无损检测技术

无损检测技术1.无损检测概述2.无损检测相关知识3.超声波探伤检测(UT)4.渗透探伤检测（PT）无损检测概述无损检测的定义和分类定义：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结构、性质、状态进行检查和测试的方法。分类:1.射线检测（Radiographic,简称RT）2.超声波检测（UltrasonicTesting,简称UT）3.磁粉检测（MagneticTesting,简称MT）4.渗透检测（PenetrantTesting,简称PT）以上成为四大常规检测方法，其中RT和UT主要用于检测试件内部缺陷，MT和PT主要用于探测试件表面缺陷.其他无损检测方法有涡流检测（ET）、声发射检测（AE）等。无损检测概述各类检测方法的定义：1.射线检测（Radiographic,简称RT）,射线检测是指用X射线或r射线穿透试件，以胶片作为记录信息的检测方法.2.超声波检测（UltrasonicTesting,简称UT），在超声波探伤中，根据缺陷的回波和底面的回波进行判断的脉冲反射法，目前脉冲发射法用的最广泛.3.磁粉检测（MagneticTesting,简称MT），铁磁性材料被磁化后，其内部产生很强的磁感应强度，磁力线密度增大几百倍到几千倍.如果材料中存在不连续性（包括缺陷造成的不连续性和结构、形状、材质等原因造成的不连续），磁力线会发生畸变，部分磁力线有可能逸出材料表面，从空间穿过，形成漏磁场.漏磁场的局部磁极能够吸引铁磁物质.4.渗透检测（PenetrantTesting,简称PT），零件表面被施涂含有荧光染料或着色燃料的渗透液以后，在毛细管作用下，经过一定时间，渗透液能够渗透进表面开口的缺陷中，经过去除零件表面多余的渗透液后，再在零件表面施涂显像剂，同样，在毛细管作用下，显相剂将吸引缺陷中保留的渗透液，渗透液回渗到显相剂中，在一定的光源下，缺陷中渗透液的痕迹被显示，从而探测出缺陷的形貌及分布状态.无损检测概述探伤工作者在认真的检查设备无损检测相关知识1.金属材料基本知识2.钢的分类和命名方法3.缺陷的种类及产生原因无损检测相关知识--材料力学基本知识1.材料力学基本知识1）强度：金属的强度是指金属抵抗永久变形和断裂的能力，材料强度指标可以通过拉伸试验测出。2）塑性：塑性是指材料在载荷作用下断裂前发生不可逆永久变形的能力。3）硬度：硬度是材料抵抗局部塑性变形或表面损伤的能力.一般情况下，硬度较高的材料其强度也较高，此外，硬度较高的材料耐磨性较好。硬度包括：布氏硬度HB洛氏硬度HR维氏硬度HV里氏硬度HL4）冲击韧度：冲击韧度是指材料在外加冲击载荷作用下断裂时消耗能量大小的特性。无损检测相关知识--铁碳合金基本组织铁素体：碳在α-Fe中形成的间隙固溶体称为铁素体（α-Fe体心立方晶格），用符号F表示。碳在α-Fe中的溶解度很低，因此，铁素体的机械性能与纯铁相近，其强度、硬度较低，但具有良好的塑性、韧性。奥氏体：碳在γ-Fe中形成的间隙固溶体称为奥氏体（γ-Fe面心立方晶格），用符号A表示。渗碳体：渗碳体是一种具有复杂晶体结构的间隙化合物，它的分子式为Fe3C，渗碳体既是组元，又是基本相。珠光体：用符号P表示，它是铁素体与渗碳体薄层片相间的机械混合物。莱氏体：用符号Ld表示，奥氏体和渗碳体所组成的共晶体。无损检测相关知识--铁碳合金相图无损检测相关知识--铁碳合金相图无损检测相关知识--简化Fe-Fe3C相图中的特性点图1-32典型铁碳合金结晶过程分析室温下碳在α-Fe中的溶解度0.0008室温Q碳在α-Fe中的最大溶解度点0.0218727P共析点：发生共析转变A0.77%—→p(F0.0218%+Fe3C共析)0.77727S同素异构转变点0912G碳在γ-Fe中的最大溶解度点2.111148E熔点：渗碳体的熔点6.691227D共晶点：发生共晶转变L4.3—→Ld(A2.11%+Fe3C共晶)4.31148C熔点：纯铁的熔点01538A含义ωc（%）温度/℃特性点符号无损检测相关知识--简化Fe-Fe3C相图中的特性线（1）AC线液体向奥氏体转变的开始线。