无损检测基础知识.

2019/12/29无损检测技术基础知识（NDT：Non-destructivetesting）华北电力科学研究院有限责任公司2019/12/29•概述•锅炉的无损检测要求•锅炉射线检测•锅炉超声波检测•锅炉磁粉检测•锅炉渗透检测•无损检测的质量控制2019/12/29一．无损检测的定义及分类1、定义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。第一章概述2019/12/292、方法分类五大常规方法：射线检测（RT-RadiographicTesting）超声检测（UT-UltrasonicTesting）磁粉检测（MT-MagneticTesting）渗透检测（PT-PenetrantTesting）涡流检测（ET-EddyCurrentTesting)发展较快的新技术数字射线检测（CR、DR）衍射时差法超声检测（TOFD）相控阵超声检测（PA）2019/12/29RT：在德国物理学家伦琴发现X射线后发展起来的；UT：在声纳技术和雷达技术的基础上开发出来的；MT、ET：建立在电磁学理论的基础上；PT：得益于物理化学的进展；CR、DR：得益于微电子技术的发展。TOFD：在超声衍射理论基础上结合软件技术发展而来；PA：在超声理论、相控阵雷达技术基础上结合计算机技术发展而来。2019/12/293、发展的三个阶段无损探伤（Non—distructiveInspection）早期阶段，探测和发现缺陷。无损检测（Non—distructiveTesting）当前阶段，不仅仅发现缺陷，还包括探测缺陷的一些信息，如位置、形状、尺寸、性质等。无损评价（Non—distructiveEvaluation）即将进入或正在进入的新的发展阶段，更广泛，更深刻的内容。发现缺陷，探测缺陷的详细数据，还要求获取更全面，更准确的，综合的信息对试件或产品的质量和性能给出全面，准确的评价。2019/12/29二．无损检测的目的1、保证产品质量2、保障使用安全3、改进制造工艺4、降低生产成本发现缺陷、反馈检测结果以改进工艺和控制运行，促进加工过程和使用过程的控制、降低成本和避免事故。2019/12/29三．无损检测的应用特点1、无损检测要与破坏性检测相配合2、正确选用实施无损检测的时机3、正确选用最适当的无损检测方法4、综合运用各种无损检测方法2019/12/29四．标准：电站设备无损检测常用标准通用的方法标准、某类部件的方法标准DL/T820-2002管道焊接接头超声波检验技术规程DL/T821-2002钢制承压管道对接焊接接头射线检验技术规程DL/T694-2012高温紧固螺栓超声波检验技术导则DL/T297-2011汽轮发电机合金轴瓦超声波检测JB/T10326-2002在役发电机护环超声波检验技术标准JB/T4730-2005承压设备无损检测JB/T1581-1996汽轮机、汽轮发电机转子和主轴锻件超声波探伤方法……2019/12/29第二章射线检测医学射线透视2019/12/29工业射线检测2019/12/29一.射线照相法原理用X射线或γ射线穿透试件，以胶片作为记录信息的器材的无损检测方法。射线检测最主要是探测试件内部的宏观几何缺陷。2019/12/29二．电站设备的射线检测1、执行标准DL/T821-2002钢制承压管道对接焊接接头射线检验技术规程JB/T4730.2-2005承压设备无损检测第2部分：射线检测2019/12/292、射线检测工艺要点射源：X射线、γ射线1）X射线的应用特点X射线主要优点：X射线能量可改变，因此对各种厚度的试件均可获得高灵敏度图像；X射线机可用开关切断，故较易实施射线防护；曝光时间短，一般为几分钟。X射线局限性：需电源，体积较大，现场使用不便，检测成本和维修费用均较大。设备：便携式，160－320KV，穿透钢－45mm移动式，200－450KV，穿透钢－100mm高能X射线加速器：4－32MeV,穿透钢－400mm2019/12/292）γ射线的应用特点γ射线主要优点：射源尺寸小，可用于X射线机无法接近的现场；不需电源；运行费用低。