无损检测概论

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无损检测工艺规程包括通用工艺规程和工艺卡。 A. 无损检测通用工艺规程 无损检测通用工艺规程应根据相关法规、产品标并针对检测机构的特点和检测能力进行编制。无 损检测通用工艺规程应涵盖本单位(制造、安装或检测单位)产品的检测范围。 无损检测通用工艺规程至少应包括以下内容: a) 验适用范围； b) 引用标准、法规； c) 检测人员资格； d) 检测设备、器材和材料； e) 检测表面制备； f) 检测时机； g) 检测工艺和检测技术； h) 检测结果的评定和质量等级分类； i) 检测记录、报告和资料存档； j) 编制(级别)、审核(级别)和批准人； k) 制定日期。 无损检测通用工艺规程的编制、审核及批准应符合相关法规或标准的规定。
1.2.3 无损检测人员
• 1.2.3 无损检测人员 • 从事承压设备的原材料、零部件和焊接接 头无损检测的人员，应按照《特种设备无损检 测人员考核与监督管理规则》的要求取得相应 无损检测资格。 • 无损检测人员分为Ⅲ(高)级、Ⅱ(中)级和 I(初)级。取得不同无损检测方法各资格级别的 人员，只能从事与该方法和该资格级别相应的 无损检测工作，并负相应的技术责任。
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底片的图像
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射线检测特点1
①.检测结果有直接记录——底片。由于底片上记录的信息十分丰富，且可以 长期保存，从而使射线照相法成为各种无损检测方法中记录最真实、最直观、 最全面、可追踪性最好的检测方法。 ②可以获得缺陷的投影图像，缺陷定性定量准确各种无损检测方法中，射线照 相对缺陷定性是最准的。在定量方面，对体积型缺陷（气孔、夹渣类）的长 度、宽度尺寸的确定也很准。 ③体积型缺陷检出率很高。而面积型缺陷检出率受到多种因素影响。体积型缺 陷是指气孔、夹渣类缺陷。射线照相大致可以检出直径在试件厚度 1%以上的 体积型缺陷。面积型缺陷是指裂纹、未熔合类缺陷，其检出率的影响因素包 括缺陷形态尺寸、透照厚度、透照角度、透照几何条件、源和胶片种类、像 质计灵敏度等，所以裂纹检出率相对较低。 ④.适宜检测较薄的工件而不适宜较厚的工件。检测厚工件需要高能量的射线 探伤设备。300 kV便携式X射线机透照厚度一般小于40 mm，420 kV移动式X 射线机和Irl92γ射线机透照厚度均小于100 mm，对厚度大于100 mm的工件 照相需使用加速器或C060，因此是比较困难的。此外，板厚增大，射线照相 绝对灵敏度是下降的，也就是说对厚工件采用射线照相，小尺寸缺陷以及一 些面积型缺陷漏检的可能性增大。
影响漏磁场主要有以下几个因素 a 外加磁场强度越大，形成的漏磁场强度也越大。 b 在一定外加磁场强度下，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，漏磁场强度也越大。 c 当缺陷的延伸方向与磁力线的方向成90时，由于缺陷阻挡磁力线穿过的面积 最大，形成漏磁场强度也最大。随着缺陷的方向与磁力线的方向逐渐减小（或增大） 漏磁场强度明显下降；因此通常需要在两个（方向互相垂直）或多个方向进行磁化。 d 随着缺陷的埋藏深度增加，溢出工件表面的磁力线迅速减少。缺陷的埋藏深度 越大，漏磁场就越小。因此，磁粉探伤只能检测出铁磁材料制成的工件表面或近表面 图1 的裂纹及其他缺陷。 12
1.无损检测概述
无损检测是指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。 是指对材料或工件实施一种不损害或不影响其未来使 用性能或用途的检测手段。 常用的无损检测方法有射线检测（简称RT）、超声 波检测（简称UT）、磁粉检测（简称MT）和渗透检测 （简称PT），称为四大常规检测方法。这四种方法是承 压类特种设备制造质量检测和在用检测最常用的无损检 测方法。其中RT 和UT主要用于探测试件内部缺陷，MT 和PT主要用于探测试件表面缺陷。其他用于承压类特种 设备的无损检测方法有涡流检测（简称ET）、声发射检 测（简称AE）等。
压力管道磁粉检测技术（工艺要点）
1、磁化方法。常用的磁化方法如图1所示，可分为线圈法、磁轭法、轴向 通电法、触头法、中心导体法和旋转磁场磁化法。
图1 线圈法、磁轭法、轴向通电法、触头法、中心导体法 旋转磁场磁化法
图2 A型灵敏度试片
