2015年安全工程師考試《安全生產(chǎn)技術(shù)》：無損檢測

　　（二）無損檢測

　　在承壓類特種設備構(gòu)件的內(nèi)部，常常存在著不易發(fā)現(xiàn)的缺陷；如焊縫中的未熔合、未焊透、夾渣、氣孔、裂紋等。要想知道這些缺陷的位置、大小、性質(zhì)，對每一臺設備進行破壞性檢查是不可能的，為此出現(xiàn)了無損探傷法，它是在不損傷被檢工件的情況下，利用材料和材料中缺陷所具有的物理特性探查其內(nèi)部是否存在缺陷的方法。應用無損檢測技術(shù)通常是為了達到4個目的：保證產(chǎn)品質(zhì)量、保障安全使用、改進制造工藝、降低生產(chǎn)成本。

　　1．射線檢測

　?。?）射線檢測原理。射線照射在工件上，透射后的射線強度根據(jù)物質(zhì)的種類、厚度和密度而變化，利用射線的照相作用、熒光作用等特性，將這個變化記錄在膠片上，經(jīng)顯影后形成底片的黑度變化，根據(jù)底片黑度的變化可了解工件內(nèi)部結(jié)構(gòu)狀態(tài)，達到檢查出缺陷的目的。

　?。?）射線檢測的特點?？梢垣@得缺陷直觀圖像，定性準確，對長度、寬度尺寸的定量也較準確；檢測結(jié)果有直接記錄，可以長期保存；對體積型缺陷（氣孔、夾渣類）檢出率高，對面積性缺陷（裂紋、未熔合類）如果照相角度不適當容易漏檢；適宜檢驗厚度較薄的工件，不適宜檢驗較厚的工件；適宜檢驗對接焊縫，不適宜檢驗角焊縫以及板材、棒材和鍛件等；對缺陷在工件中厚度方向的位置、尺寸（高度）的確定較困難；檢測成本高、速度慢；射線對人體有害。

　?。?）射線的安全防護。射線的安全防護主要是采用時間防護、距離防護和屏蔽防護三大技術(shù)。

　　時間防護，即盡量縮短人體與射線接觸的時間。如果到射線源的距離增大2倍，射線的強度會降低3／4.利用這一原理，可以采用機械手、遠距射線源操作等方法進行距離防護。還可在人體與射線源之間隔上一層屏蔽物，以阻擋射線，即進行屏蔽防護。

　　2．超聲波檢測

　?。?）超聲波檢測原理。超聲波是一種超出人聽覺范圍的高頻率機械振動波。超聲波可以分為縱波、橫波、表面波等多種波型。當介質(zhì)中質(zhì)點的位移與波傳播的方向一致時為縱波；質(zhì)點的位移與波傳播的方向垂直時為橫波；而表面波只能在工件表面?zhèn)鞑?。在固體中，各類聲波都可以傳播；在液體和氣體中，只有縱波才可以傳播。超聲波在同一均勻介質(zhì)中傳播時速度不變，傳播方向也不變，如果傳播過程中遇到另一種介質(zhì)，就會發(fā)生反射、折射或繞射的現(xiàn)象。制造容器使用的鋼材可視為均勻介質(zhì)，如果內(nèi)部存在缺陷，則缺陷會使超聲波產(chǎn)生反射現(xiàn)象，根據(jù)反射波幅的大小、方位，就能判定和測出缺陷的存在。

　　（2）超聲波檢測特點。超聲波檢測對面積性缺陷的檢出率較高，而對體積型缺陷檢出率較低；適宜檢驗厚度較大的工件；適用于檢測各種試件，包括檢測對接焊縫、角焊縫，板材、管材、棒材、鍛件以及復合材料等；檢驗成本低、速度快，檢測儀器體積小、重量輕，現(xiàn)場使用方便；檢測結(jié)果無直接見證記錄；對缺陷在工件厚度方向上定位較準確；材質(zhì)、晶粒度對檢測有影響。

