《過(guò)程裝備的檢測(cè)-無(wú)損檢測(cè)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《過(guò)程裝備的檢測(cè)-無(wú)損檢測(cè)（154頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

第一篇過(guò)程裝備的檢測(cè),第四節(jié) 無(wú)損檢測(cè)定義:為了了解被檢容器的材料、結(jié)構(gòu)及其性質(zhì)、狀態(tài)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)狀況及材質(zhì)內(nèi)部的連續(xù)性而進(jìn)行的不損害壓力容器的各種檢測(cè)方法。常用方法：射線探傷、超聲波探傷、磁粉探傷、滲透探傷。,第一篇過(guò)程裝備的檢測(cè),無(wú)損檢測(cè)目的：（1）查出容器上實(shí)際存在缺陷的情況。（2）檢查壓力容器缺陷在使用過(guò)程中的擴(kuò)展情況，從而可以判斷該容器能否繼續(xù)安全使用。（3）測(cè)量容器的缺陷，特別是超標(biāo)缺陷的實(shí)際尺寸，如高度、長(zhǎng)度、深度以及缺陷在容器上分布的位置、缺陷的埋藏深度、缺陷方向、形狀和性質(zhì)等，然后根據(jù)這些缺陷實(shí)際測(cè)得的數(shù)據(jù)，對(duì)容器強(qiáng)度進(jìn)行校核及安全評(píng)定，最終提出該容器是否可以繼續(xù)使用的可靠結(jié)論。,第一篇過(guò)程裝備的檢測(cè),4.1 射線檢測(cè)(RT）及缺陷等級(jí)評(píng)定目前射線檢測(cè)主要有X射線檢測(cè)、γ射線檢測(cè)、高能 X射線檢測(cè)（能量在1MeV以上的X射線）和中子射線檢測(cè)。常用的是X射線檢測(cè)、γ射線檢測(cè)兩種。(一） X射線、γ射線的產(chǎn)生和性質(zhì)（1）產(chǎn)生X射線主要是由X射線管產(chǎn)生，在真空玻璃外殼內(nèi)的陰極（燈絲）和陽(yáng)極（靶面）之間加上幾十至幾百千伏高電壓，被加熱的燈絲放出電子在高電壓電場(chǎng)作用下，以極高的速度撞擊到靶面，產(chǎn)生大量的熱能和少量X射線能量。,(2) 連續(xù)X射線的波長(zhǎng)在長(zhǎng)波方向，理論上可以擴(kuò)展到λ=∞；而在短波方向，實(shí)驗(yàn)證明具有最短波長(zhǎng)λmin(見(jiàn)圖6-28)， 且有,（6-29）,式中：U為X射線管的管電壓，單位為kV。,（3） X射線管的效率為,（6-30）,式中：Z為陽(yáng)極的原子序數(shù)，對(duì)于鎢靶Z=74；U為管電壓，單位為kV；η0為常數(shù)，約等于1.0×10-6。,η=η0ZU,不同管電壓下鎢靶連續(xù)X射線,第一篇過(guò)程裝備的檢測(cè),γ射線是由放射性同位素的核反應(yīng)、核衰變或裂變放射出的。工業(yè)上廣泛采用人工同位素產(chǎn)生γ射線，常用的放射性同位素有60Co鈷、192Ir銥、137Cs銫等。 γ射線是一種波長(zhǎng)比X射線更短的射線，波長(zhǎng)范圍約為0.0003～0.1 nm（見(jiàn)圖），頻率范圍約為3×1012～1×1015MHz。 由于γ射線的波長(zhǎng)比X射線更短，所以具有更大的穿透力。在無(wú)損檢測(cè)中γ射線常被用來(lái)對(duì)厚度較大和大型整體工件進(jìn)行射線照相。 兩者之間重要的不同點(diǎn)： γ射線源無(wú)論使用與否其能量都在自然地逐漸減弱。,,,第一篇過(guò)程裝備的檢測(cè),（2）射線的性質(zhì)X射線、γ射線同是電磁波，后者波長(zhǎng)短、能量高、穿透能力大。兩者性質(zhì)相似。射線的主要性質(zhì)如下： ①不可見(jiàn)，直線傳播。②不帶電，不受電場(chǎng)、磁場(chǎng)影響。③能穿透可見(jiàn)光不能透過(guò)的物質(zhì)，如金屬材料。④與光波相同，有反射、折射、干涉現(xiàn)象。⑤能被傳播物質(zhì)衰減。⑥能使氣體電離。 ⑦能使照相膠片感光，使某些物質(zhì)產(chǎn)生熒光作用。⑧能產(chǎn)生生物效應(yīng)，傷害、殺死生命細(xì)胞。,第一篇過(guò)程裝備的檢測(cè),（二）射線檢測(cè)的原理和準(zhǔn)備（1）射線檢測(cè)的原理利用射線檢測(cè)時(shí)，若被檢工件內(nèi)存在缺陷，缺陷與工件材料不同，其對(duì)射線的衰減程度不同，且透過(guò)厚度不同，透過(guò)后的射線強(qiáng)度則不同。如圖所示，若射線原有強(qiáng)度為J0，透過(guò)工件和缺陷后的射線強(qiáng)度分別為Jδ和Jx，膠片接受的射線強(qiáng)度不同，沖洗后可明顯地反映出黑度差部位，即能辨別出缺陷的形態(tài)、位置等。,,第一篇過(guò)程裝備的檢測(cè),透過(guò)后射線強(qiáng)度之比為 Jx／ Jδ=eμx 式中 μ…衰減系數(shù)；χ…透照方向上的缺陷尺寸；可見(jiàn)沿射線透照方向的 缺陷尺寸χ越大，衰減系數(shù)μ 越大，則有無(wú)缺陷處的強(qiáng)度差 eμx越大， Jx／ Jδ值越大， 在膠片上的黑度差越大， 越易發(fā)現(xiàn)缺陷所在。,,第一篇過(guò)程裝備的檢測(cè),（2）射線檢測(cè)的準(zhǔn)備在射線檢測(cè)之前，首先要了解被檢工件的檢測(cè)要求、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，了解其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、材質(zhì)、制造工藝過(guò)程，結(jié)合實(shí)際條件選擇合適的射線檢測(cè)設(shè)備、附件，如射線源、膠片、增感屏、象質(zhì)計(jì)等，為制定必要的檢測(cè)工藝、方法做好準(zhǔn)備工作。,,第一篇過(guò)程裝備的檢測(cè),① 射線源的選擇主要考慮容器的結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、幾何尺寸及容器安裝位置等因素，同時(shí)要考慮射線照像的對(duì)比度和清晰度。在曝光時(shí)間許可的條件下，應(yīng)盡可能采用較低的射線能量。例如:如課本圖2-2所示: 對(duì)于鋼鐵合金,厚度為8mm 的材料，最高的X射線管電壓約為140KV；厚度為20mm的材料最高X射線管電壓則為280KV。 對(duì)于γ射線，不同的射線源就有不同的適宜范圍（表2-1）。如同樣是高靈敏度技術(shù)，60Co鈷范圍50～150mm、192Ir銥則為18～80mm。,,材料厚度與管電壓的關(guān)系曲線,第一篇過(guò)程裝備的檢測(cè),② 膠片的選擇a 膠片組成：膠片主要由基片、感光乳膠層（感光藥膜）、結(jié)合層（底膜）和保護(hù)層（保護(hù)膜）組成?；耗z片的基體，由乙酸纖維組成，主要保證膠片的強(qiáng)度韌性，適于沖洗。 