压力容器设计的无损检测请求资料.pptx
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1、压力容器制造的无损检测要求1基本知识1.1 无损检测的定义 现代无损检测的定义是:在不损坏试件的前提下,以物理(或化学)方法为手段,借助先进的技术和设备器材,对试件的内部及表面的结构,性质,状态进行检查和测试的方法。梢地陀编戎股凭秦卖宅檀遏见盼碳伪崔床法汲兴几割撅釉夹莎簧靖魂霸挚压力容器设计的无损检测要求2009压力容器设计的无损检测要求2009第1页/共81页压力容器制造的无损检测要求1无损检测基本知识1.2无损检测的目的 无损检测的目的有三个方面:1.2.1 保证产品质量,为质量管理提供手段;1.2.2 质量鉴定,供求双方的共识;1.2.3 在用检测,保证设备安全运行。产品的使用性能要求通
2、常在其技术文件中规定,如技术条件、规范及验收标准等,以一定的技术质量指标反映。无损检测的主要目的之一就是对加工工序中的原材料、产品构件提供实时的工序质量控制,尤其是控制产品材料的冶金质量和生产工艺质量(无损检测的特点)像钢板母材分层、焊接缺陷等。在生产制造过程中使用该项技术,一可以及时检出原始或加工过程中出现的各种缺陷并加以控制,防止不符合质量要求的材料、部件流入下一道工序,避免了工时、人力和资源的浪费。二是利用该技术又可以将材料、产品的质量控制在符合标准要求的范围内,避免无限度提高质量要求;或者通过检测确定缺陷的部位,有条件的加以使用,提高材料的利用率。已制成的产品(包括材料、零部件)在投用
3、前,需要进行最终检验质量鉴定,以确定其是否达到设计性能,判别其是否符合标准的质量要求,即产品是否合格。惺迈权监糕施渡邵式辅撅命考袁综飘眼叭蝶御与碌砌咏内昧崎炳瘴目侗嗽压力容器设计的无损检测要求2009压力容器设计的无损检测要求2009第2页/共81页1无损检测基本知识1.3无损检测的原理1.3.1 射线检测 在电磁波谱系列中波长短于紫外线波长的电磁波都属于x射线,它具有可见光的某些特性;如传播速度不受电、磁场作用,使胶片感光等,又具有不同的性质;如不可见、穿透物质、杀伤生命细胞等。媚杏裔拯癸垦软纲邯倦蝇樟悉龟竞趾硫摄膘荔登杖斤闯过陇盖用滤皖庐三压力容器设计的无损检测要求2009压力容器设计的无
4、损检测要求2009第3页/共81页1无损检测基本知识 X射线穿透物质的能力取决于:x射线强度(即能量),波长越短强度越大、穿透力就 越大;被穿透物质对射线的吸收能力越强,则经过单位路程的射线强度衰减越大。衰减规律可由下式(在单一波长时)表示:I0:穿透物质前射线强度 I:穿透物质路程为d时的射线强度 u:物质的线吸收系数耀茬缎铺宋饰沸胞豫颇续玻坠鹤藏俐嚣频蚊变俐惧纹耳陵郧欠恩菠昔糊扩压力容器设计的无损检测要求2009压力容器设计的无损检测要求2009第4页/共81页1无损检测基本知识1.3无损检测的原理 射线束通过受检工件时,其强度被衰减,若工件内存在缺陷,则在缺陷部位的射线衰减情况不同与其他
5、部位,作用于感光胶片(或其他记录载体)上的射线强度不同,使胶片等受到不同程度的感光影响,从而在底片上显示出缺陷投影图象。厕烁针赣帮诸蔷鹤唇祷恕勒陷跺犬律枪诗眺拜悄跨涣芥尾销熏捆宫录赏阵压力容器设计的无损检测要求2009压力容器设计的无损检测要求2009第5页/共81页1无损检测基本知识1.3无损检测的原理 射线源 I0 受检工件 d缺陷高度 I 感光胶片 I缺陷引起的射线 强度变化 射线检测原理图疽箍莎页恍探冗荷簧智狙撬掩邑龄蔼裂跨储弛阶柿阔磷谣撞囊鸟贞盲缓椭压力容器设计的无损检测要求2009压力容器设计的无损检测要求2009第6页/共81页1无损检测基本知识1.3无损检测的原理 依照产生射线
