常用无损检测方法的原理、优点(能力范围)和局限性

 

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常用无损检测方法的原理、优点(能力范围)和局限性

 
     
发布时间:2018-06-14 来源:沈阳威克创新焊接设备有限公司
 

1、射线照相检测:是基于被检件对透人射线(无论是波长很短的电磁辐射还是粒子辐射)的不同吸收来检测其内部缺陷的无损检测方法。

    由于被检件各部分密度差异和厚度变化,或者由于成分改变导致的吸收特性差异,被检件的不同部位会吸收不同量的透人射线,这些透人射线吸收量的变化,可以通过专用底片记录而形成黑度不同的影像,从而来判断被焊件中缺陷的性质、性质、大小和分布。

    射线照相检测的优点是:可检测工件内部的缺陷,结果直观,检测对象基本不受零件材料、形状、外廓尺寸的限制,局限性为:三维结构二维成像,前后缺陷重叠,被检裂纹取向与射线束夹角不宜超过10°,否则将很难检出。

    射线的辐射生物效应对人体造成损伤,必须采用妥善的防护措施。

    射线照相检测适合于体积型缺陷的检出、如气孔、疏松、夹杂等,也可检测裂纹、未焊透、未熔合等,工业上采用长度射线照相检测方法有3种:X射线、Y射线中中子射线检测,使用最广泛的是X射线照相检测。

   X射线探伤机的核心部件是X射线管,其透照厚度由射线能力决定,当管电压不超过450KV,可检测钢件厚度约为70-90mm,当采用加速器作为射线源时,能获得数十兆电子伏的高能X射线,可检测钢件厚度500-600mm。

2、超声检测:超声检测是利用超声波(常用频率为0.5-25MHZ)在介质中传播时产生衰减,遇到界面产生反射的性质来检测缺陷的无损检测方法。

    对透过被检件的超声波或反射的回波进行显示和分析,可以确定缺陷的位置及其严重程度,超声波反射的程度主要取决于形成界面材料的物理状态,而较小取决于材料具体的物理性能,例如:在金属/气体界面,超声波几乎产生反射,在金属/液体和金属/固体界面,超声波产生部分反射,产生反射界面的裂纹、分层、缩孔等缺陷易于被检出,夹杂和其它不均匀性缺陷由于产生部分反射和散射也不能被检出,超声检测方法有脉冲反射法和时差衍射法。

超声检测的优点:

1、能检测出锻件中存在的裂纹、白点、分层、大片或密集的夹渣等缺陷。

注:用直射技术可检测内部缺陷或与表面平行的缺陷,对于钢铁材料,其最大有效探测深度可达1m左右。

用斜射技术或表面波技术可探测与表面不平行的缺陷或表面缺陷。

2、能检测出焊缝中存在的裂纹、未焊透、未熔合、夹渣、气孔等缺陷。

注:采用斜射技术,若用2.5MHZ超声波对钢焊缝进行检测,其最大有效探测深度约为200mm。

3、能检测出型材(包括板材、管材、棒材及其它型材)中存在的裂纹、折叠、分层、片状夹渣等缺陷。

注:采用液浸技术,对管材或棒材也可采用聚焦倾斜技术。

4、能检测出铸件(如形状简单、表面平整或经过加工整修的铸钢件或球墨铸铁)中存在的裂纹、冷裂、疏松、夹渣、缩孔等缺陷。

5、能测定出缺陷的位置和相对尺寸,但较难判定缺陷的类型。

6、设备轻便,可现场检测。

超声检测的局限性:

1、较难检测出粗晶材料(如奥氏体钢的铸件和焊缝)中存在的缺陷。

2、较难检测出形状复杂或表面粗糙的工件中存在的缺陷。

超声检测显示缺陷的方式有3种:

1、显示缺陷深度和缺陷反射信号幅度的A型显示(A扫描)。

2、显示缺陷深度及其在纵截面上分布状态的B型显示(B扫描)。

3、显示缺陷在平面视图上分布的C型显示(C扫描)。

3、磁粉检测:

