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2023/1/5 无损探伤概论 铁道部机务系统探伤 培训班 什么叫无损探伤 无损探伤是利用声、光、热、电、磁和射线等与物质的相互作用，在不损伤被检物使用性能的情况下，探测材料、构件和设备（被检物）的各种宏观的内部或表面缺陷，并判断其位置、大小、形状和种类的方法。无损检测：在不破坏被检测对象物理化学性能和几何完整性的情况下，对其表面和内部参数或性能等进行测量，称为无损检测。如果检测的目的是发现伤损，则称为无损探伤。在大多数情况下，如无特殊说明，无损检测实际上指的是无损探伤。常规无损探伤方法的种类常规无损探伤方法的种类 常规无损探伤方法包括超声、射线、磁粉、渗常规无损探伤方法包括超声、射线、磁粉、渗透和电磁（涡流）等五种。透和电磁（涡流）等五种。1.超声波探伤方法超声波探伤方法 （用表示）（用表示）2.射线探伤方法射线探伤方法 （用表示）（用表示）3.电磁电磁(涡流涡流)探伤方法探伤方法 （用表示）（用表示）4.渗透探伤方法渗透探伤方法 （用表示）（用表示）5.磁粉探伤方法磁粉探伤方法 （用表示）（用表示）无损探伤的目的无损探伤的目的 无损探伤是解决生产关键，保证材料零部件的产品质量以及对改进设计与工艺，提高生产率，降低成本，促进产品质量的不断提高等方面起着重要作用。1.改进制造工艺。为了要知道所采用的制造工艺是否适宜，可先根据予定工艺制成试制品，对它进行无损探伤，根据检测结果反复试验，最后确定满足质量要求的产品制造工艺。2.降低成本 在制造过程中的适当环节正确地施行无损探伤，及早发现缺陷，避免进行不必要的下道工序。3.提高可靠性 可靠性可以理解为：在规定的使用条件下，在予期的使用寿命内，产品的部份或整体都不发生破损，这里用无损探伤技术来监测产品在使用中某些部份的损坏情况，从而保证产品在使用中的可靠性。无损探伤的特点无损探伤的特点(一)无损探伤是把一定的物理能量施加在被检物上，再使用特定的装置来检测这种物理能量的穿透、吸收、散射、漏泄、渗透等现象的变化来检测这种被检物有无异常。因此能不能把这种异常情况检测出来，与被检物的材质、组织成份、形状、表面状态、以及被检物异常部份（缺陷）的状态、形状、大小、方向性等有关。因此，不管采用那一种无损探伤方法要完全检测出被检物中的异常部份（缺陷）是不可能的,也就是说，虽然经过无损探伤没有得到缺陷信息，也不应该误认为一定没有缺陷。无损探伤的特点无损探伤的特点(二)另外由于缺陷的种类、形状、大小及方向性不同，采用不同的检测方法，其结果也不同，如果可能，应尽量采用几种方法，以便让各种方法互相取长补短，从而得到更多的信息依据。还要区别可以允许的缺陷，不要去盲目追求过高的那种高“质量”。无损探伤的特点(三)无损探伤的显著特点是不具破坏性，因而可实现检测对象的100%检验，即可实现对100%的检测对象及每个检测对象的100%部位进行探伤。无损探伤或无损检测，其检测结果往往不够“精细”，在大多数情况下，只能给出缺陷的有无，而无法准确给出缺陷的大小或性质。常用无损探伤方法的概述常用无损探伤方法的概述 五大常规方法(1).超声探伤法-UT(2).磁粉探伤法-MT(3).射线探伤法-RT(4).涡流探伤法-ET(5).渗透探伤法-PT 另为还有诸多非常规方法，如声发射、红外、热成像、激光超声、电磁超声等。常用无损探伤方法的概述常用无损探伤方法的概述 一、超声波探伤方法超声波探伤方法 （用表示）1.超声波探伤方法的物理基础 (1).超声在弹性介质中能传播；(2).传播中具有指向性、反射性、折射性、散射性及衰减等特性。2.超声波探伤方法的基本原理 根据被检工件中定向辐射的超声波束在材料中的声能（声压）的衰减或缺陷界面上反射等原理，通过测量透过超声波的强度及回波信号的位置，探测材料的组织或缺陷。3.超声波探伤方法的优点 设备简单、便于自动化、检测速度可高、消耗低、可测厚度大（一般可达数米，是所有探伤法中最高者），可单面探测，表面、内部缺陷均可探测。