无损检测技术及其应用 张广远

2.1 射线检测 射线检测(探伤)有X射线、γ射线和中子射线等检测方法。 它是利用各种射线源对材料的透射性能及不同材料的射线
的衰减程度的不同，使底片感光成黑度不同的图像来观察 的。射线检测用来检测产品的气孔、夹渣、铸造孔洞等。 当裂纹方向与射线平行时就能被检查出来
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2、常规无损检测技术及其应用
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射线CT装置
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射线CT的工业应用
航空航天工业 核工业 钢铁工业 机械工业：常用于检测和评价铸件和焊接
结构的质量 陶瓷工业 电子工业
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射线CT的工业应用
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射线CT的工业应用
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2、常规无损检测技术及其应用
2.2 液体渗透检测 • 液体渗透检测的基本原理
–利用黄绿色的荧光渗透液或红色的着色渗透液对窄狭 缝隙良好的渗透性，经过渗透清洗、显示处理以后显 示放大了的探伤显示痕迹，用目视法来观察，对缺陷 的性质和尺寸做出适当的评价。
2．改进生产工艺
无损检测不仅要把被测件中的缺陷检测出来，而且应该帮助其改进制造工艺。
3．降低生产成本
通过无损检测可以达到降低制造成本的目的。例如，焊接某容器，不是把整 个容器焊完后才无损检测，而是在焊接完工前的中间工序先进行无损检测，提前 发现不合格的缺陷，及时进行修补。这样就可以避免在容器焊完后，由于出现缺 陷而整个容器不合格，从而节约了原材料和工时费，达到降低制造成本的目的。
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2、常规无损检测技术及其应用 2.3 磁粉检测 磁粉检测方法
• 干法
–磁粉应直接喷撒在被检区域，并除去过量的磁粉。轻 轻地振动试件，使其获得较为均匀的磁粉分布。应注 意避免使用过量的磁粉，不然会影响缺陷的有效显示。
–对于连续法，磁化电流应恰好在施加磁粉前接通，并 应在其后的吹风、轻敲或振动中，保持接通。
–对于剩磁法，试件应先磁化，在切断磁化电流之后， 再按上述方法施加磁粉。
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2、常规无损检测技术及其应用 2.3 磁粉检测 磁粉检测方法
• 检测近表面缺陷(如轧钢制品和锻件中的非金属夹杂)时， 应采用湿粉连续法，因为非金属夹杂物引起的漏磁通值 最小；
• 检测大型铸件或焊接件中近表面的缺陷时，可采用干粉 连续法。
1、无损检测概述
无损检测的应用范围和应用特点
(二)应用特点
1．无损检测要与破坏性检测相配合 2．正确选用实施无损检测的时间 3．正确选用最适当的无损检测方法 4．综合应用各种无损检测方法
1、无损检测概述
无损检测的应用范围和应用特点
(二)应用特点
1．无损检测要与破坏性检测相配合 2．正确选用实施无损检测的时间 3．正确选用最适当的无损检测方法 4．综合应用各种无损检测方法
出来，对工件中平面型缺陷(裂纹未熔合等缺陷)也具有一 定的检测灵敏度，但与其它常用的无损检测技术相比，对 微小裂纹的检测灵敏度较低，并且生产成本高于其它无损 检测技术，其检验周期也较其它无损检测技术长，并且射 线对人体有害，需要有防护设备。
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2、常规无损检测技术及其应用
2.1 射线检测
• 照相法 • 电离检测法 • 荧光屏直接观察法 • 工业射线CT技术
从而达到了无损检疵的目的。
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2、常规无损检测技术及其应用
2.2 液体渗透检测
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2、常规无损检测技术及其应用
2.2 液体渗透检测
• 分类
–荧光渗透探伤 –着色渗透探伤
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2、常规无损检测技术及其应用
2.3 磁粉检测
• 磁粉检测的基本原理如下：当材料或工件被磁化后，若在 工件表面或近表面存在裂纹、冷隔等缺陷，便会在该处形 成一漏磁场。此漏磁场将吸引、聚集检测过程中施加的磁 粉，而形成缺陷显示。
–是—种检查工件或材料表面缺陷的—种方法，它不受 材料磁性的限制，比磁粉探伤的应用范围更加广泛。