厚度約0.25～0.30mm,占膠片的70％左右。 感光乳劑層：其主要成分是溴化銀微粒和明膠，兩者組成懸浮體，兩面各約厚10～20μm。 原理是溴化銀接受不同強(qiáng)度射線照射后析出多少不同的銀，經(jīng)過(guò)潛影、顯影、定影處理在膠片上將顯示出黑度不同的影象。結(jié)合層：由明膠、水、有機(jī)溶劑和酸等組成，可使感光乳膠層和基片粘結(jié)在一起，防止乳劑層在沖洗時(shí)從基片上脫落。保護(hù)層：由透明的膠質(zhì)或高分子化合物組成，厚約1～2μm，涂在乳劑層防止污染和膜損。,,第一篇過(guò)程裝備的檢測(cè),b 底片的黑度： 照射到底片上的光強(qiáng)度Lo與透 過(guò)底片后的光強(qiáng)度L之比的常用對(duì)數(shù) 定義為底片的黑度。黑度D=Lg(L0/L)例如對(duì)于X射線AB級(jí)底片黑度范圍：2.0~4.0, 黑度值由經(jīng)常年檢的可靠黑度計(jì)來(lái)測(cè)定。c 底片的保存：檢測(cè)前的 底片應(yīng)保存在低溫、低濕度的環(huán)境中，室溫在10～15℃，相對(duì)濕度在55％～65％為宜。并且避免與有害、腐蝕性氣體（如煤氣、乙炔氣、氨氣和硫化氫氣體等）接觸，避免膠片的人為缺陷產(chǎn)生，如變形、折傷、劃損、污染等。,,第一篇過(guò)程裝備的檢測(cè),檢測(cè)后的 底片及評(píng)定結(jié)果應(yīng)有測(cè)評(píng)報(bào)告，保存期五年以上，隨時(shí)待查。 d 照相標(biāo)準(zhǔn)：根據(jù)JB4730－94《壓力容器無(wú)損檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)》射線透照的質(zhì)量等級(jí)分三個(gè)級(jí)別，即A級(jí)（普通級(jí)）、 AB級(jí)（較高級(jí)）、 B級(jí)（高級(jí)）。壓力容器AB類(lèi)射線檢測(cè)一般不低于AB級(jí)。,,第一篇過(guò)程裝備的檢測(cè),③增感屏的選擇定義：是用來(lái)增強(qiáng)射線對(duì)底片感光作用的工具，它可以加快感光時(shí)間，減少透照時(shí)間，以達(dá)到提高工作效率，提高影像質(zhì)量的目的。常見(jiàn)的增感屏有金屬增感屏、熒光增感屏和金屬熒光增感屏三類(lèi)。其中金屬熒光屏應(yīng)用較多，它是利用金屬箔吸收X射線，激發(fā)出二次電子和二次射線以增強(qiáng)對(duì)膠片的感光作用，同時(shí)還能吸收波長(zhǎng)較長(zhǎng)的散射線，減少散射線引起的灰霧度，從而提高圖像的清晰度。,,金屬熒光增感屏是在鉛箔上涂一層熒光物質(zhì)組合而成的， 其結(jié)構(gòu)如圖6-40所示。它具有熒光增感的高增感系數(shù)，又有吸收散射線的作用。,金屬熒光增感屏結(jié)構(gòu)示意圖,第一篇過(guò)程裝備的檢測(cè),④象質(zhì)計(jì)的選擇定義：是用來(lái)檢查射線透照技術(shù)和膠片處理技術(shù)質(zhì)量、定量評(píng)價(jià)射線底片影像質(zhì)量的器件。象質(zhì)計(jì)（透度計(jì)）有三種基本類(lèi)型：金屬絲型、平板孔型、槽形。我們國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定采用金屬絲型，即線型象質(zhì)計(jì)，由7根不同直徑的金屬絲構(gòu)成。,,金屬絲象質(zhì)計(jì)示意圖,第一篇過(guò)程裝備的檢測(cè),應(yīng)用原理：將其放在射線源一側(cè)、被檢工件部位（如焊縫）的一端（約被檢區(qū)長(zhǎng)度的1／4處），金屬絲與焊縫方向垂直，細(xì)絲置于外側(cè)，與被檢部件同時(shí)曝光，則在底片上應(yīng)觀察到不同直徑的影像。 分辨原則：能在底片上識(shí)別出的金屬絲越細(xì)，說(shuō)明靈敏度越高。,,第一篇過(guò)程裝備的檢測(cè),（5）照相方法一般采用①縱縫透照法、②環(huán)縫外透法、③環(huán)壁內(nèi)透法、④雙壁單透法、⑤雙壁雙透法等幾種方法。1、2兩種方法：外透法一般用于單壁容器和夾套容器。第3種方法又分為偏心法和中心法，但要注意在評(píng)片時(shí)，內(nèi)壁缺陷要放大。4、5兩種方法主要用于小直徑容器（直徑小于一米以下） 以及管子（4用于外徑89mm以上，5用于89mm以下的管子）。,,,,,,第一篇過(guò)程裝備的檢測(cè),（三）焊縫射線透照缺陷等級(jí)評(píng)定1 評(píng)片工作的基本要求：（1）底片質(zhì)量要求的主要內(nèi)容：合適的底片黑度（有余高的焊縫黑度為1.5~2.0)、正確的象質(zhì)計(jì)、合理的射線底片影像級(jí)別（AB級(jí)、B級(jí)）。（2）底片觀察的條件要符合要求。（包括評(píng)片環(huán)境和觀察底片的亮度） （3）具備相應(yīng)評(píng)片資格和經(jīng)驗(yàn)的評(píng)片人。（必須具備勞動(dòng)部門(mén)頒發(fā)的射線Ⅱ級(jí)以上資格證書(shū)的檢測(cè)人員。）,,,,第一篇過(guò)程裝備的檢測(cè),2 焊縫的質(zhì)量分級(jí)根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（JB4730、GB3323）中關(guān)于鋼制壓力容器對(duì)接焊縫透照缺陷等級(jí)評(píng)定的內(nèi)容，根據(jù)缺陷的性質(zhì)和數(shù)量，焊縫質(zhì)量分為四級(jí)，Ⅰ級(jí)焊縫要求的質(zhì)量最高，依次下降。具體內(nèi)容見(jiàn)下表：,,第一篇過(guò)程裝備的檢測(cè),2 焊縫的質(zhì)量分級(jí)具體的焊接缺陷的分級(jí)見(jiàn)課本表2－8，分為圓形缺陷和條形夾渣。 3 缺陷位置和尺寸的確定見(jiàn)課本P27頁(yè)表2－9。（了解內(nèi)容）,,（四）常見(jiàn)缺陷及其影像特征,1、底片上常見(jiàn)的焊接缺陷的分類(lèi) 在底片上常見(jiàn)的焊接缺陷有六種:即氣孔(A)、夾渣（B）、未焊透（D）、未熔合（C）、裂紋（E）和形狀缺陷如咬邊等（F）。 ⑴按缺陷形態(tài)分： ①體積狀缺陷（又稱三維缺陷）：如氣孔、夾渣、未焊透、咬邊、內(nèi)凹等。 ②平面形狀缺陷（又稱二維缺陷）：如未熔合、裂紋、白點(diǎn)等。 ⑵按缺陷所含成份的密度分： ①密度大于焊縫金屬的缺陷：如夾鎢、夾銅、夾珠等在底片上呈白色影。 ②密度小于焊縫金屬的缺陷：如氣孔、夾渣等在底片上呈黑色影像。,,1） 裂紋 裂紋主要是在熔焊冷卻時(shí)因熱應(yīng)力和相變應(yīng)力而產(chǎn)生的， 也有在校圓和疲勞過(guò)程中產(chǎn)生的，是危險(xiǎn)性最大的一種缺陷。 裂紋影像較難辨認(rèn)。因?yàn)閿嗔褜挾?、裂紋取向、斷裂深度不同， 使其影像有的較清晰，有的模糊不清。常見(jiàn)的有縱向裂紋、橫向裂紋和弧坑裂紋， 分布在焊縫上或熱影響區(qū)。 