焊缝无损探伤技术

安徽工业大学 焊缝无损探伤技术 摘要 本文主要介绍了现代物理测试技术在焊缝 检测 工程第三方检测合同工程防雷检测合同植筋拉拔检测方案传感器技术课后答案检测机构通用要求培训 中的一些应用，包括射线探伤 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 、磁力探伤、超声检验、渗透探伤以及激光全息探伤方法。 关键词：焊缝 无损探伤 射线探伤 磁力探伤 超声检验 渗透探伤 激光全息探伤 1 射线探伤方法及原理 射线探伤按其所使用的射线源不同，分为X射线探伤、γ射线探伤和高能X射线探伤等[1]；按其显示缺陷方法不同，又可分为射线照相法探伤、射线实时图像法探伤和射线计算机断层扫描技术等。 1.1射线探伤原理 射线探伤的实质是利用射线能挥透物质，且在穿送不同物质(如被检物中有缺陷)时射线能量衰减程度不同，因而在透过的射线中强度存在差异，使缺陷能在X光感光胶片或X光电视屏上显示出来。供人们分析判断被检物中的缺陷情况。 1.2射线照相法探伤 如图1所示、探伤时当照射在工件上的射线强度为I0。由于工件材料对射线的衰减，因此穿适出来的射线被工件减弱。若工件存在缺陷，如图中A、B点，因该两点的射线穿透工件的实际厚度减少，则底片接收透过的射线强度比无缺陷的C点大，底片经暗室处理后．感光量大的地方较黑，如A、B两点比C点黑，故根据底片上影纹的浓淡即可判别有无缺陷存在．这就是射线探伤照相法的探伤原理。从图1中还可看出。缺陷A和B虽是大小相同的缺陷，但由于它与射线的相对位置不同。所以、在底片中缺陷影像的黑度就不同。当缺陷在射线方向上的长度大时，其黑度就大。否则就小。因此保裂纹这样的缺陷，如果其方向与射线方向平行，则容易被发现。如果垂直则不易发现，甚至显示不出来。放探伤员应掌握焊接缺陷产生的机理和特征，以便正确选择探照方式。照相法显示缺陷效果较好，目前应用最广。 1.3其他射线探伤 射线实时图像法探伤是工业射线探伤很有发展前途的一种新技术。与传统的射线照相法相比具有实时、高效、不用射线胶片、可记录和劳动条件好等特点。目前能实现缺陷实时图像法探伤的技术主要有三类。 1.3.1射线荧光屏观察法 射线荧光屏观察法是将透过被俭件后的不同强度的射线，再投射到涂有荧光物质的荧光屏上，激发出不同强度的荧光而得到工件内部的影像。其主要设备由X光机、荧光屏、观察设备和记录设备、防护及传送工件的装置等几部分组成，如图2示。 荧光屏观察法与照相法不同之处是采用荧光屏，同时缺陷的图像不是底片上的黑色的影像．而是荧光屏上的发光的图像，因此，能对工件连续检查．并立即得出结果。 但由于它不能依照相法那样把射线的能量积果起来，因此只能检验较薄的构件，一般在50mm以下的轻金屑如铝、镁合金以及小于20mm以下的钢制工件。 1.3.2 X射线工业电视法 X射线工业电视法是荧光屏观察法的发展，由工业电视设备和荧光屏观察法设备加上摄像机和接收机组成，电视法的探伤过程如图3所示。工业电视法的灵敏度除了取决于透视范围外。还决定于增强路或增晰保管的构造和性能(如放大倍数、聚焦能力)、荧光屏所徐的荧光物质、采用中等功率的线源、只能探伤40mm以下的钢制工件，其灵敏度最高只能达到2％-3％，通常是2％-5％之间。 1.3.3 二极管阵列X射线图像转换器法 图4所示为线性排列的光敏二极管x射线图像转换系统。它由很多小型X射线灵敏元件组成，数量达512-1024个，甚至更多。当工件运动或线性二极管阵自身扫查时，各元件会测得X射线潜影强度的变化。经光导耦合与信号处理，从而形成缺陷的二维图像。目前这种方法还仅限于加速电压在150kv以下产生的射线能量才可用。 2磁力探伤 2.1磁力探伤分类 当铁磁材料的 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面存在着裂纹等缺陷时，在磁化状态下，检测漏磁通所采用的方式的不同，磁力探伤可分为以下几类[2]； 2.1.1磁粉法 在磁化后的工件表面上撤上磁仇磁粉粒子便会吸附在缺陷区域，显示出缺陷的位置、磁痕的形状和大小。