；镍、铜、钛、铝及其合金等；4.4.对新方法的运用采用案例开放方式；对新方法的运用采用案例开放方式；对新方法的运用采用案例开放方式；对新方法的运用采用案例开放方式；5.5.检测技术按照要求不同实行分级：超声检测检测技术按照要求不

42、同实行分级：超声检测检测技术按照要求不同实行分级：超声检测检测技术按照要求不同实行分级：超声检测焊接焊接焊接焊接接头分为接头分为接头分为接头分为A A A A、B B B B、C C C C三个检测级别，射线检测技术等三个检测级别，射线检测技术等三个检测级别，射线检测技术等三个检测级别，射线检测技术等级分为级分为级分为级分为A A A A、ABABABAB、B B B B三个检测级别。三个检测级别。三个检测级别。三个检测级别。JB/T4730承压设备无损检测简介2 JB/T4730.2 2 JB/T4730.2 射线检测。满足：射线检测。满足：A.A.承承压压设设备备熔熔化化焊焊对对接接焊焊接

43、接接接头头射射线线检检测测质质量量分级分级 适适用用于于2 2400mm400mm，碳碳素素钢钢、低低合合金金钢钢、奥奥氏氏体体不不锈锈钢钢等等；2 280mm80mm铜铜及及铜铜合合金金；2 280mm80mm铜及铜合金；铜及铜合金；2 250mm50mm钛及钛合金等；钛及钛合金等；B. B. 承承压压设设备备管管子子及及压压力力管管道道熔熔化化焊焊环环向向对对接接接接头射线检测质量分级头射线检测质量分级 JB/T4730承压设备无损检测简介 3 JB/T4730.3 3 JB/T4730.3 超声检测，满足：超声检测，满足：A.A.承压设备用原材料和零部件的超声检测；承压设备用原材料和零部

44、件的超声检测；B.B.承承压压设设备备熔熔化化焊焊焊焊接接接接头头超超声声检检测测和和质质量量分分级；级；C.C.承承压压设设备备管管子子和和压压力力管管道道环环向向焊焊接接接接头头超超声声检测和质量分级；检测和质量分级；D.D.在用和质量分级超声检测；在用和质量分级超声检测； JB/T4730承压设备无损检测简介 4 JB/T4730.4 4 JB/T4730.4 4 JB/T4730.4 4 JB/T4730.4 磁粉检测磁粉检测磁粉检测磁粉检测 适适适适用用用用于于于于碳碳碳碳素素素素钢钢钢钢、低低低低合合合合金金金金钢钢钢钢的的的的铁铁铁铁磁磁磁磁性性性性材材材材料料料料的的的的锻锻锻

45、锻件件件件、焊接接头及元部件等、在用承压设备磁粉检测；焊接接头及元部件等、在用承压设备磁粉检测；焊接接头及元部件等、在用承压设备磁粉检测；焊接接头及元部件等、在用承压设备磁粉检测； 5 JB/T4730.5 5 JB/T4730.5 5 JB/T4730.5 5 JB/T4730.5 渗透检测渗透检测渗透检测渗透检测 在用承压设备渗透检测；在用承压设备渗透检测；在用承压设备渗透检测；在用承压设备渗透检测； 6 JB/T4730.6 6 JB/T4730.6 6 JB/T4730.6 6 JB/T4730.6 涡流检测涡流检测涡流检测涡流检测 A.A.A.A.铁磁性钢管涡流检测；铁磁性钢管涡流检

46、测；铁磁性钢管涡流检测；铁磁性钢管涡流检测；B.B.B.B.非铁磁性金属管材涡流检测；非铁磁性金属管材涡流检测；非铁磁性金属管材涡流检测；非铁磁性金属管材涡流检测；C.C.C.C.在用铁磁性钢管的远场涡流检测；在用铁磁性钢管的远场涡流检测；在用铁磁性钢管的远场涡流检测；在用铁磁性钢管的远场涡流检测；D.D.D.D.在用非铁磁性管涡流检测；在用非铁磁性管涡流检测；在用非铁磁性管涡流检测；在用非铁磁性管涡流检测；2法规、标准中有关无损检测要求2.1. 压力容器用钢板 容器用板材出于盛装的物料、材质以及板厚等因容器用板材出于盛装的物料、材质以及板厚等因素，素，压力容器安全技术监察规程压力容器安全技术

