无损检测技术概述(PPT)

2020/1/13中国水利水电第五工程局1无损检测概论中国水电五局安装分局试验检测中心认识无损检测无损检测仪器设备，仪器的调试，以及现场实时操作的图片展示。无损检测设备展示•射线检测仪器设备无损检测设备展示•磁粉检测仪器设备无损检测设备展示•渗透检测试剂无损检测设备展示•TOFD超声探伤仪无损检测设备展示•数字超声探伤仪超声波探伤仪器调试TOFD探伤仪实时探伤操作数字探伤仪实时探伤操作缺欠现场分析评定缺欠现场分析评定返修缺欠记录压力钢管腰部高空探伤作业中国水利水电第五工程局152020/1/13课程的主要内容•概述：无损检测技术的特点、发展、分类、应用等；•常用的无损检测技术：超声检测、射线检测、磁粉检测、渗透检测等;•其他无损检测技术：涡流检测技术、TOFD检测技术、相控阵检测技术、声发射检测技术等中国水利水电第五工程局162020/1/13•无损检测的定义——Nondestructivetesting在不损伤被检测对象的条件下，利用材料内部结构异常或缺陷存在所引起的对热、声、光、电、磁等反应的变化，来探测各种工程材料、零部件、结构件等内部和表面缺陷，并对缺陷类型、性质、数量、形状、位置、尺寸、分布及其变化作出判断和评价。无损无损检测的特点•1.不损坏试件材质、结构•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.综合应用各种无损检测方法中国水利水电第五工程局182020/1/13•无损检测的优势不会对构件造成任何损伤（材质和结构）为查找缺陷提供有效方法可对产品质量实施监控防止产品失效引起的后果应用范围广中国水利水电第五工程局192020/1/13•无损检测技术的发展无损检测技术发展的三个阶段：无损探伤（NDI——NondestructiveInspection)探测和发现缺陷无损检测（NDT——NondestructiveTesting)探测和发现试件的缺陷、结构、性质、状态无损评价（NDE——NondestructiveEvaluation)中国水利水电第五工程局202020/1/13•无损检测的目的1）保证产品质量借助仪器和器材，发现目视检查无法发现的内外部宏观缺陷。检测不需要破坏试件就能完成检测过程，可对产品进行100%检验和逐件检验，为产品质量提供有效保证。2）保证使用安全可以对在用设备和部件进行定期检验，保障使用安全。中国水利水电第五工程局212020/1/133）改进制造工艺在产品工艺试验中，对工艺试样进行无损检验，并根据检测结果改进制造工艺，确定理想的制造工艺。4）降低生产成本在产品制造过程中的适当环节正确地进行无损检测，防止以后的工序浪费，减少返工，降低废品率，从而降低制造成本。中国水利水电第五工程局222020/1/13•无损检测的方法和分类一、常规无损检测方法目视检测VisualTesting（缩写VT）；超声检测UltrasonicTesting（缩写UT）；射线检测RadiographicTesting（缩写RT）；磁粉检测MagneticparticleTesting（缩写MT）；渗透检验PenetrantTesting（缩写PT）。中国水利水电第五工程局232020/1/13二、非常规无损检测方法声发射AcousticEmission(缩写AE)；涡流检测EddycurrentTesting（缩写ET）泄漏检测LeakTesting（缩写LT）；衍射波时差法超声检测技术TimeofFlightDiffraction(缩写TOFD)；导波检测GuidedWaveTesting；等等中国水利水电第五工程局242020/1/13•1、目视检测（VT）在国际上非常重视的无损检测第一阶段首要方法。按照国际惯例，目视检测要先做，以确认不会影响后面的检验，再接着做四大常规检验。例如BINDT的PCN认证，就有专门的VT1、2、3级考核，更有专门的持证要求。经过国际级的培训，其VT检测技术会比较专业，而且很受国际机构的重视。