《無損檢測概述》PPT課件

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1、第 一 章 無 損 檢 測 技 術(shù) 概 述 第 一 節(jié) 無 損 檢 測 技 術(shù) 的 意 義 及 特 點(diǎn)無 損 檢 測 Nondestructive Testing(簡 稱 NDT)。 它 是 指 在 不 損 及 被 檢 測 物 體 的 前 提 下 ， 借 助 于 各種 物 理 手 段 ， 對 材 料 或 構(gòu) 件 或 設(shè) 備 進(jìn) 行 宏 觀 或 微 觀 缺陷 檢 測 、 幾 何 特 性 測 量 、 化 學(xué) 成 分 組 織 結(jié) 構(gòu) 和 力 學(xué) 性能 變 化 的 評 定 ， 并 進(jìn) 而 就 材 料 或 構(gòu) 件 對 特 定 應(yīng) 用 的 適應(yīng) 性 做 出 評 價 的 一 門 學(xué) 科 。 它 包 括 缺

2、陷 檢 測 (探 傷 )和 材 料 其 他 性 能 檢 測 （ 如力 學(xué) 性 能 、 顯 微 組 織 和 應(yīng) 力 等 ） 兩 個 方 面 。 隨 著 現(xiàn) 代 工 業(yè) 的 發(fā) 展 ， 無 損 檢 測 已 廣 泛 深 入 到產(chǎn) 品 的 設(shè) 計 、 制 造 、 使 用 等 各 個 方 向 ， 并 且 無 損 檢測 技 術(shù) 的 重 要 作 用 已 為 日 益 眾 多 的 科 技 人 員 和 企 業(yè)家 所 認(rèn) 可 。一 、 無 損 檢 測 的 特 點(diǎn)(一 )不 破 壞 被 檢 對 象 ；(二 )可 實(shí) 現(xiàn) 100%的 檢 驗(yàn) ；(三 )發(fā) 現(xiàn) 缺 陷 并 做 出 評 價 ， 從 而 評 定 被 檢 對

3、象 的 質(zhì) 量 ；(四 )可 對 缺 陷 形 成 原 因 及 發(fā) 展 規(guī) 律 做 出 判 斷 ， 以 促 進(jìn) 有關(guān) 部 門 改 進(jìn) 生 產(chǎn) 工 藝 和 產(chǎn) 品 質(zhì) 量 ；(五 )對 關(guān) 鍵 部 件 和 部 位 在 運(yùn) 行 中 作 定 期 檢 查 ， 甚 至 長 期監(jiān) 控 以 保 證 運(yùn) 行 安 全 ， 防 止 事 故 發(fā) 生 。 二 、 無 損 檢 測 的 作 用(一 )無 損 探 傷 對 產(chǎn) 品 質(zhì) 量 做 出 評 價 ， 以 探 測 被 檢 物的 各 種 宏 觀 的 內(nèi) 部 和 表 面 缺 陷 ， 并 判 斷 其 位 置 、 大 小 、形 狀 和 種 類 ， 是 無 損 檢 測 的 一 個

4、 重 要 組 成 部 分 。(二 )材 料 檢 查 用 無 損 檢 測 技 術(shù) 測 定 材 料 的 物 理 性 能和 組 織 結(jié) 構(gòu) ， 能 判 斷 材 料 的 品 種 和 熱 處 理 狀 態(tài) ， 進(jìn) 行材 料 分 選 。(三 )幾 何 定 量 產(chǎn) 品 的 幾 何 尺 寸 、 涂 層 和 鍍 層 厚 度 、表 面 腐 蝕 狀 態(tài) 、 硬 化 層 深 度 和 應(yīng) 力 狀 態(tài) 都 能 無 損 檢 測技 術(shù) 測 定 ；(四 )現(xiàn) 場 監(jiān) 控 對 在 役 設(shè) 備 或 生 產(chǎn) 中 的 產(chǎn) 品 進(jìn) 行 現(xiàn) 場的 或 動 態(tài) 的 檢 測 ， 將 產(chǎn) 品 中 的 缺 陷 變 化 信 息 連 續(xù) 地 提供 給