47、监察规程、GB150GB150钢制压力容器钢制压力容器中规定下列情况要逐张进行超中规定下列情况要逐张进行超声波检测（声波检测（UTUT，按，按JB/T4730.3JB/T4730.3评判）：评判）：a.a.盛装介质毒性程度为极度、高度危害的压力容器盛装介质毒性程度为极度、高度危害的压力容器其质量不低于其质量不低于II II级；级；b.b.盛装介质为液化石油气且硫化氢含量盛装介质为液化石油气且硫化氢含量10mg/L10mg/L的的压力容器其质量不低于压力容器其质量不低于II II级；级；c.c.移动式压力容器其质量不低于移动式压力容器其质量不低于II II级；级；d.d.多层包扎压力容器的内筒钢

48、板其质量不低于多层包扎压力容器的内筒钢板其质量不低于II II级；级；2法规、标准中有关无损检测要求2.1. 压力容器用钢板e.e.调质状态供货的钢板其质量不低于调质状态供货的钢板其质量不低于II II级；级；f. f.最高工作压力大于最高工作压力大于10MPa10MPa的压力容器其质量不低的压力容器其质量不低于于IIIIII级；级；g.g.厚度厚度30mm30mm的的20R20R、16MnR16MnR，其质量不低于，其质量不低于IIIIII级；级；h.h.厚度厚度25mm25mm的的15MnVR15MnVR、15MnVNR15MnVNR、18MnMoNbR18MnMoNbR、 13MnNiM

49、oNbR13MnNiMoNbR和和Cr-MoCr-Mo钢板，其钢板，其质量不低于质量不低于IIIIII级；级；i. i.厚度厚度20mm20mm的的16MnDR16MnDR、 15MnNiDR15MnNiDR、09MnNiDR09MnNiDR和和09Mn2VDR09Mn2VDR，其质量不低于，其质量不低于IIIIII级。级。2法规、标准中有关无损检测要求2.2. 压力容器用锻件 压力容器用的很多法兰、端盖都是使用的锻压力容器用的很多法兰、端盖都是使用的锻件，对于圆筒和封头的筒形、碗形锻件及公称厚件，对于圆筒和封头的筒形、碗形锻件及公称厚度大于度大于300mm300mm的低合金钢锻件应符合的低合

50、金钢锻件应符合JB4726JB4726或或JB4727JB4727规范规范、级、不锈钢锻件应符合级、不锈钢锻件应符合JB4728JB4728规范规范、级的要求，对于级的要求，对于、级的锻件应进级的锻件应进行无损检测（行无损检测（UTUT、PTPT、MTMT），不同的是），不同的是级锻级锻件是按炉批次进行检测（抽查）；件是按炉批次进行检测（抽查）；级锻件是逐级锻件是逐件进行检测。件进行检测。2法规、标准中有关无损检测要求2.3.压力容器焊接接头的无损检测2.3.1 2.3.1 无损检测时机和方法选择无损检测时机和方法选择 压力容器焊接接头的无损检测是压力容器压力容器焊接接头的无损检测是压力容器制

51、造过程中最重要的无损检测工作，其检测的制造过程中最重要的无损检测工作，其检测的时机必须是在形状尺寸和外观检查合格后时机必须是在形状尺寸和外观检查合格后如封头拼缝在压制后、夹套在扳弯后等等；有如封头拼缝在压制后、夹套在扳弯后等等；有延迟裂纹倾向的材料应在焊接延迟裂纹倾向的材料应在焊接2424小时后；有再小时后；有再热裂纹倾向的材料应在热处理后再增加一次无热裂纹倾向的材料应在热处理后再增加一次无损检测。损检测。 制造单位根据设计图样及有关法规、标准制造单位根据设计图样及有关法规、标准的规定选择方法和检测长度。的规定选择方法和检测长度。2法规、标准中有关无损检测要求其检测方法的选择原则是：其检测方法

