失效分析 第5章.ppt

5.1 无损检测诊断技术概述 5.2 超声检测诊断技术 5.3 声发射检测诊断技术 5.4 射线检测诊断技术 5.5 涡流检测诊断技术 5.6 磁粉检测诊断技术 5.7 渗透检测诊断技术 第五章 无损检测诊断技术 无损检测诊断技术: 在不损伤被检测对象的条件下，利用材料内部结构异常或缺陷存在所引起的对热、声、光、电、磁等反应的变化，来探测各种工程材料、零部件、结构件等内部和表面缺陷，并对缺陷的类型、性质、数量、形状、位置、尺寸、分布及其变化作出判断和评价。 5.1 无损检测诊断技术概述 5.1.1 概述 目的: 定量掌握缺陷与载荷的关系，即评价构件的允许载荷、寿命或剩余寿命关系。 检测结构在制造和使用过程中产生的结构不完整性及缺陷情况，以便改进制造工艺，提高产品质量，及时发现故障，保证设备安全、高效、可靠地运行。 5.1.1 概述 三种含义： 无损检测NDT (Nondestructive Testing); 无损检查NDI (Nondestructive Inspection); 无损评价NDE (Nondestructive Evaluation); NDT──仅检测出缺陷； NDI──以NDT检测结果为基础判定缺陷； NDE──掌握对象的载荷、环境条件，对构件的完整性、可靠性及使用性能进行综合评价。 5.1.2 特点 无损检测诊断技术的特点： (1) 不会对构件造成任何损伤 (2) 为查找缺陷提供有效方法 (3) 能够对产品质量实现监控 (4) 能够防止产品失效引起的灾难性后果 (5) 无损检测诊断技术具有广阔的应用范围 5.1.3 常用方法 常用的有6种： 超声检测、声发射检测、 射线检测、 涡流检测、磁粉检测、 渗透检测（已列入国际标准，可参照执行） 适用场合不同： 超声和射线用于探测内部缺陷； 磁粉和涡流用于探测表面和近表面缺陷； 渗透仅用于表面开口处的缺陷； 声发射用于动态无损检测。 5.2 超声检测诊断技术 5.2.1概述 超声波：是频率高于20kHZ的声波，它是方向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能 (常用0.5-10MHZ) 超声检测诊断技术: 利用材料本身或内部缺陷对超声波传播的影响，来判断结构内部及表面缺陷的大小、形状和分布情况。 5.2.1概述 超声波特点： 1)超声波在介质中传播时，遇到界面会发生反射； 2)超声波具有良好的指向性，频率愈高，指向性愈好； 3)超声波传播能量大，对各种材料的穿透力较强。 检测原理： 超声波进入物体遇到障碍（缺陷或其他异质界面）时，其方向和强度就会受到影响，发生反射、折射、散射或吸收等，根据这种影响的大小就可以确定缺陷部位的尺寸、物理性质、方向性、分布方式及分布位置等。 5.2.1概述 超声检测特点 优点： 穿透能力较大，检测距离大；（例如在钢中的有效探测深度可达1米以上） 对平面型缺陷如裂纹、夹层等，探伤灵敏度较高，并可测定缺陷的深度和相对大小； 设备轻便，操作安全，易于实现自动化检验。 缺点： 不易检查形状复杂的工件，要求被检查表面有一定的光洁度。 对于粗晶粒铸件和焊缝，因易产生杂乱反射波而较难应用。 结果不直观，要求有经验的人员来进行操作和判断检测结果。 5.2.1概述 超声检测应用： 是无损检测中应用最为广泛的方法之一。适用于各种尺寸的锻件、轧制件、焊缝和某些铸件，无论是钢铁、有色金属和非金属，都可以采用超声法进行检测，包括各种机械零件、结构件、电站设备、船体、锅炉、压力容器、非金属材料等。 如：检测锻件的裂纹、分层、夹杂；焊缝中的裂纹、气孔、夹渣、未熔合、未焊透，型材的裂纹、分层、夹杂、折叠；铸件中的缩孔、气泡、热裂、冷裂、疏松、夹渣等缺陷及厚度测定等。 5.2.2 超声检测法分类 按检测原理：共振法、穿透法和脉冲反射法。 按探头与工件接触方式：直接接触法、液浸法。 共振法： 利用共振现象检测物体缺陷的方法（主要用于检测工件的厚度）。 原 理：通过调整超声波的发射频率，以改变发射到工件中的超声波的波长，使工件厚度为超声波半波长的整数倍时，便产生共振，由此可测出工件厚度。 5.2.2 超声检测法分类 穿透法：根据超声波穿透工件后能量的变化来判断内部有无缺陷。 原 理：两个探头置于试件两侧面，一个探头发射超声波，另一个接收，根据接收到的超声波的强弱判断内部是否有缺陷。若无缺陷，超声波较强，衰减较小；若有缺陷，超声波在缺陷处会反射或折射，阻止超声波到达接收探头。 优 点：设备简单，操作容易，检测速度快。 缺 点：不能探测缺陷深度，灵敏度低，探头位置要求高。 5.2.2 超声检测法分类 脉冲反射法：根据缺陷的回波和底面的回波来进行判断，是目前应用最广泛的超声波检测法。 原