γ射线局限性：探伤灵敏度低，尤其对薄钢试件（如5mm以下）；曝光时间长。γ射线的成像质量比X射线差得多。影响射线照相的三大要素：对比度、清晰度、颗粒度，γ射线均不如X射线。对裂纹倾向大的材料焊缝检测应慎用γ射线。2019/12/293）胶片应用特点胶片影响成像对比度和颗粒度进而影响灵敏度。依据成像特性，胶片分成四类，T1、T2、T3、T4。T1为最高类别，T4为最低类别。采用γ射线对裂纹敏感性大的材料进行射线检测时,应采用高类别的胶片。2019/12/294）透照方式选择小径管底片2019/12/295）底片质量要求底片上定位和识别标记——齐全、影像显示完整、位置正确；底片评定范围内的黑度D——应符合下列规定:A级：1.5≤D≤4.0AB级：2.0≤D≤4.0；B级2.3≤D≤4.0底片的像质计灵敏度满足标准要求；底片评定范围内不应存在干扰缺陷影像识别的水迹、划痕、斑纹等伪缺陷影像。2019/12/296）射线照相法的特点a）检测结果有直接记录-底片；b）可以获得缺陷的投影图像，缺陷定性定量准确；c）对体积型缺陷检出率高，而面积型缺陷的检出率受到多种因素影响；d）适于检测厚度较薄的工件而不适合较厚的工件；e）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；f）有些试件结构和现场条件不适合射线照相；g）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；h）检测成本高、射线照相检测速度慢；i）射线对人体有害。2019/12/29超声波检测常规方法——A型脉冲反射超声波检测一.超声波检测的原理垂直探伤法斜射探伤法第三章超声波检测2019/12/29二．电站设备的超声检测1、执行标准DL/T820-2002管道焊接接头超声波检验技术规程DL/T694-2012高温紧固螺栓超声波检验技术导则DL/T297-2011汽轮发电机合金轴瓦超声波检测DL/T714-2000汽轮机叶片超声波检验技术导则DL/T717-2000汽轮发电机组转子中心孔检验技术导则JB/T10326-2002在役发电机护环超声波检验技术标准JB/T4730.3-2005承压设备无损检测超声检测JB/T9630.2-1999汽轮机铸钢件的超声波探伤及质量分级方法……2019/12/292、适用范围锅炉、压力容器及管道用原材料、零部件、焊缝汽轮机发电机等零部件的检测……2019/12/29三.超声检测1.超声检测工艺要素1）探伤方法的选择(纵波、横波、表面波、爬波、导波）；2）仪器、探头的选择（种类、频率、晶片尺寸、折射角）；3）试块的选择（标准试块，反射体种类：平底孔、横孔、槽；参考试块：人工缺陷和自然缺陷）4）探伤灵敏度的选择（扫查，缺陷定量）5）耦合剂选择（水、油、浆糊）6）探伤方向（与缺陷尽量垂直）和扫查面的选择（焊缝:一面两侧和两面四侧,足够大的宽度)7）探伤时机的选择(有冷裂纹倾向的焊缝:焊后24小时；锻件:粗加工后)2019/12/292、对接焊缝、角焊缝超声检测1）JB/T4730.3-2005标准适用的厚度范围适用于母材厚度为8mm-400mm全熔化焊对接接头DL/T820-2002标准适用于电力行业制作、安装和检修设备时铁素体类钢制承压管道单面焊接双面成型的中厚壁管、中小径薄壁管焊接接头的手工A型脉冲反射法超声波检验。（4mm以上）2）超声检测技术等级超声检测技术等级分为A、B、C三个技术等级选择应符合制造、安装、在用等有关规范、标准及设计图样规定。2019/12/293）探头的扫查方式对接焊缝的扫查方式：锯齿型扫查、450的斜向扫查；另外还有前后、左右、转角、环绕四种基本扫查方式。2019/12/29角焊缝的扫查方式：前后移动探头为主。