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1、1、第二章无损检测方法及其工艺要点2、第三章金属材料及热处理目录第二章 无损检测方法及其工艺要点2.1 无损检测概念2.2 无损检测应用目的和特点2.3 无损检测方法的工艺要点2.4 压力容器制造过程中无损检测方法的选择back back2.1无损检测概念 定义：在不损坏受检件的物理和化学性能的前提下，对受检件内部及其表面的不连续和物理量进行检查和（或）测试的方法。back back常规无损检测方法：JB/T4730-2005：RT、UT、MT、PT、ET,AEASME:5 大常规+VT+LT 日本：5大常规+应变测试2.2.2.2.无损检测方法应用目的和特点无损检测方法应用目的和特点2.2.
2、12.2.1目的目的11、保证产品质量：容器制造从原材料到水压试验后全过、保证产品质量：容器制造从原材料到水压试验后全过程采用程采用22、改进制造工艺：焊接试验、铸造浇冒口、改进制造工艺：焊接试验、铸造浇冒口33、保障产品安全运行：在用检验、声发射监督、保障产品安全运行：在用检验、声发射监督44、降低生产成本：管座角焊接防层状撕裂、混料的电磁、降低生产成本：管座角焊接防层状撕裂、混料的电磁分选分选2.2.2 2.2.2 无损检测方法特点无损检测方法特点11、无损检测结果评价准则是建立在破坏试验和实际发生、无损检测结果评价准则是建立在破坏试验和实际发生事故基础上的；事故基础上的；22、无损检测时
3、机安排十分重要；、无损检测时机安排十分重要；成形封头检测、锻件检测、裂纹敏感性材料容器检测成形封头检测、锻件检测、裂纹敏感性材料容器检测33、无损检测的可靠性影响因素较多，选择适当的、无损检测的可靠性影响因素较多，选择适当的NDTNDT方方法和规范非常关键；法和规范非常关键；案例：成形汽包表面缺陷诊断案例：成形汽包表面缺陷诊断44、无损检测结果只是评定质量和寿命的依据之一。、无损检测结果只是评定质量和寿命的依据之一。back back22、胶片有效透照长度问题、胶片有效透照长度问题AA、一次透照长度应以透照厚度比、一次透照长度应以透照厚度比KK进行控制。进行控制。不同级别射线监测技术和不同类型
4、对接焊接接不同级别射线监测技术和不同类型对接焊接接头透照厚度比应符合头透照厚度比应符合JB/T4730-2005JB/T4730-2005的规定。的规定。BB、整条环向对接焊接接头所需的透照次数可、整条环向对接焊接接头所需的透照次数可参照参照JB/T4730JB/T4730附录附录DD的曲线图确定。的曲线图确定。back back33、压力容器取换证检查常发现的一些问题、压力容器取换证检查常发现的一些问题AA、将象质计放在胶片一侧；、将象质计放在胶片一侧；BB、将搭接标记插在暗盒的字码套上；、将搭接标记插在暗盒的字码套上；CC、底片发黄；、底片发黄；DD、底片黑度偏低；、底片黑度偏低；EE、有
5、效透照长度不够；、有效透照长度不够；FF、底片上标计不全。、底片上标计不全。back back55、RTRT检出面状缺陷能力都比检出面状缺陷能力都比UTUT差吗？差吗？19Mn619Mn6管板钻孔补焊探伤案例。对接焊缝中管板钻孔补焊探伤案例。对接焊缝中垂直检测面垂直检测面33倍波长面状缺陷检测问题（如倍波长面状缺陷检测问题（如窄间隙焊缝）。窄间隙焊缝）。缺陷种 类 产生位 置 反射面 方向性 形状 探头个数 频率 折射角 备注坡口面未熔合坡口面 光滑 与坡口面相同平面状 单 5MHZ 900-层间未熔合 层间 略粗糙 平行于检测面曲面状 单 2.5MHZ K1内部未焊透 根部 光滑 垂直检测面