4.超声波探伤方法的缺点 缺陷分折困难，人员培训要求高，定量精度差，重复性差，粗晶材料探测困难，探测面要求较高，对几何形状复杂的工件探测困难，原则上不能定性。5.缺陷定位 根据超声波传播的速度及时间可计算出缺陷的位置。在超声波探伤仪上用横轴表示。(1).点状缺陷 可测出空间的三个座标 (2).条状缺陷 可测出两端的两个座标 (3).面状缺陷 可测出边界上几个点的三个座标 6.缺陷定量 根据超声波回波信号的强度，可评价出缺陷的当量大小。在超声波探伤仪上用纵轴表示。(1).点状缺陷 指探头直径的缺陷，一般采用当量法或曲线法。(2).条状缺陷 指探头直径的长形缺陷，一般采用当量法或d法。超声波探伤仪本身只能提供“定位、定量”的功能，而不能提供定性的功能，“定性”只能依靠操作者进行。7.超声波探伤方法的适用对象及能力 能检测锻件、铸件、型材、焊缝等材料表面及内部的裂纹、白点、分层、夹渣、未焊透、未熔合、气孔、疏松、缩孔等缺陷的位置及相对尺寸。8.超声波探伤方法的不适用对象 (1).粗晶材料、如奥氏体钢的铸件和焊缝 (2).形状复杂或表面粗糙的工件 二、磁粉探伤方法磁粉探伤方法 （用表示）1.磁粉探伤方法的物理基础磁粉探伤方法的物理基础 铁磁性物体磁化后，在缺陷处或截面变铁磁性物体磁化后，在缺陷处或截面变化处，磁力线离开或进入表面形成漏磁场，化处，磁力线离开或进入表面形成漏磁场，通过对漏磁场的测量，即可对缺陷进行检测。通过对漏磁场的测量，即可对缺陷进行检测。2.磁粉探伤方法的基本原理 磁粉探伤的基本原理是基于铁磁性物体磁化后，由于缺陷的存在，引起磁力线的折射，导至磁力线的泄漏，形成漏磁场（在工件表面），此时，将磁粉或磁悬液施加在零件表面，磁粉或磁悬液受磁场的吸引聚集在缺陷处，产生肉眼可见的磁痕，从而显示出缺陷的位置和形状。3.磁粉探伤方法的优点 (1).缺陷显示直观；(2).检测灵敏度高；(3).几呼不受工件的几何形状限制；(4).检查速度快，工艺简单，费用低廉。4.磁粉探伤方法的缺点 (1).只能检测铁磁性物体；(2).只能检测表面和近表面的缺陷，不能检测埋藏较深的缺陷；(3).对于表面的划伤及锻造皱纹较难发现。5.磁粉探伤方法的适用对象及能力 铁磁性材料和工件，包括锻件、焊缝、型材、铸件等，能发现表面和近表面的裂纹、折叠、夹层、气孔等缺陷，一般能确定缺陷的位置、大小和形状，但难以确定缺陷的深度。6.磁粉探伤方法的不适用对象 非铁磁性材料，（如奥氏体钢、铜、铝等）及工艺规定的范围。三、渗透探伤方法 (用表示)1.渗透探伤方法的物理基础渗透探伤方法的物理基础.毛细现象毛细现象.2.渗透探伤方法的基本原理渗透探伤方法的基本原理 液体和固体表面的互作用液体和固体表面的互作用 3.渗透探伤方法的优点渗透探伤方法的优点 (1).检查速度快，操作方便；检查速度快，操作方便；(2).使用现场限制小（附近有明火不可使用），使用现场限制小（附近有明火不可使用），可无电操作；可无电操作；(3).适用范围广。适用范围广。4.渗透探伤方法的缺点渗透探伤方法的缺点.(1).费用较高；费用较高；(2).宽、浅及非开口型缺陷无法探测；宽、浅及非开口型缺陷无法探测；(3).粗糙、复杂及带丝扣的缺陷无法探测；粗糙、复杂及带丝扣的缺陷无法探测；(4).非至密性材料无法探测。非至密性材料无法探测。5.渗透探伤方法的适用对象及能力 金属材料及至密性非金属材料，能发现金属材料及至密性非金属材料，能发现表面开口的裂纹、折叠、疏松、针孔等缺陷。表面开口的裂纹、折叠、疏松、针孔等缺陷。一般能确定缺陷的位置、大小和形状，但难一般能确定缺陷的位置、大小和形状，但难以确定缺陷的深度。以确定缺陷的深度。6.渗透探伤方法的不适用对象渗透探伤方法的不适用对象 疏松的、非至密性材料及非开口型缺陷。疏松的、非至密性材料及非开口型缺陷。四、电磁（涡流）探伤方法（用表示）1.电磁（涡流）探伤方法的物理基础。电磁（涡流）探伤方法的物理基础。