无损检测各种方法的基本原理

NDT---------无损检测各种方法的基本原理各种方法的基本原理DNT①无损检测NDT在不损坏被检对象的使用性能为前提，运用物理、化学、材料科学及工程力学理论为基础，对各种工程材料、零部件和产品进行有效的检验，借以评价它们的完整性、连续性及安全可靠性。各种方法的基本原理DNT②无损检测按方法分为：射线检测——RT超声检测——UT磁粉检测——MT渗透检测——PT涡流检测——ET目视检测——VT…………各种方法的基本原理DNT③检测按检测位置分为：内部检测1.射线检测——RT2.超声检测——UT表面检测1.磁粉检测——MT2.渗透检测——PT3.涡流检测——ET各种方法的基本原理DNT④1.各种检测方法的基本原理2.各种方法的优缺点3.各种方法的适用范围射线检测RT①射线检测-------简称RT，定义：在不损坏试件的前提下，利用射线能穿透被检试件并与被检试件相互作用的原理，借助先进技术的记录介质和设备器材来记录射线的衰减情况，从而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。射线检测RT②射线检测基本原理射线穿透被检试件时，其强度因试件对射线的吸收和散射会发生衰减。在均匀的透照（照射）场范围内，对于均匀的被检试件来说，强度的衰减变化也是均匀的。如果被检试件内有缺陷，由于组成缺陷的原子序数与试件的原子序数（化学成分或密度）不同，所以缺陷和试件对射线的吸收不同，因而引起强度的衰减变化的不均匀性。射线检测RT②续由于射线的波长比可见光的波长短，人眼不可见，且射线对人体具有伤害性，为此人们借助一些设备用来记录射线穿透被检试件后射线强度的衰减变化的均匀情况。记录的方式方法有很多种，我公司目前采用的有两种，即射线照相法和射线实时成像法。射线照相法通常称拍片法；射线实时成像法俗称工业电视法。射线检测RT③射线检测RT④射线检测的优缺点（相对于超声波检测而言）①.检测结果有直接记录——底片由于底片上记录的信息十分丰富，且可长期保存，从而使射线照相法成为无损检测方法中记录最真实、最全面、最直观、可追踪性好的检测方法。射线检测RT⑤②.可以获得缺陷的投影图像，缺陷定量准确；各种无损检测方法中，射线照相对缺陷最准确。在定量方面，对体积型缺陷（如：气孔、夹渣类）的长度、宽度尺寸的确定也很准。但对面积型缺陷（如：裂纹、未熔合类）或端部尺寸很小的缺陷，则底片上影像尖端可能辨认不清，此时定量数据会偏小；或因面积型缺陷形态尺寸、透照厚度、透照角度、透照几何条件、射线源和胶片、像质计灵敏度等因素的影响，检出率减小。射线检测RT⑥③.适宜检测厚度较薄的工件，而不适宜检测较厚的工件；不同的能量射线设备只适宜检测相应的厚度范围，随着厚度的增加，为了保证射线能够穿透工件，射线的能量也应增加，要想用一台或一种射线设备来检测所有厚度的工件是不现实的；此外，厚度的增大，射线穿透的能量要高，会使底片的对比度、清晰度下降，导致绝对灵敏度下降，从而造成小尺寸或面积型缺陷漏检。射线检测RT⑦④.适宜检测对接焊缝，对角焊缝的检测较差，不适宜检测板材、棒材、锻件；检测角焊缝的透照布置比较困难，拍摄底片的黑度变化大，成像质量不好。不适宜检测板材、锻件的原因是板材、锻件中的缺陷与板平行，即与射线透照方向垂直，射线照相无法检出。此外棒材、锻件厚度变化较大，射线成相效果不好。射线检测RT⑧⑤.有些工件由于结构或现场条件的限制不适合射线照相；由于射线照相时，要接近工件的两面，因此结构或现场条件有时会限制照相的进行。此外射线源到胶片的距离如果短，则底片清晰度差，容易漏检。射线检测RT⑨⑥.对缺陷在工件中厚度方向的位置、尺寸的确定比较困难；由于缺陷和焊缝是立体形状，而射线照相底片上是平面图像，除了一些根部缺陷可结合焊接知识和规律来确定其在工件厚度方向的位置外，其它缺陷很难确定其在工件厚度方向的位置。射线检测RT⑩⑦.检测成本高；射线照相设备（可达百万以上）和曝光室（达数百万）的建设投资巨大，另外，所用耗材、人工成本很高。射线检测RT⑾⑧.检测速度慢经技术准备（10min）、贴片和对位（3~5min）、曝光（X射线：3~5min；γ射线有时达数小时）、暗室处（60min）、评定、结果等工作程序，拍摄一张底片需要120min左右的时间或更长。速度慢、效率低。但周向曝光或全景除外。射线检测RT⑿⑨.对人体有伤害由于射线对人体组织会造成多种损伤，因此严格的安全管理也会影响工作效率和成本射线检测部分完超声检测UT①超声检测基本原理产生电振荡并加于换能器（探头）上，激励探头发射超声波——同时，将探头送回的电信号进行放大，通过一定方式显式出来——从而得到被探工件内部有无缺陷及缺陷位置和大小等信息。超声检测UT②探头——电/声换能器将来自仪器的电能转换为声能，并传入被检测工件或材料内部；同时，将反射回来的信号转换为电信号再传给仪器。