1、第一篇 综合篇第八章 无损检测基本知识第一节 常用的无损检测方法一、 种类：在压力容器构件的内部，常常存在着不易发现的缺陷；如焊接接头中的未熔合、未焊透、夹渣、气孔、裂纹，钢板中的分层，铸件中夹杂、疏松等。要想知道这些缺陷的位置、大小、性质，对一台容器或构件进行破坏性检查是不可能的，为此出现了无损检测方法，它是在不损伤被检工件的情况下，利用材料和材料中的缺陷所具有的物理特性坦察其内部是否存在缺陷的方法。常用的无损检测方法有：射线检测方法、超声波检测方法、磁粉检测方法和渗透检测方法。二、 概念：1、公称厚度：受检工件名义厚度，不考虑材料制造偏差和加工减薄。2、透照厚度：射线照射方向上材料的公程厚
2、度。多层透照时，透照厚度为通过的各层材料公称厚度之和。3、工件至胶片举例：沿射线束中心测定的工件受检部位射线源侧表面与胶片之间的距离。4、射线源至工件距离：沿射线束中心测定的工件受检部位射线源与受检工件近源侧表面之间的距离。5、焦距：沿射线束中心测定的射线源与胶片之间的距离。6、射线源尺寸：射线源的有效焦点尺寸7、管子直径在；管子的外径8、圆形缺陷：长宽比不大于 3 的气孔、夹渣和夹钨等缺陷。9、条形缺陷：长宽比大于 3 的气孔、夹渣和夹钨等缺陷。10、底片评定范围：本部分规定底片上必须观测和评定的范围。11、缺陷评定区：在质量分级评定时，为评价缺陷数量和密集程度而设置的一定尺寸区域。可以是正
3、方形或长方形。12、超声标准试块：JB/T4730.3 规定的用于超声仪器探头系统性能效准和检测效准的试块。13、超声对比试块：用于超声检测效准的试块。14、缺陷自身高度：缺陷在壁厚方向的尺寸。15、基准灵敏度：一般指的是记录灵敏度，它通常用于缺陷的定量和缺陷的等级评定。16、扫查灵敏度：主要指实际检测灵敏度。27、相关显示：磁粉检测时由缺陷（裂纹、未熔合、期刊、夹渣等）产生的漏磁场吸附磁粉形成的磁痕显示，或渗透检测时由缺陷产生的渗透剂显示，通常称之为相关显示。一般也叫做缺陷显示。18、非相关显示：由磁路截面突变以及材料磁导率差异等原因产生的漏磁场吸附磁粉形成的磁痕显示，或是由于加工工艺、零件
4、结构、外形或机械损伤等所引起的渗透剂显示，通称为非相关显示。19、伪显示;不是由漏磁场吸附磁粉形成的磁痕显示，也叫假显示。20、虚假显示：由于渗透剂污染等所引起的渗透剂显示。三、 常用的无损检测方法的优缺点射线和超声检测主要用于承压设备的内部缺陷的检测；磁粉检测主要用于铁磁性材料制承压设备的表面和近表面缺陷的检测；渗透检测主要用于非多孔性金属材料和非金属材料制承压设备的表面开口缺陷的检测 ；涡流检测主要用于导电金属材料制承压设备表面和近表面缺陷的检测。应根据受检承压设备的材质、结构、制造方法、工作介质、使用条件和失效模式，预计可能产生的缺陷种类、形状、部位和方向，选择适宜的无损检测方法.铁磁性
5、材料表面检测时，宜采用磁粉检测。当采用两种或两种以上的检测方法对承压设备的同一部位进行检测时，应按各自的方法评定级别。采用同种检测方法按不同检测工艺进行检测时，如果检测结果不一致，应以危险度大的评定级别为准。(一) 射线检测射线检测能确定缺陷平面投影的位置、大小，可获得缺陷平面图像并能据此判定缺陷的性质。射线检测适用于金属材料制承压设备熔化焊对接接头的检测，用于制作对接焊接接头的金属材料包括碳素钢、低合金钢、不锈钢、铜及铜合金、铝及铝合金、钛及钛合金、镍及镍合金。射线检测不适用于锻件、管材、棒材的检测。T 型焊接接头、角焊接接头以及堆焊层的检测一般不采用射线检测。射线检测的具体要求应符合 JB
6、/T4730.2 的规定。（二）超声检测超声检测通常能确定缺陷的位置和相对尺寸。超声检测适用于板材、复合板材、碳钢和低合金钢锻件、管材、棒材、奥氏体不锈钢锻件等承压设备原材料和零部件的检测；也适用于承压设备对接焊接接头、T 型焊接接头、角焊接接头以及堆焊层等的检测。超声检测的具体技术要求应符合 JB/T4730.3 的规定。（三）磁粉检测磁粉检测通常能确定表面和近表面缺陷的位置、大小和形状。磁粉检测适用于铁磁性材料制板材、复合板材、管材以及锻件等表面和近表面缺陷的检测；也适用于铁磁性材料对接焊接接头、T 型焊接接头以及角焊接接头等表面和近表面缺陷的检测。磁粉检测不适用于非铁磁性材料的检测。磁粉