產(chǎn)生機(jī)理：一是冶金因素，另一是力學(xué)因素。,,,,2） 未焊透未焊透是熔焊金屬與基體材料沒(méi)有熔合為一體且有一定間隙的一種缺陷。在膠片上的影像特征是連續(xù)或斷續(xù)的黑線， 黑線的位置與兩基體材料相對(duì)接的位置間隙一致。按其焊接方法可分為單面焊根部未焊透、雙面焊X型坡口中心根部未焊透和帶襯墊的焊根未焊透。,,,3）未熔合：可分為坡口未熔合、焊道之間未熔合、單面焊根部未熔合。 ①坡口未熔合：按坡口型式可分為V型坡口和U型坡口未熔合。如圖23、24所示 ②焊道之間的未熔合：按其位置可分為并排道間未熔合和上下道間（又稱層間）未熔合。如圖25、26所示 ③單面焊根部未熔合，如圖27所示。,,,,,4） 氣孔 氣孔是在熔焊時(shí)部分空氣停留在金屬內(nèi)部而形成的缺陷。 氣孔在底片上的影像一般呈圓形或橢圓形，也有不規(guī)則形狀的，以單個(gè)、多個(gè)密集或鏈狀的形式分布在焊縫上。在底片上的影像輪廓清晰，邊緣圓滑，如氣孔較大，還可看到其黑度中心部分較邊緣要深一些(見(jiàn)圖6-47)。,,,5） 夾渣 夾渣是在熔焊時(shí)所產(chǎn)生的金屬氧化物或非金屬夾雜物， 因來(lái)不及浮出表面，停留在焊縫內(nèi)部而形成的缺陷。在底片上其影像是不規(guī)則的，呈圓形、塊狀或鏈狀等，邊緣沒(méi)有氣孔圓滑清晰， 有時(shí)帶棱角， 如圖6-48所示。,,,,⑹形狀缺陷：屬于焊縫金屬表面缺陷或接頭幾何尺寸的缺陷。如咬邊等。 ①咬邊：沿焊趾的母材部位被電弧熔化時(shí)所成的溝槽或凹陷，稱咬邊，它有連續(xù)和斷續(xù)之分。在底片的焊縫邊緣（焊趾處），靠母材側(cè)呈現(xiàn)出粗短的黑色條狀影像。黑度不均勻，輪廓不明顯，形狀不規(guī)則，兩端無(wú)尖角。咬邊可分為焊趾咬邊和根部（包部帶墊板的焊根內(nèi)咬邊）咬邊，如圖32所示。②凹坑（內(nèi)凹）：焊后焊縫表面或背面（根部）所形成低于母材的局部低洼部分，稱為凹坑（根部稱內(nèi)凹），在底片上的焊縫影像中多呈現(xiàn)為不規(guī)則的圓形黑化區(qū)域，黑度是由邊緣向中心逐漸增大，輪廓不清晰，如圖33所示。 ③收縮溝（含縮根）：焊縫金屬收縮過(guò)程中，沿背面焊道的兩側(cè)或中間形成的根部收縮溝槽或縮根。在底片焊縫根部焊道影像兩側(cè)或焊道中間出現(xiàn)的，黑度不均勻，輪廓欠清晰，外形呈米粒狀的黑色影像，如圖34所示。,,④燒穿：焊接過(guò)程中，熔化金屬由焊縫背面流出后所形成的空洞，稱燒穿。它可分為完全燒穿（背面可見(jiàn)洞穴）和不完全燒穿（背面僅能見(jiàn)凸起的鼓皰），在底片的焊縫焊接時(shí)流影像中，其形貌多為不規(guī)正的圓形，黑度大而不均勻，輪廓清晰的影像，燒穿大多伴隨塌漏同生。如圖35、36所示。 ⑤焊瘤：即在焊接時(shí)熔敷金屬流淌到焊縫之外的母材表面而未與母材熔合在一起所形成的球狀金屬物。在底片上多出現(xiàn)在焊趾線（并覆蓋焊趾）外側(cè)光滑完整的白色半圓形的影像，焊瘤與母材之間為層狀未熔合，瘤中常伴有密集氣孔。如圖37所示。,⑥錯(cuò)口：由于厚度不同或內(nèi)徑不等（橢圓度）造成的，在底片上的主要特征是在焊根的一側(cè)出現(xiàn)直線性較強(qiáng)的（明顯可見(jiàn)鈍邊加工痕跡）黑線。輪廓清晰，黑度從焊根的焊趾線向焊縫中心是逐漸減小，直至邊界消失?？亢父纬傻暮诰€，由錯(cuò)口邊蝕效應(yīng)所致。如圖38所示：,,,,第一篇過(guò)程裝備的檢測(cè),（五）射線防護(hù)1 射線防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于檢測(cè)人員每年允許接受的最大射線照射劑量為5雷姆。2 射線防護(hù)方法射線防護(hù)方法主要從控制輻射劑量著手，把輻射劑量控制在保證工作人員健康和安全的條件下的最低標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)。,,3、射線的防護(hù)（1） 屏蔽防護(hù)法屏蔽防護(hù)法是利用各種屏蔽物體吸收射線，以減少射線對(duì)人體的傷害，這是射線防護(hù)的主要方法。一般根據(jù)X射線、γ射線與屏蔽物的相互作用來(lái)選擇防護(hù)材料，屏蔽X射線和γ射線以密度大的物質(zhì)為好，如貧化鈾、鉛、鐵、重混凝土、鉛玻璃等都可以用作防護(hù)材料。但從經(jīng)濟(jì)、方便出發(fā)，也可采用普通材料，如混凝土、巖石、磚、土、水等。對(duì)于中子的屏蔽除能防護(hù)γ射線之外， 還以特別選取含氫元素多的物質(zhì)為宜。,（2）距離防護(hù)法距離防護(hù)在進(jìn)行野外或流動(dòng)性射線檢測(cè)時(shí)是非常經(jīng)濟(jì)有效的方法。這是因?yàn)樯渚€的劑量率與距離的平方成反比，增加距離可顯著地降低射線的劑量率。若離放射源的距離為R1處的劑量率為P1，在另一徑向距離為R2處的劑量率為P2，則它們的關(guān)系為：,（6-49）,顯然，增大R2可有效地降低劑量率P2，在無(wú)防護(hù)或護(hù)防層不夠時(shí)，這是一種特別有用的防護(hù)方法。,（3） 時(shí)間防護(hù)法時(shí)間防護(hù)是指讓工作人員盡可能的減少接觸射線的時(shí)間，以保證檢測(cè)人員在任一天都不超過(guò)國(guó)家規(guī)定的最大允許劑量當(dāng)量(17mrem)。人體接受的總劑量：D = Pt，其中，P為在人體上接受到的射線劑量率，t為接觸射線的時(shí)間。由此可見(jiàn)，縮短與射線接觸時(shí)間t亦可達(dá)到防護(hù)目的。如每周每人控制在最大容許劑量0.1rem以內(nèi)時(shí)，則應(yīng)有D≤0.1rem；如果人體在每透照一次時(shí)所接受到的射線劑量為時(shí)，則控制每周內(nèi)的透照次數(shù)N≤0.1，亦可以達(dá)到防護(hù)的目的。,杞人“憂天”,,第一篇過(guò)程裝備的檢測(cè),4.2 超聲波檢測(cè)(UT）及缺陷等級(jí)評(píng)定超聲檢測(cè)目前在國(guó)內(nèi)系指采用A型脈沖反射式超聲波探傷儀產(chǎn)生的超聲波，透射被檢物并接收反射回的脈沖信號(hào)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行等級(jí)分類(lèi)的全過(guò)程。,第一篇過(guò)程裝備的檢測(cè),（一）超聲波檢測(cè)的基礎(chǔ)知識(shí)1 超聲波及其特性超聲波即是頻率高于20000Hz的機(jī)械波(聲波的頻率范圍在20～20000Hz之間)。超聲波的特性如下：①具有良好的方向性。在超聲檢測(cè)中超聲波的頻率高、波長(zhǎng)短，在介質(zhì)傳播過(guò)程中方向性好，能較方便、容易地發(fā)現(xiàn)被檢物中是否存在缺陷。②具有相當(dāng)高的強(qiáng)度。超聲波的強(qiáng)度與其頻率的平方成正比，因此其強(qiáng)度相當(dāng)高。如1MHz的超聲波能量(強(qiáng)度)相當(dāng)于lkHz聲波強(qiáng)度的100萬(wàn)倍。