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壓力容器無損檢測

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壓力容器無損檢測
杭州市特種設備檢測研究院  
 夏福勇   高級檢驗師
1    概  述
       1.1無損檢測的定義：無損檢測是指在不損壞試件的前提下，以物理或化學方法為手段，借助先進的技術和設備器材，對試件的內部及表面的結構，性質，狀態進行檢查和測試的方法。
      1.2 常用的無損檢測方法有
       射線檢測（簡稱RT）、
       超聲檢測（簡稱UT）、
       磁粉檢測（簡稱MT）、
        滲透檢測（簡稱PT）。
       這四種方法是承壓類特種設備制造質量檢驗和在用檢驗最常用的無損檢測方法。其中RT 和UT主要用于探測試件內部缺陷，MT和PT主要用于探測試件表面缺陷。其他用于承壓類特種設備的無損檢測方法有渦流檢測（簡稱ET）、聲發射檢測 （簡稱AE）等。
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1.3無損檢測目的及應用特點
（1）、無損檢測目的  
 ① 保證產品質量    ② 保障使用安全
 ③ 改進制造工藝    ④ 降低生產成本
   (2 )、無損檢測應用特點 
① 無損檢測要與破壞性檢測相配合 
② 正確選用實施無損檢測的時機
③選用最適當的無損檢測方法
④  綜合應用各種無損檢測方法 
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2 射線檢測
       射線的種類很多，其中易于穿透物質的有X射線、γ射線、中子射線三種。其中X射線和γ射線常應用于鍋爐壓力容器壓力管道焊縫和其他工業產品、結構材料的缺陷檢測，而中子射線僅用于一些特殊場合。
    射線檢測最主要的應用是探測試件內部的宏觀幾何缺陷（探傷）。按照不同特征（例如使用的射線種類、記錄的器材、工藝和技術特點等）可將射線檢測分為射線照相等多種不同方法。
    射線照相法是指X射線或γ射線穿透試件，以膠片作為記錄信息器材的無損檢測方法，該方法是應用最廣泛的一種最基本的射線檢測方法。本節主要介紹射線照相法。
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2.1. 射線照相法的原理
        X射線和γ射線通過物質時，其強度逐漸減弱。射線強度的衰減由以下公式表示：

通過物體后的射線強度減弱主要與物質的衰減系數和物體厚度有關。一般認為是由光電效應引起的吸收、康普頓效應引起的散射和電子對效應引起的吸收三種原因造成的。
        射線還有一個重要性質，就是能使膠片感光。當X射線或γ射線照射膠片時，與普通光線一樣，能使膠片乳劑層中的鹵化銀產生潛象中心，經過顯影和定影后就黑化，接收射線越多的部位黑化程度越高，這個作用叫做射線的照相作用。因為X射線或γ射線使鹵化銀感光作用比普通光線小得多，所以必須使用特殊的X射線膠片。這種膠片的兩面都涂敷了較厚的乳膠。此外，還使用一種能加強感光作用的增感屏。增感屏通常用鉛箔做成。
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        材料中如有缺陷存在會影響射線的吸收，使透過射線強度發生變化，用膠片可測量出這一變化。如圖8—5所示，厚度為T厘米的物體中有厚度為△T厘米的缺陷時，射線穿透無缺陷部位，透過射線強度為J，曝光得到的底片的黑度為D，而射線穿透有缺陷部位，透過射線強度為J+△j，曝光得到的底片黑度應為D+△D，把曝過光的膠片在暗室中經過顯影、定影、水洗和干燥。再將底片放在觀片燈上觀察，根據底片上的黑度變化所形成的圖像，就可判斷出有無缺陷，以及缺陷的種類、數量、大小等，這就是射線照相法的原理。
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2.2、射線檢測設備
       射線照相設備可分為：X射線探傷機；γ射線探傷機；高能射線探傷設備三大類。
    X射線探傷機管電壓在450 kV以下，可分為攜帶式，移動式兩類。最大穿透鋼鐵厚度可達100 mm。γ射線探傷機的射線能量取決于放射性同位素的種類，常用γ源有C060、Irl92、Se75三種，最大穿透鋼鐵厚度可達200 mm。高能射線探傷設備由電子加速器（包括直線加速器、回旋加速器）產生能量為1～24 MeV射線。最大穿透鋼鐵厚度可達500 mm。
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2.2、射線檢測設備
      
