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技術(shù)資料

TECHNICAL INFORMATION

無損檢測(cè)的應(yīng)用特點(diǎn)

2012年04月01日

1.不損壞試件材質(zhì)、結(jié)構(gòu)
無損檢測(cè)的最大特點(diǎn)就是能在不損壞試件材質(zhì)、結(jié)構(gòu)的前提下進(jìn)行檢測(cè),所以實(shí)施無損檢測(cè)后,產(chǎn)品的檢查率可以達(dá)到100%。但是,并不是所有需要測(cè)試的項(xiàng)目和指標(biāo)都能進(jìn)行無損檢測(cè),無損檢測(cè)技術(shù)也有自身的局限性。某些試驗(yàn)只能采用破壞性試驗(yàn),因此,在目前無損檢測(cè)還不能代替破壞性檢測(cè)。也就是說,對(duì)一個(gè)工件、材料、機(jī)器設(shè)備的評(píng)價(jià),必須把無損檢測(cè)的結(jié)果與破壞性試驗(yàn)的結(jié)果互相對(duì)比和配合,才能作出準(zhǔn)確的評(píng)定。
2.正確選用實(shí)施無損檢測(cè)的時(shí)機(jī)
 無損檢測(cè)系統(tǒng)在無損檢測(cè)時(shí),必須根據(jù)無損檢測(cè)的目的,正確選擇無損檢測(cè)實(shí)施的時(shí)機(jī)。
 3.正確選用最適當(dāng)?shù)臒o損檢測(cè)方法
由于各種檢測(cè)方法都具有一定的特點(diǎn),為提高檢測(cè)結(jié)果可靠性,應(yīng)根據(jù)設(shè)備材質(zhì)、制造方法、工作介質(zhì)、使用條件和失效模式,預(yù)計(jì)可能產(chǎn)生的缺陷種類、形狀、部位和取向,選擇合適的無損檢測(cè)方法。
4.綜合應(yīng)用各種無損檢測(cè)方法
任何一種無損檢測(cè)方法都不是萬能的,每種方法都有自己的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。應(yīng)盡可能多用幾種檢測(cè)方法,互相取長補(bǔ)短,以保障承壓設(shè)備安全運(yùn)行。此外在無損檢測(cè)的應(yīng)用中,還應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到,檢測(cè)的目的不是片面追求過高要求的“高質(zhì)量”,而是應(yīng)在充分保證安全性和合適風(fēng)險(xiǎn)率的前提下,著重考慮其經(jīng)濟(jì)性。只有這樣,無損檢測(cè)在承壓設(shè)備的應(yīng)用才能達(dá)到預(yù)期目的。
常用的無損檢測(cè)方法  無損檢測(cè)方法很多,據(jù)美國國家宇航局調(diào)研分析,其認(rèn)為可分為六大類約70余種。但在實(shí)際應(yīng)用中比較常見的有以下五種,也就是我們所說的常規(guī)的無損檢測(cè)方法:

一、常規(guī)無損檢測(cè)方法
目視檢測(cè) Visual Testing (縮寫 VT);
超聲檢測(cè) Ultrasonic Testing(縮寫 UT);
射線檢測(cè)Radiographic Testing(縮寫 RT);
磁粉檢測(cè) Magnetic particle Testing(縮寫 MT);
滲透檢測(cè) Penetrant Testing (縮寫 PT);
渦流檢測(cè) Eddy Current Testing (縮寫 ET);
聲發(fā)射 Acoustic emission (縮寫 AE) 。

1、目視檢測(cè)(VT)
目視檢測(cè),是國內(nèi)實(shí)施的比較少,但在國際上非常重視的無損檢測(cè)第一階段首要方法。按照國際慣例,目視檢測(cè)要先做,以確認(rèn)不會(huì)影響后面的檢驗(yàn),再接著做四大常規(guī)檢驗(yàn)。例如BINDT的PCN認(rèn)證,就有專門的VT1、2、3級(jí)考核,更有專門的持證要求。經(jīng)過國際級(jí)的培訓(xùn),其VT檢測(cè)技術(shù)會(huì)比較專業(yè),而且很受國際機(jī)構(gòu)的重視。
VT常常用于目視檢查焊縫,焊縫本身有工藝評(píng)定標(biāo)準(zhǔn),都是可以通過目測(cè)和直接測(cè)量尺寸來做初步檢驗(yàn),發(fā)現(xiàn)咬邊等不合格的外觀缺陷,就要先打磨或者修整,之后才做其他深入的儀器檢測(cè)。例如焊接件表面和鑄件表面較多VT做的比較多,而鍛件就很少,并且其檢查標(biāo)準(zhǔn)是基本相符的。

