现代无损检测基础知识

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1、现代无损检测基础现代无损检测基础 n无损检测可发现缺陷的类型u缺陷的分类 按加工阶段分 原材料缺陷：如裂纹、夹杂物等 制造过程缺陷：又称工艺缺陷，如裂纹、夹渣、气孔、未焊透等 使用过程中缺陷：如裂纹、减薄、氢损伤（氢鼓泡、氢致裂纹）、腐蚀等 n按检测对象分：u各种检测方法易检出的缺陷 MT：表面、近表面裂纹、剖口分层、夹杂物等 PT ：表面开口性裂纹、针孔等 ET：表面和近表面裂纹、夹杂物等 RT：体积状缺陷和与射线入射方向一致（平行）的面型缺陷 UT：垂直于声束的平面状缺陷（裂纹、未熔合、未焊透）及大的体积状缺陷 AE：检测在负载状态下裂纹等缺陷的张口位移（发展）情况超声检测 Ultraso

2、nic Testing（缩写 UT）； 射线检测 Radiographic Testing（缩写 RT）； 磁粉检测 Magnetic particle Testing（缩写 MT）； 渗透检测 Penetrant Testing （缩写 PT）； 涡流检测 Eddy Current Testing （缩写 ET）； 声发射Acoustic Emission(缩写AE ) 射线检测是利用射线探测零件内部缺陷的无损探伤方法、利用X射线、射线和中子射线易于穿透物体和穿透物体后的衰减程度不同，使胶片感光程度的不同来探测物体内部的缺陷，对缺陷的种类、大小、位置等进行判断。射线检测主要适用于体积型缺陷，

3、如气孔等的检测；在特定的条件下，也可检测裂纹、未焊透、未熔合等缺陷。工业应用的射线检测技术有三种：X射线检测，r射线检测、中子射线检测。n射线的特性 X射线和射线均为电磁波，波长范围均在0.001lnm之间，比可见光的波长短、频率高、穿透力强。具有以下特性: 不可见，以直线传播; 不带电荷，不受电场和磁场的影响; 能穿透物体并被物质吸收而使自身强度衰减; 能产生光化学作用，使胶片感光; 能使物质电离，使某些物质产生荧光; 能产生生物效应，对生命细胞有杀伤作用n射线检测基本原理射线照相法探伤是利用物质在密度不同、厚度不同时对射线的吸收程度不同(即使射线的衰减程度不同),就会使零件下面的底片感光不

4、同的原理，实现对材料或零件内部质量的照相探伤。当射线穿过密度大的物质，如金属或非金属材料时,射线被吸收得多，自身衰减的程度大,使底片感光轻;当射线穿过密度小的缺陷(空气)时。则被吸收得少,衰减小，底片感光重。这样就获得反映零件内部质量的射线底片。图7.2-5 x射线照相原理射线特性1、通过物体会衰减2、能使胶片感光工业工业CT 工业CT是工业用计算机断层成像技术的简称，它能在对检测物体无损伤条件下，以二维断层图像或三维立体图像的形式，清晰、准确、直观地展示被检测物体内部的结构、组成、材质及缺损状况，被誉为当今最佳无损检测技术。工业CT技术涉及了核物理学、微电子学、光电子技术、仪器仪表、精密机械

5、与控制、计算机图像处理与模式识别等多学科领域，是一个技术密集型的高科技产品。 工业CT广泛应用在汽车、材料、航天、航空、军工、国防等产业领域，为检测航天运载火箭及飞船航空发动机、大型武器的检测、地质结构的分析以及机械产品质量的重要检测手段。n超声波在介质中的传播方式随振源在介质上施力方向与声波传播方向不同分为纵波、横波和表面波。较低频率用于检测粗晶材料和衰减较大的材料较高频率用于检测细晶材料和要求高灵敏度处。超声波具有频率高、波长短、传播能量大、穿透力强、指向性好的特点。超声波在均匀介质中沿直线传播，遇到界面时发生反射和折射.并且可以在任何弹性介质(固体、液体和气体)中传播。在工业超声波探伤中

6、传播介质主要是固体，液体作为藕合剂以减少声能损失。超声波检测实际上就是利用超声波通过两种介质的界面时发生反射和折射的特性来探测零件内部的缺陷。超声波检测方法按波的传播方式分为脉冲反射法和透射法。脉冲反射波法是利用脉冲发生器发出的电脉冲激励探头晶体产生超声脉冲波。超声波以一定的速度向零件内部传播。遇到缺陷的波发生反射，得到缺陷波,其余的波则继续传播至零件底面后发生反射，得到底波。探头接收发射波、缺陷波和底波，放大后显示在荧光屏上。三种调节方法:深度、距离、声程A型显示是一种波形显示，探伤仪的屏幕的横坐标代表声波的传播距离，纵坐标代表反射波的幅度。由反射波的位置可以确定缺陷位置，由反射波的幅度可以