磁份有干式磁粉和悬浮液类型的湿式隘粉。磁粉法可用于任何形状的被测件，但不能测出缺陷沿板厚方向的尺寸。磁粉法提供的缺陷分布和数量是直观的，并且可以用光电式照相法将其摄制产米，得到了广泛的应用。 2.1.2磁敏探头法 用合适的磁敏探头探测工件表面，把漏磁场转换成电信号，再经过放大、信号处理和储存，就可以用光电指示器加以显示。与磁粉法相比，用磁敏探头法所测得的漏磁大小与缺陷大小之间有着更明显的关系。因而可以对缺陷大小进行分类。常用的磁敏探头有以下几种形式： (1)磁感应线圈 对于交变的漏磁场，感应线圈上的感应电压等于单位时间内磁通的变化率。对于直流产生的漏磁场，由于磁通不变，为了测出直流磁场，必须让测量线圈与工件之间发生相对运动，使磁通发生变化。这样，感应电压的大小就与运动速度有关。如果使其作恒速运动，则可根据感应电动势的幅值来确定缺陷的深度。 (2) 磁敏元件 常用的磁敏元件有霍尔元件、磁敏二极管等。工作时，将磁敏元件通以工作电流，由于缺陷处漏磁场的作用使其电性能发生改变，并输出相应的电信号。这个输出信号反映了漏磁场的强弱及缺陷尺寸的大小。 磁敏元件通常适用于测量较强的漏磁场，根据其性能的不同，可用来测量电流磁场以及频率高达数百千赫的交流磁场。探测缺陷的灵敏度不受被测件的大小和扫描速度的影响，但随着检测元件与被探件表面距离的增加而急剧变小。此外，磁短元件的测量信号与温度有关，在作精确测量时，必须采取温度补偿措施。 (3)磁改探针 由于碰故探针的尺寸制作得很小(例如1 mm左右)，故能实现近似点状的测量。达种微型探头能测量大于2×108 H z的高额交变磁场，且灵敏度极高。 2.1.3录磁法 录磁探伤法也称中间存储漏磁检验法。其中以磁带记录方法为最主要的方法。将磁带覆盖在已磁化的土件上时，缺陷的漏磁场就魂：磁带上产生局部磁化作用，然后再用磁敏探头测出磁带录下的漏磁，从而确定焊缝表面缺陷的位置。且录磁过程和测量过程可以在不同的时间和地点分别进行，在焊缝质量检验中正得到推广和应用。 图5零件表面的漏磁场 图6 漏磁场与磁感应强度的关系 2.2磁力探伤基本原理 铁磁材料的工件被磁化后，在其表面和近表面的缺陷处磁力线发生变形，逸出工件表面形成漏磁场。用上述的方法将漏磁场检测出来，进而确定缺陷的位置(有时包括缺陷的形状、大小和深度)，这就是磁力探伤的基本原理。 2.2.1漏磁场 当磁通量从一种介质进入另一种介质肘，若两种介质的磁导率不同，在介面上磁力线的方向一般会发生突变。若工件表面或近表面存在着缺陷，经磁化后，缺陷处空气的磁导率(μr＝1)远远低于铁磁材料的磁导率(钢μr＝3000)，在介面上磁力线的方向将发生改变。这样，便有一部分磁通散布在缺陷周围(见图5)。这种由于介质滋导串的变化而使磁通泄漏到缺陷附近的空气中所形成的磁场，称为漏磁场。 2.2.2影响漏磁场的因素 了解影响漏磁场的各种因素，对分析影响检出灵敏度的各种原因具有实际意义。 (1)外加磁场的影响 一般来说，缺陷漏磁通密度随着工件磁感应强度的增加而线性增加，当磁感应强度达到饱和值的80％左右时，漏隘场密度会急剧上升(见图6)。这对正确选择磁化 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 提供了依据。 (2)工件材料及状态的影响 钢材的磁化曲线是随合金成分、含碳量、理状态而变化的。因此，材科的磁特性不同，缺陷处形成的漏磁场也不同。面有覆盖层，则会导致漏磁场的下降。此外，若工件表面有覆盖层，则会导致漏磁场的下降。 (3)缺陷位置和形状的影响 同样的缺陷，位于表面时漏磁通增多；若位于距表面很深的地方，则几乎没有漏磁通泄漏于空间。缺陷的深宽比愈大，漏磁场愈强。缺陷垂直于工件表面时，漏磁场最强，若与工件表面平行，则几乎不产生漏磁通。 