52、的选择原则是：a.a.t38mmt38mm，对接接头应采用，对接接头应采用RTRT检测；如因结构检测；如因结构原因不能原因不能RTRT检测允许使用可记录式检测允许使用可记录式UTUT检测；检测；b.b.对于对于t t38mm38mm（或（或t38mm t38mm ，但，但20mm20mm且使且使用的材料抗拉强度用的材料抗拉强度540MPa540MPa），对接接头如采），对接接头如采用用RTRT检测，每条焊缝还应附加检测，每条焊缝还应附加UTUT检测；反之亦检测；反之亦然。当然。当RTRT检测或检测或UTUT检测方法无法实施时，应采检测方法无法实施时，应采用其它检测方法进行附加局部无损检测并应包

53、用其它检测方法进行附加局部无损检测并应包括所有焊缝交叉部位；括所有焊缝交叉部位；2法规、标准中有关无损检测要求c.c.对有无损检测要求的角接接头、对有无损检测要求的角接接头、T T型接头不能型接头不能RTRT、UTUT时，应做时，应做100%100%表面无损检测；表面无损检测；d.d.铁磁性材料表面检测应优先选用磁粉检测。铁磁性材料表面检测应优先选用磁粉检测。 2.3.2.3.压力容器焊接接头的无损检测压力容器焊接接头的无损检测2.3.22.3.2无损检测比例和验收级别无损检测比例和验收级别检测比例分别为全部（检测比例分别为全部（100%100%）、局部（）、局部（ 20%20%）。）。特殊情

54、况：铁素体钢制低温压力容器，局部检特殊情况：铁素体钢制低温压力容器，局部检测测 50%50%。2法规、标准中有关无损检测要求下列压力容器对接接头检测比例为全部（下列压力容器对接接头检测比例为全部（100%100%）：）：（1 1）第三类压力容器。）第三类压力容器。（2 2）第二类压力容器中易燃介质的反应压力容器和储）第二类压力容器中易燃介质的反应压力容器和储存压力容器。存压力容器。（3 3）设计压力大于等于）设计压力大于等于5.0MPa5.0MPa的压力容器。的压力容器。（4 4）设计压力大于等于）设计压力大于等于0.6MPa0.6MPa的管壳式余热锅炉；的管壳式余热锅炉；（5 5）设计选用焊

55、缝系数为）设计选用焊缝系数为1.01.0的压力容器（无缝管制的压力容器（无缝管制筒体除外）；筒体除外）；（6 6）钛制压力容器；）钛制压力容器；（7 7）疲劳分析设计的压力容器。）疲劳分析设计的压力容器。（8 8）采用电渣焊的压力容器。）采用电渣焊的压力容器。2法规、标准中有关无损检测要求 （9 9）使用后无法进行内外部检验或耐压试验的压力）使用后无法进行内外部检验或耐压试验的压力容器；容器；（1010）多层包扎压力容器内筒）多层包扎压力容器内筒A A类焊缝；类焊缝；（1111）热套压力容器各单层圆筒）热套压力容器各单层圆筒A A类焊缝；类焊缝；（1212）符合下列条件之一的铝、铜、镍及其合金

56、制）符合下列条件之一的铝、铜、镍及其合金制压力容器：压力容器： 介质为易燃或毒性程度为极度、高度、中度危介质为易燃或毒性程度为极度、高度、中度危害的；害的； 采用气压试验的；采用气压试验的； 设计压力大于等于设计压力大于等于1.6MPa1.6MPa的。的。2法规、标准中有关无损检测要求 焊接接头进行焊接接头进行100%100%的无损检测时，对于的无损检测时，对于RTRT，透照质量不得低于透照质量不得低于ABAB级，合格级别为级，合格级别为级；采级；采用用UTUT，则合格级别为，则合格级别为级。级。局部无损检测的要求：局部无损检测的要求： 局部无损检测应为不小于每条焊缝的局部无损检测应为不小于每