2、磁粉探伤的一般程序。探伤操作包括以下几个步骤：预处理、磁化和 施加磁粉、观察、记录以及后处理（包括退磁）等。 3、灵敏度试片用于检查磁粉探伤设备、磁粉、磁悬液的综合性能。灵敏 度试片通常是由一侧刻有一定深度的直线和圆形细槽的薄铁片制成，如图 2所 13 示.使用时，将试片刻有人工槽的一侧与被检工件表面贴紧，
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射线检测特点2
⑤适宜检测对接焊缝。检测角焊缝效果较差，不适宜检测板材、棒材、 锻件。用射线检测角焊缝时，透照布置比较困难，且摄得底片的黑度变化 大，成像质量不够好；板材、锻件中的大部分缺陷通常与射线束垂直，因 此射线照相无法检出。 ⑥.有些试件结构和现场条件不适合射线照相。由于是穿透法检测，因此 结构和现场条件有时会限制检测的进行。例如，有内件的锅炉或容器，有 厚保温层的锅炉、容器或管道，内部液态或固态介质未排空的容器等均无 法检测。采用双壁单影法透照，虽然可以不进入内部，但只适用于直径较 小的管道，对直径较大的管道，双壁单影法透照很难实施。此外如焦距太 短，则底片清晰度会很差。 ⑦对缺陷在工件中厚度方向的位置、尺寸（高度）的确定比较困难。缺 陷高度可通过黑度对比的方法作出判断，但精确度不高，尤其影像细小的 裂纹类缺陷。 ⑧检测成本高。与其他无损检测方法相比，射线照相的材料和人工成本 很高。 ⑨.射线照相检测速度慢。一般情况下定向X射线机一次透照长度不超过 300 mm，拍一张片子需10 min，γ 射线源的曝光时间一般更长。但特殊场 合则另当别论， ⑩.射线对人体有伤害。射线会对人体组织造成多种损伤，因此对工作人 员剂量当量规定了限值。要求在保证完成射线探伤任务的同时，接受的剂 11 量当量不超过限值。
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1.1无损检测方法的应用
每种检测方法本身都有局限性，不可能适用于所有工件 和所有缺陷。应根据受检承压设备的材质、结构、制造方法、 工作介质、使用条件和失效模式，预计可能产生的缺陷种类、 形状、部位和方向，选择适宜的无损检测方法。 1.1.1射线和超声检测主要用于承压设备的内部缺陷的检测；磁 粉检测主要用于铁磁性材料制承压设备的表面和近表面缺陷 的检测；渗透检测主要用于非多孔性金属材料和非金属材料 制承压设备的表面开口缺陷的检测；涡流检测主要用于导电 金属材料制承压设备表面和近表面缺陷的检测。 1.1.2 铁磁性材料表面检测时，宜采用磁粉检测。 1.1.3 当采用两种或两种以上的检测方法对承压设备的同一部位 进行检测时，应按各自的方法评定级别。 1.1.4 采用同种检测方法按不同检测工艺进行检测时，如果检测 结果不一致，应以危险度大的评定级别为准。
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射线探伤法（RT）简介
• 1.5.1 X射线和γ射线产生原理 • ⑪射线的种类很多，工业探伤主要应用的3类射线其中易于穿透物质的 有X射线、γ射线、中子射线三种。这三种射线都被用于无损检测，其中 X射线和γ射线应用于锅炉压力容器压力管道焊缝和其他工业产品、结构 材料的缺陷检测，而中子射线仅用于一些特殊场合。 • X射线和γ射线与无线电波、红外线、可见光、紫外线等属于同一范畴， 都是电磁波。其区别是波长不同及产生方法不同。 • X射线和γ射线具有以下性质： 在真空中以光速直线传播。 本身不带电、不受电场和磁场的影响。 在媒质界面上发生漫反射。 可以发生干涉和衍射。 不可见，能够穿透可见光不能穿透的物体。 在穿透物质过程中，会与物质发生物理和化学作用。 具有辐射生物效应，能够杀伤生物细胞。 • X射线是在从X射线管中产生的，X射线管是一个具有阴阳两极的真 空管，阴极是钨制灯丝，阳极是金属制成的靶。灯丝加热后放出大量电 子；在阴阳两极之间加有很高的电压时，电子从阴极高速飞向阳极撞击 金属靶，从阳极金属靶上会产生X射线。 6 • γ射线是从放射性同位素的原子核中放射出来的。
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（4）射线照相检测的基本原理
