无损检测技术上.docx
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无损检测技术上
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遨落鱼夔羹
日且么似
一
、、
无损检测技术
清华大学
上
。
‘
张家骏
变化来推断材料内部组织和结构的异常
口
概述
当然物理最
什么是无损检测无损检测技术就是在不损伤被检材料工件或设备的情况下应用某些物理方法来测定材料工件或设备的物理性能状态和内部结构检测其不均匀性从而判定其合格与否也就是说应用无损检测技术能够在铸造锻造冲压焊接以及切削加工等每道工序中检查该工件是否符合要求以避免进行徒劳无益的后道工序合理地制造出产品它还可以根据使用部位的不同在不影响设计性能的前提下使用某些有缺陷的材料因此无损检测是一种既经济而又能使产品达到性能要求的技术它对控制和改进生产过程中的产品质量保证材料零件和产品的可靠性以及提高生产率等起着关键性作用无损检测技术从产品设计加工制造成品检验到在役检查各阶段都可以发挥作用例如在设计研制阶段可以通过无损检测来确定设计思想在加工制造阶段可用无损检测来检查内在质量和序质量用以剔除每道工序中的不合格产品和改进制造工艺例如为了确定焊接规范可根据预定的焊接规范制成试样进行射线照相或超声检撕等无损检测随后根据检测结果修正焊接规范又如当制造铸件时为了确定铸造工艺设计也可利用射线照相等无损检测方法根据缺陷发生的清况来改进浇冒日设计在成品验收阶段用无损检测方法对产品质量作出鉴定以增加使用者对产品是否符合要求的信心最后在产
、
的变化与材料内部的组织结构的异常不一定是一一时应的也就是说材料的内部异常不一定能使所有物
理量都发生变化物理量化情况靠判断
,
。
因此需要根据不同情况选用不同的
、
而月有时往往需要综合考虑几种物理量灼少才能对材料内部组织结构的异常情况作出可
。
、
、
、
、
。
、
二
、
无损检测方法及应用
。
。
、
。
常期以来无损检测大多以检测方法为中心进行分美很少采用以原理为中心的分类方法随着科学
技术发展
法不一
。
无损检测方法愈来愈多
到底有多少种说
调研分析做得最多的是美国国家宇航局
,
、
、
。
、
、
种方法归纳成六大类年提出了和两个辅助分类并对每一种方法说明其工作原理检测对象适用范围制约条件以及参考文献
、、
口
。
、
。
。
品使用过程巾经常地或定期地进行无损检测
可以做
到防患于未然加任何东西
用
。
。
虽然看起来无损检测没有在产品「增但是实际上它对产品质量起了保证作
把无损检测方法归纳成种年美国无损检测手册正式将无损检溯技术划分为六大类即目视检沮射线透照电磁检测超声检测热检测和化学检侧外加两个辅助类即成像和信号分析具体方法有种无损检测方法虽然很多适用于各种不同场合但是最常用的还是射线检侧超声检测磁粉检侧渗透检测和涡流检测种常规方法以及经常被遗忘的目视检测年起声发射检测和红外检测在以土的无损美国已被列入常规检测方法目前检测是采用上述类方法篇关于无损检最近几年国外每年大约有测技术的文献资料发表其中出版最多的是美国约占把文献资料按不同检测方法分类大致比
。
年根据实际应用情况
、
、
、
、
。
、
。
、
、
、
。
。
。
不过由于它不是一种成形技术
因此
在工业发展初期
。
例如’超声检测涡流检测
。
往往容易被人们所忽视
无损检测技术的发展
射线检测磁粉检测
一
在某个方面反映了一个国家的工业水平
,
无损检测技术是利用材料的物理性质因有缺陷而发生变化这一事实测定其变化最从而判断材料内部是否存在缺陷因此它的理论根据是物理性质目前在无损检测所利用的材料物理性质有材料在射线辐射下呈现的性质材料在弹性波作用下呈现的性质材料的电学性质磁学性质热学性质以及表面能量的性质等因此弄清这些物理性质以及测量材料性质的细微变化的技术就成为无损检测技术的基础也就是说无损检测是利用材料内部组织和结构异常时引起的物理量变化的原理反过来用物理量的
。
。
‘“
、
、
。
。
一其他方法渗透检测一其他内容其中有关超声检测的文献最多从上述比例可以看到前类常规检测方法的文献约占全部文献的一在这种常规方法中超声检测约占涡流检侧占磁粉检射线检测占测占渗透检测占但根据口本非破坏检查公司年代中期的统计在日本生产应用方面种常规方法中超声检测约占射线检渊占涡流检测占磁粉检侧占渗透检
。
1994-2009ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.
