射线探伤培训教程

渗透检验技术的特点、适用性及局限性
1.
概述
• 渗透检验是检验非疏孔性金属和非金属试件表面上开口缺陷的方 法之一, 可用于检验各种类型的裂纹、气孔、分层、缩孔、疏松、 冷隔、折叠以及其它开口于表面的缺陷。
2.
渗透检验的优点
• • • • • 不受被检试样的几何形状、尺寸大小、化学成分、内部结构和缺陷 方位的限制； 不需要特别昂贵和复杂的电子设备和器械； 速度快，操作简便，可进行批量检验； 检验人员经过较短时间的培训和实践即可进行检验工作； 缺陷显示直观，检验灵敏度高；

未焊透在底片上的影象及特点

产生未焊透的原因与未熔合一样，即操作不当，接头形状不当或是过量的的 污物。射线探伤中未焊透的影像通常为黑色的线。一般比未熔合的影像更 直，因为它与坡口根部的准备有关。它集中在两个焊接件的坡口连接处。
焊接缺陷-夹杂

杂质是残留的外界固体物质，如渣，焊剂，钨或 氧化物 ; 是由于在焊缝截面或表面中，用于保护熔化金属 的焊剂残留在固化金属中而形成夹渣 ; 固态的焊剂、渣存在于焊缝截面中从而使金属不 能熔化。这就削弱了构件的使用性; 夹渣发生在焊缝与母材之间或是在焊道之间 ; 只有渣保护的焊接方法才会形成夹渣。
3.
局限性
• • • • 只能检验出试件开口于表面的缺陷，不能显示缺陷的深度以及内部 的形状和大小； 无法检测多孔材料； 难以定量的控制检验操作程序，检验效果依赖人员的经验和态度； 荧光法检验时，需要配备荧光灯和黑暗的工作环境。
由渗透检验检测出的表面裂纹显示
磁粉检验（MT)
1. 2.
概述 优点
能直观显示缺陷的形状、位置、大小，并可大致确定缺陷性质； 具有高的灵敏度，可以检查出最小宽度为1微米的缺陷； 不受试样大小和形状的限制。 只能用于铁磁性材料； 只能发现表面和近表面的缺陷，可探测的深度在1～2毫米； 磁场的方向与缺陷的方向相交； 不能确定缺陷的深度和自身高度； 宽而浅的缺陷难以检测； 也不是所有铁磁性材料都可以检测； 检测后需要进行退磁和清洗； 试件表面不得有油脂或其它能粘附磁粉的物质；
夹杂图例

在评片时, 夹杂通常是 按照条状显示进行评 定的; 夹杂在底片通常显示 为不规则的点状; 是否判断为夹杂,需要 注意该焊缝所采用的 焊接方法;


夹杂等在底片上的显示
常见焊接缺陷-气孔


气孔-由于在固化过程中气体残留而形成的空穴缺 陷（不连续）; 气孔发生的原因:气孔通常是由于焊接区域有潮汽 或有杂质，由于焊接加热而分解形成气体造成的。 这些杂质和潮汽来自于焊条，母材，保护气体或 周边环境；但是，焊接技术的变化也可能形成气 孔。例如在用低氢焊条的SMAW中电弧过长。在 SAW中采用太高的焊速时会产生管状气孔。 气孔通常是球形，条形的；其出现是可以是单一 的，群聚的，或直线排列的；
焊接缺陷-未熔合图例
焊接缺陷-未熔合图例

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未熔合在射线底片上的影象及特点

如果未熔合能在射线探伤底片上看得到的话，它是一条黑度更黑的线， 通常要比裂纹或条状夹渣的影像更直。这些影像的侧面位置则显示了它 们的实际深度。
焊接缺陷-未焊透

未焊透，如未熔合一样，也是 一种不连续，仅跟坡口焊缝有 关。当要求全焊透时，焊缝金 属没有贯穿整个接头的厚度。 大多数规范都对允许未焊透的 量和度都作了限制，有些规范 不允许任何未焊透。如果图中 的焊缝满足设计师要求的话， 我们还有另外一种说法。就是 所谓的局部焊透；也就是说， 这些焊缝不需要全焊透。比 如，一个焊接接头，设计要求 局部焊透，然后也这样焊了， 如果焊缝尺寸足够的话也是可 以接受的。不过，如果一个焊 接接头要求全焊透而没有焊透 的话是不能接受的 .