压电晶片：实现声能——电能的转换超声检测UT③1.声源产生超声波，采用一定的方式使超声波进入工件；2.超声波在工件中传播并与工件材料以及其中的缺陷相互作用，使其传播方向或特征被改变；3.改变后的超声波通过检测设备被接收，比可对其进行处理和分析；4.根据接收的超声波的特征，评估工件本身及其内部是否存在缺陷及缺陷的特征。声源产生的脉冲波进入到工件中----超声波在工件中以一定方向和速度向前传播----遇到两侧声阻抗有差异的界面时部分声波被反射－－－检测设备接收和显示－－分析声波幅度和位置等信息，评估缺陷是否存在或存在缺陷的大小、位置等。超声检测UT④超声波检测的优点和局限性（相对于射线检测而言）1、面积型缺陷的检出率较高，而体积型缺陷的检出率较低。2、适宜检验厚度较大的工件，不适宜检验较薄的工件。超声检测UT⑤3、应用范围广，可用于各种试件。4、检测成本低、速度快、仪器体积小，重量轻，现场使用较方便。5、无法得到缺陷直观图像，定性困难，定量精度不高。超声波对缺陷定量的尺寸与实际缺陷的尺寸误差在几毫米甚至更大，一般认为是正常的。超声检测UT⑥6、检测结果无直接见证记录7、对缺陷在工件厚度方向上的定位较准确。8、材质、晶粒度对探伤有影响。超声检测UT⑦9、工件不规则的外形和一些结构会影响检测10、探头扫查面的平整度和粗糙度对超声检测有一定影响。超声检测UT⑧扫查距离的要求1.在开坡口侧进行扫查两侧开坡口两侧扫查；一侧开坡口在开坡口侧扫查；双面开坡口在双面扫查。2.开坡口侧2TKK=tgβ超声检测UT⑨缺陷取向对检测的影响也受到工件厚度的影响管子直径同样会影响超声检测部分完磁粉检测MT①磁粉检测是利用铁磁性粉末——磁粉，作为磁场的传感器，即利用漏磁场吸附磁粉形成的磁痕（磁粉聚集形成的图象）来显示不连续性的位置、大小、形状和严重程度。铁磁性材料工件被磁化后，在不连续性处或磁路截面变化处，磁感应线离开和进入工件表面而形成的磁场称为漏磁场。磁粉检测MT②磁粉检测基本原理铁磁性材料工件被磁化后，由于不连续性存在，使工件表面和近表面的磁感应线发生局部畸变而产生漏磁场，吸附施加在工件表面的磁粉，在合适的光照下形成目视可见的磁痕，从而显示出不连续性的位置、大小、形状和严重程度。磁粉检测MT③磁粉检测MT④磁粉检测MT⑤磁粉检测的有点和局限性1.适宜检测铁磁性材料，不能用于非铁磁性材料的检测。奥氏体不锈钢、钛及其合金、铜及其合金。对于两种材料导磁率差异较大的连接部位也不能采用磁粉检测磁粉检测MT⑥2.可以检测表面和近表面缺陷，不能用于检测内部缺陷一般可检测深度为1～2mm的近表面缺陷。3.检测灵敏度很高，可以发现极细小的裂纹以及其它缺陷。所有DNT方法中，对于表面缺陷的检测，磁粉检测灵敏度最高。磁粉检测MT⑦4.检测成本低，速度快设备成本只需几十元到几万元；交叉磁轭检测焊缝，每分钟速度可达1M多；轴类工件采用直接通电法检测，完成磁化只需几秒钟的时间。磁粉检测MT⑧5.工件的形状和尺寸有时影响工件的磁化，导致磁粉不能进行例如：尺寸小于75mm的工件不能进行MT.磁粉检测部分完渗透检测PT①毛细管现象润湿液体在毛细管中呈凹面并且上升，不润湿液体在毛细管中呈凸面并且下降的现象，称为毛细管现象。毛细现象并不局限于一般意义上的毛细管，例如两平行板间的夹缝，各种各样的棒、纤维、颗粒堆积物的空隙都是特殊形式的毛细管。渗透检测PT②液体渗透检测原理当工件表面施加渗透剂后，在毛细现象的作用下，并经过一段时间后，渗透液将渗入有开口的缺陷内；此时去除表面多于的渗透液；然后均匀施加显像剂薄层，同样在毛细现象的作用下，显像剂将缺陷内部的渗透液吸附到显像薄层上。在显像剂吸附渗透液的过程中，并在一定的照明条件下不断观察，被吸附的渗透液越多缺陷的深度越大。色盲不得从事该项检测渗透检测PT③渗透检测PT④渗透检测PT⑤渗透检测的优点和局限性1.可以用于非疏松多孔性材料的检测对于铁磁性材料优选磁粉检测，渗透检测只是作为替代方法。2.形状复杂的部件也可采用渗透检测，并一次操作就可以大致做到全面检测。对于结构、形状、尺寸不利于实施磁化的工件，可用渗透代替磁粉检测。渗透检测PT⑥3.同时存在几个方向的缺陷，用一次操作就可以完成检测磁粉检测需至少2次磁化检测，而渗透只需一次操作。4.不需大型设备、不用电、水现场只需携带喷灌式着色渗透检测剂，十分方便。5.对工件表面光洁度有要求多孔材料不能采用该方法6.只能检测表面的开口缺陷不开口的渗透液不能进入，不能检测到。7.检测工序多，速度慢需要经过渗透至少10分钟——去除（去除多于的渗透液后的干燥）——施加显像剂——观察（7min～30min，有时需1小时）渗透检测PT⑦8.检测灵敏度比磁粉检测低优先选择MT的原则。9.检测成本高10.有些材料易燃、有毒封闭的容器内最好补采用。当只能采用该方法时，容器内必须保持通风，杜绝火源。渗透检测部分完