7、检测的具体技术要求应符合 JB/T4730.4 的规定。（四）渗透检测渗透检测通常能确定表面开口缺陷的位置、尺寸和形状。渗透检测适用于金属材料和非金属材料板材、复合板材、锻件、管材和焊接接头表面开口缺陷的检测。渗透检测不适用多孔性材料的检测。渗透检测的具体技术要求应符合 JB/T4730.5 的规定（五）涡流检测涡流检测通常能确定表面及近表面缺陷的位置和相对尺寸。涡流检测适用于导电金属材料和焊接接头表面和近表面缺陷的检测。涡流检测的具体技术要求应符合 JB/T4730.6 的规定.（六）声发射检测声发射检测通常用于确定内部或表面存在的活性缺陷的强度和大致位置。声发射检测适用于对承压设备在加载过
8、程中进行的局部或整体检测，也可用于在线监测。声发射检测的具体要求应符合 GB/T18182 的有关规定。第二节 射线检测一、 射线的性质及产生（一）X 射线和 射线的性质X 射线和 射线与无线电波、红外线、可见光、紫外线等属于同一范畴，都是电磁波，其区别只是在于波长不同以及产生方法不同，因此，X 射线和 射线具有电磁波的共性，同时也具有不同于可见光和无线电波等其他电磁辐射的特性。X 射线和 射线具有以下性质：1在真空中以光速直线传播。2本身不带电，不受电场和磁场的影响。3在媒质界面上只能发生漫反射，而不能像可见光那样产生镜面反射； X射线和 射线的折射系数非常接近于 1，所以折射的方向改变不明
9、显。4可以发生干涉和衍射现像，但只能在非常小的，例如，晶体组成的光阑中才能发生这种现像。5不可见，能够穿透可见光不能穿透的物质。6在穿透物质过程中，会与物质发生复杂的物理和化学作用，例如，电离作用、荧光作用、热作用以及化学作用。7具有辐射生物效应，能够杀伤生物细胞，破坏生物组织。（二）X 射线的产生及其特点X 射线是在 X 射线管中产生的，X 射线管是一个具有阴阳两极的真空管，阴机是钨丝，阳极是金属制成的靶，在阴阳两极之间有很高的直流电压（管电压） ，当阴极加热到白炽状态时释放出大量电子，这些电子在高压电场中被加速，从阴极飞向阳极（管电流） ，最终以很大速度撞击在金属靶上，失去所具有的动能，这
10、些动能绝大部分转换为热能，仅有极少一部分转换为 X 射线向四周辐射。（三） 射线的产生及其特点 射线是放射性同位素经过 衰变或 衰变后，在激发态向稳定态过渡的过程中从原子核内发出的，这一过程称作 衰变，又称 跃迁。 跃迁是核内能级之间的跃迁，与原子的核外电子的跃迁一样，都可以放出光子，光子的能量等于跃迁前后两能级能值之差。不同的是，原子的核外电子跃迁放出的光子能量在几电子伏到几千电子伏之间。而核内能级的跃迁放出的 光子能量在几千电子伏到十几兆电子伏之间。（四）高能 X 射线的发生当工件达到某种程度以上厚度时，需要采用高能量 X 射线或 射线透照。加速电压在 1Mev 以上的设备所产生的 X 射
11、线叫做高能 X 射线。能产生高能X 射线的设备有电子回旋加速器、直线加速器等。无论采用哪种加速，其目的都是为了使真空中被加速的高能电子和重金属靶相撞产生 X 射线。加速器中X 射线产生的机理和一般工业用 X 射线装置是相同的，只是为了获得高能电子，而采用的加速方法不同。二、 射线检测原理和方法（一）照相法原理与特点射线检测是工业无损检测的一个重要专业门类。射线检测最主要的应用是探测试件内部的宏观几何缺陷(探伤)。按照不同特征（例如，使用的射线种类、记录的器材、工艺和技术特点等）可将射线检测分为多种不同的方法。在本章节中，射线照相法是指用 X 射线或 射线穿透试件，以胶片作为记录信息的器材的无损
12、检测方法，该方法是最基本，应用最广泛的一种射线检测方法，也是射线检测专业培训的主要内容。射线在穿透物体过程中会与物质发生相互作用，因吸收和散射而使其强度减弱。 强度衰减程度取决于物质的衰减系数和射线在物质中穿越的厚度。 如果被透照物体（试件）的局部存在缺陷 ，且构成缺陷的物质的衰减系数又不同于试件， 该局部区域的透过射线强度就会与周围产生差异 。 把胶片放在适当位置使其在透过射线的作用下感光，经暗室处理后得到底片。 底片上各点的黑化程度取决于射线照射量（又称曝光量，等于射线强度乘以照射时间） ，由于缺陷部位和完好部位的透射射线强度不同，底片上相应部位就会出现黑度差异。底片上相邻区域的黑度差定义