2、射線照相法(RT)
是指用X射線或g射線穿透試件,以膠片作為記錄信息的器材的無損檢測(cè)方法,該方法是最基本的,應(yīng)用最廣泛的一種非破壞性檢驗(yàn)方法。
1、射線照相檢驗(yàn)法的原理:射線能穿透肉眼無法穿透的物質(zhì)使膠片感光,當(dāng)X射線或r射線照射膠片時(shí),與普通光線一樣,能使膠片乳劑層中的鹵化銀產(chǎn)生潛影,由于不同密度的物質(zhì)對(duì)射線的吸收系數(shù)不同,照射到膠片各處的射線能量也就會(huì)產(chǎn)生差異,便可根據(jù)暗室處理后的底片各處黑度差來判別缺陷。
2、射線照相法的特點(diǎn):射線照相法的優(yōu)點(diǎn)和局限性總結(jié)如下:
a.可以獲得缺陷的直觀圖像,定性準(zhǔn)確,對(duì)長度、寬度尺寸的定量也比較準(zhǔn)確;
b.檢測(cè)結(jié)果有直接記錄,可長期保存;
c. 對(duì)體積型缺陷(氣孔、夾渣、夾鎢、燒穿、咬邊、焊瘤、凹坑等)檢出率很高,對(duì)面積型缺陷(未焊透、未熔合、裂紋等),如果照相角度不適當(dāng),容易漏檢;
d.適宜檢驗(yàn)厚度較薄的工件而不宜較厚的工件,因?yàn)闄z驗(yàn)厚工件需要高能量的射線設(shè)備,而且隨著厚度的增加,其檢驗(yàn)靈敏度也會(huì)下降;
e.適宜檢驗(yàn)對(duì)接焊縫,不適宜檢驗(yàn)角焊縫以及板材、棒材、鍛件等;
f.對(duì)缺陷在工件中厚度方向的位置、尺寸(高度)的確定比較困難;
g.檢測(cè)成本高、速度慢;
h.具有輻射生物效應(yīng),
無損檢測(cè)超聲波探傷儀能夠殺傷生物細(xì)胞,損害生物組織,危及生物器官的正常功能。
總的來說,RT的特性是——定性更準(zhǔn)確,有可供長期保存的直觀圖像,總體成本相對(duì)較高,而且射線對(duì)人體有害,檢驗(yàn)速度會(huì)較慢。
無損檢測(cè)X光機(jī)
用于工業(yè)部門的工業(yè)檢驗(yàn)X光機(jī)通常為工業(yè)無損檢測(cè)X光機(jī)(無損耗檢測(cè)),此類便攜式X光機(jī)可以檢測(cè)各類工業(yè)元器件、電子元件、電路內(nèi)部。例如插座插頭橡膠內(nèi)部線路連接,二極管內(nèi)部焊接等的檢測(cè)。BJI-XZ、BJI-UC等工業(yè)檢測(cè)X光機(jī)是可連接電腦進(jìn)行圖像處理的X光機(jī),此類工業(yè)檢測(cè)便攜式X光機(jī)為工廠家電維修領(lǐng)域提供了出色的解決方案。