6、平面状 双：串列式5MHZ K1 厚板40mm内部未焊透 单 2.5MHZ 700扽边高2mm以下纵向裂纹 整个焊缝区 粗糙 多数垂直于检测面弯曲面 单 2.5MHZ 700横向裂纹 正反面附近 粗糙 垂直焊接线弯曲面 单 5MHZ 700夹渣 坡口面和层间稍粗糙 推测困难 复杂 单 2.5MHZ 400-700单面未焊透 根部 光滑 垂直于检测面槽形 单 5MHZ K122、各种焊接缺陷的特点及最佳检测参数、各种焊接缺陷的特点及最佳检测参数横向裂纹检测：最后焊接层的正下方附近（正横向裂纹检测：最后焊接层的正下方附近（正反面）反面）10mm 10mm 范围内（手工焊），埋弧自动焊范围内（手工焊
7、），埋弧自动焊一般在一般在2030mm 2030mm 范围内范围内 Cos Cos=sin=sin coscos 44、端点、端点6dB6dB法和绝对灵敏度法法和绝对灵敏度法当把最后一个高点选在定量线上，下降当把最后一个高点选在定量线上，下降6dB6dB就到了评定线，这还是端点就到了评定线，这还是端点6dB6dB法法。55、焊缝缺陷的定性问题、焊缝缺陷的定性问题JB/T4730-2005JB/T4730-2005增加了这方面内容增加了这方面内容;附录附录LL缺陷性缺陷性质识别和形性质估判，对缺陷进行了分类，规定质识别和形性质估判，对缺陷进行了分类，规定了定性依据及程序。了定性依据及程序。关于五
8、步法定性。两侧探伤法：面状缺陷判据关于五步法定性。两侧探伤法：面状缺陷判据为为9dB9dB，如坡口未熔合。，如坡口未熔合。66、焊缝的等级评定问题、焊缝的等级评定问题分分44步：（步：（11）反射波幅）反射波幅（22）定为裂纹等危害缺陷为）定为裂纹等危害缺陷为级级（33）单个缺陷指示长度：）单个缺陷指示长度：II：1/3T1/3T；IIII：2/3T2/3T（44）多个缺陷累计指示长度：）多个缺陷累计指示长度：II：任意：任意9T9T焊缝焊缝长度范围内长度范围内LL不超过不超过TT；IIII：任意：任意4.5T4.5T焊缝长度范围内焊缝长度范围内LL不超过不超过TT。II区区缺陷指示长度不计入
9、。缺陷指示长度不计入。焊缝长度不足焊缝长度不足9T9T或或4.5T4.5T，可按比例折算。当折，可按比例折算。当折算后的缺陷累计指示长度小于单个缺陷指示长算后的缺陷累计指示长度小于单个缺陷指示长度时，以单个缺陷指示长度为准。度时，以单个缺陷指示长度为准。back back77、干扰信号判断问题、干扰信号判断问题判断原则：找不到相应反射波的反射体的第二判断原则：找不到相应反射波的反射体的第二位置。位置。T=40T=40高压加热器封头高压加热器封头UTUT案例。案例。88、钢板检测中的几个问题、钢板检测中的几个问题（11）注意对焊缝坡口区域的检测；）注意对焊缝坡口区域的检测；（22）等级评定问题：
10、单个缺陷指示长度；单）等级评定问题：单个缺陷指示长度；单个缺陷指示面积；在任一个缺陷指示面积；在任一1m1m1m1m检测面积内存检测面积内存在的缺陷面积百分比；缺陷性质（有白点、裂在的缺陷面积百分比；缺陷性质（有白点、裂纹等危害性缺陷时评为纹等危害性缺陷时评为级）。级）。10、缺陷测高 1、点状缺陷：A VG 法 2、衍射波时差法 3、最大端部反射波法 4、6dB 法 JB/T4730-2005 增加了这方面内容,详见附录I、附录J、附录K 1111、基准灵敏度和扫查灵敏度、基准灵敏度和扫查灵敏度基准灵敏度基准灵敏度:一般指的是记录灵敏度一般指的是记录灵敏度,它通常用它通常用于缺陷的定量和缺陷