2019/12/294）缺陷的评定a）定性；裂纹、未熔合等危害性缺陷评定为Ⅳ级；b）定量：波幅波幅+长度2019/12/29a）定性材质：A335P91焊接方法：氩弧打底，手工填充盖面。超声检验判定为裂纹，2019/12/29b）定量-----波幅说明：某厂三号机热段规格：ID883X46A335P92焊接方法：氩弧打底，手工填充盖面。超声检验判定为裂纹，2019/12/292019/12/29螺栓超声波检测2019/12/29一.磁粉检测的原理试件中的裂纹造成的不连续性使得磁力线畸变，由于裂纹中空气介质的磁导率远远低于试件的磁导率，使磁力线受阻，一部分磁力线挤到缺陷的底部，一部分穿过裂纹，一部分排挤出工件的表面后进入工件。如果这是在工件上撒上磁粉，漏磁场就会吸附磁粉，形成与缺陷形状相近的磁粉堆积，从而显示缺陷。第四章磁粉检测2019/12/29二.电站设备的磁粉检测1、执行标准JB/T4730.4承压设备无损检测第4部分：磁粉检测GB/T9444-2007铸钢件磁粉检测JB/T9630.1-1999汽轮机铸钢件的磁粉探伤及质量分级方法JB/T8468-1996锻钢件磁粉检验方法2019/12/292、适用范围适用于铁磁性材料制承压设备的原材料、零部件和焊接接头表面、近表面缺陷的检测，不适用于奥氏体不锈钢和其它非铁磁性材料的检测。应用范围广。2019/12/293、磁粉检测1）磁化方法线圈法、磁轭法、轴向通电法、触头法、中心导体法、旋转磁场磁化法便携式磁粉检测仪2019/12/292）磁粉探伤方法分类按检验时机分为连续法和剩磁法按使用的电流种类可分为交流法、直流法按施加磁粉的方法分类可分为湿法和干法电站设备常用检测方法：磁轭磁化、连续法、交流电、湿法；部分薄壁设备采用：直流电磁化。一般不采用的检测方法：剩磁法，干法。2019/12/292019/12/29裂纹高再进口联箱图三管座角焊缝管座侧热影响区开裂2019/12/29图3－1条形磁痕显示长75mm某厂中压主汽门阀体缺陷2019/12/29一.渗透检测的原理零件表面被施涂含有荧光染料或着色染料的渗透液后，在毛细管的作用下，经过一段时间，渗透液可渗透到表面开口的缺陷中，经去除零件表面多余的渗透液后；再在零件表面施涂显象剂，同样在毛细管的作用下，显象剂将吸引缺陷中保留的渗透液，渗透液回渗到显象剂中；在一定光源下，缺陷处的渗透液痕迹被显示，从而测出缺陷的形貌和分布状态。第五章渗透检测2019/12/2941渗透探伤基本操作过程：渗透、清洗、显象、观察2019/12/29二.电站设备的渗透检测1、执行标准JB/T4730.5承压设备无损检测第5部分：渗透检测GB/T9443-2007铸钢件渗透检测JB/T9218-2007无损检测渗透检测2019/12/292、适用范围适用于非多孔性金属材料或非金属材料；只可检出开口型缺陷。对铁磁性材料的检测低于磁粉检测方法。护环、发电机风叶、轴瓦；叶片、叶根、焊缝等等2019/12/293、渗透探伤工艺要点（1）预处理质量；（2）渗透时间；（3）渗透温度；（4）清洗方法；（5）显象时间。2019/12/294、渗透探伤注意事项（1）预处理时要在试件上造成充分润湿条件（2）确定适当的渗透时间（3）清洗时只需除去覆着在试件上的渗透液，不要过度清洗（4）干式显象前进行干燥时，要有合适的干燥温度2019/12/29某厂护环PT检测缺陷检测与消缺过程中的PT照片：2019/12/29无损检测新技术1、衍射时差法超声检测（TOFD）2、相控阵超声检测（PA）2019/12/29衍射时差法超声波检测(TimeofFlightDiffraction)：一般采用一发一收两个探头工作模式，通过接收缺陷端点的衍射波或反射波信号探测和定量缺陷的一种超声检测方法。48衍射时差法超声检测（TOFD）TOFD能精确定量：高度测量精度为正负1毫米,监测裂纹扩展能力为正负0.3毫米；2019/12/29精确定量的重要性裂纹高度预测的扩展曲线临界尺寸脉冲回波技术测量的尺寸临界尺寸裂纹