无损检测基础知识(全)

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3、合理选择无损检测方法 必须在检测前，根据被检物的材质、结构、形状、尺寸，预计 可能产生什么种类，什么形状的缺陷，在什么部位、什么方向产生， 根据以上种种情况分析，然后根据无损检测方法各自的特点选择最合 适的检测方法。 例如，钢板的分层缺陷因其延伸方向与板平行，就不适合射线检 测而应选择超声波检测。 检查工件表面细小的裂纹就不应选择射线和超声波检测，而应选 择磁粉和渗透检测。 在保证充分安全性的同时要保证产品的经济性。 4、各种无损检测方法综合应用 不要只采用一种无损检测方法，而尽可能多的同时采用儿种方法， 以便保证各种检测方法互相取长补短，从而取得更多的信息。 另外，还应利用无损检测以外的其他检测所得的信息，利用有关 材料、焊接、加工工艺的知识及产品结构的知识，综合起来进行判断 例如，超声波对裂纹缺陷探测灵敏度较高，但定性不准是其不足， 而射线的优点是对缺陷定性比较准确，两者配合使用，就能保证检测 结果既可靠又准确。
图7.2-5 x射线照相原理
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1.2射线检测设备
射线照相设备可分为：x射线探伤机、高能射线探伤设备、γ射线探 伤机三大类。 x射线探伤机有携带式，移动式两类。 携带式x射线机主要用于现场射线照相，管电压一般小于320kV， 最大穿透厚度约50mm。 移动式x射线机用在透照室内的射线探伤，它具有较高的管电 压和管电流。管电压可达450kV，最大穿透厚度约100mm。 高能射线探伤设备主要有加速器等
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γ射线是通过放射性同位素的衰减产生的 同位素都存在半衰期，一般要求用于γ射线探伤的放射性 同位素的半衰期为几个月 常用的放射性同位素主要有Co60、Ir192等。


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射线特性
1、通过物体会衰减 2、能使胶片感光

射线照相的原理如图所示，厚度为T厘 米的物体中有厚度为ΔT厘米的缺陷时， x射线透过无缺陷部位的底片的黑度为 D，而x射线透过有缺陷部位的底片黑 度应为D+ΔD，把这种曝过光的胶片 在暗室中经过显影、定影、水洗和干 燥。再将干燥的底片放在观片灯上观 察，根据底片上有缺陷部位与无缺陷 部位的黑度图象不一样，就可判断出 缺陷的种类、数量、大小。



γ射线机由射线源、盛装源容器、操作机构、支撑和移动 机构组成。
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1.3射线照相工艺
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1.4射线照相规范



为得到高的缺陷检出率。照相规范的选择应注意以下几点： （1）透照方式的选择和K值控制。 按射线源、工件和胶片之间的相互位臵关系，透照方式分为纵缝透照法、环 缝外透法、环缝内透法、双壁单影法和双壁双影法五种，。其中双壁单影法 用于小直径的容器或大口径管子焊缝；双壁双影法用于Φ89以下管子对接环 焊缝。 除了管道和无法进入内部的小直径容器只能采用双壁透照外，大多数容器壳 体的焊缝照相都采用单壁透照，透照时可以把射线源放在外面而把胶片贴在 内壁（称为外透法），也可以把射线源放在里面而胶片贴在外面（称为内透 法）。 外透法的优点是操作比较方便，内透法的优点是透照厚度差小，在满足透照 厚度比K值的情况下，一次透照长度较大。 透照厚度比K的含义见图7.2-8，由图中关系可知： K = T′/T （7.2-8） θ=arcos（1/K） （7.2-9）

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1.1射线照相法的原理

x射线管是一种两极电子管，将阴极灯丝通电，使之白炽，电子就在 真空中放出 ，如果两极之间加几十千伏以至几百千伏的电压（叫做管 电压）时，电子就从阴极向阳极方向加速飞行，获得很大的动能，当 这些高速电子撞击阳极时，与阳极金属原子的核外库仑场作用，发生 轫致幅射而放出x射线。
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Leabharlann 由x射线管所发出的x射线能谱为连续谱，因其波长分布是 连续的。连续谱的最短波长λmin与管电压千伏值（kVP）的 关系为 λmin=12.4/kVP 管电压越高，最短波长λmin的值就越小，平均波长越短，x 射线的能量越高，线质越硬，穿透物质时衰减越少，穿透 力越强。所以在射线检测时，一般是根据试件的材质和厚 度来选择管电压。x射线的强度大致与管电压的平方和管 电流的大小成正比。x射线的强度越大，
无损检测基础知识
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概述

无损检测定义
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。而用人的肉眼为手段 称之为宏观检查，。 无损探伤：是无损检测早期阶段的名称，其涵义是探测 和发现缺陷。 无损检测：是当前阶段的名称，其内涵不仅仅是探测缺 陷，还包括探测试件的一些其他信息，例如结构、性质、 状态等，并试图通过测试掌握更多的信息。 无损评价：是将进入或目前正在进入的新阶段的名称， 其内涵不仅仅是探测缺陷、探测试件的结构、性质、状态 ，还要获取更全面、更深刻的、更准确的综合信息，例如 缺陷的形状、尺寸、位臵、取向、内容特、缺陷部位的金 相组织、残余应力等。




