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1、施工过程中无损检测的管理薛建中薛建中2011.1.13uu常用无损检测方法介绍uu无损检测监督检查关注的重点uu总站质量大检查中经常发现的问题常用无损检测方法介绍常用无损检测方法介绍n n.射线检测射线检测n n.超声波检测超声波检测n n.磁粉检测磁粉检测n n.渗透检测渗透检测n n.TOFD.TOFD检测检测n n.各种检测方法比较各种检测方法比较.射线检测射线检测.射线检测原理.射线检测灵敏度.安全防护.射线检测原理射线检测原理n n射线能穿透物质，并能使胶片感光，射线强度越射线能穿透物质，并能使胶片感光，射线强度越大，感光的胶片冲洗后黑度越大，反之则黑度小。大，感光的胶片冲洗后黑度越
2、大，反之则黑度小。射线透照布置见图射线透照布置见图.n n射线在穿透物质时呈指数规律被吸收衰减，当物射线在穿透物质时呈指数规律被吸收衰减，当物质内存在异物或表面不均匀时，在异物或不均匀质内存在异物或表面不均匀时，在异物或不均匀表面所在的部位会形成对射线衰减的不均衡，其表面所在的部位会形成对射线衰减的不均衡，其不均衡的程度与所透过物质的厚度差成正比。不均衡的程度与所透过物质的厚度差成正比。n n将透过工件的射线用胶片进行记录，经暗室处理将透过工件的射线用胶片进行记录，经暗室处理后形成底片，其底片黑度不均匀程度与工件内部后形成底片，其底片黑度不均匀程度与工件内部组织状况和异物的吸收系数密切相关组织
3、状况和异物的吸收系数密切相关。.射线检测原理射线检测原理n n将透过工件的射线用胶片进行记录，经暗室处理将透过工件的射线用胶片进行记录，经暗室处理后形成底片，其底片黑度不均匀程度与工件内部后形成底片，其底片黑度不均匀程度与工件内部组织状况和异物的吸收系数密切相关组织状况和异物的吸收系数密切相关。n n如焊缝中存在气孔、夹渣、未焊透、未熔合、裂如焊缝中存在气孔、夹渣、未焊透、未熔合、裂纹、内凹、咬边等在底片上呈黑色。焊瘤、焊缝纹、内凹、咬边等在底片上呈黑色。焊瘤、焊缝余高过高等在底片上呈较白的影像。夹钨缺陷由余高过高等在底片上呈较白的影像。夹钨缺陷由于其吸收系数比钢材大的多，其在底片上的影像于其
4、吸收系数比钢材大的多，其在底片上的影像呈亮的白点。呈亮的白点。.射线检测原理射线检测原理n n图射线检测原理图工件胶片增感屏暗袋.射线检测原理射线检测原理n n射线检测能识别缺陷的性质和准确测量缺陷尺寸，射线检测能识别缺陷的性质和准确测量缺陷尺寸，是目前公认较好的检测方法。是目前公认较好的检测方法。.射线检测灵敏度射线检测灵敏度射线检测灵敏度射线检测灵敏度n n射线检测灵敏度用“像质计”来测定，标准对不同厚度的工件规定了应观察到的钢丝直径。n n工件越厚所需的射线能量越高，不然透过工件时衰减过多底片黑度达不到要求。射线能量越高检测灵敏度越低。n n射线对体积状缺陷敏感，对面状缺陷不敏感，没有厚
5、度差的缺陷是无法检测出来的。相对灵敏度在%左右。.安全防护安全防护安全防护安全防护n nX X射线和射线和射线的本质都是电磁波，其波长非常短，射线的本质都是电磁波，其波长非常短，能穿透物质，能杀伤人体细胞，波长越短杀伤力能穿透物质，能杀伤人体细胞，波长越短杀伤力越强。科学控制受照剂量，检测人员在不超过越强。科学控制受照剂量，检测人员在不超过20mSv/20mSv/年时不会对人体产生伤害。年时不会对人体产生伤害。.安全防护安全防护安全防护安全防护n nX/X/X/X/射线的衰减呈与距离的平方成正比关系，距射线的衰减呈与距离的平方成正比关系，距射线的衰减呈与距离的平方成正比关系，距射线的衰减呈与距
6、离的平方成正比关系，距离越远，射线衰减越多。离越远，射线衰减越多。离越远，射线衰减越多。离越远，射线衰减越多。n nX X射线机具有方向性，单向射线机具有方向性，单向X X射线机辐射角为射线机辐射角为度圆锥角，其它方向射线很少，如图所示；周度圆锥角，其它方向射线很少，如图所示；周向向X X光机用于环缝周向透照，光机用于环缝周向透照，X X射线呈度的扇射线呈度的扇面辐射，如图所示，射线透过工件后衰面辐射，如图所示，射线透过工件后衰减了大部分射线。减了大部分射线。n nX X射线机不接电源或接通电源不送高电压不产生射线机不接电源或接通电源不送高电压不产生X X射线。射线。.安全防护安全防护安全防护