电磁感应。变化的磁场在导体中感应出电动势，从而产生电流物理现象。2.电磁（涡流）探伤方法基本原理电磁（涡流）探伤方法基本原理 导体在交变磁场的作用下，因电磁感应产生涡流，通过测量的变化量，就能对工件进行探伤、材质检验和形状尺寸测量。3.电磁（涡流）探伤方法优点电磁（涡流）探伤方法优点 测量速度高，便于自动化，可做到生产过程的控制。4.电磁（涡流）探伤方法缺点电磁（涡流）探伤方法缺点.影响因素多（如磁导率、电导率、尺寸、形状等），信号处理较难，技术培训要求高，材质要求均匀。5.电磁（涡流）探伤方法适用对象及能力电磁（涡流）探伤方法适用对象及能力 导电材料，如铁磁性和非铁磁性的型材导电材料，如铁磁性和非铁磁性的型材和零件，石墨制品等。能发现裂纹、折叠、和零件，石墨制品等。能发现裂纹、折叠、凹坑、夹渣、疏松等表面近表面的缺陷。一凹坑、夹渣、疏松等表面近表面的缺陷。一般能确定缺陷的位置和相对尺寸，难以判定般能确定缺陷的位置和相对尺寸，难以判定缺陷的种类。缺陷的种类。6.电磁（涡流）探伤方法的不适用对象电磁（涡流）探伤方法的不适用对象 非导电材料和表面粗糙的材料。非导电材料和表面粗糙的材料。五、射线探伤方法射线探伤方法 （用表示）（用表示）1.射线探伤方法的物理基础射线探伤方法的物理基础 (1).射线对物体具有穿透能力射线对物体具有穿透能力 (2).不同的物体对射线的衰减不同不同的物体对射线的衰减不同 (3).胶片的化学感光作用胶片的化学感光作用 2.射线探伤方法的的基本原理 将强度均匀的射线照射在被检工件上，将强度均匀的射线照射在被检工件上，使透过的射线在照相胶片上感光，胶片显影使透过的射线在照相胶片上感光，胶片显影后，就可得到与材料内部结构和缺陷相对应后，就可得到与材料内部结构和缺陷相对应的黑度不同的图象的黑度不同的图象-即射线底片。观察底即射线底片。观察底片，可检出缺陷的大小、数量、种类及分布片，可检出缺陷的大小、数量、种类及分布状况等，这种测试方法就叫射线探伤方法。状况等，这种测试方法就叫射线探伤方法。（常用的射线有：、（常用的射线有：、射线等）射线等）3.射线探伤方法的优点射线探伤方法的优点 影相直观、可靠、影相直观、可靠、记录可永久保记录可永久保存、判伤可不在现场。存、判伤可不在现场。4.射线探伤方法的缺点射线探伤方法的缺点 费用高、速度慢、需防护、探测厚费用高、速度慢、需防护、探测厚度受限，一般不能辨别厚度方向的位置。度受限，一般不能辨别厚度方向的位置。5.射线探伤方法的适用对象及能力射线探伤方法的适用对象及能力 能发现焊缝中的未熔合、未焊透、气孔、能发现焊缝中的未熔合、未焊透、气孔、夹渣等缺陷；铸件中的缩孔、夹渣、疏松、夹渣等缺陷；铸件中的缩孔、夹渣、疏松、热裂等缺陷。热裂等缺陷。6.射线探伤方法的不适用对象射线探伤方法的不适用对象 (1).锻件锻件.(2).型材型材.五、常用无损探伤方法的相互关系五、常用无损探伤方法的相互关系-1 在上述各种无损探伤方法中，超声和射线照相在上述各种无损探伤方法中，超声和射线照相主要用于探测被检物的内部缺陷，磁粉和电磁（涡主要用于探测被检物的内部缺陷，磁粉和电磁（涡流）探伤方法用于检测表面和近表面的缺陷，渗透流）探伤方法用于检测表面和近表面的缺陷，渗透探伤方法仅用于探测被检物表面开口的缺陷。探伤方法仅用于探测被检物表面开口的缺陷。被检物内部面积型缺陷，如裂纹、白点、分层被检物内部面积型缺陷，如裂纹、白点、分层和焊缝中未熔合等，通常采用超声探伤方法；体积和焊缝中未熔合等，通常采用超声探伤方法；体积型缺陷，如气孔、夹渣、缩孔、疏松等一般应用射型缺陷，如气孔、夹渣、缩孔、疏松等一般应用射线探伤法方；线探伤法方；五、常用无损探伤方法的相互关系五、常用无损探伤方法的相互关系-2 被检物表面和近表面的缺陷，如是导磁性材料可用磁粉或电磁（涡流）探伤方法，非导磁性材料可用电磁（涡流）探伤方法。（工艺特别规定的除外）渗透探伤方法仅用于表面开口的缺陷，多用于非导磁性材料及工艺规定的范