13、为“对比度” 。 把底片放在观片灯光屏上借助透过光线观察 ，可以看到由对比度构成的不同形状的影像， 评片人员据此判断缺陷情况并评价试件质量。（二）检测时透照方式一般将透照方式分为：1. 环向焊接接头源在外单壁透照方式；2. 纵、环向焊接接头源在内单壁透照方式；3. 环向焊接接头源在中心周向透照方式； 4. 环向焊接接头源在外双壁单影透照方式；（射线源离开工件上表面、倾斜透照）5. 环向焊接接头源在外双壁单影透照方式；（射线源紧贴工件上表面、倾斜透照）6. 纵向焊接接头源在外双壁单影透照方式；7. 小管径环向对接焊接接头倾斜透照方式（椭圆成像） ；8. 小管径环向对接焊接接头垂直透照方式（重叠成
14、像） 。三、 底片影像质量（一）像质计（透度计）像质计是用来检查和定量评价射线底片影像质量的工具。又称为影像质量指示器，或简称 IQI、透度计。像质计通常用与被检工件材质相同或对射线吸收性能相似的材料制作。像质计中设有一些人为的有厚度差的结构（如槽、孔、金属丝等） ，其尺寸与被检工件的厚度有一定的数值关系。射线底片上的像质计影像可以作为一种永久性的证据，表明射线透照检测是在适当条件下进行的，但像质计的指示数值并不等于被检工件中可以发现的自然缺陷的实际尺寸。工业射线照相用的像质计有金属丝型、孔型和槽型三种。如使用的像质计类型不同，即使照相方法相同，一般所得的像质计灵敏度也是不同的。除上述像质计外
15、，还有一种双丝型像质计，这种像质计不是用来测量射线照相灵敏度，而是用来测量射线照相不清晰度的。双片（二）黑度射线穿透被检工件后照射在胶片上，使胶片产生潜影，经过显影、定影化学处理后，胶片上的潜影成为永久性的可见图像，称为射线底片（简称为底片）。底片上的影像是由许多微小的黑色金属银微粒所组成，影像各部位黑化程度大小与该部位被还原的银量多少有关，被还原的银量多的部位比银量少的部位难于透光，底片黑化程度通常用黑度（或称光学密度）表示。（三）对比度（反差）如果工件存在厚度差，那么射线穿透工件后，不同厚度部位的透过射线的强度就不同，曝光后经暗室处理得到的底片上不同部位就会产生不同的黑度，射线照相底片上的
16、影像就会有不同的黑度的阴影构成，阴影和背景的黑度差使得影像能够被观察和识别。把底片某一小区域和相邻区域的黑度差称为底片对比度，又叫做底片反差。显然；底片对比度越大，影像就越容易被观察和识别，因此，为检出较小的缺陷，获得较高的灵敏度，就必须设法提高底片对比度。但在提高底片对比度的同时，也会产生一些不利后果，例如，试件能被检出的厚度范围（厚度宽容度）减小，底片上有效评定区缩小，曝光时间延长，检测速度下降，检测成本加大等。（四）清晰度 U2U i2U g2射线照相底片清晰度是指底片上图像边界清楚的程度，如果图像边界分明，就容易观察缺陷形状的细节，清晰度由下面两部分组成：1、几何不清晰度 Ui射线源的
17、焦点是有一定尺寸的，使得对应的影像边缘变得模糊，形成“半影” ，该半影的宽度就是几何不清晰度。几何不清晰度与焦点尺寸和工件厚度成正比，而与焦点至工件表面的距离成反比。在焦点尺寸和工件厚度给定的情况下，为获得较小的几何不清晰度值，透照时就需要取较大的焦距，但由于射线强度与距离平方成反比，如果要保证底片黑度不变，在增大焦距的同时就必须延长曝光时间或提高管电压，所以对此要综合权衡考虑。2、固有不清晰度 Ug固有不清晰度是由照射到胶片上的射线在乳剂层中激发出的电子的散射所产生的。固有不清晰度大小就是散射电子在胶片乳剂层中作用的平均距离。固有不清晰度主要取决于射线的能量。四、射线检测程序（一）依据检测标
18、准和工件确定检测方法根据有关要求提出被检测工件的检测评定标准，指明检测部位，并注明材质、壁厚、焊接接头坡口图、工件号等。（二）确定检测工艺由射线检测技术人员或具有级及以上资质检测人员提出检测工艺，该工艺应包括以下主要内容：1、选定合适的射线源；2、确定射线源的检测主要参数，如：管电压、管电流、曝光量等；3、选定胶片和暗室处理条件（包括显、定影条件）4、选定检测时使用的几何条件，如：焦距、透照场、定位标记和识别标记等。5、选定像质计。（三）按规定的检测工艺进行检测按确定的检测工艺参数进行检测。（四）按有效方法进行显、定影处理一般按胶片说明书和经验方法进行显、定影处理。（五）底片质量检查及评定一张