测占
。
一种趋势
这购数字虽然不二定完个准确但说明厂即牛产实际「,用得最多的是射线检测和磁
是否正常
生产
。
用小尖锤敲击铸件表面看内部有没
因此难于作出定量的表示形式
有空洞等等
这些方法都是依靠人的听觉或手的感觉
粉检测
但从发表的文献来看
。
大家更感兴趣和研究
、
来作出分析和判断的表示形式
。
得蛟多的是超声检测随着计算机和信号处理技术在无损检测中的广泛应用与此关系密切的超声检测涡流检测和声发射检测已成为近年来发展最快的无损检测技术这是因为随着微电子学和计算机技术的发展以及信号处理和成象技术的普遍采用超声
。
而超声检测则是采用更高的频率和用仪器来作出定量与普通声波相比
以发现更小的缺陷
。
超声检测法采用更高的频率是
因为它能形成窄的波束超声检测法中
、
指向性好
它的波长短
、
叮
检测等检测方法的可靠性愈来愈高成为采用最普遍的无损检测技术子是美国
少
,
超声检测目前已
有根据缺陷的回波和工件底面的
这方面最突出的例多家电家电力公司卜面所属的
回波来进行判断的脉冲反射法
有根据缺陷影形来判
。
口前生产中保证安全运行的主要无损检测手段是
。
超声检测
生产成本
卜述
这样做不但更能保证质量
而且能够降低
。
断缺陷情况的穿透法还有由被检工件所发生的超声驻波来判断缺陷情况或壁厚的共振法其中用得最普遍的是脉冲反射法脉冲反射法就是把超声脉冲从探头射人被检工件如果工件内部有缺陷则一部分人
,
种常规尤损检测方法根据其用途基本上可
射的超声波在缺陷处被反射的信号
的关系
、
利用探头接收反射回来
。
分为两大类
其中可用
。
又
检测工件内部缺陷的主要是
、
就可检出缺陷的部位和大小
可以把超声波分为纵波
、
超声检测和射线检测
渗透检测和涡流面检测则卞要检测「的表而和近表面缺阶卜分别件对种常规无损检测方法的基本原理检测方法优
。
一
而磁粉检测
根扮介质质点的振动方向和振动的传播方向之间
横波
、
、
表面波和板
、
波
。
一般由直探头发出和接收纵波
它的质点振动方
缺点和适用范围作简单介绍
。
向和波的传播方向相同
无论在气体
。
液体和固体中
超声检测法超声波在自然界和
被广泛应用于科学
的声音频率为
、
活常,一中普遍存在
。
月前已
工程和迭学中许多领域
超声波
与一般声波的区别主要是频率范围不同
一
人耳能听到
都能传播纵波用途最”一般由斜探头发出和接收横波它的质点振动方向和波的传播方向相垂直只能在固体中传播主要适用于检测焊缝表面波沿固体介质表而传播质点绕其平衡位置做椭圆运动适
,
。
而超声波检测装置所高得多
用波
二
发出和接收的频率要比常用频率为
一般为
。
板波是在板中传播的弹性质点的轨迹也是椭圆形适用于检测薄板件当超声波传到缺陷被检工件底面或各类异种材
。
、
检测工件表面缺陷
。
超声检测就是利用超声波来对材料和一件进行检验和测量在检验方面典型的应用是超声探伤以及检验材料和工件的物理性能和力学性能在测量方面介质的许多非声学特性和某些状态参量例如壁
,
。
料结合面处时会发生反射这是因为界面两侧材料的声阻抗不同造成的声阻抗是介质密度和介质中声速的乘积例如空气中的声速为水中的声速
厚
、
温度
、
液位
、
流量等都可用超声方法来测定
。
当
然超声波在机械工业中的应用还更广泛工和处理技术等也发展很快
、、、
例如超声加
、
它们是利用超声波的能量来改变物质的性质和状态的技术如超声钻孔清洗焊接粉碎凝聚和催化等等超声检验和最之间的关系非常密切例如超声
。
为钢中纵波的声速为钢中横波的声速约为纵波声速的钢中表面波的声速因此当钢中的超声波传到钢约为横波声速的与空气的界面时由于空气与钢的声速和密度都相差被反射因此钢件很大超声波在界面上几乎
。
中即使存在很小的裂纹等平面状缺陷也能被超声波检测出来收到
。
从技术原理上说几乎完全相仿但是超声检测和超声加工处理之间的区别就比较明显从机电换能的角度来看超声加工处理往往着重大功率的连续波超声而
。