• 射线照相法是指X射线或射线穿透试件，以胶片作为记录信息的器材 和无损的检测方法，该方法是应用最广泛的一种最基本的射线检测方 法。 • 了解射线穿过物质的衰减作用和照相作用后，就不难理解射线检测的 原理。材料中如有缺陷存在会影响射线的吸收，使透过射线强度发生 变化，用胶片可测量出这一变化。如图8—5所示，厚度为 • T厘米的物体中有厚度为△T厘米的缺陷 • 时，射线穿透无缺陷部位，透过射线强 • 度为I，曝光得到的底片的黑度为D • ，而射线穿透有缺陷部位，透过射线 • 强度为I+ △I，曝光得到的底片黑度应 • 为D+△D，把曝过光的胶片在暗室中 • 经过显影、定影、水洗和干燥。再将底 • 片放在观片灯上观察，根据底片上的黑 • 度变化所形成的图像，就可判断出有无 • 缺陷，以及缺陷的种类、数量、大小等， • 这就是射线照相法的原理。
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1.2.2 无损检测工艺规程
1.2.3无损检测工艺卡
• 实施无损检测的人员应按无损检测工艺卡进行操作。 • 无损检测工艺卡应根据无损检测通用工艺规程、产品标准、有 关的技术文件和JB/T 4730的本部分的要求编制，一般应包括以 下内容: • a) 工艺卡编号； • b) 产品名称，产品编号，制造、安装或检验编号，承压设备 的类别、规格尺寸、材料牌号、材质、热处理状态及表面状态； • c) 检测设备与器材:设备种类、型号、规格尺寸、检测附件和 检测材料； • d) 检测工艺参数:检测方法、检测比例、检测部位、标准试块 或标准试样(片)； • e) 检测技术要求:执行标准和验收级别； • f) 检测程序； • g) 检测部位示意图； • h) 编制(级别)和审核(级别)人； • i) 制定日期。 4 • 无损检测工艺卡的编制、审核应符合相关法规或标准的规定。
磁粉检测技术
⑴ 交流电磁场具有趋肤效应，对表面缺陷有较高的灵敏度。此外由于交流电方 向不断的变化，使得交流电磁场方向也不断变化，这种方向变化可搅动磁粉，有助于 磁粉迁移，从而提高灵敏度。通常压力管道表面及近表面缺陷的危害程度较内部缺陷 要大。如果表面和近表面缺陷的检出率高，对于压力管道的安全则比较有利，所以对 压力管道环焊缝进行磁粉检测时以采用交流电磁轭为好。 而对薄壁压力管道（壁厚小于3.5mm）来说，由于超声检测无法进行检测,而采用 直流电磁轭由于其磁场深入工件表面较深，有助于发现较深层的缺陷，可以弥补内部 缺陷的检测真空，因此这种方法较交流电磁轭为好。由于在同样的磁通量情况下，磁 场深度大，磁力线可穿过面积也大，所以单位磁感应强度就低，当工件壁厚比较大时 有可能检测灵敏度不够。有资料表明，直流电磁轭在大于6mm的钢板上进行磁粉检测 时，尽管电磁轭的提升力满足标准要求（＞177N），但用A型灵敏度试片测试，表面 磁场强度往往达不到要求。因此直流电磁轭的厚度检测上限应该在6mm左右。 ⑵ 国内外表面检测目前对可见光照度的要求一般应至少达到1000lx。考虑到可 见光照度对于磁粉和渗透检测的效果影响很大，因此明确规定非荧光磁粉或渗透检测 时，缺陷磁痕的评定应在可见光下进行，工件被检面处可见光照度应≥1000lx，这时 其检测灵敏度主要与磁粉的粒度有关；当现场检测条件无法满足时，可见光照度至少 为500lx以上。对高强度钢以及对裂纹敏感的铁磁性材料，或是长期工作在腐蚀介质 环境下，有可能发生应力腐蚀裂纹的场合的压力管道，如果现场可见光照度比较低， 可采用荧光亮度来弥补可见光照度的不足，以提高检测灵敏度。荧光磁粉检测时，所 用黑光灯在工件表面辐照度大于或等1000μW/cm2，其波长应在320～400nm范围内， 14 磁痕显示的评定应在暗室或暗处进行，暗室或暗处可见光照度应不大于20lx。
1.5压力管道磁粉检测
铁磁性材料被磁化后，其内部产生很强的磁感应强度，磁力线密度增大几百倍到 几千倍。如果材料中存在不连续性（包括缺陷造成的不连续性和结构、形状、材质等 原因造成的不连续性），磁力线便会发生畸变，部分磁力线有可能逸出材料表面，从 空间穿过，形成漏磁场。漏磁场的局部磁极能够吸引铁磁物质。如果这时在工件上撒 上磁粉，漏磁场就会使磁粉，形成与缺陷形状相近的磁粉堆积，从而显示缺陷。当裂 纹方向平行于磁力线的传播方向时，磁力线不会受到影响，缺陷也不可能被检出。
（2）射线能量与射线波长之间的关系
• 射线能量越高且波长越短，穿透物质时衰减少且穿透力 强 。 X射线的能量取决于管电压，γ射线的能量取决于放 射性同位素的种类。
（3）射线穿过物质的衰减
• X射线和y射线通过物质时，其强度逐渐减弱。射线强度的 衰减由以下公式表示： • . • 式中：I——通过物体后的射线强度； • I。——未通过物体前的射线强度； • μ——物质的衰减系数； • T --- 物体厚度。 • X射线和γ射线的强度减弱，一般认为是由光电效应引起 的吸收、康普顿效应引起的散射和电子对效应引起的吸收 三种原因造成的。