,第一篇過(guò)程裝備的檢測(cè),③ 在兩種傳播介質(zhì)的界面上能產(chǎn)生反射、折射和波形轉(zhuǎn)換。目前國(guó)內(nèi)廣泛采用的脈沖反射式超聲檢測(cè)法就是利用了這一特點(diǎn)。④ 具有很強(qiáng)的穿透能力。超聲波可以在許多金屬或非金屬物質(zhì)中傳播，且傳播距離遠(yuǎn)、傳輸能量損失少、穿透力強(qiáng)，是目前無(wú)損檢測(cè)中穿透力最強(qiáng)的檢測(cè)方法，可穿透幾米厚的金屬材料。⑤對(duì)人體無(wú)傷害。,2 超聲波的種類(lèi)及應(yīng)用 超聲波的波型指的是介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向的關(guān)系。按波型可分為縱波、橫波、表面波和板波等。 （1） 縱波。介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向相同的波叫縱波，用L表示(見(jiàn)圖6-2)。介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)在交變拉壓應(yīng)力的作用下，質(zhì)點(diǎn)之間產(chǎn)生相應(yīng)的伸縮變形，從而形成了縱波?？v波傳播時(shí)，介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)疏密相間，所以縱波有時(shí)又稱為壓縮波或疏密波。傳播介質(zhì):固、液、氣體介質(zhì)應(yīng)用：鋼板、鍛件等 產(chǎn)生：直探頭,圖6-2 縱波,（2） 橫波。介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向垂直于波的傳播方向的波叫橫波，用S或T表示(見(jiàn)圖6-3)。橫波的形成是由于介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)受到交變切應(yīng)力作用時(shí)， 產(chǎn)生了切變形變，所以橫波又叫做切變波。液體和氣體介質(zhì)不能承受切應(yīng)力，只有固體介質(zhì)能夠承受切應(yīng)力，因而橫波只能在固體介質(zhì)中傳播，不能在液體和氣體介質(zhì)中傳播。 傳播介質(zhì):固體介質(zhì)應(yīng)用：焊縫、鋼管等的探傷 產(chǎn)生：斜探頭（3） 表面波（瑞利波）。當(dāng)超聲波在固體介質(zhì)中傳播時(shí)， 對(duì)于有限介質(zhì)而言，有一種沿介質(zhì)表面?zhèn)鞑サ牟幢砻娌?見(jiàn)圖6-4)。瑞利首先對(duì)這種波給予了理論上的說(shuō)明，因此表面波又稱為瑞利波， 常用R表示。,圖6-3 橫波,圖6-4 表面波,（4） 板波（蘭姆波）。在板厚和波長(zhǎng)相當(dāng)?shù)膹椥员“逯袀鞑サ某暡ń邪宀?或蘭姆波)。板波傳播時(shí)聲場(chǎng)遍及整個(gè)板的厚度。 薄板兩表面質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)為縱波和橫波的組合， 質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的軌跡為一橢圓，在薄板的中間也有超聲波傳播(見(jiàn)圖6-5)。板波按其傳播方式又可分為對(duì)稱型（S型）和非對(duì)稱型（A型）兩種，這是由質(zhì)點(diǎn)相對(duì)于板的中間層作對(duì)稱型還是非對(duì)稱型運(yùn)動(dòng)來(lái)決定的。,圖6-5 板波 (a) 對(duì)稱型； (b) 非對(duì)稱型,第一篇過(guò)程裝備的檢測(cè),⑵ 超聲波的的反射與折射當(dāng)超聲波從一個(gè)介質(zhì)傳播到另一個(gè)介質(zhì)時(shí)，一部分能量在界面上反射回原介質(zhì)內(nèi)，稱為反射波；另一部分能量透過(guò)界面在第二介質(zhì)內(nèi)傳播，稱為折射波。（這一點(diǎn)跟光的反折射原理一樣）a 反射率 即反射波聲壓Pr與入射波聲壓Po之比 ：,第一篇過(guò)程裝備的檢測(cè),當(dāng)垂直入射時(shí)，α=β=0o由計(jì)算公式可以看出，兩介質(zhì)聲阻抗相差越大，反射率就越大。例如鋼的聲阻抗就比空氣的聲阻抗大得多，因此在鋼中傳播的超聲波遇到裂紋等缺陷時(shí)，便從缺陷表面反射回來(lái)，而且反射率接近于100％，測(cè)定反射回來(lái)的超聲波，就可以判定缺陷的存在。這就是超聲波檢測(cè)的基本原理。,第一篇過(guò)程裝備的檢測(cè),b 透過(guò)率 即透過(guò)聲壓Pt與入射波聲壓Po之比,稱為透過(guò)率K。當(dāng)垂直入射時(shí)，α=β=0o,第一篇過(guò)程裝備的檢測(cè),從透過(guò)率公式可以看出，第二介質(zhì)的聲阻抗增大，則透過(guò)率也增大。實(shí)際意義：檢測(cè)時(shí)為了盡量使超聲波透入工件，必須在探頭與工件表面中間加機(jī)油、水等耦合劑，否則在探頭與工件表面之間存在有空氣，易產(chǎn)生全反射。不同介質(zhì)的聲阻抗 鋼的聲阻抗為4.53×106 g/cm2·S 空氣的聲阻抗為4.3 ×103g/cm2.S 水的聲阻抗為1.5 x 105 g/cm2.S ),第一篇過(guò)程裝備的檢測(cè),⑵ 應(yīng)用① 直探頭（縱波）的應(yīng)用當(dāng)超聲波垂直入射到平界面上時(shí)超聲波從直探頭的發(fā)射點(diǎn)a發(fā)射進(jìn)入工件中，超聲波傳播的距離為工件的高度（厚度）L，如果在探測(cè)區(qū)域發(fā)現(xiàn)缺陷，缺陷距離發(fā)射點(diǎn)a的距離x是和L成正比關(guān)系，從而和超聲波探傷儀顯示屏上的缺陷波和第一次反射底波各自距離始波的讀數(shù)Xx 、 Xl成對(duì)應(yīng)關(guān)系，即：x:L= Xx : Xl從而可以確定缺陷的位置。同時(shí)，根據(jù)反射回的波形形態(tài)、特點(diǎn)還可以判斷缺陷的性質(zhì)（如裂紋、夾層、夾渣等缺陷）。,直射聲束穿透法 (a) 無(wú)缺陷； (b) 有缺陷,第一篇過(guò)程裝備的檢測(cè),②斜探頭（橫波）的應(yīng)用在對(duì)焊縫檢測(cè)時(shí)，由于焊縫余高凹凸不規(guī)則,且高出鋼板表面,因此常選用斜探頭探傷。超聲波由斜探頭的入射點(diǎn)進(jìn)入鋼板，傳播到鋼板與空氣的界面時(shí)，產(chǎn)生全反射。由于上下鋼板表面是平行的，所以超聲波將在鋼板內(nèi)按W形路線傳播。在焊縫檢測(cè)時(shí)，一次波聲程常用于厚板焊縫檢測(cè)，但不易發(fā)現(xiàn)焊縫區(qū)上部（M區(qū)）的缺陷；二次波聲程常用于中厚板、薄板的焊縫檢測(cè)。（如下圖3-5a、b所示）,第一篇過(guò)程裝備的檢測(cè),（3）超聲波的衰減超聲波在介質(zhì)中傳播，隨著傳播距離的增加，其能量逐漸減弱的現(xiàn)象稱超聲波能量的衰減。 