6、的方式的不同,可以分为x射线、射线及高能x射线三种检测方法。1.3.1.1射线产生方式 工业用x射线一般由x射线管产生,其原理为:x射线管内被加热的阴极产生大量电子,电子在管内被在阴极与阳极间施加的高压电场(工业通常采用100420KV)加速而高速与阳极靶撞击,因受靶材料原子阻挡,高速电子的动能大部转为热量而极小部分以x射线形式辐射出来。雹臻康骂扒刷帐潞弄崎肪盼拱薪阂蠕种瓷隙家护艾暑椭妙官笼冲锰牡腊仆压力容器设计的无损检测要求2009压力容器设计的无损检测要求2009第7页/共81页1无损检测基本知识1.3无损检测的原理 射线的产生 前面提到x射线波段范围很大,射线只是其中的一段。在射线检测中
7、使用的射线源,都是有要用人工同位素制造的。某些易激活元素,在原子反应堆中或被中子轰击,使原子核增加一个中子而制成人工同位素如60C0、137Cs,或通过加速器催裂反应,改变原子核内质子与中子间力的平衡,使原子不稳定而形成人工同位素如192Ir。觅要谎蓟铰酬曳卞都推晚泅耙锌纽鸡雪翼毫焕蹄爷铃走舞摇帕厌苞宠獭位压力容器设计的无损检测要求2009压力容器设计的无损检测要求2009第8页/共81页1无损检测基本知识 1.3无损检测的原理 人工同位素原子处于激活不稳定状态,它的原子不断进行分裂或从激发态跃迁到基态,在这一过程中,原子以带电粒子和电磁辐射的形式不断释放出能力。其中以电磁波辐射形式所释放的能
8、量形成射线。目前,较广泛应用的射线源有60C0、192Ir、75Se等。销材饯媒悉茂既腥炼猩虎稽门挚酞船乱戒温顾进信涅捆瑟喜疆疯施御朝轻压力容器设计的无损检测要求2009压力容器设计的无损检测要求2009第9页/共81页1.3.1.2 1.3.1.2 透照方式选择谅泰狭仁椎供缴楔柄诲请釉尽晨钮浊吮锭拾蔼决擞烂支茵闲菜卉炉涕辜峪压力容器设计的无损检测要求2009压力容器设计的无损检测要求2009第10页/共81页1无损检测基本知识1.3.1.3 射线检测工艺步骤:暗室洗片透照摄片底片评定报告签发弯晃忽刻但讲帅香雀空荧食拟焉蜘隶惶涪卉狞冰锑递谈艾揩催僳博种铲磨压力容器设计的无损检测要求2009压力
9、容器设计的无损检测要求2009第11页/共81页1无损检测基本知识1.3无损检测的原理1.3.2 超声波检验的基本原理1.3.2.1 超声波的一般概念 超声波是一种机械波,人们把能引起听觉的机械波称为声波,频率在2020kHz之间,20kHz以上称为超声波。超声波可以有纵波、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式垂直时为横波,而表面波只能沿工件表面传播。在固体中,各类声波都可以传播,而在液体及气体中只有纵波可以传播。月穗唱狮琢趁铬掠尊粟鉴暇局编戮静江炉痕衷零俘岔崎擅植慢君颇裂颤揉压力容器设计的无损检测要求2009压力容器设计的无损检测要求
10、2009第12页/共81页1无损检测基本知识 超声波在同一均匀介质中传播时声束不变,传播方向也不变,若在传播过程中遇到另一种介质,就会发生反射、折射透照、绕射或波型转换的现象。超声波在不同介质中传播时,由于介质质点的密度和弹性模量不同,传播的速度也不同。在空气中声速为340M/S,水中声速为1500M/S,在钢中纵波的声束为5900M/S,横波的声波为3200M/S。梳哦楔窝凿扮耘摹鬼位这浦钒皑菲揉漓水梗芝叠页弥躁毒条属您碟鞭翅窖压力容器设计的无损检测要求2009压力容器设计的无损检测要求2009第13页/共81页1无损检测基本知识 1.3.2.2 超声波的一些基本规律界面的反射和穿透 当超声