5、運(yùn) 行 和 生 產(chǎn) 部 門 實(shí) 行 監(jiān) 控 。 三 、 無 損 檢 測 的 目 的(一 )降 低 產(chǎn) 品 成 本 ， 提 高 經(jīng) 濟(jì) 效 益 ；(二 )提 高 安 全 可 靠 性 ；(三 )改 進(jìn) 設(shè) 計 和 制 造 工 藝 。四 、 無 損 檢 測 的 基 本 要 素(一 )源 提 供 探 測 介 質(zhì) 或 對 激 勵 被 檢 測 物 體 產(chǎn) 生某 種 特 殊 的 運(yùn) 動 （ 如 射 線 源 、 X射 線 發(fā) 射 裝 置 ） ；(二 )探 測 介 質(zhì) 或 結(jié) 構(gòu) 異 常 引 起 的 變 化 ；(三 )探 測 器 ；(四 )記 錄 和 顯 示 裝 置 ；(五 )解 釋 這 些 信 號 的 方 法

6、 。 五 、 無 損 檢 測 的 發(fā) 展第 一 階 段 ： 無 損 探 傷 (NDI) 檢 測 缺 陷 ， 以 滿 足 工 業(yè) 設(shè) 計 中 的 強(qiáng) 度 要 求 。第 二 階 段 ： 無 損 檢 測 (NDT) 不 但 檢 測 最 終 產(chǎn) 品 ， 還 測 量 各 種 工 藝 參 數(shù) ， 掌握 成 品 的 內(nèi) 部 組 織 結(jié) 構(gòu) 、 晶 粒 大 小 和 殘 余 應(yīng) 力 。第 三 階 段 ： 無 損 評 價 (NDE) 對 航 天 、 航 空 、 石 油 、 核 電 、 能 源 、 交 通 和 化工 等 方 面 的 機(jī) 械 產(chǎn) 品 尤 為 重 要 。 在 加 強(qiáng) 檢 測 同 時 要注 重 產(chǎn) 品 質(zhì)

7、 量 的 評 價 ， 并 確 保 每 一 件 成 品 都 是 合 格的 。 第 二 節(jié) 無 損 檢 測 技 術(shù) 的 種 類 及 其 使 用 范 圍 無 損 檢 測 方 法 種 類 很 多 ， 每 種 方 法 都 有 其 優(yōu) 點(diǎn)和 局 限 性 。 使 用 時 必 須 根 據(jù) 被 檢 測 對 象 材 料 種 類 、缺 陷 性 質(zhì) 和 可 能 產(chǎn) 生 的 部 位 ， 有 針 對 性 地 選 擇 最 合適 的 探 測 方 法 。 目 前 ， 在 實(shí) 際 應(yīng) 用 中 較 普 遍 的 有 以 下 幾 種 ：1、 超 聲 波 檢 測 (UT)2、 射 線 檢 測 (RT)3、 磁 粉 檢 測 (MT)4、

8、滲 透 檢 測 (PT)5、 渦 流 檢 測 (ET) 6、 聲 發(fā) 射7、 泄 漏 檢 測8、 激 光 全 息 照 相9、 紅 外 監(jiān) 控10、 微 波 檢 測一 、 超 聲 波 檢 測 (UT)(一 )基 本 原 理 它 是 利 用 超 聲 波 入 射 被 檢 工 件 ， 當(dāng)超 聲 波 遇 有 缺 陷 時 會 全 部 或 部 分 反 射 ， 反 射 回 來 的 超聲 波 被 探 頭 接 收 ， 通 過 儀 器 內(nèi) 部 的 電 路 處 理 ， 在 儀 器的 熒 光 屏 上 就 會 顯 示 出 不 同 高 度 和 有 一 定 間 距 的 波 形 。可 以 根 據(jù) 波 形 的 變 化 特 征 判