很大减弱。
余高过高时的影象显示

外表面的余高可以通过目视检查; 对于单面焊双面成型的焊接方法而言, 其背面的焊 缝余高在图象上显示为: 在焊缝影象的中心区域, 即坡口根部,出现亮度较高的条状显示或点状显示;
像指计(IQI):
像质计用以描述射线照片上形成的影像的质量 ,在一定程度上 综合评定了影像质量的结果 . 常用的为线形像质计 .
黑度计 观片灯 胶片冲洗设备 其他耗材
射线照相技术－灵敏度


射线照相灵敏度指在射线照射方向上发现被检验零件内部最小缺陷的能力； 通常是以在射线照射方向上 在零件内部所能发现的最小缺陷大小与该处厚度 的百分比来表示。 实际操作过程中，通过采用象质计在底片上的影像来判断照相灵敏度； 管道探伤时采用线形象质计 ( 4730规定）；通过象质指数来判断灵敏度； 如何判断灵敏度是否合格？
2.
涡流探伤的主要优点
• 检测速度快，线圈与试件不直接接触，无需耦合剂；
3.
涡流探伤的缺点
• • 只限于导电材料，对形状复杂试件难以进行检验，而且只能检查薄试 件或厚试件的表面、近表面部位； 检验结果不直观，对缺陷的判断依赖于操作人员的专业水平；
射线探伤的原理 优点及局限性
1.
射线探伤的原理
射线探伤由于可以探测到材料内部的不连续性, 被广泛应用于焊缝检测。 射线透过被检物体后，一部分射线将会被损耗掉。 透过物体到达胶片的射线具有检测物体的密度和 相对厚度的功能。若没有内部缺陷，透过物体的 射线可以使胶片曝光均匀，即底片的黑度均匀。 若在射线通道中存在不连续性，则对应于该处到 达胶片的射线量增加，底片黑度增加。 若在照射处物体厚度的增加（焊缝余高，焊瘤） 或密度增大（如夹钨），则到达胶片的射线量减 少，相应底片黑度减小。
射线探伤原理示意图
射线探伤设备及其作用
1.
射线探伤机

Ｘ射线探伤机的构成：
X射线管-产生X射线; 高压发生器-提供X射线管的加速电压和灯丝 电压; 冷却系统-冷却阳极靶; 控制系统;

X射线机工作原理图
射线探伤设备

工业胶片 增感屏:
常使用增感屏与胶片一起进行射线照相 ,利用增感屏吸收一部 分射线能量来增加胶片的感光量 ,以缩短暴光时间的目的 .
2.
• • • • • •
UT探伤的优点：
作用于材料的强度低，远低于材料的弹性极限； 可以用于金属 非金属 复合材料试件的检验； 比较其它检验方法，在判断缺陷的大小、位置、取向、深度、性 质具有综合优势； 仅需从一侧接近试件； 设备轻便，对人体无伤害； 相关检验数据可以自动储存；
3.
• • •
UT的局限性
常见焊接缺陷
① 焊缝凸起 ② 焊缝加强高 ③ 引弧烧伤 ④ 飞溅 ⑤ 夹层 ⑥ 层状撕裂 ⑦ 划伤和结疤 ⑧ 尺寸
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焊接缺陷-裂纹
焊接裂纹
裂纹在射线底片上的影象
焊接缺陷-未熔合(lack of fusion)

未熔合是一种焊接不 连续，即焊缝金属和 熔合面或焊道间没有 熔合。也就是说，熔 合度低于规定范围。 由于未熔合而呈线形 并且端部很尖锐，所 以未熔合是值得注意 的不连续。
无损检测背景知识
什么是无损检测 常规无损检测方法及其特点
渗透检验(PT- penetrant test) 磁粉检验(MT- magnetic test) 超声波检验(UT- Ultrasonic test) 射线检验(RT-radiography test) 涡流检验(ET-eddy current test)
对材料及制件缺陷左精确的定性定量需要做深入的研究； 需要使用耦合剂； 对试件的形状的复杂性有一定的限制；
超声波探伤使缺陷的显示图片
涡流探伤的特点
1.
涡流探伤的原理
• 当试件被放入在通有交变电流的激励线圈中或其附近时，进入试件的交变磁场 可在试件中感生出方向与激励磁场相垂直的、呈漩涡状流动的电流（涡流）， 涡流会转而产生与激励磁场方向相反的磁场使得线圈中的原磁场有部分的减 小，从而引起线圈阻抗的变化。
常见焊接缺陷－气孔
焊接常见缺陷－咬边(undercut)


咬边是靠近焊缝的母材上 的表面缺陷。这是由于在 焊接过程中母材熔化后， 没有足够的填充材料适当 的填入所引起的沉陷而造 成的; 对于坡口焊缝，咬边可能 即会出现在焊缝表面也会 出现在根部表面(内咬边和 外咬边）；
咬边图例及其在底片上的影象显示