超聲波衰減的主要原因：a 聲束的擴(kuò)散衰減 不同的振源在介質(zhì)中產(chǎn)生的波形不同，聲波在介質(zhì)中傳播的狀況也不同。隨著傳播距離的增加，聲波將會(huì)擴(kuò)散，從而單位面積上超聲波能量和聲壓將會(huì)逐漸減少。在實(shí)際檢測(cè)中，隨著使用探頭形式、晶片的大小和頻率的不同，超聲波的擴(kuò)散衰減也是不同的。另外，超聲波傳播的距離增加，衰減增加，從而使檢測(cè)的靈敏度減低。,第一篇過(guò)程裝備的檢測(cè),b 超聲波的散射衰減 超聲波的散射主要來(lái)源于介質(zhì)內(nèi)部聲抗阻不同的界面（如晶粒的大下不同等），超聲波在這些阻抗不同的截面上產(chǎn)生散亂反射，從而使主聲束方向上的聲能減少而產(chǎn)生的衰減稱為散射衰減。在實(shí)際檢測(cè)中，鑄鐵材料晶粒粗大，而且是由不同成分、不同形態(tài)的石墨和鐵素體組成，界面復(fù)雜，散射衰減嚴(yán)重；奧氏體不銹鋼晶粒粗大，間隙較大，散射衰減同樣嚴(yán)重。因此，需要采用一些特殊檢測(cè)工藝方法。,第一篇過(guò)程裝備的檢測(cè),c 介質(zhì)吸收引起的衰減 聲波被介質(zhì)吸收主要是由介質(zhì)的黏滯性、熱傳導(dǎo)、彈性弛豫等因素引起的。在氣體介質(zhì)中超聲波衰減最嚴(yán)重，液體介質(zhì)次之，固體介質(zhì)中衰減最小。實(shí)際檢測(cè)中，超聲波是由探頭發(fā)射出來(lái)的，接觸的第一介質(zhì)是有機(jī)玻璃（探頭晶片），在進(jìn)入到鋼材料之前，如果接觸到空氣，就會(huì)發(fā)生全反射。因此，檢測(cè)時(shí)必須用耦合劑（一般為液體）以解決這個(gè)問(wèn)題。,第一篇過(guò)程裝備的檢測(cè),3 超聲波探傷儀、探頭、耦合劑、試塊 （1）超聲波探傷儀超聲檢測(cè)中的關(guān)鍵設(shè)備，它的功能是產(chǎn)生電振蕩并加在換能器－探頭上，使之產(chǎn)生超聲波，同時(shí)又將探頭接收的返回信號(hào)放大處理，以脈沖波、圖像顯示在熒光屏上，以便進(jìn)一步分析被檢對(duì)象的具體情況。按缺陷被顯示方式分為A、B、C三種型式。對(duì)金屬材料檢測(cè)基本上都用A型探傷儀。,A型顯示是一種波形顯示，屏幕的橫坐標(biāo)代表聲波的傳播時(shí)間（或距離），縱坐標(biāo)代表反射波的聲壓幅度。 可以認(rèn)為該方式顯示的是沿探頭發(fā)射聲束方向上一條線上的不同點(diǎn)的回波信息。圖6-17為A型顯示原理圖。圖中，T表示發(fā)射脈沖，F(xiàn)表示來(lái)自缺陷的回波，B表示底面回波。B型顯示顯示的是試件的一個(gè)二維截面圖，屏幕縱坐標(biāo)代表探頭在探測(cè)面上沿一直線移動(dòng)掃查的位置坐標(biāo)，橫坐標(biāo)是聲傳播的時(shí)間（或距離）。該方式可以直觀地顯示出被探工件任一縱截面上缺陷的分布及缺陷的深度等信息。,A型顯示原理圖,B型顯示原理圖,C型顯示顯示的是試件的一個(gè)平面投影圖，探頭在試件表面做二維掃查，屏幕的二維坐標(biāo)對(duì)應(yīng)探頭的掃查位置。探頭在每一位置接收的信號(hào)幅度以光點(diǎn)輝度表示。該方式可形象地顯示工件內(nèi)部缺陷的平面投影圖像，但不能顯示缺陷的深度。圖6-19為C型顯示原理圖。,C型顯示原理圖,超聲波檢測(cè)儀 (a)、 (b)、 (c) 數(shù)字式超聲檢測(cè)儀； (d) 探傷小車(chē),第一篇過(guò)程裝備的檢測(cè),（2）探頭探頭是與超聲波探傷儀配合產(chǎn)生超聲波和接收反射信號(hào)重要部件。也即是將電能轉(zhuǎn)換成超聲波能（機(jī)械能）和將超聲波能轉(zhuǎn)換為電能的一種換能器。分類(lèi)：按入射聲束方向分為：直探頭和斜探頭按波型分類(lèi)：縱波探頭、橫波探頭、板波和表面波探頭此外還有單探頭、雙探頭之分。,第一篇過(guò)程裝備的檢測(cè),（3）超聲波探傷儀和探頭的系統(tǒng)性能a 靈敏度余量：簡(jiǎn)單說(shuō)，就是系統(tǒng)能夠檢測(cè)最小缺陷的能力，以衰減值分貝dB表示，dB值越大，靈敏度越高。b 分辨力 即超聲檢測(cè)系統(tǒng)能夠把聲程不同的兩個(gè)相鄰缺陷在熒光屏上作為兩個(gè)回波區(qū)別出來(lái)的能力。 c 始脈沖寬度 即始波的寬度,第一篇過(guò)程裝備的檢測(cè),（4）耦合劑作用：既減少聲能的損失，又能提高探頭的使用壽命。常用的有：機(jī)油、漿糊、甘油和水等透聲性好的耦合劑 （5）試塊定義： 為了校驗(yàn)探傷儀、探頭等設(shè)備的綜合系統(tǒng)性能，統(tǒng)一檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)而專(zhuān)門(mén)制造出的不同形狀、不同用途的人工反射體。國(guó)際焊接學(xué)會(huì)規(guī)定的試塊叫標(biāo)準(zhǔn)試塊。,第一篇過(guò)程裝備的檢測(cè),分類(lèi)：一般分為校驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)試塊和對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)試塊 a 校驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)試塊：主要用于校驗(yàn)探傷儀、探頭的綜合性能，如確定探傷靈敏度等工藝參數(shù)。b 對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)試塊：主要用于調(diào)整檢測(cè)范圍，確定探傷時(shí)的靈敏度，評(píng)估被檢驗(yàn)缺陷的大小，以便對(duì)缺陷進(jìn)行分級(jí)，作出最后判定。,第一篇過(guò)程裝備的檢測(cè),（二）超聲波檢測(cè)缺陷超聲波對(duì)缺陷檢測(cè)主要包括：對(duì)缺陷位置的確定（定位），對(duì)缺陷尺寸和數(shù)量的確定（定量）和對(duì)缺陷性質(zhì)如裂紋、氣孔、夾渣的分析、判別（定性評(píng)估）。對(duì)于A型探傷儀，主要是根據(jù)脈沖反射波的位置、幅值、形狀等來(lái)判定。1 檢測(cè)前的準(zhǔn)備首先根據(jù)被檢工件選擇好探頭的型式和檢測(cè)方法，并且要做好調(diào)解檢測(cè)儀器的掃描速度和靈敏度等準(zhǔn)備工作。,2 缺陷的檢測(cè)（1）缺陷的定位（略）（2）缺陷的定量 常用的定量方法：a 當(dāng)量法可分為當(dāng)量試塊比較法、當(dāng)量計(jì)算法和當(dāng)量AVG曲線法。這些方法確定的缺陷尺寸是缺陷的當(dāng)量尺寸。,第一篇過(guò)程裝備的檢測(cè),① 當(dāng)量試塊比較法 即將缺陷的回波與試塊上事先加工出的一系列不同聲程、不同尺寸大小的人工缺陷回波進(jìn)行比較，當(dāng)同聲程處（或相近聲程處）的兩處回波高度相同時(shí)，則可以認(rèn)為被檢自然缺陷與該比較的人工缺陷是相當(dāng)?shù)模礊楫?dāng)量缺陷）當(dāng)量法確定的當(dāng)量缺陷尺寸總是小于或等于真實(shí)缺陷尺寸。