第七章无损检测技术.

第七章无损检测（探伤）技术概述一、超声波探伤技术二、红外线无损探伤技术三、磁粉探伤四、渗透探伤五、射线探伤六、声发射检测技术概述无损检测（探伤）技术是指在不破坏、不损伤或不改变被测物体的前提下，利用物质因存在缺陷而使其某一物理性能发生变化的特点，完成对该物体的物理性质、工作状态和内外部结构的检测，检验并评价其完整性、连续性和其它物理性能的技术手段的总称。无损探伤和无损评价构成无损探伤技术的全部内容。无损检测技术主要包括：射线探伤：x射线、射线、高能x射线、中子射线、质子和电子射线等声和超声探伤：声振动、声撞击、超声脉冲反射、超声共振、超声成像、超声频谱、声发射和电磁超声等电学和电磁探伤：电阻法、电位法、涡流法、录磁与漏磁、磁粉法、核磁共振、微波法、巴克豪森效应和外激电子发射力学和光学探伤：目视法和内窥法、荧光法、着色法、脆性涂层、光弹性覆膜法、激光全息摄影干涉法、泄漏和应力测试热力学方法：热电动势法、液晶法、红外线热图法化学分析法：电解检测法、激光检测法、离子散射、俄歇电子分析法以及穆斯鲍尔谱一、超声波探伤技术超声波如前噪声检测中所述，它是一种质点振动频率高于20KHz的机械波，用于检测的超声波频段为0.5MHz～5MHz。（一）超声波探伤原理超声波在缺陷处的反射(a)纵波入射；(b)横波入射1．超声波探头探头又称为超声波换能器。2．超声波探伤仪超声波探伤仪是超声波探伤的主体设备。3．耦合剂在超声波探伤中，耦合剂的作用主要是排除探头与工件表面之间的空气使超声波能有效地传入工件。（二）超声波探伤设备常见超声波探头的典型结构a）纵波直探头b）横波斜探头1-接头；2-壳体；3-阻尼块；4-压电晶片；5-保护膜；6-接地环；7-吸声材料；8-透声楔块各种探头(a)纵波直探头；(b)横波斜探头；(c)双晶探头超声波检测仪(a)、(b)、(c)数字式超声检测仪；(d)探伤小车（1）透声性能好。声阻抗尽量和被探测材料的声阻抗相近。（2）有足够的润湿性、适当的附着力和粘度。（3）对试件无腐蚀，对人体无损害，对环境无污染。（4）容易清除，不易变质，价格便宜，来源方便。1．穿透法2．脉冲反射法3．液浸法（三）超声波探伤方法直射声束穿透法(a)无缺陷；(b)有缺陷接触法单探头直射声束脉冲反射法(a)无缺陷；(b)有缺陷轴类件径向和轴向检测示意图焊接接头形式(a)对接接头；(b)搭接接头；(c)T型接头；(d)角接接头钢轨水平和纵向裂纹探伤车外形牵引车头二、红外线无损探伤技术红外线探伤是利用被测工件的热传导、热扩散或热容量变化时，物体内部存在裂纹或气孔一类的缺陷部位将引起这些热性能的改变的原理而进行探伤。一般主要是测定被测工件温度的分布状态，使被测工件在加热或冷却过程中被测量到其温度变化的差异，从而判明缺陷的存在。红外线探伤也分为主动探伤和被动探伤两类。主动式红外成像原理1-红外光源；2-摄像机；3-监视器三、磁粉探伤磁力线通过铁磁性材料时，若材料内部组织均匀一致，磁力线通过零件的方向也是一致和均匀分布的；如材料内部有缺陷（裂纹、空洞、非磁性夹杂物等），这些缺陷的地方磁阻增加或磁性不连续，磁力线便发生偏转出现局部方向改变。当缺陷在材料的表面或近表面（2～5mm以内）时，缺陷外产生漏磁场，如下图所示，其强度取决于缺陷的尺寸、位置及试件的磁化强度。这时把磁粉撒在试件的表面，则有缺陷的部位就会吸附更多磁粉而明显区别于没有缺陷的部位，这就是磁粉探伤的原理。磁力线在铁磁物质中的方向1-零件；2-磁力线；3-磁粉；4-缺陷（裂纹）四、渗透探伤渗透探伤法是将特殊的渗透液涂于试件表面，当试件表面有开口缺陷时，渗透液渗到缺陷中，去除表面多余的部分，经过显示处理、放大显示等程序来检查零件表面缺陷的无损探伤方法。渗透探伤适用于零件表面有开口的缺陷，对零件的材料没有特别要求。射线种类很多，其中易于穿透物体的主要有X射线、射线和中子射线三种。X和射线的区别只是发生的方法不同，都是波长很短的电磁波，两者本质相同。射线探伤常用的方法有：照相法、透视法、电视观察法、工业CT法等多种形式。下图为射线探伤的直接照相法的原理图。五、射线探伤射线探伤直接照相法六、声发射检测技术当物体受到外力或内应力作用时，物体缺陷处或结构异常部位因应力集中而产生塑性变形，其储存能量的一部分以弹性应力波的形式释放出来，这种现象称为声发射。利用声发射现象的特点，用电子学的方法接受发射出来的应力波，进而根据声发射信号特征，进行处理和分析以评价缺陷发生、发展的规律，以寻找和推断声发射源的缺陷及危险性的技术称为声发射检测技术，也叫声发射探伤。材料在受载的情况下，缺陷周围区域的应力再分布以范性流变、微观龟裂、裂纹的发生和扩展等形式进行，实际上是一种应变能的释放过程，而其中一部分应变能以应力波的形式发射出来。所以材料在滑动、位错、相变、开裂、断裂等过程中都有声发射现象发生。因此，接收和研究声发射现象，就可以利用声发射的信号对材料缺陷进行探测、预报和判断，并对材料或物件进行评价。裂纹裂纹分层材料在外力作用下，形成裂纹、断裂、分层等形式的损伤时，也会发声，产生声发射信号！颗粒断裂但这些信号很微弱，人耳听不到，必须借助先进的设备来检测声发射检测系统传感器试件夹具夹具第七章无损检测技术（完）