无损检测技术(第3稿

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1、铁路无损检测技术讲座一.无损探伤简介1.无损检测技术1.1无损检测与无损探伤无损检测：在不破坏被检测对象物理化学性能和几何完整性的情况下，对其表面和内部参数或性能等进行测量，称为无损检测。如果检测的目的是发现伤损，则称为无损探伤。在大多数情况下，如无特殊说明，无损检测实际上指的是无损探伤。缺陷与伤缺陷：用来说明材料性能的一个总的概念。介质中的非一致性、非均匀性、非连续性都可称为缺陷，严格讲晶体中的一个位错即为一个缺陷。伤：指金属材料几何上的连续性遭到破坏，实际上指的是宏观缺陷。“缺陷”的概念远比“伤”

2、大，缺陷包括了伤，或伤是缺陷的一部分。1.2无损检测的基本特点无损探伤的显著特点是不具破坏性，因而可实现检测对象的100%检验，即可实现对100%的检测对象及每个检测对象的100%部位进行探伤。无损探伤或无损检测，其检测结果往往不够“精细”，在大多数情况下，只能给出缺陷的有无，而无法准确给出缺陷的大小或性质。1.3无损检测与产品质量无损检测可用于产品生产过程中的各个阶段，从原材料的选取、生产工艺的监控，直到最后产品质量的验收，也可用于在使用过程中安全性能的监督和检查,是现代工业不可缺少的质量保证手段。现

3、代工业需要：高参数设计、大规模集成、高速度运行、长寿命使用，每道工序、每个部件或部位都必须安全可靠，都需要监督或监控，只有无损检测才能做到这一点。日本曾有人说：现代工业是建立在无损检测技术基础之上的。1.4无损检测与安全安全（生产）是当今社会一个热门话题。直接关系到社会稳定的大局，关系到可持续发展战略的实施。安南曾指出，仅因工伤及职业病所造成的损失就相当于全球GDP的4%左右。我国是事故和灾害大国，2003年因生产事故造成损失2500亿，各种自然灾害损失1500亿，交通事故损失2000亿，卫生和传染病的

4、损失500亿。合计6500亿人民币,约相当于损失GDP的6.5%。随着社会经济和科学技术的发展，安全问题不仅不会自行消失，反而会更加突出。因而国内有些人提议：“安全”应提升为我国的一项基本国策，与人口、资源、环境一样受到广泛重视。要抓好安全，除其它因素之外，还必须有手段和措施，无损检测就是其中一种重要的监控手段或技术，因而越来越受到重视。从1997年4月1日到2007年4月18日，铁路进行了6次大提速，最高运行速度达250km/h，铁路产品的的安全使用性能成了决定性的因素。从原材料开始直至产品运用报废，

5、探伤技术的应用渗透到铁路生产和运用的各个环节。2.常用无损检测方法五大常规方法(1).超声探伤法----UT(2).磁粉探伤法----MT(3).射线探伤法----RT(4).涡流探伤法----ET(5).渗透探伤法----PT另为还有诸多非常规方法，如声发射、红外、热成像、激光超声、电磁超声等。2.1超声波探伤法基本原理：利用声波在介质中的传播特性、衰减特性和在界面上的反射特性、折射特性等。超声法适用于锻件、轧制件等晶粒较细的工件或材料的探伤。主要用于内部缺陷的探测，也可用于表面缺陷的探测。缺陷显示不

6、够直观。2.2磁粉探伤法基本原理：利用磁力或磁场与铁磁体的相互作用进行探伤。有缺陷时，一部分磁力线外露形成漏磁场，漏磁场吸附磁粉形成磁痕，给出缺陷的存在。只适于铁磁材料中非铁磁性缺陷的检测。由于趋肤效应，磁探法只能探测表面或近表面缺陷。缺陷显示直观。漏磁场宽度要比缺陷宽度大数倍至数十倍，磁痕将缺陷放大，很容易观察。磁粉除受磁力之外，还受有重力、悬浮力、摩擦力、微粒间的静电力等，在这些外力的共同作用下，被吸引到缺陷处。2.3射线探伤法基本原理：利用射线的穿透性、衰减性和胶片的光化学作用进行探伤。射线探伤适

7、用于各种不同材质的探伤，但主要用于铸件和焊缝检测。射线探伤主要用于内部缺陷的探测。探伤结果显示直观，且可长期保存。需要严格防护，一般不能连续作业。目前已有了射线工业电视。2.4涡流探伤法基本原理：利用电磁感应原理。主要包括：奥斯特1820年发现：导体通有电流时，会产生环绕导体的磁场。法拉第现象：在任一闭合导电的回路里，当磁通量发生变化时，该回路就产生电流。法拉第电磁感应定律：感应电动势正比于磁通量对时间变化率的负值。麦克斯韦方程组：电感生磁，磁感生电；或电动生磁，磁动生电。线圈的阻抗单个线圈等效电路线圈

8、耦合电路视在阻抗:ZS=RS+XS引入视在阻抗的概念后，就可以认为一次电路中电流或电压的变化是由于视在阻抗的变化引起的，根据视在阻抗的变化就可知道二次线圈对一次线圈的效应，从而推知二次线圈阻抗的变化。亦即：缺陷可引起二次线圈（工件）阻抗变化，阻抗变化又可引起一次线圈视在阻抗变化，从而引起电流或电压的变化，测出这些变化即可检出缺陷。线圈在工件表面感应出一涡流，有缺陷时，涡流的幅度、相位和分布等要发生变化，相应地涡流辐射的电磁场也要发生变化，这