无损检测技术.doc

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1、无损检测技术一、无损检测技术概述所谓无损检测技术，是指在不破坏或不改变被检物体的前提下，利用物质因存在缺陷而使其某一物理性能发生变化的特点，完成对该物体的检测与评价的技术手段的总称。它由无损检测和无损评价两个不可分割的部分组成。一个设备在制造过程中，可能产生各种各样的缺陷，如裂纹、疏松、气泡、夹渣、未焊透和脱粘等；在运行过程中，由于应力、疲劳、腐蚀等因素的影响，各类缺陷又会不断产生和扩展。现代无损检测与评价技术，不但要检测出缺陷的存在，而且要对其作出定性、定量评定，其中包括对缺陷的定量测量（形状、大小、位置、取向

2、、内含物等），进而对有缺陷的设备分析其缺陷的危害程度，以便在保障安全运行的条件下，作出带伤设备可否继续服役的选择，避免由于设备不必要的检修和更换所造成的浪费。现代工业和科学技术的飞速发展，为无损检测技术的发展提供了更加完善的理论和新的物质基础，使其在机械、冶金、航空航天、原子能、国防、交通、电力、石油化工等多种工业领域中得到了广泛的应用。它被广泛应用于制造厂家的产品质量管理、用户订货的验收检查以及设备使用与维护过程中的安全检查等方面，例如锅炉、压力容器、管道、飞机、宇航器、船舶、铁轨和车轴、发动机、汽车、电站设备

3、等等方面，特别是在高温、高压、高速、高负载条件下运行的设备。无损检测技术包括超声检测、射线检测、磁粉检测、渗透检测、涡流检测等常规技术以及声发射检测、激光全息检测、微波检测等新技术。常见的分类形式如表2-17所示。实践证明，开展无损检测技术，对于改进产品的设计制造工艺、降低制造成本以及提高设备的运行可靠性等具有重要的意义，已成为机械故障诊断学的一个重要组成部分。表2-17无损检测的分类类别主要方法射线检测X射线，γ射线，高能X射线，中子射线，质子和电子用线声和超声检测声振动，声撞击，超声脉冲反射，超声透射，超声共

4、振，超声成像，超声频谱，声发射，电磁超声电学和电磁检测电阻法，电位法，涡流，录磁与漏磁，磁粉法，核磁共振，微波法，巴克豪森效应和外激电子发射力学与光学检测目视法和内窥法，荧光法，着色法、脆性涂层，光弹性覆膜法，激光全息摄影干涉法，泄漏检定，应力测试热力学方法热电动势，液晶法，红外线热图化学分析方法电解检测法，激光检测法，离子散射，俄歇电子分析和穆斯鲍尔谱20其中，在工程技术中得到比较广泛的应用，并较成熟的检测方法有：x射线，超声，涡流、磁粉、渗透等常规的几种测试方法。二、超声波检测超声波检测是无损检测的主要方法之

5、一。利用声响从物体外界不损坏地检测其内部情况的方法早就问世了。超声波检测就是利用电振荡在发射探头中激发高频超声波，入射到被检物内部后若遇到缺陷，超声波会被反射、散射或衰减，再用接收探头接收从缺陷处反射回来（反射法）或穿过被检工件后（穿透法）的超声波，并将其在显示仪表上显示出来，通过观察与分析反射波或透射波的时延与衰减情况，即可获得物体内部有无缺陷以及缺陷的位置、大小及其性质等方面的信息，并由相应的标准或规范判定缺陷的危害程度的方法。超声波检测具有灵敏度高、穿透力强、检验速度快、成本低、设备简便和对人体无害等一系列

6、优点，既适合在制造厂生产线上成批检查，也可以用于野外作业。（一）超声波基础1．超声波及其特性所谓超声波，是一种质点振动频率高于20kHz的机械波，因其频率超过人耳所能听见的声频段而得名超声波。无损检测用的超声波频率范围为0.5～25MHz，其中最常用的频段为1～5MHz。超声波是一种机械波，它是由于机械振动在弹性介质中引起的波动过程。产生机械波有两个主要条件：一是作机械振动的波源，二是能传播机械振动的弹性介质。超声波之所以被广泛地应用于无损检测，是基于超声波的如下特性（1）指向性好超声波是一种频率很高、波长很短的

7、机械波，在无损检测中使用的超声波波长为毫米数量级。它像光波一样具有很好的指向性，可以定向发射，犹如一束手电筒灯光可以在黑暗中寻找所需物品一样在被检材料中发现缺陷。（2）穿透能力强超声波的能量较高，在大多数介质中传播时能量损失小，传播距离远，穿透能力强，在有些金属材料中，其穿透能力可达数米。2．超声波的分类与其他机械波一样，超声波也可有多种方法来对其进行分类描述。按质点振动方向分根据波动传播时介质质点的振动方向与波的传播方向的相互关系的不同，可将超声波分为纵波、横波、表面波和板波等。（1）纵波20纵波是指介质中质点

8、的振动方向与波的传播方向平行的波，用L表示。当弹性介质的质点受到交变的拉压应力作用时，质点之间产生相互的伸缩变形，从而形成纵波，又称压缩波或疏密波。纵波可在任何弹性介质（固体、液体和气体）中传播。由于纵波的产生和接收都比较容易，因而在工业探伤中得到广泛的应用。（2）横波介质中质点的振动方向与波的传播方向互相垂直的波称为横波，常用S或T表示。当介质质点受到交变的剪切应力作用