,第一篇過(guò)程裝備的檢測(cè),b 測(cè)長(zhǎng)法 測(cè)長(zhǎng)法包括6dB法（半波高法）、端點(diǎn) 6dB法（端點(diǎn)半波高法）、 絕對(duì)靈敏度測(cè)長(zhǎng)法。① 6dB法（半波高法）：當(dāng)發(fā)現(xiàn)缺陷時(shí)，使反射回的缺陷波達(dá)到最大值（不要達(dá)到飽和值），然后移動(dòng)探頭（理想方向是缺陷延伸方向），當(dāng)反射回的缺陷波高降至原來(lái)的一半時(shí)，此時(shí)探頭位置即是缺陷的端點(diǎn)，探頭移動(dòng)的距離即為被檢缺陷的指示長(zhǎng)度。,第一篇過(guò)程裝備的檢測(cè),c 底波高度法 即通過(guò)測(cè)試缺陷回波高與底波高比值的不同，來(lái)衡量缺陷的相對(duì)尺寸。表示方式有兩種：F/B F/BG F/B法：一定靈敏度條件下，通過(guò)測(cè)試缺陷回波高與缺陷處底波高比值的不同來(lái)衡量缺陷的相對(duì)大小。 F/BG法：一定靈敏度條件下，通過(guò)測(cè)試缺陷回波高與無(wú)缺陷處底波高比值的不同來(lái)衡量缺陷的相對(duì)大小,第一篇過(guò)程裝備的檢測(cè),（3）缺陷的定性分析如果缺陷的位置、數(shù)量、尺寸相同而性質(zhì)不同，其影響也是不同的，尤其裂紋是最為危險(xiǎn)的。因此重要部位如焊接接頭，在評(píng)級(jí)時(shí)，不僅要準(zhǔn)確地確定缺陷的位置、尺寸、數(shù)量等，而且要辨別缺陷的性質(zhì)。缺陷的定性分析要結(jié)合課本P49頁(yè)表3－11的幾方面內(nèi)容來(lái)進(jìn)一步的判別。,第一篇過(guò)程裝備的檢測(cè),例如對(duì)裂紋缺陷，在焊縫中的位置常出現(xiàn)在焊縫區(qū)或者熱影響區(qū)，形狀為長(zhǎng)條狀，沿焊縫縱向或橫向。在熒光屏上常常出現(xiàn)鋸齒較多的波形等特征。如氣孔缺陷，出現(xiàn)位置在焊縫區(qū)或者鑄造材料中，不會(huì)出現(xiàn)在鍛件中，形態(tài)為球狀或針狀，單個(gè)、密集或者鏈狀，反射波形單純等特征。,第一篇過(guò)程裝備的檢測(cè),（三）超聲檢測(cè)焊接接頭的缺陷等級(jí)評(píng)定 1 超聲檢測(cè)焊接接頭的等級(jí)選擇焊接接頭超聲檢測(cè)分為A、B、C三個(gè)等級(jí)，檢驗(yàn)的完善程度A級(jí)最低，B級(jí)一般，C級(jí)最高。一般來(lái)說(shuō)，A級(jí)適用于普通結(jié)構(gòu)， B級(jí)適用于壓力容器與相應(yīng)管道， C級(jí)適用于核容器等級(jí)重要結(jié)構(gòu)。 2 缺陷檢測(cè)結(jié)果的分級(jí)焊縫的超聲檢測(cè)結(jié)果分為四級(jí)（GB11345-89）全部（100％）探傷要求檢測(cè)級(jí)別達(dá)到Ⅰ級(jí)，局部（20％）探傷要求檢測(cè)級(jí)別達(dá)到Ⅱ級(jí)。,第一篇過(guò)程裝備的檢測(cè),4.3 表面檢測(cè)及缺陷等級(jí)評(píng)定表面檢測(cè)是對(duì)材料、零部件、焊接接頭的表面或近表面缺陷進(jìn)行檢測(cè)和評(píng)定缺陷等級(jí)。常規(guī)方法有磁粉檢測(cè)、滲透檢測(cè)和管材渦流檢測(cè)等。,第一篇過(guò)程裝備的檢測(cè),（一）磁粉檢測(cè)1 檢測(cè)原理當(dāng)一被磁化的工件表面和內(nèi)部存在缺陷時(shí)，缺陷的導(dǎo)磁率遠(yuǎn)小于工件材料，磁阻大，阻礙磁力線順利通過(guò)，造成磁力線彎曲。如果工件表面、近表面存在缺陷(沒(méi)有裸露出表面也可以)，則磁力線在缺陷處會(huì)逸出表面進(jìn)入空氣中，形成漏磁場(chǎng)。(參見(jiàn)圖4-l的S—N磁場(chǎng))此時(shí)若在工件表面撒上導(dǎo)磁率很高的磁性鐵粉，在漏磁場(chǎng)處就會(huì)有磁粉被吸附，聚集形成磁痕，通過(guò)對(duì)磁痕的分析即可評(píng)價(jià)缺陷。,第一篇過(guò)程裝備的檢測(cè),,第一篇過(guò)程裝備的檢測(cè),2 磁粉檢測(cè)的特點(diǎn)①適用于能被磁化的材料(如鐵、鈷、鎳及其合金等)，不能用于非磁性材料(如銅、鋁、鉻等)。②適用于材料和工件的表面和近表面的缺陷，該缺陷可以是裸露于表面，也可以是未裸露于表面。不能檢測(cè)較深處的缺陷(內(nèi)部缺陷)。③能直觀地顯示出缺陷的形狀、尺寸、位置，進(jìn)而能做出缺陷的定性分析。,第一篇過(guò)程裝備的檢測(cè),④檢測(cè)靈敏度較高，能發(fā)現(xiàn)寬度僅為0.1μm的表面裂紋。⑤可以檢測(cè)形狀復(fù)雜、大小不同的工件。⑥檢測(cè)工藝簡(jiǎn)單，效率高、成本低。3 磁化方法及特點(diǎn)常用方法有線圈法、磁軛法、軸向通電法、中心導(dǎo)體法、觸頭法、平行電纜法和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)法。具體見(jiàn)P55表4－1,,第一篇過(guò)程裝備的檢測(cè),5 磁化規(guī)范的確定包括選擇合理的靈敏度試片和不同的磁化方法的磁化電流。（1）靈敏度試片 分為A B C三種，A、C兩種用于被檢工件表面有效磁場(chǎng)的強(qiáng)度和方向、有效檢測(cè)區(qū)以及磁化方法是否正確的測(cè)定。使用時(shí)，應(yīng)將試片無(wú)人工缺陷的面朝外，平整粘貼在被檢工件上，磁化電流應(yīng)使試片上顯示清晰的磁痕。（2）磁化方法不同，磁化電流的大小也不同。,6、磁粉檢測(cè)過(guò)程主要有以下幾個(gè)步驟。 1） 表面預(yù)處理被檢工件的表面狀態(tài)對(duì)磁粉檢測(cè)的靈敏度有很大的影響。 例如，光滑的表面有助于磁粉的遷移，而銹蝕或油污的表面則相反。為了能獲得滿意的檢測(cè)靈敏度，檢測(cè)前應(yīng)對(duì)被檢表面做預(yù)處理：干燥、除銹以及涂保護(hù)層。,2） 施加磁粉的方法（1） 干法。用干燥磁粉進(jìn)行磁粉檢測(cè)的方法稱為干法。 干法常與電磁軛或電極觸頭配合，廣泛用于大型鑄、鍛件毛坯及大型結(jié)構(gòu)件焊縫的局部磁粉檢測(cè)。 用干法檢測(cè)時(shí)，磁粉與被檢工件表面先要充分干燥，然后用噴粉器或其他工具將呈霧狀的干燥磁粉施于被檢工件表面，形成薄而均勻的磁粉覆蓋層， 同時(shí)用干燥的壓縮空氣吹去局部堆積的多余磁粉。 （2） 濕法。磁粉(粒度范圍以1～10 μm為宜)懸浮在油、 水或其他載體中進(jìn)行磁粉檢測(cè)的方法稱為濕法。與干法相比較， 濕法具有更高的檢測(cè)靈敏度，特別適合于檢測(cè)如疲勞裂紋一類(lèi)的細(xì)微缺陷。濕法檢測(cè)時(shí)，要用澆、浸或噴的方法將磁懸浮液施加到被檢表面上。