9、 斷 缺 陷 在 工 件 中 的 深 度 、位 置 和 形 狀 。 (二 )優(yōu) 缺 點(diǎn)優(yōu) 點(diǎn) 檢 測 厚 度 大 、 靈 敏 度 高 、 速 度 快 、 費(fèi) 用 低廉 、 對 人 體 無 害 ， 能 對 缺 陷 進(jìn) 行 定 位 和 定 量 。缺 點(diǎn) 對 缺 陷 的 顯 示 不 直 觀 ， 技 術(shù) 難 度 大 ， 容 易受 到 主 客 觀 因 素 影 響 ， 以 及 結(jié) 果 不 便 于 永 久 保 存 ，對 工 件 表 面 要 求 平 滑 ， 難 于 對 缺 陷 作 精 確 定 性 和 定量 ， 要 求 富 有 經(jīng) 驗(yàn) 的 檢 驗(yàn) 人 員 才 能 辨 別 缺 陷 種 類 。(三 )適 用 范 圍

10、 適 合 于 金 屬 、 非 金 屬 及 復(fù) 合 材 料 的 鑄 、 鍛 、 焊件 與 板 材 。 主 要 檢 測 工 件 的 內(nèi) 部 缺 陷 ， 同 時 也 可 發(fā) 現(xiàn) 工 件 表 面 的 裂 紋 。 二 、 射 線 檢 測 (RT)(一 )基 本 原 理 利 用 射 線 源 向 工 件 發(fā) 出 射 線 ， 因 工件 的 材 料 結(jié) 構(gòu) 或 缺 陷 的 存 在 ， 使 透 過 工 件 的 射 線 強(qiáng) 度發(fā) 生 不 均 勻 變 化 ， 經(jīng) 照 相 底 片 感 光 和 顯 影 處 理 后 ， 獲得 該 工 結(jié) 構(gòu) 和 缺 陷 相 對 應(yīng) 的 投 影 圖 像 。 通 過 對 圖 像 的觀 察 分

11、析 ， 確 定 工 件 內(nèi) 缺 陷 的 種 類 、 大 小 和 分 布 狀 況 。(二 )優(yōu) 缺 點(diǎn)優(yōu) 點(diǎn) 不 受 工 件 形 狀 限 制 ， 能 永 久 保 存 ， 記 錄 缺 陷 直 觀 。缺 點(diǎn) 檢 驗(yàn) 成 本 高 ， 工 件 厚 度 受 限 制 ， 對 人 體 有 傷 害 ，需 考 慮 安 全 防 護(hù) 問 題 。(三 )適 用 范 圍 檢 測 鑄 件 和 焊 件 等 構(gòu) 件 的 內(nèi) 部 缺 陷 ， 尤其 是 體 積 型 缺 陷 ， 如 氣 孔 、 夾 渣 、 縮 孔 、 疏 松 等 ， 對 片 狀缺 陷 檢 出 較 難 。 三 、 磁 粉 檢 測 (MT)(一 )基 本 原 理 將 鐵

12、 磁 性 材 料 直 接 通 以 電 流 或 置 于磁 場 中 ， 使 其 磁 化 。 磁 力 線 遇 到 缺 陷 時 ， 會 繞 過 缺陷 而 產(chǎn) 生 漏 磁 ， 漏 磁 場 將 吸 引 磁 粉 ， 在 合 適 的 光 照下 形 成 目 視 可 見 的 磁 痕 ， 從 而 顯 示 出 不 連 續(xù) 性 的 位置 、 大 小 、 形 狀 和 嚴(yán) 重 程 度 。(二 )優(yōu) 缺 點(diǎn)優(yōu) 點(diǎn) 靈 敏 度 高 ， 速 度 快 ， 操 作 簡 單 ， 費(fèi) 用 低 廉 ，直 觀 顯 示 缺 陷 的 位 置 、 形 狀 和 大 小 。缺 點(diǎn) 只 能 探 測 鐵 磁 性 材 料 ， 不 能 發(fā) 現(xiàn) 內(nèi) 部 缺 陷