3、超聲波檢測(cè)(UT)
1、超聲波檢測(cè)的定義:通過超聲波與試件相互作用,就反射、透
       無損檢測(cè)設(shè)備射和散射的波進(jìn)行研究,對(duì)試件進(jìn)行宏觀缺陷監(jiān)測(cè)、幾何特性測(cè)量、組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能變化的檢測(cè)和表征,并進(jìn)而對(duì)其特定應(yīng)用性進(jìn)行評(píng)價(jià)的技術(shù)。
2、超聲波工作的原理:主要是基于超聲波在試件中的傳播特性。
a.聲源產(chǎn)生超聲波,采用一定的方式使超聲波進(jìn)入試件;
b.超聲波在試件中傳播并與試件材料以及其中的缺陷相互作用,使其傳播方向或特征被改變;
c.改變后的超聲波通過檢測(cè)設(shè)備被接收,并可對(duì)其進(jìn)行處理和分析;
d.根據(jù)接收的超聲波的特征,評(píng)估試件本身及其內(nèi)部是否存在缺陷及缺陷的特性。
3、超聲波檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn):
a.適用于金屬、非金屬和復(fù)合材料等多種制件的無損檢測(cè);
b.穿透能力強(qiáng),可對(duì)較大厚度范圍內(nèi)的試件內(nèi)部缺陷進(jìn)行檢測(cè)。如對(duì)金屬材料,可檢測(cè)厚度為1~2mm的薄壁管材和板材,也可檢測(cè)幾米長的鋼鍛件;
c.缺陷定位較準(zhǔn)確;
d.對(duì)面積型缺陷的檢出率較高;
e.靈敏度高,可檢測(cè)試件內(nèi)部尺寸很小的缺陷;
f.檢測(cè)成本低、速度快,設(shè)備輕便,對(duì)人體及環(huán)境無害,現(xiàn)場(chǎng)使用較方便。
4、超聲波檢測(cè)的局限性:
a.對(duì)試件中的缺陷進(jìn)行精確的定性、定量仍須作深入研究;
b.對(duì)具有復(fù)雜形狀或不規(guī)則外形的試件進(jìn)行超聲檢測(cè)有困難;
c.缺陷的位置、取向和形狀對(duì)檢測(cè)結(jié)果有一定影響;
d.材質(zhì)、晶粒度等對(duì)檢測(cè)有較大影響;
e.以常用的手工A型脈沖反射法檢測(cè)時(shí)結(jié)果顯示不直觀,且檢測(cè)結(jié)果無直接見證記錄。
5、超聲檢測(cè)的適用范圍:
a.從檢測(cè)對(duì)象的材料來說,可用于金屬、非金屬和復(fù)合材料;
b.從檢測(cè)對(duì)象的制造工藝來說,可用于鍛件、鑄件、焊接件、膠結(jié)件等;
c.從檢測(cè)對(duì)象的形狀來說,可用于板材、棒材、管材等;
d.從檢測(cè)對(duì)象的尺寸來說,厚度可小至1mm,也可大至幾米;
e.從缺陷部位來說,既可以是表面缺陷,也可以是內(nèi)部缺陷。

4、磁粉檢測(cè)(MT)
1. 磁粉檢測(cè)的原理:鐵磁性材料和工件被磁化后,由于不連續(xù)性的存在,使工件表面和近表面的磁力線發(fā)生局部畸變而產(chǎn)生漏磁場(chǎng),吸附施加在工件表面的磁粉,形成在合適光照下目視可見的磁痕,從而顯示出B310磁粉探傷儀不連續(xù)性的位置、形狀和大小。
2. 磁粉檢測(cè)的適用性和局限性:
a.磁粉探傷適用于檢測(cè)鐵磁性材料表面和近表面尺寸很小、間隙極窄(如可檢測(cè)出長0.1mm、寬為微米級(jí)的裂紋),目視難以看出的不連續(xù)性。
b.磁粉檢測(cè)可對(duì)原材料、半成品、成品工件和在役的零部件檢測(cè),還可對(duì)板材、型材、管材、棒材、焊接件、鑄鋼件及鍛鋼件進(jìn)行檢測(cè)。
c.可發(fā)現(xiàn)裂紋、夾雜、發(fā)紋、白點(diǎn)、折疊、冷隔和疏松等缺陷。
d.磁粉檢測(cè)不能檢測(cè)奧氏體不銹鋼材料和用奧氏體不銹鋼焊條焊接的焊縫,也不能檢測(cè)銅、鋁、鎂、鈦等非磁性材料。對(duì)于表面淺的劃傷、埋藏較深的孔洞和與工件表面夾角小于20°的分層和折疊難以發(fā)現(xiàn)。

5、滲透檢測(cè)(PT)
1.液體滲透檢測(cè)的基本原理:零件表面被施涂含有熒光染料或著色染料的滲透劑后,在毛細(xì)管作用下,經(jīng)過一段時(shí)間,滲透液可以滲透進(jìn)表面開口缺陷中;經(jīng)去除零件表面多余的滲透液后,再在零件表面施涂顯像劑,同樣,在毛細(xì)管的作用下,顯像劑將吸引缺陷中保留的滲透液,滲透液回滲到顯像劑中,在一定的光源下(紫外線光或白光),缺陷處的滲透液痕跡被現(xiàn)實(shí),(黃綠色熒光或鮮艷紅色),從而探測(cè)出缺陷的形貌及分布狀態(tài)。
2.滲透檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn):
a.可檢測(cè)各種材料,金屬、非金屬材料;磁性、非磁性材料;焊接、鍛造、軋制等加工方式;
b.具有較高的靈敏度(可發(fā)現(xiàn)0.1μm寬缺陷)
c.顯示直觀、操作方便、檢測(cè)費(fèi)用低。
3.滲透檢測(cè)的缺點(diǎn)及局限性:
a.它只能檢出表面開口的缺陷;
b.不適于檢查多孔性疏松材料制成的工件和表面粗糙的工件;
c.滲透檢測(cè)只能檢出缺陷的表面分布,難以確定缺陷的實(shí)際深度,因而很難對(duì)缺陷做出定量評(píng)價(jià)。檢出結(jié)果受操作者的影響也較大。