,3） 檢測(cè)方法（1） 連續(xù)法。 在有外加磁場(chǎng)作用的同時(shí)向被檢表面施加磁粉或磁懸液的檢測(cè)方法稱為連續(xù)法。觀察磁痕既可在外加磁場(chǎng)的作用時(shí)進(jìn)行， 也可在撤去外加磁場(chǎng)以后進(jìn)行。低碳鋼及所有退火狀態(tài)或經(jīng)過(guò)熱變形的鋼材均采用連續(xù)法，一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大型構(gòu)件也宜采用連續(xù)法檢測(cè)。連續(xù)法檢測(cè)的操作程序如圖6-94所示。,圖6-94 連續(xù)法檢測(cè)的操作程序,(2) 剩磁法。利用磁化過(guò)后被檢工件上的剩磁進(jìn)行磁粉檢測(cè)的方法稱為剩磁法。在經(jīng)過(guò)熱處理的高碳鋼或合金鋼中， 凡剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度在0.8 T以上，矯頑力在800 A／m以上的材料均可用剩磁法檢測(cè)。 剩磁法的檢測(cè)操作程序如圖6-95所示。,圖6-95 剩磁法檢測(cè)的操作程序,4） 磁痕分析與記錄(1) 磁痕觀察。磁粉在被檢表面上聚集形成的圖像稱為磁痕。觀察磁痕應(yīng)使用2～10倍的放大鏡。 觀察非熒光磁粉(用黑色的Fe3O4或褐色的γ- Fe2O3及工業(yè)純鐵粉為原料直接制成的磁粉，有淺灰、黑、紅、白或黃幾種顏色)的磁痕時(shí)， 要求被檢表面上的白光照度達(dá)到1500 lx以上； 觀察熒光磁粉(在上述鐵粉外面再涂覆上一層熒光染料制成的磁粉)的磁痕時(shí)， 要求被檢表面上的紫外線(黑光)照度不低于970 lx，同時(shí)白光照度不大于10 lx。,（2） 磁痕分析。在實(shí)際的磁粉檢測(cè)中，磁痕的成因是多種多樣的。觀察磁痕時(shí)，應(yīng)特別注意區(qū)別假磁痕顯示、 無(wú)關(guān)顯示和相關(guān)顯示(即缺陷磁痕)。在通常情況下，正確識(shí)別磁痕需要豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)還要了解被檢工件的制造工藝。 如不能判斷出現(xiàn)的磁痕是否為相關(guān)顯示時(shí)，應(yīng)進(jìn)行復(fù)驗(yàn)。 磁粉檢測(cè)中常見(jiàn)的相關(guān)磁痕主要有：發(fā)紋、非金屬夾雜物、分層、 材料裂紋、 鍛造裂紋、 折疊、 焊接裂紋、 氣孔、 淬火裂紋和疲勞裂紋等。,5） 退磁在大多數(shù)情況下，被檢工件上帶有剩磁是有害的，故須退磁。 所謂退磁就是將被檢工件內(nèi)的剩磁減小到不妨礙使用的程度。常用的退磁方法有交流退磁法和直流退磁法。6） 后處理磁粉檢測(cè)以后，應(yīng)清理掉表面上殘留的磁粉或磁懸液。 油磁懸液可用汽油等溶劑清理；水磁懸液應(yīng)先用水進(jìn)行清洗， 然后干燥。如有必要，可在備檢表面上涂敷防護(hù)油。干粉可以直接用壓縮空氣清除。,第一篇過(guò)程裝備的檢測(cè),7 磁痕評(píng)定和缺陷等級(jí)評(píng)定(1)磁痕的評(píng)定與記錄①除能確認(rèn)磁痕是由于工件材料局部磁性不均或操作不當(dāng)造成的之外．其他一切磁 痕顯示均作為缺陷磁痕處理。②長(zhǎng)度與寬度之比大于3的缺陷磁痕，按線性缺陷處理；長(zhǎng)度與寬度之比≤3的缺陷 磁痕，按圓形缺陷處理。③缺陷磁痕長(zhǎng)軸方向與工件軸線或母線的夾角≥30°時(shí)，作為橫向缺陷處理。其他按 縱向缺陷處理。④兩條或兩條以上缺陷磁痕在同一直線上且間距≤2mm時(shí)，按一條缺陷處理，其長(zhǎng)度為兩條缺陷之和加間距。,第一篇過(guò)程裝備的檢測(cè),⑤長(zhǎng)度0.5mm的缺陷磁痕不計(jì)。⑥所有磁痕的尺寸、數(shù)量和產(chǎn)生部位均應(yīng)記錄，并圖示。⑦磁痕的永久性記錄可采用膠帶法，照相法以及其他適當(dāng)?shù)姆椒?。⑧非熒光磁粉檢測(cè)時(shí)，磁痕的評(píng)定應(yīng)在可見(jiàn)光下進(jìn)行，工件被檢面處可見(jiàn)光照應(yīng)不小于500lx。熒光磁粉檢測(cè)時(shí)，磁痕的評(píng)定應(yīng)在暗室內(nèi)進(jìn)行（需要紫外光源），暗室內(nèi)可見(jiàn)光照度不大于20lx，工件被檢面處的紫外線強(qiáng)度不小于1000μW／cm2。⑨當(dāng)辨認(rèn)細(xì)小缺陷磁痕時(shí)，應(yīng)用2~10倍放大鏡進(jìn)行觀察。,第一篇過(guò)程裝備的檢測(cè),（2）缺陷的等級(jí)評(píng)定 ①下列缺陷不允許存在：a 任何裂紋和白點(diǎn)； b 任何橫向缺陷顯示；c 焊縫及緊固件上任何長(zhǎng)度大于1.5mm的線性缺陷顯示；d 鍛件上任何長(zhǎng)度大于2mm的線性缺陷顯示；e 單個(gè)尺寸大于等于4mm的圓形缺陷顯示。,第一篇過(guò)程裝備的檢測(cè),②缺陷顯示累積長(zhǎng)度的等級(jí)評(píng)定按表4-4進(jìn)行。表4-4 缺陷顯示累計(jì)長(zhǎng)度的等級(jí)評(píng)定,第一篇過(guò)程裝備的檢測(cè),（2）滲透檢測(cè)滲透檢測(cè)是利用液體的毛細(xì)現(xiàn)象檢測(cè)非松孔性固體材料表面開(kāi)口缺陷的一種無(wú)損檢測(cè)方法。在裝備制造、安裝、在役和維修過(guò)程中，滲透檢測(cè)是檢驗(yàn)焊接坡口、焊接接頭等是否存在開(kāi)口缺陷的有效方法之一。,第一篇過(guò)程裝備的檢測(cè),1 基本原理和特點(diǎn)(1)滲透檢測(cè)的基本原理當(dāng)被檢工件表面存在有細(xì)微的肉眼難以觀察到的裸露開(kāi)口缺陷時(shí)，將含有有色染料或者熒光物質(zhì)的滲透劑，用浸、噴或刷涂方法涂覆在被檢工件表面，保持一段時(shí)間后，滲透劑在存在缺陷處的毛細(xì)作用下滲入表面開(kāi)口缺陷的內(nèi)部，然后用清洗劑除去表面上滯留的 多余滲透劑，再用浸、噴或刷涂方法在工件表面上涂覆薄薄一層顯像劑。,第一篇過(guò)程裝備的檢測(cè),經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，滲入缺陷內(nèi)部的滲透劑又將在毛細(xì)作用下被吸附到工件表面上來(lái)，若滲透劑與顯像劑顏色反差明顯(如前者多為紅色。后者多為白色)或者滲透劑中配制有熒光材料，則在白光下或者在黑光燈下，很容易觀察到放大的缺陷顯示。,第一篇過(guò)程裝備的檢測(cè),(2)滲透檢測(cè)的特點(diǎn)①適用材料廣泛，可以檢測(cè)黑色金屬、有色金屬，鍛件、鑄件、焊接件等，還可以檢測(cè)非金屬材料如橡膠、石墨、塑料、陶瓷、玻璃等的制品。②是檢測(cè)各種工件裸露出表面開(kāi)口缺陷的有效無(wú)損檢測(cè)方法，靈敏度高，但未裸露的內(nèi)部深處缺陷不能檢測(cè)。