《緒論無(wú)損檢測(cè)》PPT課件

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1、緒 論 （ 無(wú) 損 檢 測(cè) ）NDT (Non-destructive Testing)軌 道 交 通 系 李 廣 才Tel:13854192387Email：chuanzhang58 無(wú) 損 檢 測(cè) 教 學(xué) 內(nèi) 容 1 緒 論 （ 2 學(xué) 時(shí) ）2.常 見 缺 陷 （ 2 ）3 超 聲 檢 測(cè) （ UT- Ultrasonic Tes.） （ 8）4 射 線 檢 測(cè) （ Radiographic Tes. ） （ 4 ）5 磁 粉 檢 測(cè) （ Magnetic Particle Tes.） （ 4）6 渦 流 檢 測(cè) (Eddy Current Tes.) (2)7 滲 漏 檢 測(cè) （ P

2、enetrant Tes.） (2)8 聲 發(fā) 射 檢 測(cè) (Acoustic Emission) (2)9 紅 外 檢 測(cè) (Infra-red Tes.) (2)10 其 他 無(wú) 損 檢 測(cè) 方 法 (2)11 課 程 復(fù) 習(xí) (2) 1.1 無(wú) 損 檢 測(cè) 的 意 義1.1.1 無(wú) 損 檢 測(cè) 的 英 文 縮 寫 為 ： Non-Destructive Testing o 無(wú) 損 檢 測(cè) ， 在 不 破 壞 試 件 的 前 提 下 ， 以 物 理 或 化 學(xué)方 法 為 手 段 ， 借 助 現(xiàn) 代 的 技 術(shù) 和 設(shè) 備 器 材 ， 對(duì) 試 件內(nèi) 部 及 表 面 的 結(jié) 構(gòu) 、 性 質(zhì) 、

3、 狀 態(tài) 進(jìn) 行 檢 查 和 測(cè) 試 的方 法 或 者 技 術(shù) ， 亦 稱 為 無(wú) 損 探 傷 ， 屬 于 非 破 壞 性 檢測(cè) 方 法 的 范 疇 。o 它 與 某 些 破 壞 性 檢 測(cè) 方 法 ， 如 力 學(xué) 性 能 檢 驗(yàn) 、 化 學(xué)分 析 試 驗(yàn) 、 金 相 檢 驗(yàn) 、 SEM、 TEM等 具 有 很 強(qiáng) 的 互補(bǔ) 性 。 尤 其 適 合 成 品 檢 驗(yàn) 和 在 役 運(yùn) 行 產(chǎn) 品 的 檢 驗(yàn) 。 工 藝 缺 陷 舉 例o 鑄 件 ： 可 能 有 縮 孔 、 疏 松 、 冷 隔 、 裂 紋 等 ；o 焊 件 ： 可 能 有 氣 孔 、 夾 雜 、 未 熔 合 、 未 焊 透 、 裂

4、紋 等 ；o 鍛 件 ： 往 往 有 裂 紋 、 褶 皺 、 夾 層 、 夾 雜 等 ；o 熱 處 理 件 ： 可 能 出 現(xiàn) 裂 紋 、 變 形 、 脫 碳 、 過 燒 、過 熱 、 偏 析 、 組 織 粗 大 等 等 。o 混 凝 土 ： 蜂 窩 、 孔 洞 、 裂 縫 、 露 筋 等o 陶 瓷 ： 變 形 、 開 裂 、 夾 層 、 裂 紋 等o 高 分 子 及 其 他 產(chǎn) 品 中 缺 陷 1.1.3 無(wú) 損 檢 測(cè) 的 意 義 (1) 質(zhì) 量 管 理 即 控 制 產(chǎn) 品 質(zhì) 量 ， 保 證 設(shè) 備 安 全 運(yùn) 行 。 生 產(chǎn) 高 質(zhì) 量 產(chǎn) 品 的 需 要 生 產(chǎn) 高 質(zhì) 量 的 產(chǎn)

5、品 ， 往 往 需 要 從 原 材 料 、 試 板 ，到 零 件 、 部 件 乃 至 最 終 產(chǎn) 品 ， 都 進(jìn) 行 較 嚴(yán) 格 的 質(zhì) 量控 制 ， 即 實(shí) 行 全 面 質(zhì) 量 管 理 。 而 無(wú) 損 探 傷 技 術(shù) 恰 好是 必 不 可 少 的 技 術(shù) 手 段 。 設(shè) 備 在 役 安 全 運(yùn) 行 期 間 跟 蹤 監(jiān) 測(cè) 的 需 要 設(shè) 備 運(yùn) 行 期 間 也 可 能 產(chǎn) 生 新 的 缺 陷 。 如 ： 應(yīng) 力腐 蝕 裂 紋 、 延 遲 裂 紋 、 疲 勞 裂 紋 等 等 。 需 要 定 期 或不 定 期 地 進(jìn) 行 質(zhì) 量 跟 蹤 ， 以 保 證 其 運(yùn) 行 的 安 全 性 。如 核 反