57、条焊缝的20%20%且不小且不小于于250mm 250mm 。抽查的原则是：一是具有代表性，。抽查的原则是：一是具有代表性，二是最易产生焊接缺陷的部位。对于下列部位二是最易产生焊接缺陷的部位。对于下列部位则要全部检测：则要全部检测：a.a.拼接后成形封头的拼接焊缝；拼接后成形封头的拼接焊缝；b.b.被补强圈、支座、内件等覆盖的焊缝；被补强圈、支座、内件等覆盖的焊缝；2法规、标准中有关无损检测要求c.c.嵌入式接管与圆筒或封头对接连接的焊缝；嵌入式接管与圆筒或封头对接连接的焊缝；d.d.1.51.5倍开孔直径为半径圆所包容的焊缝；公称直倍开孔直径为半径圆所包容的焊缝；公称直径径 250mm250

58、mm的接管与长颈法兰、接管与接管对的接管与长颈法兰、接管与接管对接连接的焊缝；接连接的焊缝；e.e.管板对接拼缝。管板对接拼缝。 上述焊缝进行无损检测时，对于上述焊缝进行无损检测时，对于RTRT，透照质量，透照质量不得低于不得低于ABAB级，合格级别为级，合格级别为级；采用级；采用UTUT，则，则合格级别为合格级别为级。级。2法规、标准中有关无损检测要求2.3.32.3.3表面无损检测（表面无损检测（MTMT、PTPT）的要求）的要求凡符合下列条件之一的焊缝，应按图样要求的方法，凡符合下列条件之一的焊缝，应按图样要求的方法，对其表面进行对其表面进行MTMT或或PTPT检测，以检测，以JB/T4

59、730 JB/T4730 级级合格。合格。a.a.板厚大于板厚大于25mm25mm的的15MnV15MnV、15MnVR15MnVR、20MnMo20MnMo和奥氏体不锈钢容器上的和奥氏体不锈钢容器上的C C、D D类焊缝；类焊缝；b.b.板厚大于板厚大于16mm16mm的的12CrMo12CrMo、15CrMoR15CrMoR、15CrMo15CrMo及任意厚度的及任意厚度的Cr-MoCr-Mo钢容器上的钢容器上的C C、D D类焊缝；类焊缝；c.c.堆焊层表面；堆焊层表面；2法规、标准中有关无损检测要求d.d.符合钢板的复合层焊缝；符合钢板的复合层焊缝；e.e.标准抗拉强度下限值大于标准抗

60、拉强度下限值大于540MPa540MPa的材料及的材料及Cr-MoCr-Mo钢经火焰切割的坡口表面，以及该容器的缺陷修钢经火焰切割的坡口表面，以及该容器的缺陷修磨、补焊处。磨、补焊处。2法规、标准中有关无损检测要求2.3.42.3.4重复检测重复检测n n经经RTRT或或UTUT检测的焊缝如有不允许的缺陷，可以返检测的焊缝如有不允许的缺陷，可以返修，但修后应用原方法重新检验至合格；修，但修后应用原方法重新检验至合格；n n对于局部检测的焊缝如有不允许的缺陷，返修后对于局部检测的焊缝如有不允许的缺陷，返修后应用原方法重新检验并在缺陷两端延伸应用原方法重新检验并在缺陷两端延伸10%10%且大且大于

61、于250mm250mm，如仍有不允许的缺陷，则该焊缝扩大，如仍有不允许的缺陷，则该焊缝扩大为为100%100%；n nMTMT、PTPT检测到的不允许的缺陷，应修磨或补焊，检测到的不允许的缺陷，应修磨或补焊，之后还应用原方法重新检验至合格。之后还应用原方法重新检验至合格。3压力容器制造过程中无损检测方法的选择 3.1.原材料检验（1）板材 UT；（2）锻件和棒材 UT、MT（PT）；（3）管材UT（ET）、MT（PT）；（4）螺栓UT、MT（PT）；3.2.焊接检验（5）坡口部位 UT、PT（MT）；（6）清根部位 PT（MT）；（7）对接焊缝 RT（UT）、MT（PT）；（8）角焊缝和T型焊