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2.2、射線檢測設備
       
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2.2、射線檢測設備
      
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2.2、射線檢測設備
      
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2.3  射線照相工藝要點
       一般把被檢的物體安放在離X射線裝置或γ射線裝置50 cm到1 m的位置處，把膠片盒緊貼在試樣背后，讓射線照射適當的時問（幾分鐘至幾十分鐘）進行曝光。把曝光后的膠片在暗室中進行顯影、定影、水洗和干燥。將干燥的底片放在觀片燈的顯示屏上觀察，根據片的黑度和圖像來判斷存在缺陷的種類、大小和數量。隨后按通行的標準，對缺陷進行評定和分級。以上就是射線照相探傷的一般步驟。
    按射線源、工件和膠片之間的相互位置關系，透照方法分為縱縫透照法、環縫外透法、環縫內透法、雙壁單影法和雙壁雙影法五種，見圖8—6。其中雙壁單影法用于小直徑的容器或大口徑管子焊縫，雙壁雙影法用于Φ≤100 mm以下管子對接環焊縫。 
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圖8—6焊縫透照方式示意圖
a）縱縫透照法  b）環縫外透法   c）環縫內透法   d）雙壁單影法   e）雙壁雙影法
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(1)照相規范的確定
       為得到高靈敏度的底片，照相規范的選擇應注意以下幾點：
a.透照方式的選擇：     有外透法、內透法。
      外透法的優點是操作比較方便，內透法
的優點是透照厚度差小，在滿足透照厚度
比K值的情況下，一次透照長度較大。
b. K值控制   透照厚度比K的含義見圖8—8，
由圖中關系可知射線源到膠片的距離F愈大
，射線源尺寸越小，工作表面到膠片的距離）越小，半影越小，也就是說工件越薄，膠片貼得越緊，清晰度越好。標準規定，縱縫的K值不得大于1.03，環縫的K值不得大于1.1。限制透照厚度比，也就間接控制了橫向裂紋檢出角口，使之不致過大。過大的角度有可能導致橫向裂紋漏檢。采用源在中心的內透法，是最佳透照方式。
       c.透照距離的選擇       在選擇透照距離時，應將焦距選得大一些。但是由于射線的強度工與焦距F的平方成反比，所以不能把焦距選得過大，不然透照時，射線強度將不夠。
   d.曝光量的選擇      曝光量E為射線強度j與曝光時間t的乘積，即E=jt。曝光量的大小要能保證足夠的底片黑度。如果管電壓偏高，那么小的曝光量也能使底片達到規定黑度，但這樣的底片靈敏度不夠好。所以，一般情況下X射線照相的曝光量選擇15 mA.min以上。
    e.膠片、增感屏的選擇與底片黑度控制       通常照相時是將厚度為0.03～0.2 mm的鉛箔增感屏與非增感型膠片一起使用。底片黑度D一般規定為2.0～4.0的范圍內，黑度大于4.0觀片燈有時就不容易看清了，所以底片黑度不宜太大。
(2)象質計（透度計）的應用        為了評定底片的靈敏度，需要采用象質計，象質計是用來檢查透照技術和膠片處理質量的。衡量該質量的數值是象質指數，它等于底片上能識別出的最細鋼絲的線編號。用底片上必須顯示的最小鋼絲直徑與相應的象質指數來表示照相的靈敏度。所謂射線照相的靈敏度是射線照相能發現最小缺陷的能力。射線照相靈敏度分為絕對靈敏度和相對靈敏度。絕對靈敏度是指射線透照某工件時能發現最小缺陷的尺寸，射線照相的相對靈敏度K用透照方向上所能發現缺陷的最小厚度尺寸ΔD與該處的穿透厚度d的百分比表示，即              目前標準規定的象質指數，換算成相對靈敏度，其值大約在1%～2%之間。
2.4、底片評定
    評片工作一般包括下面的內容：
    1）評定底片本身質量的合格性；
    2）正確識別底片上的影像；
    3）依據從底片上得到的工件信息，按照 
         驗收標準或技術條件對工件質量作出
        評定；
    4）記錄和資料。