11、的等级评定。于缺陷的定量和缺陷的等级评定。扫查灵敏度：主要指实际检测灵敏度。扫查灵敏度：主要指实际检测灵敏度。基准灵敏度和扫查灵敏度检测对象 基准灵敏度 扫查灵敏度钢板 T20 阶梯试块等厚B1调50%提高10dB可适当提高钢板T 20 试块D5 平底孔反射波50%可适当提高钢管（直接接触法）对比试样V 形槽回波80%比基准灵敏度高6dB锻件D4 平底孔当量;壁厚3N时 用CSI 试块;使用双晶直探头时 用CSII 试块3 平底孔作距离-波幅曲线D2 平底孔当量焊缝 定量线 评定线在用承压设备无损检测 在用承压设备原材料、零部件的超声检测 其主要内容应符合第四章的有关规定；螺栓或螺柱的超声检测
12、除应符合4.6的规定,还应对螺纹根部是否有裂纹进行检测:a)在端部采用纵波小K 值斜探头进行检测。b）在无螺纹部位采用K1.5 K2.5,频率为2.5MHZ 的横波斜探头进行轴向检测。在用承压设备无损检测 在用承压设备对接焊接接头的超声检测 对用承压设备对接焊接接头超声检测时，检测方法和主要检测技术要求应符合第5章的相关规定。发现缺陷回波时，应对定量线及其以上的超标缺陷进行回波幅度、埋藏深度、指示长度、缺陷取向、缺陷位置和自身高度的测定，并对缺陷类型和性质尽可能作出判定。但对能判定为危害性的缺陷，即使位于定量线以下，也应对其进行上述参数测定。一般采用直射波测定。扫查灵敏度可根据需要确定，但噪声
13、回波高度不得超过20%。TOFD TOFD 是Time-of-flight-diffraction technique 的缩写，即衍射波飞行时间技术，简称衍射时差法。检测时使用一对或多对宽声束纵波探头，每对探头相对焊缝对称分布，声束覆盖检测区域，遇到缺陷时产生反射波和衍射波。接受探头收到反射波和衍射波，通过测量衍射波传播时间和利用声波三角方程确定缺陷的尺寸和位置（见图）。TOFD 美国机械工程师学会锅炉压力容器法规ASME BPVC 早在1996增补版第 卷第一册压力容器规范案例2235-1 中,就已确认可用TOFD 超声检测取代射线照相,并在2000年2月认可的规范案例2235-2,将TOF
14、D 超声检测适用的板厚范围从101.6mm(4in)提高到12.7mm(0.5in)。TOFD 通常有三种显示记录方式:A 扫描显示:直角坐标射频(不检波)波形 D 扫描显示:焊缝纵断面显示(灰谱图象)B 扫描显示:焊缝横断面显示 TOFD 特点:缺陷的检出和定量不受声束角度、探测方向、缺陷表面粗糙度、试件表面状态及探头压力等因素的影响。相控阵超声检测 检测探头是由多个晶片组成的换能器阵列，阵列单元可用电子技术和软件设计的时序调整超声相位和强度，使超声声束在确定的位置和方向发射和聚焦。特点：在焊缝检测中易实现自动化，检测速度快，调整方便，分层定位准确，检测结果可由计算机辅助直接评定，光盘存储等
15、。超声导波检测技术 该技术是在管道的一端激励频率范围为5100kHZ 的低频超声波,因其衰减小,可沿管壁传播几十米远。当管道横截面发生改变时，导波会向传感器发射一个反射信号，通过分析该信号即可探知管道的内外部缺陷位置和腐蚀状况。英国导波设备采用扭曲波和纵向波两种模式。两种模式检测波形各有特点，互为补充。见下表：两种导波模式特点对比表 扭曲波模式 纵向波模式液体填充物影响很小 在充满液体的管道上难以使用需2排传感器进行测量 需4排传感器进行测量对纵向较深的裂纹和横 对管道上横截面积的损失灵截面积损失灵敏度高 敏度很高可在较宽频率范围内使用 仅能在较窄频率范围内使用可将探测环安装在离法兰 探测环必
16、须安放在离法兰1m很近位置进行测试 外位置使用难以发现小口径管道上 易于发现小口径管道上纵向纵向焊接支承物上缺陷 焊接支承物上缺陷2.3.3磁粉检测检测方法分类分类条件 磁粉检测方法分类施加磁粉的载体 干法(荧光、非荧光）、湿法（荧光、非荧光）施加磁粉的时机 连续法、剩磁法磁化方法 轴向通电法、触头法、线圈法、磁軛法、穿棒法、交叉磁軛法、感应电流法磁粉检测磁粉检测11、常用磁化方法和磁化电流选择要点、常用磁化方法和磁化电流选择要点周向磁化周向磁化:：轴向通电法、触头法、中心导体法：轴向通电法、触头法、中心导体法纵向磁化：线圈法（螺管线圈法和电缆缠绕法）纵向磁化：线圈法（螺管线圈法和电缆缠绕法）
