无损探伤.pdf

内部资料内部资料 不得外传不得外传 无 损 探 伤 船检业务基础知识培训教程船检业务基础知识培训教程 陈小虎陈小虎 编写编写 沈传钊沈传钊 审稿审稿 中国船级社上海培训中心中国船级社上海培训中心 2009 年 5 月 1无损检测无损检测无损检测无损检测NDTNDT无损检测无损检测无损检测无损检测NDTNDT上海分社陈小虎上海分社陈小虎1主要内容 一、无损检测的定义无损检测方法的种类 二、无损检测方法的种类 三、常见工件缺陷 四、无损探伤（射线、超声波、磁粉、渗透）1）定义 2）设备3）标准试块4）检测流程 五、典型产品的探伤方法型产的伤 1）焊缝 2）锻钢件 3）铸钢件 4）钢板 六、监督22一、无损检测的定义 无损检测无损检测 在不使被检对象受伤、分离或损坏的前提下，利在不使被检对象受伤、分离或损坏的前提下，利用声、光、电、磁等各种物理的方法来检测材料、产品或结构物的性质、状态或内部结构的测试技术，称为无损检验(广义的“无损检测”)。其中广泛用来检测被检物内部及表面缺陷的检测方法又称无损检测(狭义的)(俗称“无损探伤”)。对比：有损检测有损检测 以破坏被检对象来检测材料或产品性能质量的方法称为有损检测。如机械性能试验、化学分析、金相分析和爆破试验等。3二、无损检测方法的主要种类 无损检测发展到现在已有许多种方法，如目视检测法、渗漏检测法、射线检测法、超声波检测法、磁粉检测法渗透检测法涡流检测法声发射法粉检测法、渗透检测法、涡流检测法、声发射法、激光检测法等等。以上方法中除目视检测法外都需要一定的检测设备、工具或器材。以下的五种方法是除目视检测外最常用的，称为五种常规方法：射线检测法（Radiographic Testing-RT）超声波检测法（Ultrasonic TestingUT）超声波检测法（Ultrasonic Testing-UT）磁粉检测法（Magnetic Particle Testing-MT）渗透检测法（Liquid Penetrant Testing-PT）涡流检测法（Eddy Current TestingET）43三、常见工件缺陷 1、焊缝 2、铸钢件 3、锻钢件 4、钢板51、焊缝缺陷的分类 第一类 裂纹 第二类 气孔 第三类 固体夹杂 第四类 未熔合和未焊透 第五类 形状缺陷 第六类 其他缺陷。642、铸件缺陷 气孔 夹杂(夹渣)冷隔 泥芯撑及内冷铁未熔合 裂纹73、锻钢件的常见缺陷锻件缺陷可分原材料缺陷、锻造缺陷、热处理缺陷和机械加工缺陷理缺陷和机械加工缺陷。(1)原材料缺陷主要有：缩孔残余、疏松、偏折、夹杂和裂纹，这些原材料性质的缺陷 在锻件后续工艺过程中不可能消除但会 在锻件后续工艺过程中不可能消除，但会产生变形和延伸；(2)锻造缺陷主要有：折叠、白点、裂纹等；854、钢板常见缺陷 主要外部缺陷有重皮、折迭、裂缝、麻点等，内部缺陷则主要是分层和层状非金属夹杂。在厚板中有时也会有白点。对船用钢板来说按厚度般分为薄板 对船用钢板来说，按厚度一般分为：薄板（6mm 以下）、中板（6-60mm）和厚板（60mm以上）。9四、无损探伤（射线部分）射线检测法目前广泛采用的是射线照相法射线照相法，它是利用某些射线(如X、射线)穿透工件时由于缺陷与工件材料对射线的衰减作用不同从 射线)穿透工件时，由于缺陷与工件材料对射线的衰减作用不同，从而使胶片感光不一样经暗室处理后在底片上形成黑度不同的影像，据此来判断材料内部的缺陷情况。射线照相法缺陷显示比较直观，探伤结果可长期保存。但消耗胶片，探伤成本较高，生产效率相对较低。一些大工厂为了提高生产率，降低成本，采用了射线实时成象法射线实时成象法。即采用图象增强器代替胶片，将图像变成电信号输入工业电视系统在荧光屏上显示，可以实现实时检测。此法的缺点是灵敏度相对较低。射线检测法的优点是能通过显示的缺陷形貌对缺陷定性、定量和定位；其缺点是穿透能力不超声波对垂直射线的裂纹检出困难较大其缺点是穿透能力不及超声波，对于垂直于射线的裂纹检出困难较大，此外射线对人体有害，需要投入防护的投资。