底片質量要求 
⑴ 靈敏度：從定量方面而言，是指在射線底片可以觀察到的最小缺陷尺寸或最小細節尺寸；從定性方面而言，是指發現和識別細小影像的難易程度。在射線底片上所能發現的沿射線穿透方向上的最小尺寸，稱為絕對靈敏度，此最小缺陷尺寸與透照厚度的百分比稱為相對靈敏度。用人工孔槽，金屬絲尺寸（像質計）作為底片影像質量的監測工具而得到的靈敏度又稱為像質計靈敏度。
       要求：底片上可識別的像質計影像、型號、規格 、擺放位置，可觀察的像質絲號是否達到標準規定要求等，滿足標準規定為合格。
⑵ 黑度：
       為保證底片具有足夠的對比度，黑度不能太小，但因受到觀片燈亮度的限制，底片黑度不能過大。根據JB4730標準規定，國內觀片燈亮度必須滿足評片要求。
       底片黑度測定要求：按標準規定，其下限黑度是指底片兩端搭接標記處的焊縫余高中心位置的黑度，其上限黑度是指底片中部焊縫兩側熱影響區（母材）位置的黑度。只有當有效評定區內各點的黑度均在規定的范圍內方為合格。（底片黑度有一定的范圍，才有可能成為影像）
底片評定范圍內的黑度應符合下列規定：
  A級：1.5≤D≤4.0；
  AB級  2.0≤D≤4.0；
   B級：2.3≤D≤4.0；
           透照小徑管或其它截面厚度變化大的工件時，經合同各方同意，AB級最低黑度可降低至1.5，B級最低黑度可降低至2.0。  采用多膠片技術時，單片觀察時單片的黑度應符合以上要求，A級允許以雙片疊加觀察,雙片迭加觀察時單片黑度應不低于1.3。對評定范圍內黑度D＞4.0的底片，如有計量檢定報告證明所用觀片燈的亮度能滿足要求，并經合同各方同意，允許進行評定。

⑶ 標記：
       底片上標記的種類和數量應符合有關標準和工藝規定，標記影像應顯示完整、位置正確。常用標記分為識別標記：如產品編號、焊接接頭編號、部位編號和透照日期。返修后的返修標記和擴大檢測比例的擴大標記；定位標記：如中心定位標記、搭接標記等；上述標記應放置距焊趾不少于5mm。
(搭接標記的檢查:縱向和橫向焊縫100%透照的底片應檢查搭接標記是否符合要求,以防止漏檢。有效長度、透照次數是否滿足要求。)
⑷ 偽缺陷：
        因透照操作或暗室操作不當，或由于膠片，增感屏質量不好，在底片上留下的缺陷影像，如劃痕、折痕、水跡、斑紋、靜電感光、指紋、霉點、藥膜脫落、污染等。上述偽缺陷均會影響評片的正確性，造成漏判和誤判，所以底片上有效評定區域內不允許存在有干擾缺陷影像識別的偽缺陷影像。
2.5、射線的安全防護
      射線防護，就是在盡可能的條件下采取各種措施，使操作人員和周圍其他人員接受的劑量當量不超過限值。
       主要的防護措施有以下三種：屏蔽防護、距離防護和時間防護。
       屏蔽防護就是在射線源與操作人員及其他鄰近人員之間加上有效合理的屏蔽物來降低輻射的方法。如射線探傷機體襯鉛，現場使用流動鉛房和建立固定曝光室等都是屏蔽防護。
       距離防護是用增大射線源距離的辦法來防止射線傷害。因為射線強度P與距離R的平方成反比，即在沒有屏蔽物或屏蔽物厚度不夠時，用增大射線源距離的辦法也能達到防護的目的。
       