6、渦流檢測(cè)(ET)
1.渦流檢測(cè)的基本原理:將通有交流電的線圈置于待測(cè)的金屬板上或套在待測(cè)的金屬管外(見圖)。這時(shí)線圈內(nèi)及其附近將產(chǎn)生交變磁場(chǎng),使試件中產(chǎn)生呈旋渦狀的感應(yīng)交變電流,稱為渦流。渦流的分布和大小,除與線圈的形狀和尺寸、交流電流的大小和頻率等有關(guān)外,還取決于試件的電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率、形狀和尺寸、與線圈的距離以及表面有無裂紋缺陷等。因而,在保持其他因素相對(duì)不變的條件下,用一探測(cè)線圈測(cè)量渦流所引起的磁場(chǎng)變化,可推知試件中渦流的大小和相位變化,進(jìn)而獲得有關(guān)電導(dǎo)率、缺陷、材質(zhì)狀況和其他物理量(如形狀、尺寸等)的變化或缺陷存在等信息。但由于渦流是交變電流,具有集膚效應(yīng),所檢測(cè)到的信息僅能反映試件表面或近表面處的情況。
2.應(yīng)用:按試件的形狀和檢測(cè)目的的不同,可采用不同形式的線圈,通常有穿過式、探頭式和插入式線圈3種。穿過式線圈用來檢測(cè)管材、棒材和線材,它的內(nèi)徑略大于被檢物件,使用時(shí)使被檢物體以一定的速度在線圈內(nèi)通過,可發(fā)現(xiàn)裂紋、夾雜、凹坑等缺陷。探頭式線圈適用于對(duì)試件進(jìn)行局部探測(cè)。應(yīng)用時(shí)線圈置于金屬板、管或其他零件上,可檢查飛機(jī)起落撐桿內(nèi)筒上和渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)葉片上的疲勞裂紋等。插入式線圈也稱內(nèi)部探頭,放在管子或零件的孔內(nèi)用來作內(nèi)壁檢測(cè),可用于檢查各種管道內(nèi)壁的腐蝕程度等。為了提高檢測(cè)靈敏度,探頭式和插入式線圈大多裝有磁芯。渦流法主要用于生產(chǎn)線上的金屬管、棒、線的快速檢測(cè)以及大批量零件如軸承鋼球、汽門等的探傷(這時(shí)除渦流儀器外尚須配備自動(dòng)裝卸和傳送的機(jī)械裝置)、材質(zhì)分選和硬度測(cè)量,也可用來測(cè)量鍍層和涂膜的厚度。
3.優(yōu)缺點(diǎn):渦流檢測(cè)時(shí)線圈不需與被測(cè)物直接接觸,可進(jìn)行高速檢測(cè),易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,但不適用于形狀復(fù)雜的零件,而且只能檢測(cè)導(dǎo)電材料的表面和近表面缺陷,檢測(cè)結(jié)果也易于受到材料本身及其他因素的干擾。

7、聲發(fā)射 AE
是一種新增的無損檢測(cè)方法,通過材料內(nèi)部的裂紋擴(kuò)張等發(fā)出的聲音進(jìn)行檢測(cè)。主要用于檢測(cè)在用設(shè)備、器件的缺陷即缺陷發(fā)展情況,以判斷其良好性。

二、非常規(guī)無損檢測(cè)方法
聲發(fā)射 Acoustic Emission(縮寫 AE);
渦流檢測(cè)Eddy current Testing (縮寫 ET)
泄漏檢測(cè) Leak Testing(縮寫 LT);
衍射波時(shí)差法超聲檢測(cè)技術(shù)Time of Flight Diffraction (縮寫 ToFD);
導(dǎo)波檢測(cè)Guided Wave Testing;
還有許多許多…


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