6、應(yīng) 堆 中 的 壓 力 容 器 。 （ 2） 工 藝 改 進(jìn) 即 改 進(jìn) 制 造 技 術(shù) ， 優(yōu) 化 制 造 工藝 ； 在 新 產(chǎn) 品 研 制 、 新 工 藝 制 定 過 程 中 ， 對(duì) 于某 些 工 藝 參 數(shù) 、 工 藝 措 施 的 確 定 ， 有 時(shí) 需 要 進(jìn)行 嚴(yán) 格 的 工 藝 評(píng) 定 ， 借 助 先 進(jìn) 的 無(wú) 損 檢 測(cè) 技 術(shù)可 篩 選 出 最 佳 規(guī) 范 ， 進(jìn) 而 制 定 出 新 產(chǎn) 品 的 工 藝規(guī) 程 ， 最 終 制 造 出 合 格 的 產(chǎn) 品 或 優(yōu) 質(zhì) 產(chǎn) 品 。 （ 3） 效 率 、 效 益 保 證 及 時(shí) 發(fā) 現(xiàn) 缺 陷 ， 降 低生 產(chǎn) 成 本 ； 在 復(fù)

7、雜 產(chǎn) 品 的 加 工 過 程 中 往 往 經(jīng) 歷 ： “ 零 件 制 備 部 件 組 成 結(jié) 構(gòu) 總 成 ” 等 較長(zhǎng) 生 產(chǎn) 周 期 。 在 重 點(diǎn) 工 序 適 時(shí) 進(jìn) 行 合 理 、 適 度的 檢 驗(yàn) ， 可 及 時(shí) 消 除 該 工 序 產(chǎn) 生 的 缺 陷 、 防 止同 類 缺 陷 的 重 復(fù) 出 現(xiàn) 。 這 樣 做 比 在 產(chǎn) 品 加 工 完成 后 再 來(lái) 消 除 缺 陷 更 節(jié) 省 時(shí) 間 、 材 料 和 工 時(shí) 。從 而 降 低 了 生 產(chǎn) 成 本 。 而 且 ， 及 時(shí) 返 修 在 操 作上 也 較 為 容 易 。 1.2.1 無(wú) 損 檢 測(cè) 的 特 點(diǎn) 材 料 無(wú) 損 檢 測(cè)

8、技 術(shù) 主 要 用 于 未 知 工 藝缺 陷 的 檢 驗(yàn) 。 它 是 對(duì) 破 壞 性 檢 驗(yàn) 的 補(bǔ) 充 和 完善 。 與 破 壞 性 檢 驗(yàn) 相 比 ,其 特 點(diǎn) 是 ： (1)非 破 壞 性 是 指 在 獲 得 檢 測(cè) 結(jié) 果 的 同時(shí) ， 除 了 剔 除 不 合 格 品 外 ， 不 損 失 零 件 。 因此 ， 檢 測(cè) 規(guī) 模 不 受 零 件 多 少 的 限 制 ， 既 可 抽樣 檢 驗(yàn) ， 又 可 在 必 要 時(shí) 采 用 普 檢 。 因 而 ， 更具 有 靈 活 性 （ 普 檢 、 抽 檢 均 可 ） 和 可 靠 性 。1.2 無(wú) 損 檢 測(cè) 的 特 點(diǎn) (2)互 容 性 即 指 檢

9、驗(yàn) 方 法 的 互 容 性 ，即 ： 同 一 零 件 可 同 時(shí) 或 依 次 采 用 不 同 的 檢 驗(yàn)方 法 ； 而 且 又 可 重 復(fù) 地 進(jìn) 行 同 一 檢 驗(yàn) 。 這 也是 非 破 壞 性 帶 來(lái) 的 好 處 。 (3)動(dòng) 態(tài) 性 這 是 說(shuō) ， 無(wú) 損 探 傷 方 法 可對(duì) 使 用 中 的 零 件 進(jìn) 行 檢 驗(yàn) ， 而 且 能 夠 適 時(shí) 考察 產(chǎn) 品 運(yùn) 行 期 的 累 計(jì) 影 響 。 因 而 ， 可 查 明 結(jié)構(gòu) 的 失 效 機(jī) 理 。 (4)嚴(yán) 格 性 是 指 無(wú) 損 檢 測(cè) 技 術(shù) 的 嚴(yán) 格性 。 首 先 無(wú) 損 檢 測(cè) 需 要 專 用 儀 器 、 設(shè) 備 ； 同時(shí) 也