     2.6.射線檢測方法的能力范圍和局限性1、能力范圍? a） 能檢測出焊接接頭中存在的未焊透、氣孔、夾渣、裂紋和坡口未熔合等缺陷；? b） 能檢測出鑄件中存在的縮孔、夾雜、氣孔和疏松等缺陷；? c） 能確定缺陷平面投影的位置、大小以及缺陷的性質；? d） 射線檢測的穿透厚度，主要由射線能量確定。2 、局限性? a） 較難檢測出厚鍛件、管材和棒材中存在的缺陷；? b） 較難檢測出T型焊接接頭和堆焊層中存在的缺陷；? c） 較難檢測出焊縫中存在的細小裂紋和層間未熔合；? d） 當被檢設備直徑較大采用r射線源進行中心曝光法時較難檢測出焊縫中存在的面狀缺陷；? e） 較難檢測出缺陷的自身高度和確定其深度位置
3 超 聲 檢 測
        超波檢測主要用于探測試件的內部缺陷，它的應用十分廣泛。所謂超聲波是指超過人耳聽覺，頻率大于20 kHz的聲波。用于檢測的超聲波，頻率為0.4～25 MHz，其中用得最多的是1～5 MHz。超聲波探傷方法很多，通常有穿透法、脈沖反射法、串列法等。目前用得最多的是脈沖反射法。超聲信號顯示方面，目前用得最多而且較為成熟的是A型顯示。下面主要敘述A型顯示脈沖反射超聲探傷法。
             3.1 超聲波的發生及其性質
① 超聲波的發生和接收
          聲波是一種機械波，機械波是由機械振動產生的。工業探傷用的高頻超聲波，是通過壓電換能器產生的。壓電材料可以將電振動轉換成機械振動，也能將機械振動轉換成電振動。
           