106射线照相法检测用仪器和设备 照相室 射线源、胶片、象质计、增感屏、铅字 暗室 黑度计、观片灯11射线检测用设备(一)管道爬行式射线探检伤仪12X射线探伤机射线探伤机7射线检测用设备(二)黑度计丝型像质计平板孔型像质计13观片灯阶梯孔型像质计射线照相胶片射线胶片的结构射线照相法所用胶片如图3.3.1（1）所示。射线胶片与普通胶片除了感所示。射线胶片与普通胶片除了感光乳剂成分有所不同外，的主要不同点是射线胶片一般是双面涂布红色色盲乳剂层(普通胶片是单面全色乳剂层)，其厚度远大于普通胶片，这主要是为了增加卤化银含量以吸收较多的穿透能力很强的X 射线和 射线，从而提高胶片的感光速度，增加底片的黑度。在射线照射下，胶片乳剂层中的卤化银感光微粒将发生变化，可以形化银感光微粒将发生变化，可以形成潜在的影像，称为“潜影”。经过显影处理，潜影可转化为可见的影像。148底片黑度 射线胶片产生潜影后，经过显影、定影化学处理，胶片上的潜影成为永久性的可见图像，此后就称之为射线底片(简称为底片)底片上的影像是由许多微小的黑色金属银)IIlg(t0透射底片光强度入射底片光强度(简称为底片)。底片上的影像是由许多微小的黑色金属银微粒所组成。影像各部位黑化程度的大小与该部位含银量的多少有关，含银量多的部位比含银量少的部位难于透光，即黑化度高。底片黑化程度通常用黑度(或称光学密度)D 表示。黑度的定义=当D0 3 时照射光只有12 透过15 当D0.3 时，照射光只有12 透过；当D1.0 时，照射光只有110 透过；当D2.0 时，照射光只有1100 透过；当D3.0 时，照射光只有11000 透过。黑度计和黑度片 黑度计 射线底片的黑度是用透射黑度计测量的也称光密度计。下射线底片的黑度是用透射黑度计测量的也称光密度计。下图是光学直读式黑度计的构造原理，它是将光电池所感受的光量变成电能，根据产生的电流大小，使微安表指针偏转，指示出黑度的量值。此外还有较先进的数显式黑度计，光孔直径可选用1mm，便于评片人员通过底片上有关部位的黑度测定，求出工件中某些缺陷在壁厚方向的尺寸。因为测定底片黑度是评定底片影像质量的必要步骤，为使黑度计的测定值准确可靠有重复性起见要求对黑度黑度计的测定值准确、可靠、有重复性起见，要求对黑度计和作为校验标准的阶梯黑度片由计量部门定期校验。169黑度计17像质计的主要类型 测定射线照相底片的射线照相灵敏度采用像质计(像质指示器，透度计)现在广泛使用的像质计主要是三种：丝型像质计、阶梯孔型像质计、平板孔型像质计。丝型像质计由于结构简单、易于制作已被世界各国广泛采用国际标准化组织也将丝型像制作，已被世界各国广泛采用，国际标准化组织也将丝型像质计纳入其制订的射线照相标准中。丝型像质计的型式、规格已逐步统一。丝型像质计：丝型像质计的基本结构如下图所示，它采用与被透照工件材料相同或相近的材料制作的金属丝，按照直径大小的顺序，以规定的间距平行排列，封装在对射线吸收系数很低的透明材料中，或直接安装在一定的框架上，并配备一定的标志说明字母和数字。不同国家的标准，对丝的直径定的标志说明字母和数字不同国家的标准，对的直径与允许的偏差、长度、间距、一个像质计中的丝的根数及标志说明等，都作出了各自的规定，不同国家的规定存在一些差异。丝型像质计主要应用在金属材料。关于丝的直径，现在各个国家一般都采用公比为1010(近似为1.25)的等比数列决定的一个优选数列，并对丝径给以编号。1810丝型像质计和灵敏度丝型像质计的相对灵敏度，规定为在射线照相底片上，可识别的金属丝最小直径与件的透照厚度的百丝最小直径与工件的透照厚度的百分比，即：式中：Sw丝型像质计射线照相灵敏度；d射线照相底片上可识别的金19d射线照相底片上可识别的金属丝最小直径；T工件的透照厚度。