    是基于缺陷处于漏磁场与磁粉的相互作用而显示铁磁性材料表面和近表面缺陷的无损检测方法,当被检工件被磁化时,表面或近表面缺陷由于磁场的不连续而产生漏磁场,漏磁的存在,即缺陷的存在,借助漏磁场出聚集和保持施加于被检工件表面的磁粉形成的显示(磁痕)而被检出,磁痕显示出缺陷的位置、尺寸、形状和程度,施加于工件表面的磁粉可以是干磁粉,也可以是置于载液(例如水载液、油基载液)中的湿磁粉。

    磁粉检测的基本步骤是:预处理、磁化工件、施加磁粉或磁悬液、磁痕分析与评定,退磁和后处理。

    磁粉检测可发现的主要缺陷有:各种裂纹、夹杂(含发纹)、夹渣、折叠、白点、分层、气孔、未焊透、疏松、冷镉等。

    磁粉检测的主要优点是:显示直观、检测灵敏度高,可检测开口小至微米级的裂纹,设备简单(主要设备为磁粉探伤机),操作简便,结构可靠,价格便宜,能确定检出缺陷在被检物表面的位置、大小和形状,但较难确定缺陷的深度。

    磁粉检测的主要局限性是:只能检测铁磁性材料的表面和近表面缺陷,而不适用于非铁磁性材料。

4、渗透检测:渗透检测是基于毛细管现象揭示非多孔性固体材料表面开口缺陷的无损检测方法。

    将液体渗透液借助毛细管作用涌入工件的表面开口缺陷中,用去除(如水)清除掉表面多余的渗透液,将显像剂喷涂在被检表面,经毛细管作用,缺陷中的渗透液被吸附出来并在表面显示。

    渗透检测的基本步骤是:预处理、渗透、去除、干燥、显像、检验和后处理。

    有两种渗透检测方法:荧光渗透检测和着色渗透检测。

    渗透检测适用于表面裂纹、折叠、冷镉、疏松等缺陷的检测,被广泛用于铁磁性和非铁磁性锻件、铸件、焊接件、机加工件、粉末冶金件、陶瓷、塑料和玻璃制品的检测。

    渗透检测在使用和控制方面都相对简单,渗透检测所使用的设备可以分别盛有渗透液、去除剂、显像剂的简单容器组成,也可以是复杂的计算机控制自动处理和检测系统。

    渗透检测的主要优点是:显示直观、操作简单、渗透检测的灵敏度很高、可检出开度小至1um的裂纹。

5、涡流检测:涡流检测是基于电磁感应原理揭示导电材料表面和近表面缺陷的无损检测方法,当线圈流过高频交变电流时会在其中产生同频率的交变磁场。

    如果该磁场靠近金属工件表面,则在工件中能感应出同频率的电波,简称涡流,涡流的大小与金属材料的导电性、导磁性、几何尺寸及其中的缺陷形态有关,涡流本身也会产生同频率的磁场,其强度取决于涡流的大小,其方向与线圈电流磁场相反,它与线圈磁场叠加后形成线圈的交流阻抗。

    涡流产生的磁场作用会使线圈阻抗发生变化,测定线圈阻抗即可获得被检件物理、结构和冶金状态的信息,涡流检测可以用于测量或鉴别导电率、磁导率、晶粒尺寸、热处理状态等,检测折叠、裂纹、缩孔和夹渣等缺陷,测量非铁磁性金属基体上非导电涂层的厚度,或者铁磁性金属基体上非铁磁性覆盖层的厚度,还可用于金属材料分选、并检测其成分、微观结构和其它性能的差别。

    由于涡流检测有多种敏感反应,一方面应用规范广,另一方面对检测结构的干扰因素多,因此,涡流检测仪器一般都根据不同的检测目的,采用不同的方法抑制干扰信息,提取有用的信息,制成不同类型的专用仪器,例如涡流电导仪、涡流探伤仪、涡流检测的主要优点是:非接触、检测速度快、能在高温状态下进行检测,主要局限是:只能检测导电材料、检测灵敏度相对较低。

 

 

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