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2、常规无损检测技术及其应用
2.2 液体渗透检测
• 液体渗透检测应用于各种金属、非金属、磁性、 非磁性材料及零件的表面缺陷的检查。可以说， 除表面多孔性材料以外，几乎一切材料的表面开 口缺陷都可以应用此方法获得满意的检测结果。
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2、常规无损检测技术及其应用
2.2 液体渗透检测
优点
应用广泛，原理简明易懂，检查经济， 设备简单，显示缺陷直观，并可以同时 显示各个不同方向的各类缺陷。
对大型工件和不规则零件的检查以及 现场机件的抢修检查，更能显示其特殊 的优点。但渗透探伤对埋藏于表皮层以 下的缺陷是无能为力的。
缺点
它只能检查开口暴露于表面的缺陷， 另外还有操作工序繁杂等。
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2、常规无损检测技术及其应用
2.3 磁粉检测 磁粉探伤过程
• 预清洗 • 缺陷估计：使磁力线在切实可行的范围内横穿过可能
存在于试件内的任何缺陷。 • 选择探伤方法
无损检测技术及其应用
主讲：张广远 2017.10
主要内容 1、无损检测概述 2、常规无损检测技术及其应用 3、无损检测新技术
1、无损检测概述
• 无损检测的定义 • 无损检测的目的和任务 • 无损检测技术的分类 • 无损检测技术的技术现状及其发展
1、无损检测概述
• 无损检测NDT （Non-destructive testing） 利用声、光、磁和电等特性，在不损害或不影响被检对象
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2、常规无损检测技术及其应用
2.2 液体渗透检测
• 步骤
–将被探工件浸涂具有高度渗透能力的渗透液，由于液 体的润湿作用和毛细现象，渗透液便渗入工件表面缺 陷中
–将工件缺陷以外的多余渗透液清洗干净 –涂一层亲和吸附力很强的白色显像剂，将渗入裂缝中
的渗透液吸出来 –在白色涂层上显示出缺陷的形状和位置的鲜明图案，
使用性能的前提下，检测被检对象中是否存在缺陷或结构异 常，最终了解和评价被检测对象的性质、状态、质量或内部 结构的技术。
1、无损检测概述
无损检测的目的和任务
1．确保工件、设备或结构的质量，保障安全
用无损检测来保证产品质量，使之在规定的使用条件下，在预期的使用寿命 内，产品的部分或整体都不会发生破损，从而防止安全事故。这就是无损检测最 重要的目的之一。
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1、无损检测概述
无损检测的应用范围和应用特点
（一）检测范围
1．组合件的内部结构或内部组成情况的检查 2．材料、构件和结构缺陷的检查
(1)质量评定 (2)寿命评定 3．材料、设备和结构的计量检测 通过定量的测定材料、设备和结构的变形量或腐蚀量来确定能 不能继续使用。 4．材质的无损检测 无损检测可以用来验证材料品种是否正确，是否按规定进行处 理。 5．表面处理层的厚度测定 确定各种表面层的深度和厚度。 6．应变测试
表面缺陷检检测 近表面缺陷检测
表面开口缺陷检测
内部缺陷检测
1、无损检测概述
非常规无损检测技术有： 声发射 Acoustic Emission(缩写 AE)； 泄漏检测 Leak Testing（缩写 LT）； 衍射波时差法超声检测技术Time of Flight Diffraction (缩 写 ToFD)； 导波检测Guided Wave Testing； 光全息照相Optical Holography； 红外热成象Infrared Thermography； 微波检测 Microwave Testing
• 因此，磁粉检测首先是对被检工件加外磁场进行磁化. • 外加磁场的获得一般有两种方法：
– 一种是由可以产生大电流(几百安培至上万安培)的磁力探伤机 直接给被检工件通大电流而产生磁场；
– 另一种是把被检工件放在螺旋管线圈产生的磁场中，或是放在 电磁铁产生的磁场中使工件磁化。工件被磁化后，在工件表面 上均匀喷洒微颗粒的磁粉(磁粉平均粒度为5～10μm)，一般用 四氧化三铁或三氧化二铁作为磁粉。
1、无损检测概述
无损检测方法分类
声学方法检测
电学方法检测
无
损
检测原理
检
测
射线检测 磁学方法检测 微波和介电方法检测 光学方法检测
热学方法检测
渗透检测
1、无损检测概述
工程应用中，五大常规无损检测技术：
▪涡流检测（Eddy current Testing ，ET） ▪磁粉检测（Magnetic particle Testing，MT） ▪渗透检验（Penetrate Testing ，PT） ▪超声检测（ Ultrasonic Testing，UT） ▪射线检测（ Radiographic Testing，RT）
目前，我国拥有17万无损检测人员和2000多家无损检测机 构，在国民经济建设与设备安全监测中发挥着重要作用。