10、需 要 專 門 訓(xùn) 練 的 檢 驗(yàn) 人 員 ， 按 照 嚴(yán) 格 的規(guī) 程 和 標(biāo) 準(zhǔn) 進(jìn) 行 操 作 。 (5)檢 驗(yàn) 結(jié) 果 的 分 歧 性 不 同 的 檢 測(cè) 人員 對(duì) 同 一 試 件 的 檢 測(cè) 結(jié) 果 可 能 有 分 歧 。 特 別是 在 超 聲 波 檢 驗(yàn) 時(shí) ， 同 一 檢 驗(yàn) 項(xiàng) 目 要 由 兩 個(gè)檢 驗(yàn) 人 員 來(lái) 完 成 。 需 要 “ 會(huì) 診 ” ！ (6)可 靠 性 問 題 目 前 還 沒 有 一 種 對(duì) 所 有 材料 或 者 缺 陷 都 可 靠 的 無(wú) 損 檢 測(cè) 方 法 ， 無(wú) 損 檢測(cè) 的 結(jié) 論 的 正 確 與 否 還 有 待 于 其 他 手 段 檢 驗(yàn) ，可 靠

11、 性 有 待 提 高 概 括 起 來(lái) ,無(wú) 損 檢 測(cè) 的 特 點(diǎn) 是 ： 非 破 壞 性 、互 容 性 、 動(dòng) 態(tài) 性 、 嚴(yán) 格 性 以 及 檢 測(cè) 結(jié) 果 的 分歧 性 等 。 1.4 無(wú) 損 檢 測(cè) 的 主 要 技 術(shù) 及 其 各 自 特 點(diǎn)o 超 聲 波 檢 測(cè) （ Ultrasonic Testing） 簡(jiǎn) 稱UTo 基 本 原 理 ： 利 用 超 聲 波 在 不 同 物 質(zhì) 的 界 面 處反 射 、 折 射 、 波 型 轉(zhuǎn) 變 以 及 在 介 質(zhì) 中 傳 播 過程 中 的 衰 減 ， 由 發(fā) 射 探 頭 向 被 檢 件 發(fā) 射 超 聲波 ， 由 接 收 探 頭 UT工 作 示 意

12、 圖o 特 點(diǎn) :靈 敏 度 高 ， 即 可 檢 測(cè) 表 面 缺 陷 ， 又 可以 檢 測(cè) 內(nèi) 部 缺 陷 ， 尤 其 對(duì) 平 面 型 缺 陷 具 有 很高 的 檢 測(cè) 能 力 plate crack0 2 4 6 8 10initial pulsecrack echo back surface echo顯 示 屏 樣 品 UT 射 線 檢 測(cè) （ Radiography Testing） 簡(jiǎn) 稱 RTo 利 用 各 種 射 線 對(duì) 材 料 的 透 射 性 能 及 不 同 材料 對(duì) 射 線 的 吸 收 、 衰 減 程 度 不 同 ， 使 底 片 感光 獲 得 圖 像 。o 射 線 的 種 類

13、很 多 ， 其 中 易 于 穿 透 物 質(zhì) 的 有 X射 線 、 射 線 、 中 子 射 線 三 種 。 這 三 種 射 線都 被 用 于 無(wú) 損 檢 測(cè) ， 其 中 X射 線 和 射 線 廣 泛用 于 鍋 爐 壓 力 容 器 焊 縫 和 其 他 工 業(yè) 產(chǎn) 品 、 結(jié)構(gòu) 材 料 的 缺 陷 檢 測(cè) ， 而 中 子 射 線 僅 用 于 一 些特 殊 場(chǎng) 合 。 o X射 線 物 理 基 礎(chǔ)o 特 點(diǎn) ： 對(duì) 體 積 型 缺 陷 比 較靈 敏 ， 而 對(duì) 二 位 缺 陷 不 敏感 High Electrical PotentialElectrons -+ X-ray Generator or R

14、adioactive Source Creates Radiation Exposure Recording DeviceRadiation Penetrate the Sample X射 線 圖 像 磁 粉 檢 測(cè) （ Magnetig Testing） 簡(jiǎn) 稱 MTo 鋼 制 （ Fe、 Co、 Ni及 其 合 金 ） 的 工 件 放 在磁 場(chǎng) 中 就 會(huì) 被 磁 化 ， 如 果 工 件 表 層 存 在 缺 陷 ，例 如 裂 縫 、 夾 雜 物 等 ， 磁 力 線 只 能 繞 過 缺 陷 ，形 成 局 部 磁 極 。 如 果 在 工 件 表 面 撒 上 導(dǎo) 磁 性良 好 的 磁 粉 ， 它