即：L→A。（2）CD线液体向渗碳体转变的开始线。即：L→Fe3CⅠ。ACD线统称为液相线，在此线之上合金全部处于液相状态，用符号L表示。（3）AE线液体向奥氏体转变的终了线。（4）ECF水平线共晶线。AECF线统称为固相线，液体合金冷却至此线全部结晶为固体，此线以下为固相区。（5）ES线又称Acm线，是碳在奥氏体中的溶解度曲线。即L→Fe3CⅡ。（6）GS线又称A3线，（7）GP线奥氏体向铁素体转变的终了线。（8）PSK水平线共析线（727℃），又称A1线。（9）PQ线碳在铁素体中的溶解度曲线。无损检测相关知识--钢的分类和命名钢是钢材含碳量在0.04%-2.3%之间的铁碳合金。为了保证其韧性和塑性，含碳量一般不超过1.7%。钢的主要元素除铁、碳外，还有硅、锰、硫、磷等。钢的分类方法多种多样，其主要方法有如下七种：1、钢材按品质分类(1)普通碳素钢（P≤0.045%，S≤0.050%）(2)优质碳素钢（P、S均≤0.035%）(3)高级优质碳素钢（P≤0.035%，S≤0.030%）2.、按化学成份分类(1)碳素钢：钢材a.低碳钢（C≤0.25%）；b.中碳钢（C≤0.25~0.60%）；c.高碳钢（C≤0.60%）。(2)合金钢：a.低合金钢（合金元素总含量≤5%）；b.中合金钢（合金元素总含量＞5~10%）；c.高合金钢（合金元素总含量＞10%）。3、钢材按成形方法分类：(1)锻钢；(2)铸钢；(3)热轧钢；(4)冷拉钢。无损检测相关知识--钢的分类和命名4、钢材按金相组织分类(1)退火状态的：a.亚共析钢（铁素体+珠光体）；b.共析钢（珠光体）；c.过共析钢（珠光体+渗碳体）；d.莱氏体钢（珠光体+渗碳体）。(2)正火状态的：a.珠光体钢；b.贝氏体钢；c.马氏体钢；d.奥氏体钢。(3)钢材无相变或部分发生相变的5、按用途分类(1)建筑及工程用钢：a.普通碳素结构钢；b.低合金结构钢；c.钢筋钢。(2)钢材结构钢a.机械制造用钢：(a)调质结构钢；(b)表面硬化结构钢：包括渗碳钢、渗氨钢、表面淬火用钢；(c)易切结构钢；(d)冷塑性成形用钢：包括冷冲压用钢、冷镦用钢。b.弹簧钢c.轴承钢(3)工具钢：a.碳素工具钢；b.合金工具钢；c.高速工具钢。(4)特殊性能钢：a.不锈耐酸钢；b.耐热钢：包括抗氧化钢、热强钢、气阀钢；c.电热合金钢；d.耐磨钢；e.低温用钢；f.电工用钢。(5)专业用钢——如桥梁用钢、船舶用钢、锅炉用钢、压力容器用钢、农机用钢等。无损检测相关知识--钢的分类和命名6、综合分类(1)普通钢a.碳素结构钢：(a)Q195；(b)Q215(A、B)；(c)Q235(A、B、C)；(d)Q255(A、B)；(e)Q275。b.低合金结构钢c.特定用途的普通结构钢(2)优质钢（包括高级优质钢）a.钢材结构钢：(a)优质碳素结构钢；(b)合金结构钢；(c)弹簧钢；(d)易切钢；(e)轴承钢；(f)特定用途优质结构钢。b.工具钢：(a)碳素工具钢；(b)合金工具钢；(c)高速工具钢。c.特殊性能钢：(a)不锈耐酸钢；(b)耐热钢；(c)电热合金钢；(d)电工用钢；(e)高锰耐磨钢。无损检测相关知识--钢的分类和命名7、按冶炼方法分类(1)按炉种分a.平炉钢：(a)酸性平炉钢；(b)碱性平炉钢。b.转炉钢：(a)酸性转炉钢；(b)碱性转炉钢。或(a)底吹转炉钢；(b)侧吹转炉钢；(c)顶吹转炉钢。c.电炉钢：(a)电弧炉钢；(b)电渣炉钢；(c)感应炉钢；(d)真空自耗炉钢；(e)电子束炉钢。(2)钢材按脱氧程度和浇注制度分a.沸腾钢；b.半镇静钢；c.镇静钢；d.特殊镇静钢无损检测相关知识--焊接缺陷的种类和产生原因1.外观缺陷（1）咬边：咬边是指沿着焊趾，在母材部分形成的凹陷或沟槽.产生咬边的主要原因是电弧热量太高，即电流太大，运条速度太小。