19、底片应符合以下条件才算合格：1、 标记检查 ：底片上，定位和识别标记影像应显示完整、位置正确；2、 黑度检查 ：底片评定范围内的黑度应符合规定；A 级：1.5D4.0AB 级： 2.0D4.0B 级：2.3D4.03、 灵敏度检查 :灵敏度是射线照相质量诸多影响因素的综合结果，底片灵敏度用像质计测定，既根据底片上像质计的影象的可识别程度来定量评价灵敏度的高低。4、 伪缺陷检查 ：底片评定范围内不应存在干扰缺陷影像识别的水迹、划痕、静电感光、折痕、指纹、霉点、药膜脱落、斑纹等伪缺陷影像。5、 背散射检查 ：观片时若发现在较黑背景上出现“B”字较淡影象，说明背散射严重，应采取防护措施重新拍照；若不
20、出现“B”字或在较淡背景上出现较黑“B ”字影象，则说明底片未受到背散射影响。6、 搭接情况检查 ：如果搭接标记按规定摆放，则底片上只要有搭接标记影像即可保证无漏检区，但如果因某些原因搭接标记未按规定摆放，则底片上搭接标记以外必须有附加长度，才能保证完全搭接。五、焊接接头质量评级（一）焊接接头质量的分级一般规定 级对接焊接接头内不允许存在裂纹、未熔合、未焊透和条形缺陷。 级和 级对接焊接接头内不允许存在裂纹、未熔合、未焊透。对接焊接接头中缺陷超过级者为级。当各类缺陷评定的质量级别不同时，以质量最差的级别作为对接焊接接头的质量级别。（二）圆形缺陷的分级评定圆形缺陷用圆形缺陷评定区进行质量分级评定
21、，圆形缺陷评定区为一个与焊缝平行的矩形，其尺寸见表 1。圆形缺陷评定区应选在缺陷最严重的区域。表 1 缺陷评定区 mm母材公称厚度 T 25 25100 100评定区尺寸 1010 1020 1030在圆形缺陷评定区内或与圆形缺陷评定区边界线相割的缺陷均应划入评定区内。将评定区内的缺陷按表 2 的规定换算为点数，按表 3 的规定评定对接焊接接头的质量级别。对由于材质或结构等原因，进行返修可能会产生不利后果的焊接接头，各级别的圆形缺陷点数可放宽 12 点。表 2 圆形缺陷点数换算表缺陷长径，mm 1 12 23 34 46 68 8缺陷点数 1 2 3 6 10 15 25表 3 各级别对接接头
22、允许的圆形缺陷点数评定区，mmmm 1010 1020 1030母材公称厚度 T，mm 10 1015 1525 2550 50100 100级 1 2 3 4 5 6级 3 6 9 12 15 18级 6 12 18 24 30 36级 缺陷点数大于级或缺陷长径大于 T/2注：当母材公称厚度不同时，取较薄板的厚度。对致密性要求高的对接焊接接头,制造方底片评定人员应考虑将圆形缺陷的黑度作为评级的依据,通常将黑度大的圆形缺陷定义为深孔缺陷,当对接焊接接头存在深孔缺陷时,其质量等级应评定为级。当缺陷的尺寸小于表 4 的规定时，分级评定时不计该缺陷的点数。质量等级为级对接焊接接头和母材公称厚度 T5
23、mm 的级对接焊接接头，不计点数的缺陷在圆形缺陷评定区内不得多于 10 个，超过时对接焊接接头质量应降低一级。表 4 不计点数的缺陷尺寸 mm母材公称厚度 T 缺陷长径25 0.52550 0.750 1.4%T（三）条形缺陷的分级评定条形缺陷按表 5 的规定进行质量分级评定。表 5 各级别对接焊接接头允许的条形缺陷长度级别 单个条形缺陷最大长度 一组条形缺陷累计最大长度 不允许 T/3（最小可为 4）且20在长度为 12T 的任意选定条形缺陷评定区内，相邻缺陷间距不超过 6L 的任一组条形缺陷的累计长度应不超过 T，但最小可为 4 2T/3（最小可为 6）且 30在长度为 12T 的任意选定
24、条形缺陷评定区内，相邻缺陷间距不超过 6L 的任一组条形缺陷的累计长度应不超过 T，但最小可为 4 大于级者注：L 为该组条形缺陷中的最长缺陷本身的长度：T 为母材公称厚度，当母材公称厚度不同时取较薄板的厚度值。注：条形缺陷评定区是指与焊缝方向平行的、具有一定宽度的矩形区，T25mm，宽度为4mm；25mmT100 mm，宽度为 6 mm；T100mm,宽度为 8mm。注 3：当两个或两个以上条形缺陷处于同一直线上、且相邻缺陷的间距小于或等于较短缺陷长度时，应作为 1 个缺陷处理，且间距也应计入缺陷的长度之中。（四）综合评级在圆形缺陷评定区内同时存在圆形缺陷和条形缺陷时，应进行综合评级。综合评