,第一篇過(guò)程裝備的檢測(cè),③設(shè)備簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)單，尤其對(duì)大面積的表面缺陷檢測(cè)效率高，周期短。④所使用的滲透檢測(cè)劑（滲透劑、顯影劑、清洗劑）有刺激性氣味，應(yīng)注意通風(fēng)。⑤ 若被檢表面受到嚴(yán)重污染，缺陷開(kāi)口被堵塞且無(wú)法徹底清除時(shí)，滲透檢測(cè)靈敏度將顯著下降。,第一篇過(guò)程裝備的檢測(cè),2 方法 主要兩種方法：著色滲透檢測(cè)和熒光滲透檢測(cè)。 3 對(duì)比試塊： 應(yīng)用對(duì)比試塊（靈敏度試塊） 上顯示的人工裂紋，對(duì)探傷 液性能和操作方式進(jìn)行鑒別。,第一篇過(guò)程裝備的檢測(cè),4 操作工藝 滲透檢測(cè)的操作程序如下：一般分為七個(gè)基本步驟： 前處理、滲透、清洗、干燥、顯像、觀察及后處理。,,,（1） 前處理。為得到良好的檢測(cè)效果，首要條件是使?jié)B透液充分浸入缺陷內(nèi)。預(yù)先消除可能阻礙滲透、影響缺陷顯示的各種原因的操作稱為前處理。它是影響缺陷檢出靈敏度的重要基本操作。輕度的污物及油脂附著等可用溶劑洗凈液清除。如果涂料、氧化皮等全部覆蓋了檢測(cè)部位的表面， 則滲透液將不能滲入缺陷。 材料或工件表面洗凈后必須進(jìn)行干燥，除去缺陷內(nèi)殘存的洗凈液和水等，否則將阻礙滲透或者使?jié)B透液劣化。,（2） 滲透。滲透就是使?jié)B透液吸入缺陷內(nèi)部的操作。 為達(dá)到充分滲透，必須在滲透過(guò)程中一直使?jié)B透液充分覆蓋受檢表面。實(shí)際工作中，應(yīng)根據(jù)零件的數(shù)量、大小、形狀以及滲透液的種類(lèi)來(lái)選擇具體的覆蓋方法。一般情況下，滲透劑的使用溫度為15～40℃。根據(jù)零件的不同要求發(fā)現(xiàn)的缺陷種類(lèi)不同、表面狀態(tài)的不同和滲透劑的種類(lèi)不同選擇不同的滲透時(shí)間，一般滲透時(shí)間為5～20 min。 滲透時(shí)間包括浸涂時(shí)間和滴落時(shí)間。 對(duì)于有些零件在滲透的同時(shí)可以加載荷，使細(xì)小的裂縫張開(kāi)，有利于滲透劑的滲入，以便檢測(cè)到細(xì)微的裂紋。,（3） 清洗。在涂敷滲透劑并保持適當(dāng)?shù)臅r(shí)間之后，應(yīng)從零件表面去除多余的滲透劑，但又不能將已滲入缺陷中的滲透劑清洗出來(lái)，以保證取得最高的檢驗(yàn)靈敏度。 水洗型滲透劑可用水直接去除，水洗的方法有攪拌水浸洗、噴槍水沖洗和多噴頭集中噴洗幾種，應(yīng)注意控制水洗的溫度、時(shí)間和壓力大小。后乳化型滲透劑在乳化后，用水去除， 要注意乳化的時(shí)間要適當(dāng)，時(shí)間太長(zhǎng)，細(xì)小缺陷內(nèi)部的滲透劑易被乳化而清洗掉；時(shí)間太短，零件表面的滲透劑乳化不良，表面清洗不干凈。溶劑去除型滲透劑使用溶劑擦除即可。,（4） 干燥。干燥的目的是去除零件表面的水分。溶劑型滲透劑的去除不必進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的干燥過(guò)程。用水洗的零件， 若采用干粉顯示或非水濕型顯像工藝，在顯像前必須進(jìn)行干燥；若采用含水濕型顯像劑，水洗后可直接顯像，然后進(jìn)行干燥處理。干燥的方法有：用干凈的布擦干、用壓縮空氣吹干、用熱風(fēng)吹干、熱空氣循環(huán)烘干等。 干燥的溫度不能太高，以防止將缺陷中的滲透劑也同時(shí)烘干，致使在顯像時(shí)滲透劑不能被吸附到零件表面上，并且應(yīng)盡量縮短干燥時(shí)間。在干燥過(guò)程中，如果操作者手上有油污，或零件筐和吊具上有殘存的滲透劑等，會(huì)對(duì)零件表面造成污染而產(chǎn)生虛假的缺陷顯示。凡此種種情況實(shí)際操作過(guò)程中都應(yīng)予以避免。,（5） 顯像。顯像就是用顯像劑將零件表面缺陷內(nèi)的滲透劑吸附至零件表面，形成清晰可見(jiàn)的缺陷圖像。根據(jù)顯像劑的不同，顯像方式可分為干式、水型和非水型。零件表面涂敷的顯像劑要施加均勻，且一次涂敷完畢，一個(gè)部位不允許反復(fù)涂敷。 （6） 觀察。在著色檢驗(yàn)時(shí)，顯像后的零件可在自然光或白光下觀察，不需要特別的觀察裝置。在熒光檢驗(yàn)時(shí)，則應(yīng)將顯像后的零件放在暗室內(nèi)，在紫外線的照射下進(jìn)行觀察。對(duì)于某些虛假顯示，可用干凈的布或棉球沾少許酒精擦拭顯示部位； 擦拭后顯示部位仍能顯示的為真實(shí)缺陷顯示，不能再現(xiàn)的為虛假顯示。檢驗(yàn)時(shí)可根據(jù)缺陷中滲出滲透劑的多少來(lái)粗略估計(jì)缺陷的深度。,（7） 后處理。滲透檢測(cè)后應(yīng)及時(shí)將零件表面的殘留滲透劑和顯像劑清洗干凈。對(duì)于多數(shù)顯像劑和滲透液殘留物， 采用壓縮空氣吹拂或水洗的方法即可去除；對(duì)于那些需要重復(fù)進(jìn)行滲透檢測(cè)的零件、使用環(huán)境特殊的零件，應(yīng)當(dāng)用溶劑進(jìn)行徹底清洗。,第一篇過(guò)程裝備的檢測(cè),5 缺陷顯示痕跡分類(lèi)和缺陷等級(jí)評(píng)定 （1）缺陷顯示痕跡分類(lèi)①線性缺陷 長(zhǎng)度與寬度之比大于3的缺陷顯示跡痕；②圓形缺陷 長(zhǎng)度與寬度之比≤3的缺陷顯示跡痕；③橫向缺陷 缺陷顯示跡痕長(zhǎng)軸方向與工件軸線或母線的夾角≥30°時(shí)。,第一篇過(guò)程裝備的檢測(cè),④縱向缺陷 除按橫向缺陷處理外的其它缺陷，按 縱向缺陷處理。⑤ 在判別真?zhèn)稳毕蒇E痕時(shí)，除確認(rèn)顯示跡痕是由外界因素或操作不當(dāng)造成的之外，其他任何大于等于0.5mm的顯示跡痕均應(yīng)作為真實(shí)缺陷顯示跡痕處理。⑥ 當(dāng)兩條或兩條以上缺陷顯示跡痕在同一直線上間距小于等于2mm時(shí)，按—條缺陷處理，其長(zhǎng)度為顯示跡痕長(zhǎng)度之和加間距。,第一篇過(guò)程裝備的檢測(cè),(2)缺陷等級(jí)評(píng)定缺陷顯示累積長(zhǎng)度的等級(jí)評(píng)定見(jiàn)表4-4。同時(shí)，在缺陷顯示跡痕等級(jí)評(píng)定的過(guò)程中，不允許存在以下缺陷：任何裂紋和白點(diǎn)； 任何橫向缺陷顯示；焊縫及緊固件上任何長(zhǎng)度大于1.5mm的線性缺陷顯示；鍛件上任何長(zhǎng)度大于2mm的線性缺陷顯示；單個(gè)尺寸大于或等于4mm的圓形缺陷顯示。對(duì)于容器所作的磁粉和滲透檢測(cè)，Ⅰ級(jí)為合格。,思考題,1、在超聲波檢測(cè)中，影響超聲波能量衰減的主要原因有哪些方面，衰減對(duì)檢測(cè)有哪些影響，實(shí)際檢測(cè)時(shí)常采用什么措施？ 2、利用超聲波對(duì)缺陷的檢測(cè)主要包括哪些內(nèi)容？ 3、磁粉檢測(cè)的原理與特點(diǎn)。 4、滲透檢測(cè)的原理和特點(diǎn)。,