3 超声检验 20世纪60年代,超声检测就被作为焊缝检验的一种无损检测技术。从那时起,这种技术就得到广泛的发展,日益被人们所接受。因此,超声检测现已成为一项重要技术,用来判定很多在役检验的焊接结构,如海上结构、核工业及压力容器工业等。 在在役检验方面,超声检测之所以比X射线照相更受欢迎,是由于射线照相的内在局限性和应用超声所获得的实际利益。如上所述,射线照相在辨别体积缺陷时非常有效,但在检查或测量平面缺陷,且有可能是最严重的缺陷类型裂纹时,其能力则有限。超声波经平面和立体缺陷散射,可用于探测这两种类型缺陷,并测量其尺寸,如果采用适当的方法,超声甚至能探测出闭合的裂纹。超声还能容易地给出与缺陷有关的深度信息,而X射线,还需专门的且昂贵的技术(如CT)才能获得这些信息。在节约资金方面,通过提高生产率,超声比射线照相可获得更大的利益。在过去几十年里, 超声检验己从一种单纯的人工操作技术发展到经过计算机辅助处理的人工操作技术, 更进一步发展到使用自动扫描仪,并且在焊缝评定时可联结多个压电传感器的全自动系统。对日益完善的系统在缺陷探测方面应用的可靠性研究,己形成建立超声焊缝检验可信度的一个重要因素。此外, 还进行了 某些工作来确定检验特殊焊缝几何形状的可靠方法, 包括单面V形坡口焊缝和双面V形坡日焊缝以及对接焊缝。这些研究中有几项己用射线照相和超声检验的可靠性作了比较,结果表明人工操作超声技术, 甚至使用最不完善的超声方法, 对存在的不连续处的拒收率等于或大于射线照相的拒收率。 超声检测焊接结构要求不仅能可靠地探测缺陷,而且须准确地对缺陷定位和测量其大小,使接收/拒收准则能够正确实施。人工操作的超声系统通常使用的是20 dB衰减、6 dB衰减与来自钻孔的幅度比较。然而,这些技术都有误差,这种误差不仅是由缺陷形状、方向和位置的影响引起的,而且还由衰减、耦合、分辨率及设备特征引起。结合计算机辅助处理的超声系统,使得用于缺陷探测及测量的好方法如声时衍射法(TOFD)便于实施,对所要求的缺陷拒收率,可得到近乎完美的结果。在测量缺陷大小方面,根据合成的小孔聚焦(SAFT)及其派生的方法如SUPER-SAFT进行超声成像的自动超声系统己取得了重要进展。 定量化[3]是数字信号处理与模式识别用于超声检测的主要目的之一。到目前为止,工业用超声无损检测大多还停留在了解材料与构件内是否有缺陷,或凭经验大致判断缺陷的大小与位置。近期理沦与实验研究表明,采用多参量的超声数字信号处理与模式识别技术可给出检验的量化结果,如缺陷的大小、位置、形状或性质(是空穴或夹杂等)。与断裂力学知识相结合,现代超声检测还可望进一步对构件的强度与剩余寿命进行评估,这方面的成果已开始在发达国家的电力行业初步应用。 数字信号处理与模式识别用于超声检测的另一个主要目的是分离与识别一些复杂的检测信号。如粗晶奥氏体钢的超声探伤由于信噪比较低,使得各国学者不断探索新的解决途径,近期将现代数字信号处理与人工神经网络技术用于超声检测,人们已经能比较稳定地探测出各类奥氏体钢构件的缺陷。新型的信号分离与识别技术使得超声检测较好地适应了新材料及其它工业技术发展的需求,电子技术与计算机技术的飞速发展及其成本的大幅度降低,又加快了采用现代数字信号处理与模式识别技术的超声检测仪器的下业应用步伐。 目前,人们对降低焊缝检验成本的需求日益增长。而通过开发神经网络,使其用于超声系统中对缺陷类型、尺寸和位置进行分级, 得出的结构符合特定的检验规则,可以大大降低分析超声数据的成本,而且便于实现超声检测的自动化。神经网络只能在有代表性的数据上试用后,才能证明它们是成功的。然而获得代表性数据的费用很高。一种替代方法是,在网络上采用从超声波与焊缝缺陷相互作用的加强数学模型产生的数据。在这些数学模型变得更完善之前,对于焊缝的超声判定,强调使用合格的科技人员是必要的。 今后,进一步优化焊缝超声检验仍有许多困难,先进方法如TOFD的应用有可能取得实质性的改进,同时,神经网络的实施还只是个开始。