7、估算缺陷大小。 B型显示是一种图象显示，屏幕的横坐标代表探头的扫查轨迹，纵坐标代表声波的传播距离，因而可直观地显示出被探工件任一纵截面上缺陷的分布及缺陷的深度。C型显示也是一种图象显示，屏幕的横坐标和纵坐标都代表探头在工件表面的位置，探头接收信号幅度以光点辉度表示，因而当探头在工件表面移动时，屏上显示出被探工件内部缺陷的平面图象，但不能显示缺陷的深度。超声相控阵技术3 磁粉探伤磁粉探伤n利用磁源对被检工件进行局部磁化，若被测工件表面光滑内部没有缺陷,磁通将全部通过被测工件。若材料表面或近表面存在缺陷时,会导致缺陷处及其附近区域磁导率降低，磁阻增加,从而使缺陷附近的磁场发生畸变，如图1所示,它们

8、可能分为三部分,即大部分磁通在工件内部绕过缺陷。少部分磁通穿过缺陷。 还有部分磁通离开工件的上、下表面经空气绕过缺陷。 磁粉堆集现象又称磁粉痕迹或叫磁痕。 磁粉探伤磁粉探伤n磁粉探伤和漏磁检测n铁磁性材料和工件被磁化后，由于不连续性的存在，使工件表面和近表面的磁力线发生局部畸而产生漏磁场，吸附施加在工件表面的磁粉，形成在合适光照下目视可见的磁痕，从而显示不连续的位置、形状和大小。n所谓漏磁检测是指：铁磁材料被磁化后，其表面和近表面缺陷在材料表面形成漏磁场，通过传感器检测漏磁场来发现缺陷的无损检测技术。n磁粉检测技术也是一种漏磁检测，但习惯上人们把用传感器测量漏磁通的检测方法称为漏磁检测，而把用

9、磁粉检测漏磁通的方法称为磁粉检测，且将它们并列为两种检测方法 磁粉探伤磁粉探伤n磁粉探伤适用范围n铁磁性材料表面和近表面尺寸很小，间隙极窄，目视难以看出的不连续性（长0.1mm,宽为微米级的裂纹）；n未加工的原材料、加工的半成品、成品工件及在役或使用过的零部件进行探伤，还能对板材、型材、管材、棒材、焊接件、铸件及锻件进行探伤；n可以发现裂纹、夹杂、发纹、白点、折叠、冷隔和疏松等缺陷。磁粉探伤磁粉探伤n磁粉探伤的基本步骤n预处理；n磁化工件；n施加磁悬液；n观察和评定磁痕显示；n退磁；n后处理；磁粉探伤的优点磁粉探伤的优点n可检测出铁磁性材料表面和近表面的缺陷；n能直观地显示出缺陷的位置、形状、

10、大小和严重程度；n具有很高的检测灵敏度，可检测微米级宽度的缺陷；n单个工件检验速度快，工艺简单，成本低，污染轻；n结合使用各种磁化方法，几乎不受工件大小和几何形状的影响；n检测缺陷的重复性好；n可检验受腐蚀的表面。磁粉探伤的局限性磁粉探伤的局限性n只能检测铁磁性材料；n只能检测表面或近表面缺陷；n点状缺陷和与工件表面夹角小于20度的层不易发现；n受几何形状影响，易产生非相关显示；n有通电法和触头法，易烧伤工件；n表面打磨；磁力线用途磁力线用途n假想的，用于形象地描述磁场的大小、方向和分布情况。可用磁力线的疏密程度反映磁场的大小，在磁力线密的地方磁场大，在磁力线稀的地方磁场小，磁力线上每点的切线

11、方向与该点的磁场方向一致。n磁力线的特征：n磁力线是连续的闭合线；n磁力线互不相交；n磁力线可描述磁场的大小和方向；n磁力线沿磁阻最小的路径通过。物理基础物理基础n磁场强度n磁场大小和方向的总称。（A/m)n磁通和磁通密度n磁场中垂直穿过某一截面的磁力线的条数n单位面积上的磁通量n磁介质n能影响磁场的物质n顺磁性材料；抗磁性材料；铁磁性材料物理基础物理基础n磁导率n磁感应强度与磁场强度的比值。磁导率表示材料被磁化的难易程度。n真空磁导率、相对磁导率n磁导率不是常数，而是随磁场大小不同而改变的变量，有最大值和最小值；n在一定的外加磁场强度下，材料的磁导率越高，工件越易被磁化，材料的磁感应强度越大