焊条与工件间角度不正确，摆动不合理，电弧过长，焊接次序不合理等也会造成咬边.(2）焊瘤:焊缝中的液态金属流到加热不足未熔化的母材上或从焊缝跟部溢出，冷却好形成未与母材熔合的金属瘤即为焊瘤.防止焊瘤产生的措施：使焊缝处于平焊位置，正确使用规范，选用无偏芯焊条，合理操作.无损检测相关知识--缺陷的种类和产生原因1.外观缺陷（3）凹坑：凹坑指焊缝表面或背面局部的低于母材的部分.防止凹坑产生的措施：施焊时尽量选用平焊位置，选用合适的焊接规范，收弧时让焊条在熔池内短时间停留或环形摆动，填满弧坑.(4）未焊满:未焊满是指焊缝表面上连续的或断续的沟槽.填充金属不足是产生未焊满的主要原因。防止未焊满的措施：加大焊接电流，加焊盖面焊缝无损检测相关知识--缺陷的种类和产生原因1.外观缺陷（5）烧穿：烧穿是指焊接过程中，熔深超过工件厚度.熔化金属自焊缝背面流出，形成穿孔性缺陷.焊接电流过大，速度太慢，电弧在焊缝处停留过久，都会产生烧穿缺陷.(6）其他表面缺陷：.包括：成形不良、错边、塌陷等等.无损检测相关知识--缺陷的种类和产生原因2.气孔：气孔是指焊接时，熔池中的气体未在金属凝固前逸处，残存于焊缝之中所形成的空穴.气孔产生的主要原因：母材或者填充金属表面有锈、油污等，焊条或者焊剂未烘干会增加气孔量。锈、油污及焊条药皮、焊剂中的水分在高温下分解产生气体，会增加高温金属中气体的含量。焊接线能量过小，熔池冷却速度大，不利于气体逸出。焊缝金属脱氧不足也会增加氧气孔.无损检测相关知识--缺陷的种类和产生原因3.夹渣：夹渣是指焊后熔渣残存在焊缝中的现象.夹渣产生的原因：坡口尺寸不合理、坡口有污物、多层焊时，层间清查不彻底、焊接线能量小、焊缝散热太快、液态金属凝固过快、焊条药皮，焊剂化学成分不合理、等等.夹渣的危害：点状夹渣的危害与气孔相似，带有尖角的夹渣会产生尖端应力集中，尖端还会发展成裂纹源，危害较大.无损检测相关知识--缺陷的种类和产生原因4.裂纹：金属原子的结合遭到破坏，形成新的界面而产生的缝隙称为裂纹.裂纹包括：热裂纹、冷裂纹、再热裂纹等.裂纹是焊接缺陷中危害最大的一种，裂纹端部形成尖锐缺口，应力高度集中，很容易扩展导致破坏.无损检测相关知识--缺陷的种类和产生原因铸件中常见的缺陷及产生原因：1.气孔：熔化的金属在凝固时，其中的气体来不及逸出而在金属表面或内部形成的圆孔.2.夹渣：浇铸时由于铁水包中的熔渣没有与铁水分离，混进铸件形成的缺陷.3.夹沙：浇铸时由于砂型的沙子剥落，混进铸件而形成的缺陷.4.密集气孔：铸件在凝固时由于金属的收缩而发生的气孔群.5.冷隔：主要由于浇铸温度太低，金属溶液在铸模中不能充分流动，两股融体相遇未熔合，在铸件表面或近表面形成的缺陷.6.缩孔和疏松：铸件在凝固过程中由于收缩以及补缩不足所产生的缺陷叫缩孔，而沿铸件中心呈多孔性组织分布的叫中心疏松.7.裂纹：由于材质和铸件形状补适当，凝固时因收缩应力而产生的裂纹.无损检测相关知识--缺陷的种类和产生原因锻件中常见的缺陷及产生原因：1.缩孔和缩管：铸锭时，因冒口切除不当、铸模设计不良、以及铸造条件不良，且锻造不充分，没有被锻合而遗留下来的缺陷.2.疏松：铸件在凝固过程中由于收缩以及补缩不足，中心部位出现细密微孔性组织分布，且锻造不充分，缺陷没有被锻合而遗留下来的缺陷.3.非金属夹杂物4.夹砂5.折叠：锻压操作不当，锻件表面的局部未结合缺陷.6.龟裂：锻钢件表面出现的较浅的龟状表面缺陷叫龟裂.它是由于原材料成分不当，原材料表面情况不好，加热温度和加热时间不适合而产生的.7.锻造裂纹：由锻造引起的裂纹种类较多，在工件中的位置也不同.8.白点：白点是一种细微的裂纹，它是由于钢中含氢量较高，在锻件过程中的残余应力，热加工后的相变应力和热应力等作用下而产生的.由于缺陷在断口上呈银白色的圆点或椭圆形斑点，故称其为白点.超声波检测（UT）超声波检测的物理基础振动与波1.机械振动和机械波机械振动——物体沿着直线或曲线在其平衡