13、 ，難 于 確 定 缺 陷 深 度 。(三 )適 用 范 圍 檢 測 鑄 件 、 鍛 件 、 焊 縫 和 機(jī) 械 加 工零 件 等 鐵 磁 性 材 料 的 表 面 和 近 表 面 缺 陷 ， 如 裂 紋 。 四 、 滲 透 檢 測 (PT)(一 )基 本 原 理 在 清 洗 過 的 工 件 表 面 施 加 含 有 色 澤 和 熒 光 物 質(zhì) 的滲 透 劑 ， 由 毛 細(xì) 管 現(xiàn) 象 使 之 滲 入 缺 陷 并 留 在 空 腔 內(nèi) ， 、然 后 洗 去 表 面 多 余 的 滲 透 劑 ， 再 涂 上 一 層 顯 影 劑 ， 借毛 細(xì) 管 吸 附 作 用 ， 使 缺 陷 中 的 滲 透 劑 吸 出

14、 。 通 過 色 澤對 比 或 紫 外 線 照 射 激 發(fā) 熒 光 物 質(zhì) 發(fā) 光 ， 從 而 將 缺 陷 的圖 像 顯 現(xiàn) 出 來 。(二 )優(yōu) 缺 點(diǎn)優(yōu) 點(diǎn) 操 作 簡 單 ， 設(shè) 備 簡 單 ， 投 資 小 ， 效 率 高 ， 對表 面 缺 陷 ， 一 般 不 受 試 件 材 料 種 類 及 其 外 形 輪 廓 限 制 。 缺 點(diǎn) 只 能 檢 測 表 面 缺 陷 ， 不 能 顯 示 缺 陷 的 深 度 、缺 陷 內(nèi) 部 的 形 狀 和 尺 寸 ， 無 法 或 難 于 檢 查 多 孔 材 料 ，檢 測 結(jié) 果 受 表 面 粗 糙 度 影 響 ， 難 于 定 量 控 制 檢 驗(yàn) 操 作程 序

15、 ， 多 憑 檢 驗(yàn) 人 員 經(jīng) 驗(yàn) 、 認(rèn) 真 程 度 和 視 力 的 敏 銳 程度 ， 紫 外 線 和 某 些 溶 劑 對 身 體 有 害 。(三 )適 用 范 圍 用 于 檢 驗(yàn) 有 色 和 黑 色 金 屬 的 鑄 件 、 鍛 件 、 粉 末 冶金 件 、 焊 接 件 以 及 各 種 陶 瓷 、 塑 料 、 玻 璃 制 品 的 裂 紋 、氣 孔 、 分 層 、 縮 孔 、 疏 松 、 折 疊 及 其 它 開 口 于 表 面的 缺 陷 。 五 、 渦 流 檢 測 (ET)(一 )基 本 原 理 將 載 有 交 變 或 脈 沖 電 流 的 試 驗(yàn) 線 圈 靠 近 導(dǎo)電 工 件 時 ， 在 工

16、 件 表 面 內(nèi) 電 磁 感 應(yīng) 產(chǎn) 生 渦 電流 ， 而 感 生 的 渦 電 流 又 產(chǎn) 生 磁 場 ， 反 作 用 于 原試 驗(yàn) 線 圈 的 磁 場 ， 形 成 疊 加 磁 場 。 當(dāng) 工 件 內(nèi) 有缺 陷 時 ， 渦 電 流 因 流 動 途 徑 的 變 化 ， 使 渦 電 流磁 場 也 相 應(yīng) 變 化 ， 經(jīng) 試 驗(yàn) 線 圈 檢 出 異 常 磁 場 的變 化 量 ， 可 獲 得 缺 陷 的 信 息 。 (二 )優(yōu) 缺 點(diǎn)優(yōu) 點(diǎn) 速 度 快 、 操 作 方 便 ， 費(fèi) 用 低 廉 ， 可實(shí) 現(xiàn) 自 動 化 。缺 點(diǎn) 只 限 于 導(dǎo) 電 材 料 ， 對 形 狀 復(fù) 雜 及 表面 下 較 深