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1.6无损检测技术人员的任务
总体任务是为预防设备及构件在使用中由于损坏而影响 到人身安全的重大事故。因此： 必须不断地努力学习，钻研技术，为提高自己职责范围内 的检测和判断正确能力而努力。 熟悉标准规范，能正确理解和应用，确保在同一标准规范 的一致的评定结果，能重复再现。 能编制检测工艺，正确选择检测方法，并有熟练的操作技 术。 认真贯彻执行质量管理体系规定的岗位职责和国家对 NDT人员资格的规定，保持高度的责任心和敬业精神。
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射线的特性 X射线和γ射线均为电磁波，波长范围均在0.001~lnm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
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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。
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无损检测注意事项
1、与破坏性检测相配合 无损检测技术自身还有局限性。 对一个工件、材料、机器设备的评价，必须把无损检测的结果与 破坏性检测的结果互相对比和配合，才能作出准确的评定。 例如液化石油气钢瓶除了无损检测外还要进行爆破试验。锅炉管 子焊缝，有时要切取试样做金相和断口检验。 2、正确选择检测时机 在进行无损检测时，必须根据无损检测的目的，正确选择无损检 测实施的时机。 例如，要检查高强钢焊缝有无延迟裂纹，无损检测实施的时机， 就应安排在焊接完成24h以后进行。 要检查热处理工艺是否正确，就应将无损检测实施时机放在热处 理之后进行。




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一 射线检测
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、γ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、位臵等进行判断。


射线检测主要适用于体积型缺陷，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。
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常用常规无损检测方法

射线检测 超声检测 磁粉检测 渗透检测 涡流检测 声发射检测

现代无损检测技术的发展


新的检测理论 计算机技术的发展 产生新的检测手段 : TOFD 磁记忆 超声成像等
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概述

无损检测的目的 一、保证产品质量 通过无损检测方法可以探测出许多肉眼很难看见的细小缺陷。在 容器和其他产品制造的过程检验和最终质量检验中普遍采用。 采用破坏性检测，在检测完成的同时，试件也被破坏了，因此破 坏性检测只能进行抽样检验。与破坏性检测不同，无损检测不需损坏 试件就能完成检测过程 ，因此无损检测能够对产品进行百分之百检验 或逐件检验。 二、保障使用安全 即使是设计和制造质量完全符合规范要求的容器，在经过一段时 间使用后，也有可能发生破坏事故，这是由于苛刻的运行条件使设备 状态发生变化，例如由于高温和应力的作用导致材料蠕变，由于温度、 压力的波动产生交变应力，使设备的应力集中部位产生疲劳，由下腐 蚀作用使壁厚减薄或材质劣化等等。上述因素有可能使设备中原来存 在的，制造规范允许的小缺陷扩展开裂，或使设备中原来没有缺陷的 地方产生样或那样的新生缺陷， 最终导致设备失效。为了保障使用安 全，对在用锅炉压力容器，必须定期进行检验，及时发现缺陷，避免 事故发生。


钢管：纵裂纹、横裂纹、表面划伤、翘皮和折叠、夹杂和 分层
钢棒：内部缺陷（芯部裂纹、偏析、白点、非金属夹杂 物）、外部缺陷（线状缺陷、裂纹） 钢板：分层、裂纹、线状缺陷、非金属夹杂物、夹渣、折 叠、偏析等 使用缺陷：应力腐蚀、氢损伤、蠕变损伤、疲劳裂纹、摩 擦、冲刷等
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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
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概述

三、改进制造工艺

在产品生产中，为了了解制造工艺足否适宜，必须事先进行工艺试验。 在工艺试验中，经常对工艺试样进行无损检测，并根据检测结果改进制造工 艺，最终确定理想的制造工艺。例如，为了确定焊接工艺规范，在焊接试验 时对焊接试样进行射线照相。随后根据检测结果修正焊接参数，最终得到能 够达到质量要求的焊接工艺。又如，在进行铸造工艺设计时，通过射线照相 探测试件的缺陷发生情况，并据此改进浇口和冒口的位臵，最终确定台适的 铸造工艺。
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无损检测可发现缺陷的类型
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
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按检测对象分： 铸件：气孔、夹渣、夹砂、密集气孔、冷隔、密集气孔、 缩孔和疏松、裂纹 锻件：缩孔和缩管、非金属夹杂物、夹砂、龟裂、锻造裂 纹、白点
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射线的种类很多，其中广泛用于锅炉压力容器焊缝和其他 工业产品、结构材料的缺陷检测的是x射线和γ射线。 射线检测是工业无损检测的一个重要专业门类。射线检测 最主要的应用是探测试件内部的宏观几何缺陷（探伤）。 射线照相法是指用x射线或γ射线穿透试件，试件中因缺陷 存在影响射线的吸收而产生强度差异，通过测量这种差异 来探测缺陷，并以胶片作为记录信息的器材的无损的检测 方法。该方法是最基本的，应用最广泛的一种射线检测方 法。 x射线和γ射线都是波长极短的电磁波，从现代物理学波粒 二相性的观点看也可将其视为能量极高的光子束流，两者 基本区别在于x射线是从x射线管中产生的，而γ射线是从 放射性同位素的原子核中放射出来的。
四、降低生产成本
在产品制造过程中进行无损检测，往往被认为要增加检测费用，从而使 制造成本增加。可是如果在制造过程中间的适当环节正确地进行无损检测， 就是防止以后的工序浪费，减少返工，降低废品率，从而降低制造成本。例 如，在厚板焊接时，如果在焊接全部完成后再无损检测，发现超标缺陷需要 返修，要花费许多工时或者很难修补。因此可以在焊至一半时先进行一次无 损检测，确认没有超标缺陷后再继续焊接，这样虽然无损检测费用有所增加， 但总的制造成本降低了。又如，对铸件进行机械加工，有时不允许机加上后 的表面上出现夹渣、气孔、裂纹等缺陷，选择在机加工前对要进行加工的部 位实施无损检测，对发现缺陷的部位就不再加工，从而降低了废品率，节省 了机加工工时。