在焊接应用中, 改进的超声产生和探测有多种选择方法, 如使用相控阵、激光技术和其它特种探头。在超声可靠性范围内需考虑其他一些因素, 如残余应力、较高频率的影响及对真实缺陷而不是模拟缺陷更全面的考虑。 4 渗透探伤 4.1渗透探伤的原理 渗透探伤的原理是[4]：在被检工件表面涂樱某些渗透力较强的渗透液，在毛细作用下，渗透液被渗入到工件表面开口的缺陷中，然后去除工件表面多余的渗透液，保留渗透到表面缺陷小的渗透液，再在工件表面上涂上一层显像剂．缺陷中的渗透液在毛细作用下反过来被吸到工件的表面，从而形成缺陷的痕迹。然后根据在黑光(荧光渗透洒)或白光(着色渗透液)下观察到的缺陷显示痕迹．做出缺陷的评定。 4.2渗透探伤的适应范围及优缺点 渗透探伤适用于材料或工件表面开口型缺陷的探伤，与磁粉探伤统称为表面探伤。渗透探伤适应于焊接件、奥氏体不锈钢焊缝、铸锻件、有色金属制品、玻璃钢、陶瓷、塑料制品的探伤。不适用于多孔型材料的表面探伤。 渗透探伤的优点是：不受被检物的形状、大小、组织结构、化学成分和缺陷方向的限制，一次探伤可以查出被检物表面各方向的开口缺陷；操作简单，探伤人员经短期 培训 焊锡培训资料ppt免费下载焊接培训教程 ppt 下载特设培训下载班长管理培训下载培训时间表下载 即可独立工作；基本不需要特殊的复杂设备；缺陷显示直观，探伤灵敏度高，目前检验出工件表面微米级开口尺寸的缺陷并不困难。 渗透探伤的局限性：渗透探伤只能查出工作表面开口型缺陷．对表面过于粗糙或多孔型材料无法探伤；不能判断缺陷的深度和缺陷在工件内部的走向；操作方法员简单，但难以定量控制．操作者的熟练程度对探伤结果影响很大。 4.3渗透探伤装置 渗透探伤装旦可分为便捎式、固定式和专业化式三种。 4.3.1便携式渗透探伤装置 图7（a）所示为便携式渗远探伤装置。使携式渗透探伤装置由于其体积小，重量轻、便于携带，故适用于现场探伤，在便挠式设备内装有压力喷罐．喷罐内装有被喷涂的材料(渗透剂或者清洗剂、显像剂以及能在常温下产生压力的气溶胶或雾化剂)。探伤时按下唤罐上的喷嘴，喷除液即呈雾状喷射出来。另外、观察缺陷的照明装置由日光灯(着色法探伤)或黑光灯(荧光法探伤)组成。光灯一般采用水银石英灯，探伤时，为延长其使用寿命，要尽量减少不必要的开关次数。 4.3.2固定式渗透探伤装置 固定式渗透探伤装置包括预清洗装置、渗透槽、乳化槽、水洗槽、干燥箱、显像槽及检查室,如图7（a）。固定式渗透装置可固定在一起组装成整体式装置．适应批量生产的连续批量探伤。也可根据需要整合成分离型装置．以满足大型工件的探伤。 图7 渗透探伤装置 5 激光全息探伤方法 激光全息探伤是60年代发展起来的一种无损探伤方法，是全息干涉术的重要应用。对于不透明的工件来说，激光只能在它的表面发生反射，反映工件的表面状况。但工件表面与内部的情况有关联，在被检工件上加—个并不使工件受损的机械力、热应力或振动力，在内部缺陷所对应的表面区域特产生一个比周围(无缺陷区所对应的表面)大一些的微量位移。激光全息无损擦伤就是把工件在受力和不受力两种状态下所获得的全息图加以比较找出异常，确定缺陷。 图8 激光全息照相系统 激光全息照相系统如图8所示[5],由He-Ni激光器发出的光束通过半反镜分成两束:一束光经过全反镜照射在试验工件(例如圆柱形压力容器)上,经反射到达干板;另一束光经过两个全反镜也到达干板。两束光汇合后形成干涉条纹，经过拍照成像后,即可得到激光全息照片。 激光全息干涉试验的基本过程是:按照图8先布置好光路,接通激光器电源, 固定好各个磁性表座,一般先给容器加压进行第一次曝光,然后卸压,进行第二曝光.成像后进行分析处理。 参考文献 [1] 赵熹华. 焊接检验[Ｍ]. 北京：机械工业出版社，1993. 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