　　3.磁粉檢測

　?。?）磁粉檢測原理。鐵磁性材料被磁化后，其內(nèi)部產(chǎn)生很強的磁感應強度，磁力線密度增大幾百倍到幾千倍，如果材料中存在不連續(xù)，磁力線會發(fā)生畸變，部分磁力線有可能逸出材料表面，從空間穿過，形成漏磁場。因空氣的磁導率遠低于零件的磁導率，使磁力線受阻，一部分磁力線擠到缺陷的底部，一部分穿過裂紋，一部分排擠出工件的表面后再進入工件。這后兩部分磁力線形成磁性較強的漏磁場。如果這時在工件上撒上磁粉，漏磁場就會吸附磁粉，形成與缺陷形狀相近的磁粉堆積（稱這種堆積為磁痕），從而顯示缺陷。當裂紋方向平行于磁力線的傳播方向時，磁力線的傳播不會受到影響，這時缺陷也不可能檢出。

　　（2）磁粉檢測特點。磁粉檢測適宜鐵磁材料探傷，不能用于非鐵磁材料；可以檢出表面和近表面缺陷，不能用于檢測內(nèi)部缺陷；檢測靈敏度很高，可以發(fā)現(xiàn)極細小的裂紋以及其他缺陷；檢測成本很低，速度快；工件的形狀和尺寸有時因難以磁化而對探傷有影響。

　　4．滲透檢測

　?。?）滲透檢測原理。滲透檢測的原理是零件表面被施涂含有熒光染料或著色染料的滲透液后，在毛細管作用下，經(jīng)過一定的時間，滲透液可以滲進表面開口的缺陷中；除去零件表面多余滲透液后，再在零件表面施涂顯像劑，同樣在毛細管的作用下，顯像劑將吸引缺陷中保留的滲透液，滲透液滲到顯像劑中，在一定的光源下，缺陷中的滲透液痕跡被顯示，從而探出缺陷的形貌及分布狀態(tài)。

　?。?）滲透檢測特點。除了疏松多孔性材料外任何種類的材料，如鋼鐵材料、有色金屬、陶瓷材料和塑料等材料的表面開口缺陷都可用滲透檢測；形狀復雜的部件也可用滲透檢測，并一次操作就可大致做到全面檢測；同時存在幾個方向的缺陷時，用一次操作就可完成檢測；形狀復雜的缺陷也可容易地觀察顯示的痕跡；不需大型設備，攜帶式噴灌著色滲透檢測不需水、電，十分方便現(xiàn)場檢測；試件表面粗糙度對檢測結(jié)果影響大，探傷結(jié)果往往易受操作人員技術(shù)水平影響；可以檢出表面張口的缺陷，但對埋藏缺陷或閉口型的表面缺陷無法檢出；檢測程序多，速度慢，檢測靈敏度較磁粉低；材料較貴，成本高，有些材料易燃、有毒。

　　5．渦流檢測

　　（1）渦流檢測原理。在工件中的渦流方向與給試件加交流電磁場的線圈（稱為初級線圈或激勵線圈）的電流方向相反；而渦流產(chǎn)生的交流磁場又使得激勵線圈中的電流增加，假如渦流變化，這個增加的部分（反作用電流）也變化，測定這個變化，可得到工件表面的信息。

　?。?）渦流檢測的特點。檢測時與工件不接觸，所以檢測速度很快，易于實現(xiàn)自動化檢測；渦流檢測不僅可以探傷，而且可以揭示工件尺寸變化和材料特性，例如電導率和磁導率的變化，利用這個特點可綜合評價容器消除應力熱處理的效果，檢測材料的質(zhì)量以及測量尺寸；受集膚效應的限制，很難發(fā)現(xiàn)工件深處的缺陷；缺陷的類型、位置、形狀不易估計，需輔以其他無損檢測的方法來進行缺陷的定位和定性；不能用于絕緣材料的檢測。

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