测量液位和超声探伤只是检测目的和对象不同
当然从缺陷处反射回来的超声波必须能被探头接
因此入射的超声波应尽可能与被检测界面相垂
,
。
功率不大更多采用脉冲波超声因此超声加工处理时非常重视一些描述声场强弱的物理量的测定如声压声强和声功率等而超声检测则着重一些描述介质中超声传播特性的物
。
超声检测则使用灵敏度很高
、
。
理最
如声速
、
声衰减和声阻抗等
。
利用普通声波从物体外表面不损坏地检测物体内部洁况的方法叭就为人们所采用
瓜表皮听听是否熟了
例如
用手拍击西
假如缺陷不是相当大或者不是比较密集时就不容易得到足够的缺陷回波所以超声检测特别适用于检测裂纹等面状缺陷而对体积状缺陷则灵敏度较差例如单个气孔的检出率较低另外被检工件的金属组织较细时超声波可以传到相当远的距离例如可对直径为数米的大型锻件的内部缺陷进行检测但当晶粒粗人时则超声衰减严重杂波也多信噪比低只能检测壁厚较小的工件为了提高超声从探头进人工件的能力必须排除直
对球形缺陷
。
。
。
。
医生轻敲病人的胸腹检查内脏
探头与被检工件间的气隙
一般是用液体充满探头与
1994-2009ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.
高效节能的有色金属熔化炉
在有色金属铸造等行业中有许多用于熔化铝铜等有色金属的熔化设备其中以增涡炉最为普遍其加热方式由烧焦炭燃油煤气到电阻热效率不断提荡操作者的工作环境不断改善但仍然存在着
。
。
、、
、
在炉体上设计了
法
。
“
”
和
“
△
”
接法转换装置
“
’
实现在硅
’
炭棒阻值增加较多的条件卜由
。
接法转换为
△
’
接
共同的弱点
北京沃克应用技术开发公司吸收了科学技术的型新成果开发生产了池式无柑珊化铝炉详见封袄广告〕该炉采用了卜先进技术列玲采用硅炭棒为发热元件并使之置于熔池上方直接以辐射加热铝块比址飒导热加热大大提℃高了热效率由硅炭棒的表而温度可达
、
—
址涡寿命短
、
容量小和生产效率低
。
。
从而在保证硅炭棒发热强度的条件下延长硅炭棒的有效使用时间由于池式加热炉摆脱了柑祸的限制使化铝炉的容量大大增加从而为流水线生产的集中熔化提供了条件使有色金属铸造生产向高效节能迈进了一大步老产品的技术改造使之向高效节能方向发展对企业平稳的实现技术改造尽快投人正常生产有
着很重要的实际意义
。
。
使炉内温度达定温度为高了加热强度
一
。
℃
。
实际操作时
炉内设
作
造
。
北京沃克应用技术开发公司在此方面做了大量工他们对柑祸式加热炉的结构做了大量的技术改
℃
远远高于琳锅炉内温度
大大提
除采用了晶闸管控温
“”“”
、
硅炭棒发热元件
。
、
炉体设
缩师了化铝的时间
牛产效率提高了
置发热元件
“
接法转换及定时小功率愉出等先
。
采用钢纤维耐火材料浇注熔池熔池整体性很好耐热蚀能力很强气密性很好熔池寿命可达年由取消了增涡避免了铝液铁质增生
、
进技术同时对硅炭棒的结构做了改进由原来的直棒式改为形棒式使硅炭棒的接线冷端全部由炉
’
底引出
。
这
一
改进消除了炉内硅棒冷端
使炉内硅炭
。
几
棒全邹为发热体孔
实现在同等规格加热炉中增大柑祸由于取消了上端冷端接线
现象提高了铸件质量炉体采用倾斜式出液结构地面安装保证了出铝门定点浇注可实现自动化铸造生产线生产由卜池式化铝炉密封性很姑巨炉体采用了高性能的保温材料热导率为。
铝液在浇注过程散热少炉身散热少对环境的热污染小大大改善了操作者的工作环境温度控制采用晶闸管调控温控精确自适应能力强设计了乎动和自动两种控制方式在自动控制系统中独创采用定时时间继电器小功率自动输出从而避免了硅炭棒在送电初期受强电流冲击而激热加速其老化从而延长了硅炭棒的使用寿命节约生产用元器件硅炭棒在使用一段时间后其阻伉会增值长期使用后会使硅炭棒通过的电流下降从而降低发热效率为确保化
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