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测等领域。用于无损检测的超声波频率一般在0.5~10MHz之间,如钢等金属材料的常用检测频率为l~5Hz。
超声波探伤是利用材料本身或内部缺陷的声学性质对超声波传播的影响来检测材料的组织和内部缺陷的方法。目前,广泛使用的探伤方法是脉冲反射法,该探伤方法的基本原理是将超声波脉冲发射到被测样本中,然后接收来自样本的发射波,根据发射波声压的不同以实现对被测材料中缺陷的定位和识别。
超声波检测主要用于探测试件的内部缺陷,所谓超声波是指超过人耳听觉、频率大于20kHz的声音。
1)原理:来自传感器的高频声脉冲在试件材料中传播,遇交界面反射
2)应用范围:只要声音传播性和表面粗糙度较好,形状不复杂,可适用于大多数
材料的检查
3)优点:提供快速,精确,高灵敏的检验结果。厚度信息,深度及缺陷种类等都
可在构件的一个表面得到
4)不足:通常没有永久记录。材料衰减,表面租糙和外形影响检测。需耦合剂。 (4)磁粉检测(MagneticParticleTesting)
自然界有些物体具有吸引铁、钴、镍等物质的特性,我们把这些具有磁性的物体称为磁体。使原来不带磁性的物体变得具有磁性叫磁化,能够被磁化的材料称为磁性材料。
铁磁性材料被磁化后,其内部产生很强的磁感应强度,磁力线增大几百倍到几千倍如果材料中存在不连续性缺陷,磁力线会发生畸变,由于缺陷中空气介质的磁导率远远低于试件的磁导率,使磁力线受阻.一部分磁力线挤到缺陷的底部,一部分穿过裂纹。一部分排挤出工件的表面再进入工件。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。我们称之为磁痕,从而显示缺陷。如图
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1)原理:磁化被测部件后将细磁粉涂于表面.不连续处会呈现线条 2)应用范围:适用于检测所有铁磁性材料的表面或近表面的不连续
3)优点:使用相对简单,设备或材料通常廉价,比PT灵敏,快捷;可以检查出表
面和近表面缺陷;检测灵敏度很高,可以发现极其细小的裂纹。
4)不足:只用于表面和近表面的不连续,只是用于铁磁性材料工件的形状和尺寸
有时对探伤有影响,因其难以磁化而无法探伤。
(5)渗透检测(PenetrationTesting)
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零件表面被施涂含有荧光染料或者着色染料的渗透液后,在毛细管作用下,经过一定时间,渗透液可以渗进表面开口的缺陷中:经去除零件表面多余的渗透液后,再在零件表面施涂显影剂,同样,在毛细管作用下,显像剂将吸引缺陷中保留的渗透液,渗透液回渗到显像剂中:在一定的光源下(紫外线或者白光),缺陷处的渗透液痕迹被显示(黄绿色荧光或者鲜艳红光),从而探测出缺陷的型貌以及分布状态。如图
1)原理:将可视或荧光物资的液体涂到表面,由毛细作用进入不连续处 2)应用范围:事实上可以用于任何无覆盖层,未污染的无吸附性固体
3)优点:操作相对简单,材料廉价,特别敏感,通用,培训少渗透探伤可以用于
疏松多孔性材料外任何种类的材料;形状复杂的部件也可用渗透探伤,并一次操作就可大致做到全面检测:同时存在几个方向的缺陷,用一次探伤操作就可完成检测;不需要大型的设备,可不用水、电。
4)不足:只能检测到开口至表面的不连续,表面必须相对光滑且没有污染物;检
测工序多,速度慢;检测灵敏度比磁粉探伤低;材料较贵,成本较高;有些材料易燃,
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有毒。
(6)涡流检测(Eddycurrenttesting)
1)原理:导电试样在电磁感应的作用下产生局部电场
2)应用范围:几乎可以对所有导体的缺陷,冶金状态,减薄及导电性进行检验 3)优点:快速,通用,灵敏,非接触式,适于自动化和现场检验
4)不足:必须理解和控制变量。只穿透浅层,离地距离和表面条件限制。
三、射线探伤技术在船舶制造业中的应用研究
3.1前言
1895年德国物理学家伦琴发现X射线,1912年美国物理学家D库利吉博士研制出新型X射线管一白炽阴极X射线管,这种X射线管可以承受高电压、高电流,为X射线的工业应用提供了基础。1922年美国麻萨诸塞州陆军兵工厂安装了库利吉管X射线机,工作电压为200kV,管电流达5111A,一次完成了真正的工业射线照相。
此后,射线照相检验技术得到了迅速的发展,1930年前后,射线照相检验技术正式进入工业应用。1940年前后,首次得出了射线照相检验底片质量问题。1962年前后,建立了完整的、至今仍在指导常规射线照相检验技术的基本理论。1970年以后,图像增强器射线实时成像检验技术、射线层析检测技术等发展迅速。1990年以后射线检测技术进入了数字射线检测技术时代,成像板及线阵列射线实时成像检验技术和CR技术是发展中的重要技术.对于工业应用,射线检测技术已形成了一个完整的技术系统,一般认为可划分为:射线照相检验技术、射线实时成像检验技术、射线层析检测技术和辐射测量技术四类。射线照相检验技术主要是X射线照相检验技术、Y射线照相检验技术、中子射线照相检验技术和非胶片射线照相检验技术等。
3.2射线探伤
3.2.1 X射线检测概述
射线检测技术是一种重要的无损检测技术。它依据的是被检工件由于成分、密度、厚度等的不同,对射线产生不同的吸收和散射特性并对被检工件的质量、尺寸、特性等做出判断。X射线检测是众多射线检测中比较常见的一种,广泛应用于冶金、机械、石油、化工、航空、航天、医疗等各个领域。
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