25、级的级别如下确定：对圆形缺陷和条形缺陷分别评定级别，将两者级别之和减一作为综合评级的质量级别。（五）检验记录和报告的内容射线实际操作和评片人员应对射线照相检验结果及有关事项进行详细记录并出具报告，其主要内容包括：1、产品情况：工程名称、试件名称、规格尺寸、材质、设计制造规范、探伤比例部位、执行标准、验收、合格级别。2、透照工艺条件：射源种类、胶片型号、增感方式、透照布置、有效透照长度、曝光参数（管电压、管电流、焦距、时间） 、显影条件（温度、时间） 。3、底片评定结果：底片编号、像质情况（黑度、像质计丝号、标记、伪缺陷） 、缺陷情况（缺陷性质、尺寸、数量、位置） 、焊缝级别、返修情况、最终结论
26、。4、记录人、评片人签字、日期。5、照相位置布片图。六、射线的安全防护人体受到过度的射线辐射时，就会引起病害，严重的会导致死亡，因此，操作时要非常谨慎，严格按安全操作程序进行。另外，射线照射时，被检物、墙壁、地板、透照周围物体均会发生散射线，对这些散射线也要进行防护。射线的安全防护主要是采用时间防护、距离防护和屏蔽防护三大类技术。(一) 时间防护控制射线对人体曝光时间。其累积剂量正比于人员在照射区域内停留的时间。即剂量剂量率时间（二）距离防护控制射线源到人体间的距离。在射线源一定时，照射剂量或剂量率与离源的距离平方成反比。即D1R12D 2R22式中 D1距离射线源 R1 处的剂量或剂量率；D
27、2距离射线源 R2 处的剂量或剂量率；R1射线源到 1 点处的距离；R2射线源到 2 点处的距离；（三）屏蔽防护在人体和射线源之间隔一层吸收物质。在实际工作中，当人与辐射源之间的距离无法改变，而时间又受到工艺操作的限制时，欲降低工作人员的受照射剂量水平，只有采用屏蔽防护。屏蔽防护就是根据辐射通过物质时强度被减弱的原理，在人与辐射源之间加一层足够厚的屏蔽，把照射剂量减少到容许剂量水平以下。第三节 超声波检测一、 超声波检测的原理超声波是一种超出人听觉范围的高频率机械振动波。超声波可分为纵波、横波、表面波等多种波型。当介质中质点的位移与波传播的方向一致时为纵波；质点的位移与波传播的方向垂直时为横波
28、；而表面波只能在工作表面传播。在固体中各类声波都可以传播，在液体和气体中，只有纵波才可以传播。超声波在同一均匀介质中传播时速度不变传播方向也不变，如果传播过程中遇到另一种介质，就会发生反射、折射或绕射的现象。制造容器使用的钢材可视为均匀介质，如果内部存在缺陷，则缺陷会使超声波产生反射现象，根据反射波幅的大小、方位，就能判定和测定缺陷的存在。获得超声波的方法很多，但在超声波探伤中主要利用石英、钛酸钡等晶体的压电效应获得超声波。二、 声波、波长、频率空气中的声速为 340 米/秒，水中的声速为 1500 米/ 秒。钢中纵波的声速为5900 米/秒，横波的声速为 3230 米/秒。波在传播过程中，波
29、线上一个完整波的距离称为波长，用符号“”表示。单位时间内，质点完成全振动的次数称为频率，用符号“f”表示。声速 C、波长 与频率 f 之间有如下关系：C=f三、 超声波检测的使用范围（一） 钢板的检测钢板中的内部缺陷主要由板坯中残留的缺陷构成，大部分缺陷与板面平行，主要缺陷为分层、夹渣和白点。（二） 锻件的检测锻件中常见的缺陷有缩孔、疏松、夹杂物、裂纹和白点。（三） 对接焊缝的检测对接焊缝中常见的缺陷有裂纹、未焊透、未熔合、夹渣、气孔等。（四） 超声波测厚超声波测厚一般使用直探头，是利用超声波脉冲在材料中的往返传播时间和已知材料声速的乘积可得出材料厚度。直接从超声波测厚仪读出测厚材料的厚度数值
30、。四、记录与报告 1、检验记录主要内容：工件名称、编号、焊缝编号、坡口形式、焊缝种类、母材材质、规格、表面状况、探伤方法、检验规程、验收标准、所使用的仪器、探头、偶合剂、试块、扫描比例、探伤灵敏度，所发现的超标缺陷及评定记录，检验人员及检验日期等。2、检验报告主要内容：工件名称、 、合同号、编号、探伤方法、探伤部位示意图，检验范围、探伤比例、验收标准、缺陷情况、返修情况、探伤结论、检验人员及审核人员签字等。第四节 磁粉检测一、 磁的基本概念磁体具有磁性的物体；磁化使原来不带磁性的物体具有磁性；磁性材料能够被磁化的材料；磁极磁体两端；磁场如果把两块磁铁同性磁极靠在一起，两块磁铁之间就存在一个相斥