15、 就 會(huì) 受 局 部 磁 極 的 吸 引 而 堆積 ， 于 是 顯 出 了 缺 陷 的 位 置 和 形 狀 o 檢 測(cè) 鐵 磁 性 材 料 表 面 和 近 表 面 缺 陷 ， 設(shè) 備 簡(jiǎn)單 ， 操 作 方 便 ， 觀 察 直 觀 滲 透 檢 測(cè) （ Penetrant Testing） 簡(jiǎn) 稱 PTo 基 本 原 理 ： 由 于 滲 漏 液 的 潤(rùn) 濕 和 毛 細(xì) 管 效 應(yīng)而 進(jìn) 入 表 面 開 口 的 缺 陷 ， 隨 后 被 吸 附 和 顯 像 。 渦 流 檢 測(cè) （ Eddy current Tes.） 簡(jiǎn) 稱 ETo 基 本 原 理 ： 電 磁 感 應(yīng) ， 交 變 電 流 在 導(dǎo) 體

16、表 面形 成 渦 狀 流 動(dòng) 的 電 流 ， 簡(jiǎn) 稱 渦 流 Conductive materialCoil Coils magnetic fieldEddy currents Eddy currents magnetic field o 特 點(diǎn) ： 測(cè) 試 效 率 高 ， 表 面 不 需 要 清 洗 等 程 序o 對(duì) 磁 性 和 非 磁 性 導(dǎo) 電 材 料 有 效o 表 面 和 近 表 面 檢 測(cè) 聲 發(fā) 射 檢 測(cè) (Acoustic Emission)o 材 料 或 構(gòu) 件 因 受 力 產(chǎn) 生 變 形 或 斷 裂 ， 以 彈 性波 的 形 式 釋 放 出 應(yīng) 變 能 稱 為 聲 發(fā) 射

17、。 利 用 接收 聲 發(fā) 射 信 號(hào) 研 究 材 料 、 動(dòng) 態(tài) 評(píng) 價(jià) 結(jié) 構(gòu) 的 完整 性 稱 為 聲 發(fā) 射 檢 測(cè) 技 術(shù) 。o 材 料 的 范 性 形 變 、 馬 氏 體 相 變 、 裂 紋 擴(kuò) 展 、應(yīng) 力 腐 蝕 以 及 焊 接 過 程 產(chǎn) 生 裂 紋 和 飛 濺 等 ，都 有 聲 發(fā) 射 現(xiàn) 象 ， 檢 測(cè) 到 聲 發(fā) 射 信 號(hào) ， 就 可以 連 續(xù) 監(jiān) 視 材 料 內(nèi) 部 變 化 的 整 個(gè) 過 程 。 因 此 ，聲 發(fā) 射 檢 測(cè) 是 一 種 動(dòng) 態(tài) 無(wú) 損 檢 測(cè) 方 法 。 聲 發(fā) 射 檢 測(cè) 示 意 圖 紅 外 檢 測(cè) (Infra-red Tes.)o 基 本 原

18、 理 ： 熱 傳 導(dǎo) 和 紅 外 輻 射 。 利 用 紅 外 線 的 物 理 性 質(zhì) 來(lái) 進(jìn) 行 測(cè) 量 的 傳 感 器 。紅 外 線 又 稱 紅 外 光 ， 它 具 有 反 射 、 折 射 、 散射 、 干 涉 、 吸 收 等 性 質(zhì) 。 任 何 物 質(zhì) ， 只 要 它本 身 具 有 一 定 的 溫 度 （ 高 于 絕 對(duì) 零 度 ） ， 都能 輻 射 紅 外 線 。o 紅 外 線 傳 感 器 測(cè) 量 時(shí) 不 與 被 測(cè) 物 體 直 接 接 觸 ，因 而 不 存 在 摩 擦 ， 并 且 有 靈 敏 度 高 ， 響 應(yīng) 快等 優(yōu) 點(diǎn) 。 IT 示 意 圖 其 他 檢 測(cè) 技 術(shù)o 激 光 全 息 無(wú) 損 檢 測(cè)o 聲 振 檢 測(cè)o 微 波 檢 測(cè) o 本 章 思 考 題 ： 1. 材 料 無(wú) 損 檢 測(cè) 有 哪 些 實(shí) 際 意 義 ？ 2. 無(wú) 損 檢 測(cè) 的 基 本 特 點(diǎn) 有 哪 些 ? 3. 常 規(guī) 檢 測(cè) 方 法 的 原 理 和 特 點(diǎn)