62、缝UT（RT）、PT（MT）； 3.3.其它检验（9）工卡具焊疤 MT（PT）；（10）复合材料复合层检测，爆炸复合层 UT；（11）复合材料复合层检测，堆焊复合层，堆焊前MT（PT）；（12）复合材料复合层检测，堆焊复合层，堆焊后UT、PT；（13）水压试验后MT。3承压类特种设备制造过程中无损检测方法的选择4设计文件中应满足的无损检测技术条件要求4.1. 明确的法规、标准要求n n原材料的验收要求； 例例1 1：由于介质、材料等原因，：由于介质、材料等原因，100%UT100%UT板材检验。板材检验。 例例2 2：IIIIII、IVIV级锻件验收要求。级锻件验收要求。n n检测标准、方法、

63、比例及部位等要求；n n对结构的特殊要求； 例例3 3：平管板与筒体角焊缝改为对接形式。：平管板与筒体角焊缝改为对接形式。4设计文件中应满足的无损检测技术条件要求4.2. 利于实现的制造工艺条件和合理的结构形式n n设计过程中，制造工艺条件的可实现性是设计者必设计过程中，制造工艺条件的可实现性是设计者必须充分给与的考虑。否则，轻则增加检验难度，提须充分给与的考虑。否则，轻则增加检验难度，提高制造成本；重则无法实现最终检验。高制造成本；重则无法实现最终检验。n n满足工艺条件的考虑应包括：满足工艺条件的考虑应包括：A A、法规标准强制要求；、法规标准强制要求；B B、方法实现的可操作性；、方法实

64、现的可操作性；C C、缺陷检出的可靠性。、缺陷检出的可靠性。5.无损检测新技术无损检测新技术-计算机射线计算机射线计算机射线计算机射线照相技术照相技术照相技术照相技术（computedradiographycomputedradiography）n n自从自从20世纪世纪80年代引入了计算机化的年代引入了计算机化的X射射线技术（线技术（CR），），X射线成像发生了巨大的射线成像发生了巨大的变化。直到此时，才实现了真正的自动化变化。直到此时，才实现了真正的自动化检验、缺陷识别、存储以及依靠人为对图检验、缺陷识别、存储以及依靠人为对图像或胶片的解释。像或胶片的解释。CR提供了有益的计算机提供了有益

65、的计算机辅助和图像辨别、存储和数字化传输，剔辅助和图像辨别、存储和数字化传输，剔除了胶片的处理过程和节省了由此产生的除了胶片的处理过程和节省了由此产生的费用。费用。 将将X X射线透过工射线透过工件后的信息记录件后的信息记录在成像板上，经在成像板上，经扫描装置读取，扫描装置读取，再由计算机生出再由计算机生出数字化图像的技数字化图像的技术。整个系统由术。整个系统由成像板、激光扫成像板、激光扫描仪、读出器、描仪、读出器、数字图像处理和数字图像处理和储存系统组成。储存系统组成。 计算机射线照相（CR）原理示意图计算机射线照相（CR）原理示意图图8-10 计计算机射线照相（CR）原理示意图算机射线照相

66、（CR）原理示意图5.无损检测新技术无损检测新技术-计算机射线计算机射线计算机射线计算机射线照相技术照相技术照相技术照相技术（computedradiographycomputedradiography）5.无损检测新技术无损检测新技术-计算机射线计算机射线计算机射线计算机射线照相技术照相技术照相技术照相技术（computedradiographycomputedradiography）n nCRCR作用类似胶片，但是取代了胶片，通过影像存作用类似胶片，但是取代了胶片，通过影像存作用类似胶片，但是取代了胶片，通过影像存作用类似胶片，但是取代了胶片，通过影像存储板，将图像存储在其内部。在许多情况