           通常在超聲波探傷中只使用一個晶片，這個晶片既作發射又作接收。

②超聲波的種類
         超聲波有許多種類，在介質中傳播有不同的方式，波型不同，其振動方式不同，傳播速度也不同。聲波的介質質點振動方向與傳播方向一致，叫做縱波。質質點振動方向和波傳播的方向垂直的波叫橫波。縱波可在氣、液、固體中傳播。可是橫波只能在固體介質中傳播。此外，還有在固體介質的表面傳播的表面波、在固體介質的表面下傳播的爬波和在薄板中的傳播板波。它們都可用來探傷。
     ③.聲速
          聲波在介質中是以一定的速度傳播的，如空氣中的聲速為340 m/s，水中的聲速為1500 m/s，鋼中縱波的聲速為5900 m/s，橫波的聲速為3230 m/s，表面波的聲速3007m/s。橫波的聲速大約是縱波聲速的一半，而表面波聲速大約是橫波的0.9倍。
④波長       波在一個周期內或者說質點完成一次振動所經過的路程稱為波長，用λ表示。  ⑤超聲場及其特征量       充滿超聲波的空問叫作超聲場，描述超聲場的特征量有聲壓、聲強和聲阻抗。 ⑥.界面的反射和透射       當超聲波傳到缺陷、被檢物底面或者異種金屬結合面，即兩種不同聲阻抗的物質組成的界面時，會發生反射。 ⑦.指向性       聲束集中向一個方向輻射的性質，叫做聲波的指向性。探傷采用高頻超聲波，其理由之一就是希望它具有指向性。 ⑧近場區與遠場區       在超聲波探頭的聲場中，按聲壓變化規律分為近場區和遠場區兩個區域。靠近探頭附近的區域叫近場區。 
                            3.2.超聲波檢測的原理       超聲波檢測可以分為超聲波探傷和超聲波測厚，以及超聲波測晶粒度、測應力等。在超聲探傷中，有根據缺陷的回波和底面的回波進行判斷的脈沖反射法；有根據缺陷的陰影來判斷缺陷情況的穿透法；還有根據由被檢物產生駐波來判斷缺陷情況或者判斷板厚的共振法。       目前用得最多的方法是脈沖反射法。脈沖反射法在垂直探傷時用縱波，在斜入射探傷時大多用橫波。把超聲波射入被檢物的一面，然后在同一面接收從缺陷處反射回來的回波，根據回波情況來判斷缺陷的情況。縱波垂直探傷和橫波傾斜入射探傷是超聲波探傷中兩種主要探傷方法。   
         3.3. 試塊    超聲探傷中是以試塊作為比較的依據。試塊上有各種已知的特征，例如特定的尺寸，規定的人工缺陷，即某一尺寸的平底孔、橫通孔、凹槽等。用試塊作為調節儀器、定量缺陷的參考依據，是超聲探傷的一個特點。  試塊在超聲探傷中的用途主要有三方面：  ①確定合適的探傷方法。在超聲探傷中，可以應用在某個部位有某種人工缺陷（平底孔、槽等）的試塊來摸索探傷方法。 ②確定探傷靈敏度和評價缺陷大小。對于不同種類，不同厚度、不同要求的工件，需要不同的探傷靈敏度。為了確定探傷時的靈敏度，就需要帶有各種人工缺陷的試塊。用人工缺陷的波高來表示探傷靈敏度，這是試塊常用的一種方法。為了評價工件中某處缺陷大小，用試塊中同一深度各種尺寸的人工缺陷與之相比較，這就是探傷中應用的缺陷當量法。      ③校驗儀器和測試探頭性能。通過試塊可以測試儀器聲或探頭的性能，以及儀器和探頭連接在一起的系統綜合性能。 
             3.4.超聲波檢測工藝要點①探傷方法的分類 
    ②基本操作    A、探傷時機選擇根據要達到的檢測目的，選擇最適當的探傷時機。   B、探傷方法選擇根據工件情況，選定探傷方法。例如，對焊縫，選擇單斜探頭接觸法；對鋼管，選擇聚焦探頭水浸法；對軸類鍛件，選用單探頭垂直探傷法。C、探傷方向很重要。探傷方向應以能發現缺陷為準，應根據缺陷的種類和方向來決定。D、頻率的選擇根據工件的厚度和材料的晶粒大小，合理的選擇探傷頻率。  E、確定探傷靈敏度用適當的標準試塊的人工缺陷或試件無缺陷底面調節到一定的波高，確定探傷靈敏度。 
        3.5 超聲檢測方法的能力范圍和局限性1能力范圍a）能檢測出原材料（板材、復合板材、管材、鍛件等）和零部件中存在的缺陷；b）能檢測出焊接接頭內存在的缺陷，面狀缺陷檢出率較高；c）超聲波穿透能力強，可用于大厚度（100mm以上）原材料和焊接接頭的檢測；d）能確定缺陷的位置和相對尺寸；2 局限性a）較難檢測粗晶材料和焊接接頭中存在的缺陷；b）缺陷位置、取向和形狀對檢測結果有一定的影響；c）A型顯示檢測不直觀，檢測記錄信息少；d）較難確定體積狀缺陷或面狀缺陷的具體性質。
                    
4 磁粉檢測
4.1  磁粉檢測原理
    自然界有些物體具有吸引鐵、鈷、鎳等物質的特性。這些具有磁性的物體稱為磁體。使原來不帶磁性的物體變得具有磁性叫磁化。能夠被磁化的材料稱為磁性材料。磁體各處的磁性大小不同，在它的兩端最強。這兩端稱為磁極。每一磁體都有一對磁極即N極和S極。
    鐵磁性材料被磁化后，其內部產生很強的磁感應強度，磁力線密度增大幾百倍到幾千倍。如果材料中存在不連續性（包括缺陷造成的不連續性和結構、形狀、材質等原因造成的不連續性），磁力線便會發生畸變，部分磁力線有可能逸出材料表面，從空間穿過，形成漏磁場。漏磁場的局部磁極能夠吸引鐵磁物質，如磁粉，通過觀察達到檢測目的。
磁力線