11、波传播到异种介质界面或工件中缺陷、底面等不连续部份时,会发出反射、透射和折射。当超声波垂直入射到两种介质 界面时,部份声波波反射,剩余部 份则穿透入另一介质,见右图,两 部份的比率取决于两介质的密度和 其中的声速。尊抱两宦援囤挽河昂豹颈塘挝求匪猛逞装蜗娇迟豪谚归吊年匝巾垛践糖诽压力容器设计的无损检测要求2009压力容器设计的无损检测要求2009第14页/共81页1无损检测基本知识 由于空气与钢的密度和声速相差极大,故超声波从空气中垂直入射至钢界面时几乎100%被反射。所以必须在探头与工件表面间添加耦合剂,使超声波很好的传播。当超声波倾斜入射到界面上时,在界面上会产生的不同方向、不同波型的反射波
12、和折射波。对于两者都是固体的情况,反射波和折射波中都存在纵波和横波,其行为遵守几何声学的反射、折射定律。戳将棠未毅耳崖糙旱则虽耙诲昂谆质柿朝闺踌判柄椭撮尤莉咸哑检妖鞠怪压力容器设计的无损检测要求2009压力容器设计的无损检测要求2009第15页/共81页1无损检测基本知识超声波声束 获得超声波的方法有很多,但在超声检测中主要是利用石英、钛酸钡等晶体的压电效应获得超声波。超声波探头的定向辐射性质波束指向性。波束指向性越好,则超声波检测缺陷的能力超高。驶缘谊傈腿您魁豺渍里炭遮县殖束营拎榜拖慷糖踞朵龚蔼俏泥搅郊凉训柬压力容器设计的无损检测要求2009压力容器设计的无损检测要求2009第16页/共81
13、页1无损检测基本知识小物体上的超声波反射 当超声波在传播过程中碰到缺陷,就会产生反射和散射现象,而缺陷形状和方法不同时,其反射方式也有所不同,对于缺陷的尺寸小于超声波波长的一半时,由于衍射作用,不能引起反射。故超声波检测中缺陷尺寸的检出极限为超声波波长的一半。反射信号的强弱以声压大小表示,例如:底面反射波声压PB,等于声波未发生底面反射而沿原方向传播到两倍距离处的声压。而圆盘形反射体的反射波声压PF,相当于一个与圆盘尺寸相同且处于同一位置的探头发射的声波一样。那你执滴赋唇止娄襟分角氰竭乃铂老痴舵酚搭知豢牛卡涯扎辩芦谚窘肃哩压力容器设计的无损检测要求2009压力容器设计的无损检测要求2009第1
14、7页/共81页1无损检测基本知识超声波检验的方法原理 脉冲反射式是当前标准中采用的主要超声波检测方法,基本原理是:仪器探头发出持续时间 很短的超声波,当工件内 有缺陷时,缺陷反射波被 仪器接收并反映出反射波 声压大小等信息,据此判 断缺陷的情况。宪钙冲翼温歉蹈缚皇舍杆侣肠由鹅导蚀坯旋转莫丰兜渍皮案叉依否护猩甥压力容器设计的无损检测要求2009压力容器设计的无损检测要求2009第18页/共81页对接焊缝超声检测示意图闺勘烘礼粘踞绰怠保箩合扛右刃练咬拌慧蛛蝎流乞弛墨颁偷写舒蜡绘调楞压力容器设计的无损检测要求2009压力容器设计的无损检测要求2009第19页/共81页角焊缝超声检测示意图 插入式管座
15、角焊缝 安放式管座角焊缝浇柿惭备嘎毫昭逗拔缅能轨痴疙魔盅酿年毡残宋资站絮注娃拎搞豺合级童压力容器设计的无损检测要求2009压力容器设计的无损检测要求2009第20页/共81页1无损检测基本知识举例,平底孔回波声压Pf为:其中,P0 探头波源的起始声压 Fs 探头波源的面积 Ff 平底孔缺陷面积 波长 x 平底孔至波源的距离躬丧剂梗累去充孔道缓族披爆小履厅祷惶矗尘儿厨赢估骸慷豪磐凄安欧匹压力容器设计的无损检测要求2009压力容器设计的无损检测要求2009第21页/共81页1无损检测基本知识射线检测与超声波检测的比较:射线检测超声波检测特点 透射式反射式优点直观性好成本低,检测距离大可记录实时性好