VT常常用于目视检查焊缝，焊缝本身有工艺评定标准，都是可以通过目测和直接测量尺寸来做初步检验，发现咬边等不合格的外观缺陷，就要先打磨或者修整，之后才做其他深入的仪器检测。例如焊接件表面和铸件表面较多VT做的比较多，而锻件就很少，并且其检查标准是基本相符的。中国水利水电第五工程局252020/1/13•2、射线照相法（RT）是指用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，该方法是最基本的，应用最广泛的一种非破坏性检验方法。•RT的特性是——定性更准确，有可供长期保存的直观图像，总体成本相对较高，而且射线对人体有害，检验速度会较慢。中国水利水电第五工程局262020/1/13中国水利水电第五工程局272020/1/13•3、超声波检测（UT）通过超声波与试件相互作用，就反射、透射和散射的波进行研究，对试件进行宏观缺陷检测、几何特性测量、组织结构和力学性能变化的检测和表征，并对其特定应用性进行评价。•超声波检测的优点：a.适用于金属、非金属和复合材料等的无损检测；b.穿透能力强，可对较大厚度范围内的试件内部缺陷进行检测。c.缺陷定位较准确；d.对面积型缺陷的检出率较高；e.灵敏度高，可检测试件内部尺寸很小的缺陷；f.检测成本低、速度快，设备轻便，对人体及环境无害，现场使用较方便。中国水利水电第五工程局282020/1/13A型脉冲反射式超声波探伤仪电路框图超声波检测技术（UT）【重点】实时探伤操作、缺陷的评定【难点】实时探伤操作【主要内容】能力知识点1探伤前的准备能力知识点2实时探伤操作能力知识点3缺陷的评定能力知识点4检验结果的分级能力知识点5记录与报告超声波检测技术（UT）超声波探伤一般包括探伤前的准备、实时探伤操作、缺陷的评定、检验结果的分级、记录与报告等过程。探伤前的准备一.探伤前的准备探伤前的准备探伤前的准备探伤前的准备一、检验等级的确定一般根据对焊缝探测方向的多少，把超声波探伤划分为A、B、C三个级别：A级——检验的完整程度最低，难度系数最小。适用于普通钢结构检验。B级——检验完整程度一般，难度系数较大。适用于压力容器检验。C级——检验完整程度最高，难度系数最大。适用于核容器及管道的检验。探伤前的准备二、探伤面及探伤方法的选择1．探伤面的选择与准备2．探伤方法的选择三、耦合剂的选用接触法探伤常选用甘油、机油、化学浆糊等有一定粘度的耦合剂，有时也采用水作耦合剂。对于钢材等易锈的材料，常采用机油、变压器油等。四、探头的选择1．探头形式的选择应尽量使声束轴线与缺陷反射面相垂直。探伤前的准备2．晶片尺寸的选择3．频率的选择4.探头角度或K值的选择焊缝探伤中，薄工件宜采用大探头K值，以拉开跨距，提高分辨力和定位精度。大厚度工件宜采用小K值探头，以减小整修面的宽度，有利于缩短声程，减小衰减损失，提高探伤灵敏度。五、探伤仪的调节仪器调节有两项主要内容，一是探伤范围和扫描速度调节；二是灵敏度调整。探伤前的准备（一）探伤范围和扫描速度调节1．探伤范围的调节2．扫描速度的调节（1）深度1:1调节法（2）水平1:1调节法（二）探伤灵敏度的选择及其调整1．探伤灵敏度的选定2．距离-波幅曲线的制作3．探伤灵敏度的调整二.实时探伤操作二.实时探伤操作实时探伤操作1．探伤条件的选择2．检验区域宽度的确定3．探头移动区的确定4．单探头的扫查方式（1）锯齿形扫查（2）基本扫查（3）平行扫查（4）斜平行扫查实时探伤操作5.双探头扫查方式（1）串列扫查（2）交叉扫查（3）V形扫查三.缺陷的评定缺陷的评定一、缺陷位置的测定测定缺陷在工件或焊接接头中的位置称之为缺陷定位。缺陷定位必须解决缺陷在探伤面上的投影位置（X、Y方向数值）。1．垂直入射法时缺陷定位缺陷定位只需测定沿工件Z轴的坐标，即缺陷在工件中的深度即可。2．斜角探伤时的缺陷定位（1）水平调节法定位（2）深度调节法定位缺陷的评定二、缺陷大小的测定测定工件或焊接接头中缺陷的大小和数量称为缺陷定量。