31、的力使磁铁分离；而把磁铁的异性磁极靠在一起，则两块磁铁之间就存在一个相吸的力使磁铁靠近。这说明磁体周围空间存在有力作用的特殊物质，这种物质被称之为磁场。为了形象描述磁场，人们在磁场中采用磁力线的概念。磁力线密度大的地方表示磁场强度大，磁力线密度小的地方表示磁场强度小。磁力线具有如下特点：1、磁场中某点的磁场方向是确定的，所以磁场中的磁力线永远是不会相交的；2、每根磁力线均由磁铁的 N 极出发经外部空间到达 S 极，再由 S 极经磁体内部回到 N 极，形成闭合曲线。二、 通电导体产生的磁场当电流通过导体时，会在导体的周围产生磁场。通电导体产生的磁场方向与电流方向有一定的关系，并符合右手定则。三、
32、 磁场的几个物理量（一） 磁感应强度用磁场中磁力线的疏密来表示磁场中的磁感应强度；（二） 磁通量磁感应强度和磁力线垂直的截面积的乘积，叫做通过面积的磁通量。（三） 磁导率和磁场强度磁导率是表示媒介质磁特性的物理量，对不同物质具有不同的磁导率；磁场中某点的磁感应强度与媒介质磁导率的比值，称为该点的磁场强度。四、 铁磁性材料的磁化特性（一） 磁化曲线利用磁化曲线对工件进行磁化检测；（二） 磁滞回线利用磁滞回线对工件进行剩磁法检测，并对有剩磁要求的工件进行剩磁退磁。 ；五、 磁粉检测原理（一） 漏磁场磁力线穿过工件表面和近表面缺陷时，磁力线一部分挤到缺陷的底部，一部分穿过缺陷，一部分排挤出工件的表面
33、后再进入工件。这后两部分磁力线形成磁性较强的漏磁场。如果这时在工件上撒上磁粉，漏磁场就会吸附磁粉，形成与缺陷形状相近的磁粉堆积。我们称这种堆积为磁痕，从而显示缺陷 。（二） 影响漏磁场的因素1、外加磁场强度越大，形成的漏磁场强度也越大；2、材料的磁导率越高，工件越容易被磁化；3、缺陷的延伸方向与磁力线的方向所成的角度在 0 o90 o 时，角度越大，形成的漏磁场强度也越大，其漏磁场强度随着缺陷的方向与磁力线的方向从逐渐减少（或增大）而明显下降；因此，磁粉检测时，通常需要在两个（两次磁力线的方向互相垂直）或多个方向上进行磁化，且每次的磁化区域要有适当的重合。4、随着缺陷的埋藏深度增加，溢出工件表
34、面的磁力线迅速减少，缺陷的埋藏深度越大，漏磁场就越小。因此，磁粉检测只能检测出铁磁性材料制成的工件表面或近表面的裂纹及其它缺陷。六、 磁粉检测设备的分类（一） 携带式磁粉检测机主要有：旋转磁场磁粉探伤机和磁轭式磁粉探伤机；特点： 结构简单、使用轻便、可对工件进行局部磁化、使用于野外和高空作业。1、 旋转磁场磁粉检测机对工件磁化的磁场方向垂直于缺陷方向时，检验效果最好。利用交叉线圈产生旋转磁场，可一次磁化检测工件上各个方向的缺陷，检测效率很高。2、 永久磁轭磁粉检测机构成：由永久磁铁和纯铁制成的磁轭构成。特点：体积小、重量轻、不用电源、使用方便。(二) 移动（固定）式磁粉检测机 这类磁粉检测机一
35、般输出功率较大，可以对工件进行纵向、周向、综合磁化，也可采用直流或交流退磁，应用较广泛，较易于实现自动化测定。但结构复杂、尺寸较大，只能在固定的场合下使用。七、 磁粉检测的系统性能和灵敏度评价灵敏度试片是用来检查磁粉探伤设备、磁粉、磁悬液的综合性能的。如果磁化方法、规范选择得当，在试片表面上应能看到与人工刻槽相对应的清洗显示。八、 磁粉检测的几个基本步骤（一） 磁化工件1、 触头法触头法是采用一对通电触头，使之与工件接触，对工件进行局部磁化。2、 旋转磁场磁化法旋转磁场产生两个大小相等，相位差一定角度的磁场，其瞬间合成磁场为一椭圆形的旋转磁场。可一次实行多个方向的磁化。（二） 施加磁粉1、 干
36、磁粉使用时，干磁粉依靠空气的浮力散布在工件的表面，被漏磁场吸附形成磁痕而显示缺陷。2、 湿磁粉把磁粉按规定的浓度悬浮在载液（水或油）中，通过流淌、喷雾或流注的方法将磁粉散布在工件的表面，被漏磁场吸附形成磁痕而显示缺陷。还有一种经紫外线照射发出荧光的磁粉在压力容器检测方面应用较广。它显示缺陷的方法与上述的一样，但观察磁痕必须在紫外线灯下进行。（三） 观察、记录和磁粉检测质量分级1、观察磁粉检验时所形成的磁痕，可能是真的缺陷，也可能是伪缺陷。2、记录缺陷的显示纪录可采用照相、录像和可剥性塑料薄膜等方式记录，同时应用草图标示。3、磁粉检测质量分级磁粉检测质量分级按 JB/T 4730.42005 进