67、下，该储板，将图像存储在其内部。在许多情况下，该储板，将图像存储在其内部。在许多情况下，该储板，将图像存储在其内部。在许多情况下，该技术很容易的被翻新成胶片基的系统，但不需要技术很容易的被翻新成胶片基的系统，但不需要技术很容易的被翻新成胶片基的系统，但不需要技术很容易的被翻新成胶片基的系统，但不需要胶片、化学药品、暗室、相关设备及胶片存储。胶片、化学药品、暗室、相关设备及胶片存储。胶片、化学药品、暗室、相关设备及胶片存储。胶片、化学药品、暗室、相关设备及胶片存储。 与胶片一样，也能够分割与胶片一样，也能够分割与胶片一样，也能够分割与胶片一样，也能够分割CRCR影像板和弯曲，虽影像板和弯曲，虽影

68、像板和弯曲，虽影像板和弯曲，虽然存储板比胶片的成本高（然存储板比胶片的成本高（然存储板比胶片的成本高（然存储板比胶片的成本高（1417in1417in），板的价），板的价），板的价），板的价格大约为格大约为格大约为格大约为700700美元，但是可以被使用几千次，其美元，但是可以被使用几千次，其美元，但是可以被使用几千次，其美元，但是可以被使用几千次，其寿命决定于机械磨损程度，但实际比胶片更便宜。寿命决定于机械磨损程度，但实际比胶片更便宜。寿命决定于机械磨损程度，但实际比胶片更便宜。寿命决定于机械磨损程度，但实际比胶片更便宜。另外也和胶片一样，使用条件要求非常苛刻，不另外也和胶片一样，使用条件要

69、求非常苛刻，不另外也和胶片一样，使用条件要求非常苛刻，不另外也和胶片一样，使用条件要求非常苛刻，不能使用在潮湿的环境中和极端的温度条件下。能使用在潮湿的环境中和极端的温度条件下。能使用在潮湿的环境中和极端的温度条件下。能使用在潮湿的环境中和极端的温度条件下。5.无损检测新技术无损检测新技术-计算机射线计算机射线计算机射线计算机射线照相技术照相技术照相技术照相技术（computedradiographycomputedradiography）n nCR比其他数字技术的优点是：在大多数情比其他数字技术的优点是：在大多数情况下，在整个实验室中只需要一个影像板况下，在整个实验室中只需要一个影像板读取器

70、，该读取器与影像板是独立的，用读取器，该读取器与影像板是独立的，用户可以分别购买，这一点就区别于其它的户可以分别购买，这一点就区别于其它的采集和读取一体的数字技术。采集和读取一体的数字技术。n nCR的缺点是：类似胶片，不能实时。尽管的缺点是：类似胶片，不能实时。尽管比胶片速度快，但是必须将影像板从比胶片速度快，但是必须将影像板从X射线射线曝光室移走，然后将其放入读取器中。曝光室移走，然后将其放入读取器中。5.无损检测新技术无损检测新技术-计算机射线计算机射线计算机射线计算机射线照相技术照相技术照相技术照相技术（computedradiographycomputedradiography）n

71、n 20 20世纪世纪世纪世纪9090年代后期，产生了数字平板。该技术年代后期，产生了数字平板。该技术年代后期，产生了数字平板。该技术年代后期，产生了数字平板。该技术与胶片或与胶片或与胶片或与胶片或CRCR的处理过程不同，采用的处理过程不同，采用的处理过程不同，采用的处理过程不同，采用X X射线图像数射线图像数射线图像数射线图像数字读出技术，真正实现字读出技术，真正实现字读出技术，真正实现字读出技术，真正实现X X射线射线射线射线NDTNDT检测自动化。检测自动化。检测自动化。检测自动化。除了不能进行分割外和弯曲。数字平板能够与胶除了不能进行分割外和弯曲。数字平板能够与胶除了不能进行分割外和弯