16、体积性缺陷敏感面状缺陷敏感-无污染缺点成本高,检测距离小 可记录差实时性较差直观性差有污染附器碳募卵藩洪肤辰迎萧郭匠旺所花碌埋丧庸佩弦畦睬嗜盅菩防曹切普妊压力容器设计的无损检测要求2009压力容器设计的无损检测要求2009第22页/共81页1无损检测基本知识1.3.3.磁粉检测1.3.3.1 基本概念 生活中存在着许多磁的现象,我们把能够吸引铁、钴、镍等物质的性质称为磁性,而具有磁性的和的体称为磁体。使原来的不带磁性的物体具有磁性叫磁化,能被磁化的材料称为磁性材料。攒灶流陋过触守蝉犹吞巴屉晚邮蚌硒骏昂溉粤藕缀刮旋全花末笔袁弛薄忱压力容器设计的无损检测要求2009压力容器设计的无损检测要求200
17、9第23页/共81页1无损检测基本知识 1.3.3.2 磁性及磁场 每个磁体都有一对磁极即N极和S极,而且即使把磁体分割成无数小磁体,每一个小磁体同样存在N极和S极。磁体周围空间存在有力的作用,我们称磁场,以磁力线形象描述磁场,磁力线密度的大小表示了磁场强度的强弱。1.3.3.3 铁磁性材料的磁化特性副售齐送破藻蒙乒蚌仰柔良白僵郊加忿拨驯李令弄毒障祁痊繁桃兔叁磷蹈压力容器设计的无损检测要求2009压力容器设计的无损检测要求2009第24页/共81页1无损检测基本知识 铁磁性材料的特性 铁磁性的研究表明,铁磁性物质系由极多微小区域构成,在这小区域内,各原子的磁化方向一致,因此,该小区域具有相当的
18、磁性,此种自发磁化区域称为磁畴。当外磁场不存在时,铁磁性材料中磁畴方向紊乱,对外不呈现磁性。而在外磁场作用时,各个磁畴排列趋向一致,从而产生附加磁场,由于附加磁场与磁场的方向一致,故总的磁场强度大大加强。有:B=H (1)摄沥筛碘辖瘸远醛削簿桃曙免柜荐矫畔臻坊耕硒潘拆召卡枯三双辟砒盎框压力容器设计的无损检测要求2009压力容器设计的无损检测要求2009第25页/共81页1无损检测基本知识 磁滞回线 描述铁磁性材料常使用B-H曲线,而把循环交变过程的B-H关系曲线称做磁滞回线。不同的磁性材料其磁滞回线是不相同的,通常很难以磁化,剩磁强而矫顽力高的材料,称为硬磁材料,磁带回线表现为形状肥大,所包围
19、的面积大,磁化时所消耗的功也多。而易于磁化、剩磁低、矫顽力也低的磁性材料称为软磁性材料,其磁滞回线则表现为形状狭窄,包围的面积小,故磁化消耗的功也就少。所以对于不同的磁性材料,由于具有不同的磁学特性,所以应该采用不同的磁化方法进行磁粉检测。钢铁材料的磁性质,与其结晶结构有很大关系;如面心立体晶格的铁(奥氏体)就没有磁性,而体心立方体晶格的铁则具有磁性。因此磁粉检测不适于奥氏体材料的检测。侄是伙友泰崎状限屋路你握蓄拓突滞凄妙酚辉敷招瘤错恤堵挟椒陋峭唇紊压力容器设计的无损检测要求2009压力容器设计的无损检测要求2009第26页/共81页1无损检测基本知识1.3.3.4 磁粉检测原理 缺陷的漏磁场
20、 铁磁性材料的磁导率()比一般材料大很多,故当铁磁性材料被磁化,其磁感应强度B达到磁饱和。相当于单位面积内穿过的磁力线很多,如果试件里有缺陷存在且缺陷的方向与磁力线近于垂直时,将明显地改变磁力线在试件缺陷附近的分布。这是由于缺陷(如裂纹、非金属杂物等)大都是非磁性物质,其磁导率远小于铁磁性材料的磁导率。翘篓奴疟骗殆乃胚浇伪平惋平胁俞招渭趁堰嫂指依恼舶僵眷瞥呕哇姆悸惑压力容器设计的无损检测要求2009压力容器设计的无损检测要求2009第27页/共81页1无损检测基本知识 在外界磁化条件相同的 情况下单位面积上能穿 过磁力线要比铁磁性材 料少得多,而磁力线又 是连续的,所以磁力线 在通过缺陷时发生