7、安全防护n n 射线机在透照时呈射线机在透照时呈射线机在透照时呈射线机在透照时呈360360度球面辐射，如图所示，度球面辐射，如图所示，度球面辐射，如图所示，度球面辐射，如图所示，射线透过工件后衰减了大部分射线，没有透过工射线透过工件后衰减了大部分射线，没有透过工射线透过工件后衰减了大部分射线，没有透过工射线透过工件后衰减了大部分射线，没有透过工件的射线强度较大。件的射线强度较大。件的射线强度较大。件的射线强度较大。n n如果有需要可以采用定向器限制如果有需要可以采用定向器限制如果有需要可以采用定向器限制如果有需要可以采用定向器限制 射线的辐射角度射线的辐射角度射线的辐射角度射线的辐射角度。也
8、可以在射线源背面盖一层较厚的铅板，以减弱也可以在射线源背面盖一层较厚的铅板，以减弱背面射线的强度。这样工作效率会有所降低。背面射线的强度。这样工作效率会有所降低。.安全防护安全防护安全防护安全防护n nIr192Ir192射线源相当于射线源相当于KVKVX X射线机的能量，射线机的能量，Ir192Ir192源的半衰期是天，出厂活度为源的半衰期是天，出厂活度为CiCi的源约使用天后还剩的源约使用天后还剩CiCi。只能透照厚。只能透照厚度和直径较小的管子。度和直径较小的管子。n nSe75Se75射线源相当于射线源相当于KVKVX X射线机的能量，射线机的能量，Se75Se75源的半衰期是天，出厂
9、活度为源的半衰期是天，出厂活度为CiCi的源约使用天后还剩的源约使用天后还剩CiCi，只能透照，只能透照簿壁管。簿壁管。.安全防护安全防护安全防护安全防护安全防护标准：安全防护标准：n nGBZ1322008GBZ1322008工业工业 射线探伤放射防护标准射线探伤放射防护标准GBZ1172006 GBZ1172006 工业工业X X射线探伤放射卫生防护标准射线探伤放射卫生防护标准这两个标准均规定控制区边界线的剂量率为这两个标准均规定控制区边界线的剂量率为15Gy/h15Gy/h。n nX X透照、加定向器或背面用铅板屏蔽的透照、加定向器或背面用铅板屏蔽的 透照，若每张片曝光时间按透照，若每张
10、片曝光时间按3535分钟计，安全距离约为分钟计，安全距离约为40504050米，如果米，如果 透照时不加定向器、背面也不用铅板屏蔽，透照时不加定向器、背面也不用铅板屏蔽，则安全距离要达到则安全距离要达到100100米，甚至更远，要视源的活度而异。米，甚至更远，要视源的活度而异。图图图图 X X射线机透照示意图射线机透照示意图射线机透照示意图射线机透照示意图机头控制箱铅板管子图图图图 X X射线机透照示意图射线机透照示意图射线机透照示意图射线机透照示意图机头控制箱管壁焊缝图图图图 射线透照示意图射线透照示意图射线透照示意图射线透照示意图.超声波检测超声波检测n n.超声波检测原理n n.超声波检
11、测程序n n.超声波检测灵敏度.超声波检测原理超声波检测原理n n超声波检测也叫脉冲反射法超声波检测，其原理超声波检测也叫脉冲反射法超声波检测，其原理是利用换能器（探头）将高频电脉冲转换为高频是利用换能器（探头）将高频电脉冲转换为高频机械波（超声波），超声波通过耦合剂传入工件，机械波（超声波），超声波通过耦合剂传入工件，超声波在传播过程中遇到异质界面时会发生反射、超声波在传播过程中遇到异质界面时会发生反射、折射和波形转换，反射回来的声波再通过耦合剂折射和波形转换，反射回来的声波再通过耦合剂被探头接收、放大后在荧光屏上显示，根据反射被探头接收、放大后在荧光屏上显示，根据反射回波位置判断是否根据回