1、无损检测概述
无损检测 技术发展方向
自动无损检测和定量无损检测 微观缺陷检测、在线检测、在役检测 新原理、新方法、新技术的探索研究
2、常规无损检测技术及其应用
2、常规无损检测技术及其应用
• 用于检测铁磁性材料和工件(包括铁、镍、钻等)表面上或 近表面的裂纹以及其它缺陷。
• 对表面缺陷最灵敏，对表面以下的缺陷随埋藏深度的增加 检测灵敏度迅速下降。
• 采用磁粉检测方法检测磁性材料的表面缺陷，比采用超声 波或射线检测的灵敏度高，而且操作简便、结果可靠、价 格便宜。因此它被广泛用于磁性材料表面和近表面缺陷的 检测。
• 对于非磁性材料如有色金属、奥氏体不锈钢、非金属材料 等不能采用磁粉检测方法。但当铁磁性材料上的非磁性涂 层厚度不超过50μm时，对磁粉检测的灵敏度影响很小。
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2、常规无损检测技术及其应用 2.3 磁粉检测 磁粉检测方法
• 湿法
– 磁悬液应采用软管浇淋或浸渍法施加于试件，使整个被检表面 被完全覆盖。
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1、无损检测概述
• 无损检测技术现状及发展
21世纪以来，伴随着科学技术特别是计算机技术、数字化 与图像识别技术、人工神经网络技术和机电一体化技术的大发 展，无损检测技术获得了迅速发展。在航空航天、核技术、武 器系统、电站设备、铁道与造船、石油与化工、建筑、冶金、 机械制造等领域中都有广泛应用。
• 为了使磁粉图像便于观察，可以采用与被检工件表面有较 大反衬颜色的磁粉。常用的磁粉有黑色、红色和白色。为 了提高检测灵敏度，还可以采用荧光磁粉，在紫外线照射 下使之更容易观察到工件中缺陷的存在。
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2、常规无损检测技术及其应用
2Байду номын сангаас3 磁粉检测 磁粉检测原理
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2、常规无损检测技术及其应用
2.3 磁粉检测 磁粉检测应用
2.1 射线检测 • 利用射线通过物质时的衰减规律，即当射线通过物质时，
由于射线与物质的相互作用发生吸收和散射而衰减。其衰 减程度，则根据其被通过部位的材质、厚度和存在缺陷的 性质不同而异。
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2、常规无损检测技术及其应用
2.1 射线检测 • 射线检测的优点是检测结果可作为档案资料长期保存，检
测图像较直观，对缺陷尺寸和性质判断比较容易。 • 射线检测的缺点是当裂纹面与射线近于垂直时就很难检查
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照相法
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电离检测法
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荧光屏直接观测法
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工业射线CT技术
• CT技术是断层照相技术，又称计算机层析照相技术， 它根据物体横断面的一组投影数据，经过计算机处理 后，得到物体横断面的图像。所以，它是一种由数据 到图像的重建技术。
• 射线照相一般仅能提供定性信息，不能实用于测定结 构尺寸、缺陷方向和大小。它还存在三维物体二维成 像、前后缺陷重叠的缺点。射线CT技术提出了全新的 影像形成概念，它比射线照相法能更快、更精确地检 测出材料和构件内部的细微变化，消除了照相法可能 导致的检查失真和图像重叠，并且大大提高了空间分 辨力和密度分辨力。
– 采用连续法时，磁化电流应在施加磁悬液之前或从磁悬液中取 出之前接通(如果检测采用浸渍法)，并保持1/5～1/2 s，直至 试件被磁悬液覆盖，磁悬液覆盖膜足以产生良好的磁痕。
– 采用剩磁法时，试件应通过施加电流至少1/5s的方法来磁化。 此后，切断磁化电流，采用软管浇淋或浸渍法施加磁悬液。
– 对于浸渍法，试件应仔细地从磁悬液中取出，以免冲掉磁痕。 对于剩磁荧光磁粉检验法，如觉得有必要保证缺陷的磁痕有效， 则试件可放在用于制备磁悬液的载液中仔细清洗。
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2、常规无损检测技术及其应用
2.3 磁粉检测
• 如果被检工件没有缺陷，则磁粉在工件表面均匀分布。当 工件上有缺陷时，由于缺陷(如裂纹、气孔、非金属夹杂 物等)内含有空气或非金属，其磁导率远远小于工件的磁 导率；由于磁阻的变化，位于工件表面或近表面的缺陷处 产生漏磁场，形成一个小磁极。
• 磁粉将被小磁极所吸引，缺陷处由于堆积比较多的磁粉而 被显示出来，形成肉眼可以看到的缺陷图像。