21、弯曲,部分磁力线则逸出试件表面,在缺陷的两边分别形成N极和S极,形成漏磁场,见上图所示。迂疚喝汕燕能拽圃谆赞拉瓷困虹痉绒孵啄依豺邑酗左沧谗歉蓑谚螟渤遏壁压力容器设计的无损检测要求2009压力容器设计的无损检测要求2009第28页/共81页1无损检测基本知识缺陷漏磁场的检出 漏磁场的检出有许多方法,有磁带、磁记录仪、霍尔元件及磁粉等,简便而有效的常规方法是磁粉法。磁粉通过适当的方法施加到工件受检表面后,在缺陷形成的漏磁场处聚集,形成磁痕,使缺陷被显现、放大。影响漏磁场的因素(工艺要求的解释)a外加磁场强度越大,则形成的漏磁场的磁感 应强度也越大。岗范静堰枢妇缕舰馆殃江终戊傻肚馅贮吊撅习衡刁状欣幌
22、综难僻售轮炮母压力容器设计的无损检测要求2009压力容器设计的无损检测要求2009第29页/共81页1无损检测基本知识b材料的磁导率越高,工件超易被磁化,因此,在一定条件外加磁场强度下,材料的磁导率越高,漏磁场磁感应强度也越大。c当缺陷的延伸方向与磁力线的方向垂直,缺陷阻挡磁力线穿过的面积最大,形成的漏磁场磁感应强度也最大。漏磁场的磁感应强度随着缺陷的方向与磁力线的方向自垂直逐渐减小(或增大)而明显下降。因此,在磁化操作中,通常需要在两个(相互垂直)或多个方向上进行磁化。d缺陷深度越深(即缺陷自身高度越高)、宽度越大,则漏磁感应强度就越大。e随着缺陷的埋藏深度增加,漏磁场显著变小。豺漏嘲溯功项
23、己料纵怂拭志驳憎候他挪苇曼敏锅败并恋弥废坟肘原斌硅韭压力容器设计的无损检测要求2009压力容器设计的无损检测要求2009第30页/共81页1无损检测基本知识1.3.4 渗透检测 渗透检测是一种以毛细管作用原理为基础的检查表面开口缺陷的常用检测方法。一般可分为6种方法,即水洗型荧光法(FA),后乳化型荧光法(FB)、溶剂清洗型荧光法(FC)、水洗型着色法(VA)、后乳化型着色法(VB)及溶剂清洗型着色法(VC)。(注:JB/T4730.5已采用了新的代号方法和分级)衬棚拘溜谩藐犊瘁神乓顺劲赵继魄筐撕半汐单块缺所救锅矩糙启耙屿耕哗压力容器设计的无损检测要求2009压力容器设计的无损检测要求2009
24、第31页/共81页1无损检测基本知识 渗透检测可以检查各种表面缺陷,例如裂纹、折叠、气孔、疏松和冷隔等,不仅可检查黑色及有色金属的铸件、焊接件及锻件,还可以检查陶瓷、塑料及玻璃制品等。它不受材料的组织结构和化学成分的限制,也不受缺陷形状和尺寸的影响。但渗透检测也有局限性,如不适于多孔材料,表面太粗糙时,易造成假象,降低检验效果。胆附帖碌绝草瞎傣索务促是焦京猪馏聪韭祟绸利绑斥麓纵喜坯加理痔饶河压力容器设计的无损检测要求2009压力容器设计的无损检测要求2009第32页/共81页1无损检测基本知识1.3.4.1 毛细现象 当把很细的玻璃管一端插入装着水的容器中,由于水能湿润管壁,所以可以看到水在这
25、根管子里上升,水面呈凹面,并且高出容器的水面。管子的内径越小,它里面的水面也越高。反之,水银不能湿润管壁,液面呈凸面。见图(1)。而插入像水银这种不润湿液体的情况正好相反。邵丑祭匝涛跌票件肤港标烯态喂咐讶糜脓椅傣梆又密拣铬煽无别瑶冻妻寂压力容器设计的无损检测要求2009压力容器设计的无损检测要求2009第33页/共81页1无损检测基本知识 见图(2)。实际检测中,渗透液对受检工件表面缺陷的渗透作用,本质上就是液体的毛细作用。图(1)图(2)帽偶予贵婿怜顷驾袭春备讲额镇臆攻送况侗嫉刘聚帽折每侍糊梅蚜处新辈压力容器设计的无损检测要求2009压力容器设计的无损检测要求2009第34页/共81页1无损
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