17、部 位 的 缺 陷 檢 測 有 困 難 ， 檢 測 結(jié) 果尚 不 直 觀 ， 判 斷 缺 陷 性 質(zhì) 、 大 小 和 形 狀 尚 難 。(三 )適 用 范 圍 用 于 鋼 鐵 、 有 色 金 屬 等 導(dǎo) 電 材 料 所 制 成的 試 件 ， 不 能 用 于 玻 璃 、 石 頭 和 合 成 樹 脂 等非 金 屬 材 料 。 六 、 聲 發(fā) 射 (AE) 基 本 原 理 從 聲 發(fā) 射 源 發(fā) 射 的 彈 性 波 最 終 傳播 到 達(dá) 材 料 的 表 面 ， 引 起 可 以 用 聲 發(fā) 射 傳 感 器 探 測的 表 面 位 移 ， 這 些 探 測 器 將 材 料 的 機(jī) 械 振 動 轉(zhuǎn) 換 為電

18、信 號 ， 然 后 再 被 放 大 、 處 理 和 記 錄 。 固 體 材 料 中內(nèi) 應(yīng) 力 的 變 化 產(chǎn) 生 聲 發(fā) 射 信 號 , 在 材 料 加 工 、 處 理和 使 用 過 程 中 有 很 多 因 素 能 引 起 內(nèi) 應(yīng) 力 的 變 化 ， 如位 錯 運(yùn) 動 、 孿 生 、 裂 紋 萌 生 與 擴(kuò) 展 、 斷 裂 、 無 擴(kuò) 散型 相 變 、 磁 疇 壁 運(yùn) 動 、 熱 脹 冷 縮 、 外 加 負(fù) 荷 的 變 化等 等 。 七 、 激 光 全 息 照 相 (OH) 基 本 原 理 激 光 全 息 照 相 檢 測 是 一 種全 息 干 涉 計 量 法 。 物 體 內(nèi) 部 的 缺 陷 在

19、 受 到 外力 作 用 時 ， 例 如 抽 真 空 （ 施 加 負(fù) 壓 ） 、 充 氣加 壓 、 加 熱 、 振 動 、 彎 曲 等 加 載 方 式 的 作 用下 ， 與 缺 陷 對 應(yīng) 的 物 體 表 面 將 產(chǎn) 生 與 周 圍 不同 的 局 部 微 小 變 形 （ 位 移 ） ， 采 用 激 光 全 息照 相 的 方 法 ， 將 發(fā) 生 變 形 前 后 兩 個 光 波 的 波陣 面 記 錄 下 來 進(jìn) 行 對 比 觀 察 ， 從 而 可 以 判 斷并 檢 出 物 體 的 內(nèi) 部 缺 陷 。 九 、 紅 外 熱 成 像 (IT) 基 本 原 理 采 用 紅 外 成 像 檢 測 技 術(shù) 可 以

20、 對 正 在運(yùn) 行 的 設(shè) 備 進(jìn) 行 非 接 觸 檢 測 ， 拍 攝 其 溫 度 場 的 分 布 、測 量 任 何 部 位 的 溫 度 值 ， 據(jù) 此 對 各 種 外 部 及 內(nèi) 部 故障 進(jìn) 行 診 斷 ， 具 有 實(shí) 時 、 遙 測 、 直 觀 和 定 量 測 溫 等優(yōu) 點(diǎn) ， 用 來 檢 測 發(fā) 電 廠 、 變 電 所 和 輸 電 線 路 的 運(yùn) 轉(zhuǎn)設(shè) 備 和 帶 電 設(shè) 備 非 常 方 便 、 有 效 。 利 用 熱 像 儀 檢 測 在 線 電 氣 設(shè) 備 的 方 法 是 紅 外 溫度 記 錄 法 。 紅 外 溫 度 記 錄 法 是 工 業(yè) 上 用 來 無 損 探測 ， 檢 測 設(shè) 備 性 能 和 掌 握 其 運(yùn) 行 狀 態(tài) 的 一 項(xiàng) 新 技 術(shù) 。