*为了提高探测灵敏度可使用增感屏增感屏在射线作用下发出电子或螢光促使底片感光速度，改进底片成象质量射线底片标识2011射线照相底片质量的基本要求进行评定的射线底片必须合格，只有符合质量要求的射线底片才能作评定工作质量的依据。射线底片的质量的基本要求是：(1)黑度应处于规定的范围(1)黑度应处于规定的范围GB 3323 标准要求，A 级/B 级像质的射线底片黑度 D,分别为2.0/2.3，射线底片黑度D 为1.83.5。CBT3558 标准规定，X 射线普通级黑度为1.24.0；特级为1.54.0；射线为1.84.0。；(2)射线照相灵敏底应达到规定的要求；影响射线检测灵敏度的因素：射线源尺寸、胶片质量(不清晰度)、几何不清晰度、缺陷与射线方向的夹角(越小越清晰)、散射线的强度、缺陷与工件的能量吸取差缺陷与工件的能量吸取差(3)标记系应符合有关的规定；(4)底片的表观质量应满足规定的要求。(5)胶片：按感光特性的梯度、感光度和粒度分级。不同的工件选择不同的胶片。21射线底片的观察 观片是指用可见光穿透底片，并对底片图像进行观察的操作工序。通过对射线照相底片的观察、辨认和测量判断被射线检查工件的缺陷性质辨认和测量，判断被射线检查工件的缺陷性质、大小和位置，依照标准对被检工件质量做出评定结论。观片灯的要求 观片灯主要应满足光的颜色、光源强度、照相方式与范围三方面的要求。观片室 观片室 观片室应具有安静和整洁的环境、适宜的温度及新鲜的空气，以利于观片和不污损底片。观片室内的照明光线应避免从底片的观察表面反射线到观察者。如果在暗室内观片，效果更好。2212射线探伤标准钢板GB3323-2005金属熔化焊焊接接头射线照相CB/T 3558-1993船舶钢焊缝射线照相工艺和质量分级铸钢GB5677-85 铸钢件射线照像及底片等级分类方法23无损探伤（超声波部分）超声波检测法是利用超声波能在弹性介质中传播，在界面超声波检测法是利用超声波能在弹性介质中传播，在界面上产生反射、折射等特性来探测材料内部或表面缺陷的探伤方法。利用压电效应在探头的压电晶片上产生高频脉冲超声波在工件中传播，遇缺陷反射回压电晶片使其产生高频电脉冲，经仪器接收放大在示波屏上显示出缺陷回波，从而发现缺陷。超声波检测不但检测厚度大，而且灵敏度高，速度快，成本低能对缺陷准确定位和对缺陷定当量本低，能对缺陷准确定位和对缺陷定当量。超声波对人体无害。然而超声波检测法，缺陷显示不直观，检测技术难度大，易受主、客观条件的影响，检测结果不便保存。2413超声波仪器和试块 超声波仪、(换能器)探头、试块 影响超声波探伤的因素：探伤影响超声波探伤的因素：探伤频率、频带宽度、晶片聚焦 厚截面工作缺陷和探测平面型缺陷较适合；不适用于极薄板。25超声波检测仪的分类2614试块的作用(1)确定探伤灵敏度 超声波检测灵敏度太高或太低都不好，太高杂波多，判伤困难；太低会引起漏检。因此在超声波检测前，常用试块上某特定的人工反射体来调整探伤灵敏度试块上某一特定的人工反射体来调整探伤灵敏度。(2)测试仪器和探头的性能 超声波检测仪和探头的一些重要性能，如放大线性、水平线性、动态范围、灵敏度余量、分辨力、盲区、探头的入射点、K 值等都是利用试块来测试的。利用试块可以调整仪器示波屏上水平刻度值与实际声程之间的比例以调仪器示波屏水平刻度值与实际声程间的例关系，即扫描速度，以便对缺陷进行定位。(3)评判缺陷的大小 利用某些试块绘出的距离-波幅-当量曲线(即实用AVG)来对缺陷定量是目前常用的定量方法之一。27超声波试块的分类(1)按试块标准来划分 标准试块：标准试块是由权威机构制定的试块，试块材质、形式、尺寸及表面状态都由权威部门统一规定如国际焊接学会IIW 试块和IIW2 试块定。如国际焊接学会IIW 试块和IIW2 试块。参考试块：参考试块是由各部门按某些具体探伤对象制定的试块，如CS-I 试块 CSK-IIA 试块等。(2)按试块上人工反射体分 平底孔试块：一般平底孔试块上加工有底面为平面的平底孔，如CS-1、CS-2 试块。横孔试块：横孔试块上加工有与