1.当量法2．探头移动法三、缺陷性质的估判判定工件或焊接接头中缺陷的性质称之为缺陷定性。这里仅是简单介绍焊缝中常见缺陷的波形特征。1．气孔2．裂纹3．夹渣4．未焊透5．未熔合四.缺陷评定与检验结果的分级四.缺陷评定与检验结果的分级缺陷评定与检验结果的分级距离-波幅曲线是缺陷评定与检验结果分级的依据。一、缺陷评定二、检验结果的等级分类焊缝超声检验结果分为四级：1）最大反射波幅不超过评定线的缺陷，均评为Ⅰ级。2）最大反射波幅超过评定线的缺陷，检验者判定为裂纹等危害性缺陷时，无论其波幅和尺寸如何，均评为Ⅳ级。3）反射波幅位于Ⅰ区的非裂纹性缺陷，均评为Ⅰ级。缺陷评定与检验结果的分级4）最大反射波幅位于Ⅱ区的缺陷，根据缺陷的指示长度按表6的规定予经评级。5）反射波幅超过判废线进入Ⅲ区时缺陷，无论其指示长度如何，均评定为Ⅳ级。记录与报告五.记录与报告焊缝超声波探伤后，应将探伤数据、工件及工艺概况归纳在探伤的原始记录中，并签发检验报告检验报告是焊缝超声波检验的存档文件，经质量管理人员审核后，正本发送委托部门，其副本由探伤部门归档。探伤记录与报告应具有追踪性，并至少保存7年以上以备随时查核。检测报告5、衍射波时差法超声检测（TOFD）什么是TOFD?•TOFD是TimeofFlightDiffraction的第一个英文字母的缩写，中文简称衍射时差法。是上世纪七十年代由英国哈威尔无损检测中心根据超声波衍射现象首先提出来的，检测时使用一对或多对宽声束探头，每对探头相对焊缝对称布置（一发一收），声束覆盖检测区域，遇到缺陷时产生反射波和衍射波。探头同时接收反射波和衍射波，通过测量衍射波传播时间，利用三角方程来确定出缺陷的尺寸和位置。衍射现象裂纹衍射波衍射波入射波折射波衍射现象惠更斯原理:缺陷上的每一个点都产生出一个球面子波入射波使缺陷产生振动。衍射现象裂纹衍射波衍射波入射波折射波向各个方向传播能量高低取决于入射角TOFD:典型的设置发射探头接收探头直通波上端点下端点内壁反射信号l检验是使用一对宽声束、宽频带、纵波斜探头，探头频率高于脉冲回波法（PE）的探头频率，探头相对于焊缝对称布置。l声束在焊缝中传播遇到缺陷时，缺陷会产生反射波，缺陷上下端点产生衍射波，衍射波比反射波低20～30dB。接收探头具有极高的灵敏度，接收衍射波和反射波。l以精确测量衍射波的传输时间和简单的三角方程为理论基础，使用计算机来完成缺陷尺寸和位置的测量。TOFD检测的特点数字化记录•TOFD记录的是每个检测点的完整的未经修正的原始的数字化A扫信号。•可永久记录所有数据信号，包括检测参数、校准方式等。•可对采集的数据进行处理，提高灵敏度、信噪比、易于识别缺陷。•可对原始的检测数据再分析，使用多样的可视化显示。TOFD技术的优点1、TOFD技术的可靠性好。2、TOFD技术的定量精度高。3、TOFD检测简便快捷，检测效率高。4、TOFD检测系统配有自动或半自动扫查装置，能够确定缺陷与探头的相对位置，信号通过处理可转换为TOFD图像。TOFD图像更有利于缺陷的识别和分析。5、能全过程记录信号，长久保存数据，而且能高速进行大批量信号处理。6、TOFD技术除了用于检测外，还可用于缺陷扩展的监控，且对裂纹高度扩展的测量精度极高，可达0.1mm。TOFD的局限性-在外表面附近有约3mm的盲区-内表面附近也可能存在盲区-对“噪声”敏感-夸大了一些良性的缺陷,如气孔,未熔合。应用TOFD技术检测到的缺陷信号近表面裂纹裂纹上尖端信号将直通波信号打断21X形坡口中部未焊透上下尖端都有明显的信号1234根部未焊透直通波的相位与缺陷相位相同123侧壁未熔合能够清晰的看到上下尖端信号1234气孔气孔信号或单个出现，或成串的出现12横向裂纹能够看到裂纹的宽波束信号1234123根部内凹内壁反射信号发生扭曲123层间未熔合中国水利水电第五工程局692020/1/135、磁粉检测（MT）铁磁性材料和工件被磁化后，由于不连续性的存在，使工件表面和近表面的磁力线发生局部畸变而产生漏磁场，吸附施加在工