72、曲。数字平板能够与胶除了不能进行分割外和弯曲。数字平板能够与胶片和片和片和片和CRCR同样的应用范围，可以被放置在机械或传同样的应用范围，可以被放置在机械或传同样的应用范围，可以被放置在机械或传同样的应用范围，可以被放置在机械或传送带位置，检测通过的零件，也可以采用多配置送带位置，检测通过的零件，也可以采用多配置送带位置，检测通过的零件，也可以采用多配置送带位置，检测通过的零件，也可以采用多配置进行多视域的检测。在两次照射期间，不必更换进行多视域的检测。在两次照射期间，不必更换进行多视域的检测。在两次照射期间，不必更换进行多视域的检测。在两次照射期间，不必更换胶片和存储荧光板，仅仅需要几秒钟的

73、数据采集，胶片和存储荧光板，仅仅需要几秒钟的数据采集，胶片和存储荧光板，仅仅需要几秒钟的数据采集，胶片和存储荧光板，仅仅需要几秒钟的数据采集，就可以观察到图像，与胶片和就可以观察到图像，与胶片和就可以观察到图像，与胶片和就可以观察到图像，与胶片和CRCR的生产能力相比，的生产能力相比，的生产能力相比，的生产能力相比，有巨大的提高。有巨大的提高。有巨大的提高。有巨大的提高。5.无损检测新技术无损检测新技术-计算机射线计算机射线计算机射线计算机射线照相技术照相技术照相技术照相技术（computedradiographycomputedradiography）n n目前，两种数字平板技术在市场上竞争

74、：目前，两种数字平板技术在市场上竞争：即非晶硅（即非晶硅（a-Si）和非晶硒（）和非晶硒（a-Se）。这）。这两种的平板都是以同样的运行方式：通过两种的平板都是以同样的运行方式：通过面板将提取面板将提取X射线转化成为数字图像。面板射线转化成为数字图像。面板无需象胶片一样进行处理，可以以几秒钟无需象胶片一样进行处理，可以以几秒钟一幅图像的速度到进行数据采集，也可以一幅图像的速度到进行数据采集，也可以以每秒以每秒30幅图像的速度进行实况采集。另幅图像的速度进行实况采集。另外，由于它们的精度高和视域宽，平板以外，由于它们的精度高和视域宽，平板以每秒每秒30幅的速度显示图像，替代图像增强幅的速度显示图

75、像，替代图像增强器，是比较理想的。然而，以每秒器，是比较理想的。然而，以每秒30的幅的幅频将使图像的精度降低。频将使图像的精度降低。5.无损检测新技术无损检测新技术-计算机射线计算机射线计算机射线计算机射线照相技术照相技术照相技术照相技术（computedradiographycomputedradiography）n n对于非晶硒的平板技术，对于非晶硒的平板技术，对于非晶硒的平板技术，对于非晶硒的平板技术，X X射线将撞击硒层，硒层射线将撞击硒层，硒层射线将撞击硒层，硒层射线将撞击硒层，硒层直接将直接将直接将直接将X X射线转化成电荷，然后将电荷转化为每射线转化成电荷，然后将电荷转化为每射线

76、转化成电荷，然后将电荷转化为每射线转化成电荷，然后将电荷转化为每个像素的数字值，这种叫做直接图像的方法。支个像素的数字值，这种叫做直接图像的方法。支个像素的数字值，这种叫做直接图像的方法。支个像素的数字值，这种叫做直接图像的方法。支持者们称非晶硒比非晶硅提供了更好的空间分辨持者们称非晶硒比非晶硅提供了更好的空间分辨持者们称非晶硒比非晶硅提供了更好的空间分辨持者们称非晶硒比非晶硅提供了更好的空间分辨率。率。率。率。 n n另一种称为非晶硅板，另一种称为非晶硅板，另一种称为非晶硅板，另一种称为非晶硅板，X X射线首先撞击其板上的闪射线首先撞击其板上的闪射线首先撞击其板上的闪射线首先撞击其板上的闪烁