12、波高度判断缺陷反射面回波位置判断是否根据回波高度判断缺陷反射面的当量大小。的当量大小。图超声波检测原理图图超声波检测原理图图超声波检测原理图图超声波检测原理图FT2TO.超声波检测程序超声波检测程序超声波检测程序超声波检测程序n n）仪器调校）仪器调校）仪器调校）仪器调校n n）现场检测）现场检测）现场检测）现场检测n n）缺陷等级评判）缺陷等级评判）缺陷等级评判）缺陷等级评判.超声波检测程序超声波检测程序超声波检测程序超声波检测程序n n）仪器调校）仪器调校）仪器调校）仪器调校n n超声波检测前应根据标准要求用与被检工件材质超声波检测前应根据标准要求用与被检工件材质相同或相近的标准试块对仪器
13、进行调校，其目的相同或相近的标准试块对仪器进行调校，其目的是：是：n n确定检测灵敏度：能够发现缺陷的当量尺寸；确定检测灵敏度：能够发现缺陷的当量尺寸；n n确定荧光屏水平刻度所代表的回波比例：即判回确定荧光屏水平刻度所代表的回波比例：即判回波所在的位置，用于判断该回波是否缺陷波。波所在的位置，用于判断该回波是否缺陷波。.超声波检测程序超声波检测程序超声波检测程序超声波检测程序）现场检测）现场检测）现场检测）现场检测n n发现的回波后应先根据其回波位置判断其是否缺发现的回波后应先根据其回波位置判断其是否缺发现的回波后应先根据其回波位置判断其是否缺发现的回波后应先根据其回波位置判断其是否缺陷波；
14、陷波；陷波；陷波；n n确认是缺陷波后，根据波的高度判断其大当量大确认是缺陷波后，根据波的高度判断其大当量大确认是缺陷波后，根据波的高度判断其大当量大确认是缺陷波后，根据波的高度判断其大当量大小；小；小；小；n n再按标准规定的方法测其长度。再按标准规定的方法测其长度。再按标准规定的方法测其长度。再按标准规定的方法测其长度。n n然后根据规定的尺寸判定级别。然后根据规定的尺寸判定级别。然后根据规定的尺寸判定级别。然后根据规定的尺寸判定级别。.超声波检测程序超声波检测程序超声波检测程序超声波检测程序）现场检测）现场检测）现场检测）现场检测n n管道焊缝是单面焊接，根部未焊透、未熔合缺陷管道焊缝是
15、单面焊接，根部未焊透、未熔合缺陷易与焊瘤反射波相混淆，造成缺陷漏检或误判，易与焊瘤反射波相混淆，造成缺陷漏检或误判，因此管道焊缝超声波检测人员必须经过专业培训，因此管道焊缝超声波检测人员必须经过专业培训，合格后方可独立进行工作合格后方可独立进行工作。.超声波检测程序超声波检测程序超声波检测程序超声波检测程序n n）缺陷等级评判）缺陷等级评判）缺陷等级评判）缺陷等级评判n n根据测定的缺陷尺寸按标准进行判定级别。根据测定的缺陷尺寸按标准进行判定级别。根据测定的缺陷尺寸按标准进行判定级别。根据测定的缺陷尺寸按标准进行判定级别。.超声波检测灵敏度超声波检测灵敏度n n超声波检测效果受缺陷反射面积和其
16、与声束所成的角度有关，当声束与缺陷反射面垂直时，反射回波最强，最易发现缺陷，当缺陷的反射面与声束平行时，反射面极小，易造成漏检。因此，在超声波检测前应按标准要求制定检测工艺，选择符合要求的探头和检测灵敏度。n n检测标准不同，检测厚度不同，检测灵敏度有所差异。超声波检测典型试块超声波检测典型试块超声波检测典型试块超声波检测典型试块n nCSK-CSK-A A超声波试块超声波试块超声波试块超声波试块.磁粉检测磁粉检测.磁粉检测原理磁粉检测原理.磁粉检测灵敏度及试片磁粉检测灵敏度及试片.磁粉检测工艺磁粉检测工艺.磁粉检测原理磁粉检测原理n n只能对铁磁性材料进行磁粉检测；n n磁化时在工件表面施加
17、较强的磁场，则在材料中所产生密集分布的磁力线，若工件表面或近表面存在缺陷，则磁力线传播受到阻碍，致使磁力线弯曲溢出工件表面，形成漏磁场，漏磁场吸附工件表面的磁粉形成磁粉堆积（磁痕），从而得以观察发现缺陷。原理见图.图磁粉检测原理图图磁粉检测原理图图磁粉检测原理图图磁粉检测原理图.磁粉检测灵敏度及试片磁粉检测灵敏度及试片磁粉检测灵敏度及试片磁粉检测灵敏度及试片磁粉检测的灵敏度用标准灵敏度试片验证。磁粉检测的灵敏度用标准灵敏度试片验证。n n灵敏度试片有多种，常用灵敏度试片有多种，常用A A型灵敏度试片，其分型灵敏度试片，其分15/100,15/100,30/100,30/100,60/10060