37、行质量评级。（四） 磁粉检测报告磁粉检测报告至少应包括以下内容：1、委托单位；2、被检工件：名称、编号、规格、材质、坡口型式、焊接方法和热处理状况；3、检测设备：名称、型号；4、检测规范：磁化方法及磁化规范，磁粉种类及磁悬液浓度和施加磁粉的方法，检测灵敏度校验及标准试片、标准试块；5、磁痕记录及工件草图（或示意图） ；6、检测结果及质量分级、检测标准名称和验收等级；7、检测人员和责任人员签字及其技术资格；8、检测日期。第五节 渗透检测一、 渗透检测原理渗透探伤的过程很简单，首先，将含有染料的渗透剂涂覆在工件上，经过一定时间后，液体就渗透到露出表面缺陷开口中，染料也就隐藏到缺陷内部。然后将工件表
38、面上的多余渗透剂清洗掉。再在工件表面涂覆上薄层的显象剂 。这种显象剂是一种白色粉末，它能象吸水纸一样， 将缺陷中残留的渗透剂吸附上来，于是形成了比缺陷表面开口宽得多的显示，使之在白光下用肉眼即可观察到缺陷，如果渗透剂含有荧光材料：则可以在黑光灯下观察。二、 表面预清洗（一） 预清洗的必要性为使渗透剂顺利进入缺陷，就必须对工件表面进行预清洗，把覆盖在工件表面，妨碍渗透剂进入缺陷内部的污染物或者可能扰乱缺陷显示的异物彻底清除干净。工件的受检表面及附近 25mm 的范围内不得有铁锈、氧化皮、焊渣、飞溅物、污垢、油漆、油脂等附着物。这些污染物对渗透剂的妨碍，可能有下列几种作用：1、 可能完全充满裂等开
39、口缺陷的间隙， 妨碍渗透剂进入其中；2、 可能伤害渗透剂的成分，降低色泽或降低荧光亮度3、 可能降低甚至阻碍渗透剂毛细作用的性质。如果被检工件表面粗糙，则必须进行适当的修整，探伤前必须对探伤面进行外观检查，合格后（表面粗造度 Ra12.5m ） ，方可进行探伤。（二） 预清洗的方法1、 打磨可用砂轮机对被检表面进行打磨处理，使之露出金属光泽。该种方法简单，但劳动强度较大。2、 涂层剥离涂料薄层可以采用溶剂药剂或碱性药剂来剥离。3、 溶剂清洗使用的溶剂必须不含污染物。这些溶剂为高挥发的液体，使用后不需要烘干，并能在几分钟内把缺陷内部的油脂溶解。4、 清洗剂清洗清洗剂能够将各种污染物润湿、渗透、乳
40、化、碱化，从而可以用水冲洗掉。（三） 预清洗的注意事项清洗后，探伤面上遗留的溶剂、水分必须充分干燥，并清除所有残留物。三、 渗透过程（一） 渗透剂的性能渗透剂的性能直接影响到探伤灵敏度。一种良好的渗透剂应具备渗透力强、荧光度高或色泽好，易清洗、毒性小、闪点高的特点。（二） 渗透剂的成分1、 溶剂溶剂的作用是能溶解染料，并能使染料均匀地散布在待检验的工件表面上，渗入到缺陷中。2、 着色染料通常采用红色染料。3、 荧光材料荧光渗透剂中必须使用荧光染料，这些荧光染料能吸收肉眼不可见的紫外线，放出可见光。（三） 施加渗透剂的方法渗透剂的施加方法应根据零件大小、形状、数量和检测部位来选择，所选择方法应保
41、证被检部委完全被渗透剂覆盖，并在整个渗透时间内保持湿润状态。可采用刷涂、刷涂、浇涂和浸涂的方法使渗透剂均匀地施加于探伤面上。（四） 渗透时间渗透时间指示施加渗透剂到开始去除之间的时间。各种不同配方的渗透剂渗透时间不同，应按使用说明书控制渗透时间，标准规定在 10oC50 oC 温度下，施加渗透剂的渗透时间一般不应少于 10mm。对于怀疑有缺陷的被检工件，渗透时间可相应延长，或者额外施加渗透剂，以保证缺陷内渗入足够的渗透剂。应力腐蚀裂纹特别细微，渗透时间需更长，甚至长达 2 小时。当温度条件不能满足上述条件时，应对操作方法进行鉴定。四、 去除多余的渗透剂（清洗）的要求（一） 概念1、 清洗不足清
42、洗过程应保证刚好把工作表面多余的渗透剂完全清洗掉。如果没有清洗干净，我们称之为“清洗不足” 。“清洗不足”会产生许多假显示，造成观察缺陷困难。2、 清洗过度如果把渗入缺陷内的渗透剂也清洗掉，我们称之为“清洗过度” 。“清洗过度”会造成缺陷显示不清或根本没有显示，从而影响探伤灵敏度。（二） 清洗方法1、 水洗型和后乳化型（乳化后）渗透剂的清洗水洗型和后乳化型（乳化后）渗透剂均可用水去除，冲洗时，水射束与被检面的夹角以 30o 为宜，水温为 10oC50 oC，冲洗装置喷嘴出的水压应不超过0.34Mpa。2、 溶剂去除型渗透剂的清洗溶剂去除型渗透剂用清洗剂去除。除特别难清洗的地方外，一般应先用干燥