77、层，该闪烁层以所撞击的射线能量成正比的关烁层，该闪烁层以所撞击的射线能量成正比的关烁层，该闪烁层以所撞击的射线能量成正比的关烁层，该闪烁层以所撞击的射线能量成正比的关系发出光电子，这些光电子被下面的硅光电二级系发出光电子，这些光电子被下面的硅光电二级系发出光电子，这些光电子被下面的硅光电二级系发出光电子，这些光电子被下面的硅光电二级管阵列采集到，并且将它们转化成电荷，再将这管阵列采集到，并且将它们转化成电荷，再将这管阵列采集到，并且将它们转化成电荷，再将这管阵列采集到，并且将它们转化成电荷，再将这些电荷转换为每个像素的数字值。些电荷转换为每个像素的数字值。些电荷转换为每个像素的数字值。些电荷转

78、换为每个像素的数字值。5.无损检测新技术无损检测新技术-计算机射线计算机射线计算机射线计算机射线照相技术照相技术照相技术照相技术（computedradiographycomputedradiography）n n由于转换由于转换X射线为光线的中间媒体是闪烁层，射线为光线的中间媒体是闪烁层，因此被称作间接图像方法。闪烁层一般由因此被称作间接图像方法。闪烁层一般由铯碘化物或轧氧硫化物组成，铯碘化物是铯碘化物或轧氧硫化物组成，铯碘化物是较理想的材料。其支持者们称：非晶硅板较理想的材料。其支持者们称：非晶硅板比非晶硒板的幅频更快，可达到每秒比非晶硒板的幅频更快，可达到每秒30幅幅图像。图像。n n两

79、种技术的空间分辨率都接近胶片，但是两种技术的空间分辨率都接近胶片，但是对比度范围却远远超过胶片的性能。对比度范围却远远超过胶片的性能。 5.无损检测新技术无损检测新技术-计算机射线计算机射线计算机射线计算机射线照相技术照相技术照相技术照相技术（computedradiographycomputedradiography）n n由于转换由于转换X射线为光线的中间媒体是闪烁层，射线为光线的中间媒体是闪烁层，因此被称作间接图像方法。闪烁层一般由因此被称作间接图像方法。闪烁层一般由铯碘化物或轧氧硫化物组成，铯碘化物是铯碘化物或轧氧硫化物组成，铯碘化物是较理想的材料。其支持者们称：非晶硅板较理想的材料。

80、其支持者们称：非晶硅板比非晶硒板的幅频更快，可达到每秒比非晶硒板的幅频更快，可达到每秒30幅幅图像。图像。n n两种技术的空间分辨率都接近胶片，但是两种技术的空间分辨率都接近胶片，但是对比度范围却远远超过胶片的性能。对比度范围却远远超过胶片的性能。 5.无损检测新技术无损检测新技术-TOFDTOFD超声波检测技术（超声波检测技术（超声波检测技术（超声波检测技术（超声波衍射时差法超声波衍射时差法）超声波衍射法检测技术（TOFD）已经在美国、日本和欧洲得到较广泛的应用并制定有方法标准。5.无损检测新技术无损检测新技术-TOFDTOFD超声波检测技术（超声波检测技术（超声波检测技术（超声波检测技术（

81、超声波衍射时差法超声波衍射时差法）西气东输工程，相控阵TOFD国产 TOFD设备 2003年 中国特检中心 带TOFD功能的超声半自动扫查成像检测仪 2005年 中科创新、湖北省所 自动TOFD检测设备（50mm）企业标准 特种设备行业中国第一重型机械集团公司 2004年 企业标准（一重和特检中心合作编写）5.无损检测新技术无损检测新技术-TOFDTOFD超声波检测技术（超声波检测技术（超声波检测技术（超声波检测技术（超声波衍射时差法超声波衍射时差法）应用对象：内蒙神华煤液化工程中世界最大的一台加氢反应器，壁厚340mm 开展TOFD应用的特种设备相关检验单位 中国特检中心、湖北省所、合肥通用所、山东省所、河北电科院等，广东省锅检所及其他省市所机械、核工业、石油系统、大专院校、二重、中海油、北京交大等自动超声检测技术的蓬勃发展 大型高参数高危险性特种设备的发展标准制定，自2006年已启动中国TOFD应用标准的调研和编制工作，相信在不久的时候可以得到充分的应用。 谢谢大家！谢谢大家！