在可以施行的情况下应选用单壁透照方式，在单壁透照不 能实施时允许采用双壁透照方式； 透照方向应垂直于透照区中心，特别情况下可选用有利于 发现缺陷的方向透照； 环向焊接接头拍片数量的确定（首先确定射线检测技术级 别，获取工件直径 焦距 壁厚的相关数据；计算比值；通 过图表确定拍片数量）； 射线检验的曝光条件
– 曝光正确与否是以获得高清晰度 对比度 黑度合适的射线底片为原 则； – 影响曝光的因素 （管电压，管电流，曝光时间， 焦距）；
射线透照技术－透照方式

纵向焊缝或环向焊缝 源在外的单壁透照方 式；

纵环向焊缝源在内侧 的单壁透照方式；
射线透照技术－透照方式

环缝的中心周向单壁 透照方式；

环缝焊接接头源在外 侧的双壁单影透照方 式；
射线透照技术－透照方式

环向焊缝源在外双壁 单影透照方式；

纵向焊缝源在外双壁 单影的透照方式；
射线透照技术－透照方式

小口径管道对接环缝 椭圆透照方式；

小口径管对接环缝垂 直透照方式
常见焊接缺陷
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩ 裂纹 未熔合 未焊透 杂质 夹杂 夹钨 气孔 咬边 未焊满 焊瘤
3.
局限性

左：表面裂纹产生的显示图像 右：表面裂纹产生的显示图像
超声波探伤的特点（UT)
1.
•
定义：
指使超声波与试件相互作用，就反射、透射和散射的波进行研 究，对试件进行宏观缺陷检测、几何特性测量、组织结构和力学 性能变化的检测和表征，并进而对其特定应用性进行评价的技术。
常见焊接缺陷－未焊满
材料横截面上的损失而形成的 表面缺陷； 未焊满是由于没有足够的填充 金属适当地填入焊接接头而造

成的
；
未焊满在射线底片上的显示


影象特点：如果带有未焊满，当光线以适当的方向照射， 由于表面凹陷，未焊满处会产生一道阴影;对于坡口焊而 言, 有时焊缝背面也回出现未焊满, 此时也被称为内凹; 引起未焊满的主要原因是焊工所采用的技术。过快的焊速 （移动）使得无足够的填充金属熔化并填平焊接区域。
常见焊接缺陷-焊瘤(OVERLAP)


一种由于焊接技巧不 当而引起的表面缺陷 是焊瘤。焊瘤被描述 为在焊趾或焊根外焊 接金属的突起。它就 像焊接金属溢出接 头，并留在邻近的母 材表面。 如有大量的焊瘤出 现，能掩盖由于应力 集中而导致裂纹扩展 .
常见焊接缺陷-焊缝余高
焊缝加强高是因为焊接金属大 于所需量填入接头而产生的 ; 表面加强高和根部加强高是描 述加强高在焊接接头的某一个 面存在的特殊术语 ; 由于过多的加强高所 带来的问 题是出现尖锐凹坑。这些凹坑 是由于填入 过量的焊接金属在焊趾上而形 成的。焊缝加强高越大，凹坑 问题越严重 ,焊接接头的抗疲劳

２．射线探伤的优点:
– 有永久性记录； – 检测结果直接，且可以对大多数的不连续性进行简单可行的标 识和区分。
３．射线探伤的缺点
– X、γ射线对人体有害； – 使用时需要较多的辅助设备，如：放射线计量笔、胶片、增感 屏、签字字母和数字、像质计等。 – 探伤区域不得有无关人员进入（必须划定曝光工作区域）； – 焊接接头两侧要留有足够的操作空间； – 评片人员要具备一定的技能； – 不能立即得到探伤结果； – 不连续性深度测定比较困难等。
射线探伤

无损检测的背景知识 （2 分钟） 无损检测的常规方法及其特点 （15 分钟） 射线检测技术的特点 （5 分钟） 射线检验工具 （20分钟） 射线探伤技术 （20 分钟） 射线探伤的底片质量 （10 分钟） 常见焊接缺陷及其影响特点 （20 分钟） 典型底片缺陷分析 （20分钟） 练习 （20分钟）
– 了解透照方式（单壁透照，双壁双影透照，双壁单影透照，象质计的摆放在源侧 或胶片侧）； – 了解标准中要求的成像级别（对于管道而言无特殊要求，通常要求是AB级）； – 了解被检工件的公称厚度或透照厚度； – 查表确定需要识别的丝号； – 检查底片上所能显示的线径；
射线探伤技术－透照方式