18、/100三种规格。试片厚度三种规格。试片厚度为为100100，槽深分别为，槽深分别为1515、3030、6060，灵敏度，灵敏度依次降低。其中依次降低。其中30/10030/100为最常用的试片。为最常用的试片。.磁粉检测工艺磁粉检测工艺磁粉检测工艺磁粉检测工艺n n由原是可知，磁粉检测只能检测出表面和近表面由原是可知，磁粉检测只能检测出表面和近表面缺陷。缺陷。n n为防止漏检，每一检测部位应进行两次接近相互为防止漏检，每一检测部位应进行两次接近相互垂直的磁化检测。不然会有一个方向的缺陷漏检。垂直的磁化检测。不然会有一个方向的缺陷漏检。n n为了提高灵敏度，可以采用反差增强剂提高工件为了提高灵
19、敏度，可以采用反差增强剂提高工件表面与磁粉之间的色差，易于观察磁痕。表面与磁粉之间的色差，易于观察磁痕。n n要求更高灵敏度时，可采用荧光磁粉检测要求更高灵敏度时，可采用荧光磁粉检测。.渗透检测渗透检测n n.渗透检测原理n n.渗透检测灵敏度试片.渗透检测原理渗透检测原理渗透检测原理渗透检测原理渗透检测是利用毛细管吸附原理。渗透检测是利用毛细管吸附原理。操作程序如下：操作程序如下：n n将工件表面均匀涂覆含有染料的渗透液，在毛细将工件表面均匀涂覆含有染料的渗透液，在毛细作用下，渗透液将渗入表面开口缺陷，渗透时间作用下，渗透液将渗入表面开口缺陷，渗透时间完成后，用布或纸去除表面渗透液（缺陷内的
20、渗完成后，用布或纸去除表面渗透液（缺陷内的渗透液影响不大），在工件表面喷施显像剂后在毛透液影响不大），在工件表面喷施显像剂后在毛细作用下，缺陷中的渗透液又回渗到显像剂中，细作用下，缺陷中的渗透液又回渗到显像剂中，并扩散形成肉眼或放大镜即可发现的缺陷显示。并扩散形成肉眼或放大镜即可发现的缺陷显示。.渗透检测灵敏度试片渗透检测灵敏度试片渗透检测灵敏度试片渗透检测灵敏度试片n n灵敏度试片用于验证检测工艺灵敏度试片用于验证检测工艺图5-11 镀铬辐射状裂纹试片1.镀硬铬表面；2.打硬度表面.TOFD检测检测n n.检测原理检测原理n n.应用方法应用方法n n.数据判定数据判定.TOFD检测检测n
21、n超声波衍射时差法（Time of Flight Diffraction），是采用一发一收探头工作模式、利用缺陷端点的衍射波信号探测和测定缺陷尺寸的一种自动超声检测方法。n n国家固定式压力容安全技术监察规程已将TOFD检测列入与射线检测同等的方法，可以替代射线检测。.TOFDTOFD检测原理检测原理检测原理检测原理发射探头接收探头横向波横向波LW上端点上端点下端点下端点内壁反射波内壁反射波BW.TOFDTOFD检测原理检测原理检测原理检测原理探头架接收探头发射探头焊缝探头移动方向计数器.使用方法使用方法该法使用个探头，一发一收，分别位于焊缝两侧，要保证良好耦合。因此，对于直管或压力容器适用。
22、对于直管与弯头、直管与法兰等管件对接或管件与管件对接的焊缝，如果不能满足焊缝两侧探头良好耦合，则不能采用此法检测。n nTOFDTOFD检测灵敏度高，有人在球罐检测与射线作过对比，射线检测合格检测灵敏度高，有人在球罐检测与射线作过对比，射线检测合格率很高，率很高，TOFDTOFD检测较射线法要多返修不少部位。检测较射线法要多返修不少部位。.数据判定数据判定B扫上表面下表面A扫扫LWBW.各种检测方法的对比各种检测方法的对比比比较较内容内容检测检测灵敏灵敏度度主要主要检测对检测对象象局限性局限性射线检测射线检测%内部或表面的体内部或表面的体积状缺陷积状缺陷 没有透照厚度差的缺陷不能没有透照厚度差的缺陷不能检出（如小裂纹）检出（如小裂纹）超声波超声波检检测测 平底孔平底孔内部和表面缺陷内部和表面缺陷 其反射面与声束平行的裂纹其反射面与声束平行的裂纹类面状缺陷检测出率很低，类面状缺陷检测出率很低，容易漏检容易漏检 磁粉磁粉检测检测 mm铁铁磁性材料表面磁性材料表面和近表面缺陷和近表面缺陷裂纹方向与磁力线平行容易裂纹方向与磁力线平行容易漏检漏检 渗透渗透检测检测 mm非多孔性材料表非多孔性材料表面开口缺陷面开口缺陷TOFDTOFD高于射高于射线线内部和表面缺陷内部和表面缺陷其反射面与声束平行的裂纹其反射面与声束平行的裂纹类面状缺陷检测出率很低，类面状缺陷检测出率很低，容易漏检容易漏检