43、、洁净不脱毛的布依次擦拭，直至大部分多于渗透即被去除后，再用蘸有清洗剂的干净不脱毛布或纸进行擦拭，直至被检面上多余的渗透剂全部擦净。但应注意，不得往复擦拭，不得用清洗剂直接在被检面上冲洗。五、 显象过程（一） 显象剂的作用1、水基湿式显象（水悬浮湿式显象和水溶解湿式显象）使用水基湿式显像剂时，在被检面经过清洗处理后，可直接将显像剂喷洒或涂刷到被检面上或将工件浸入到显像剂中，然后再迅速排除多余的显像剂，并进行干燥处理。2、干式显象使用干式显像剂时，须先经干燥处理，再用适当方法将显像剂均匀的喷洒在整个被检工件表面上，并保持一段时间。多余的显像剂通过轻敲或经气流清除方式去除。3、溶剂悬浮显像使用溶剂
44、悬浮显像时，在被检面经干燥处理后，将显像剂喷洒或刷涂到被检工件表面上，然后进行自然干燥活用暖风（30 oC50 oC）吹干。六、 观察和评价缺陷痕迹（一） 显象条件1、白光光源白光光源指：自然光和灯光；工件经过渗透、清洗和显象处理后，就可以检查其表面的缺陷显示了。因为是用肉眼观察，所以为目视检查提供合适的光源非常重要。通常工件被检免处白光照度应大雨或等于 1000lx;当现场采用便携式设备检测，由于条件所限无法满足时，可见光照度可以适当降低 500lx。2 紫外线光源荧光渗透检测时，需要紫外线照射装置来发出荧光；荧光渗透检测时，缺陷显示的评定应在暗室或暗处进行，暗室或按处白光照度应不大于 20
45、lx。检测人员进入暗区，至少经过 3min 的黑暗适应后，才能进行荧光渗透检测。检测人员不能戴对检测有影响的眼镜。（二） 缺陷显示痕迹的观察1、观察裂纹一般在材料表面开口很窄，先是痕迹也比较小，经常有细微的弯曲和两端较尖细的特征。圆形显示常由工作中的气孔、点渣所形成，一般中心色泽教鞭远处浓。要判定缺陷的真伪必须了解被检工件易产生的缺陷和它的表面形状，有些焊缝的咬边与裂纹的显示极为相同。工件表面的小凹坑也会形成如同气孔的显示痕迹。这时应将局部的显象薄膜擦掉，对工件进行仔细观察。2、确定相关显示痕迹性质清洗过程中，清洗使用的布、棉纱的纤维残留在工件表面，这些物体也会形成类似于裂纹的显示痕迹。但它有
46、略高于工件表面的现象，用手指可将他剔除。3、质量评定不允许有任何裂纹和分层存在，发现裂纹或分层时应做好记录，对缺陷部位进行修磨或补焊，并对该部为按原探伤方法重新检查，直至合格。（三） 渗透检测报告报告至少应包括下列内容：1、委托单位；2、被检工件：名称、编号、规格、材料、坡口型式、焊接方法和热处理状况；3、检测设备：渗透监测剂名称和牌号；4、检测规范：检测比例、检测灵敏度校验及试块名称，预清洗方法、渗透剂施加方法、乳化剂施加方法、去除方法、干燥方法、显像剂施加方法、观察方法和后清洗方法，渗透湿度、渗透时间、乳化时间、水压机水温、干燥湿度和时间、显像时间；5、渗透显示记录及工件草图；6、检测结果
47、及质量分级、检测标准名称及验收等级；7、检测人员和责任人员签字及其技术资格；8、检测日期。第六节 其它检测方法一、 电磁感应检测（一）涡流的概念电磁感应探伤就是使工件内产生窝电流（简称涡流） ，通过测量涡流的变化量来进行探伤的方法。（二）涡流的检测的特点1、检测时与工件不接触，所以检测速度很快，易于实现自动化检测。2、涡流检测不仅可以探伤，而且可以揭示尺寸变化和材料特性，例如电导率和磁导率的变化，利用这个特点可用来综合评价容器消除应力热处理的效果，检测材料的质量以及测量尺寸。3、受集肤效应的限制，很难发现工件深处的缺陷。4、缺陷的类型、位置、形状不易估计，需辅以其它无损检测的方法来进行缺陷的定
48、位和定性。5、不能用于绝缘材料的检测。二、声发射检测（一）基本知识声发射技术是根据容器受力时材料内部发出的应力波判断容器内部结构损伤程度的一种新的无损检测方法。它与 X 射线、超声波等常规检测方法的主要区别在于声发射技术是一种动态无损检测法方法。它能连续监视容器内部缺陷发展的全过程。因而这项技术近三十年在容器检测方面的应用发展很快，已将此项技术成功的应用于大型设备特别是球罐开灌检验后的水压试验之中。（二）声发射检测仪器目前的声发射仪器大体可分为两种基本类型，即单声道声发射检测仪和多声道声发射源定位和分析系统。单声道声发射检测仪一般采用一体结构，它由换能器、前置放大器、衰减器、主放大器门槛电路、声发射率计数器以及数模转换器等组成。多声道声发射检测系统则是在单声道的基础上增加了数字测定系统以及计算机数据处理和外围显示系统