17、复合磁化：交叉磁轭法（旋转磁场），交叉线圈复合磁化：交叉磁轭法（旋转磁场），交叉线圈法、直流磁轭与交流通电复合法法、直流磁轭与交流通电复合法磁化电流种类：磁化电流种类：77种，最常用种，最常用33种：交流电、单种：交流电、单向半波整流电、三相全波整流电。直流电不向半波整流电、三相全波整流电。直流电不常用，要用蓄电池或直流发电机，多用整流常用，要用蓄电池或直流发电机，多用整流电代替。电代替。11）有的是通电接触。有的是非电接触；）有的是通电接触。有的是非电接触；22）有的有较强的反磁场，当）有的有较强的反磁场，当L/DL/D小于小于22时，线圈时，线圈法不能用；法不能用；33）有的检测范围广，如
18、中心导体法可检内外表）有的检测范围广，如中心导体法可检内外表面与电流平行的纵向缺陷和端面径向缺陷；面与电流平行的纵向缺陷和端面径向缺陷；44）有的很适用于现场和局部检测，如磁轭法；）有的很适用于现场和局部检测，如磁轭法；55）从灵敏度来看，交流电）从灵敏度来看，交流电+湿法：检测表面湿法：检测表面缺陷灵敏度最高，易发现疲劳裂纹、磨削缺陷灵敏度最高，易发现疲劳裂纹、磨削裂纹和发纹；单相半波整流电裂纹和发纹；单相半波整流电+干法：检测干法：检测近表面灵敏度最高；近表面灵敏度最高；66）从检测深度来看，由大到小顺序为：直流）从检测深度来看，由大到小顺序为：直流电电全波整流电全波整流电半波整流电半波整
19、流电交交流流77）标准试片：主要用于检验磁粉检测设备、）标准试片：主要用于检验磁粉检测设备、磁粉和磁悬液的综合性能，了解被检工件磁粉和磁悬液的综合性能，了解被检工件表面有效磁场强度和方向、有效检测区以表面有效磁场强度和方向、有效检测区以及磁化方法是否正确。试片有及磁化方法是否正确。试片有A1A1型、型、CC型、型、DD型和型和M1M1型。适用于连续磁化法。型。适用于连续磁化法。22、压力容器常用磁粉检测方法、压力容器常用磁粉检测方法AA、焊缝磁粉检测：、焊缝磁粉检测：（11）坡口检测：一般用磁轭法；）坡口检测：一般用磁轭法；（22）焊接过程中的检测：高温磁粉；）焊接过程中的检测：高温磁粉；（3
20、3）焊后检测：有延迟裂纹倾向的材料）焊后检测：有延迟裂纹倾向的材料2424小时小时后检测；后检测；（44）水压后的检测；）水压后的检测；（55）在用检测。）在用检测。磁轭法：提升力：交流电磁轭法：提升力：交流电45N,45N,直流电直流电177N177N，当厚度大于当厚度大于6mm6mm时，不宜用直流磁轭。时，不宜用直流磁轭。磁轭间距应控制在磁轭间距应控制在75200mm75200mm，有效区域，有效区域为两极连线两侧各为两极连线两侧各50mm50mm范围内。范围内。触头法：间距触头法：间距75200mm75200mm，最佳，最佳100100150mm150mm，防止烧伤问题。，防止烧伤问题。
21、缠绕电缆法：钢管对接环缝可用。缠绕电缆法：钢管对接环缝可用。BB、卡具、拉筋板、临时吊耳焊接去除后、卡具、拉筋板、临时吊耳焊接去除后CC、锻件、锻件:法兰、管板、主螺栓等，主螺栓法兰、管板、主螺栓等，主螺栓用线圈法检查横向裂纹用线圈法检查横向裂纹DD、在用检查、在用检查确定磁场强度方法 1、用磁化电流表征的磁场强度按标准给出的公式计算，如低填充因数线圈法：I=45000/N（L/D）2、利用材料的磁特性曲线，确定合适的磁场强度。3、用标准试片（块）来确定磁场强度是否合适。4、用磁场强度计测量施加在工件表面的切向磁场强度。连续法检测应达到2.4kA/m 4.8kA/m,剩磁法检测应达到14.4kA/m。