（a）馬蹄形磁鐵被校直成條形磁鐵后N極和S極的位置 
（b）具有機加工槽的條形磁鐵產生的漏磁場                （c）縱向磁化裂紋產生的漏磁場 
  (d) 條形磁鐵的磁力線分布 
                                   4.2磁粉檢測設備器材 ①.磁力探傷機分類    磁力探傷機可分為固定式、移動式、攜帶式三類。 ②靈敏度試片    靈敏度試片用于檢查磁粉探傷設備、磁粉、磁懸液的綜合性能。使用時，如果磁化方法、規范選擇得當，在試片表面上應能看到與人工刻槽相對應的清晰顯示。 ③.磁粉與磁懸液       磁粉是具有高磁導率和低剩磁的四氧化三鐵或三氧化二鐵粉末。按加入的染料可將磁粉分為熒光磁粉和非熒光磁粉，非熒光磁粉有黑、紅、白幾種不同顏色供選用。由于熒光磁粉的顯示對比度比非熒光磁粉高得多，所以采用熒光磁粉進行檢測具有磁痕觀察容易，檢測速度快，靈敏度高的優點。但熒光磁粉檢測需一些附加條件：暗環境和黑光燈。
4.3磁粉檢測工藝要點
①.磁化方法   常用的磁化方法如圖10一8所示，
 
②磁粉探傷方法分類            磁粉探傷方法有多種分類方法。按檢驗時機可分為連續法和剩磁法。磁化、施加磁粉和觀察同時進行的方法稱為連續法。先磁化，后施加磁粉和檢驗的方法稱為剩磁法。后者只適用于剩磁很大的硬磁材料。       按使用的電流種類可分為交流法、直流法兩大類。 ③.磁粉探傷的一般程序       探傷操作包括以下幾個步驟：預處理、磁化和施加磁粉、觀察、記錄以及后處理（包括退磁）等。
4.4磁粉檢測方法的能力范圍和局限性 a.適宜鐵磁材料探傷。不能用于非鐵磁材料檢驗 b.可以檢出表面和近表面缺陷，不能用于檢查內部缺陷。       一般可檢出深度為1～2 mm的近表面缺陷，采用強直流磁場可檢出深度達3～5 mm近表面缺陷。   c.檢測靈敏度很高，可以發現極細小的裂紋以及其他缺陷。在RT、UT、MT、PT四種無損檢測方法中，對表面裂紋檢測靈敏度最高的仍是MT。 d.檢測成本很低，速度快 e.工件的形狀和尺寸對探傷有影響，有時因其難以磁化而無法探傷
                 5 、滲  透  檢  測 5.1  滲透檢測基本原理     滲透檢測的原理是：零件表面被施涂含有熒光染料或著色染料的滲透液后，在毛細管作用下，經過一定時間，滲透液能夠滲進表面開口的缺陷中；經去除零件表面多余的滲透液后，再在零件表面施涂顯像劑，同樣，在毛細管作用下，顯像劑將吸引缺陷中保留的滲透液，滲透液回滲到顯像劑中；在一定的光源下（紫外線光或白光），缺陷處的滲透液痕跡被顯示，（黃綠色熒光或鮮艷紅色），從而探測出缺陷的形貌及分布狀態。
5.2 滲透檢測的分類 a.根據滲透液所含染料成分分類       根據滲透液所含染料成分，可分為熒光法、著色法兩大類。b.根據滲透液去除方法分類        根據滲透液去除方法，可分為水洗型、后乳化型和溶劑去除型三大類。c.在滲透探傷中，顯像的方法有濕式顯像、快干式顯像、干式顯像和無顯像劑式顯像四種。 
           5.3 各種滲透檢測方法的優缺點和應用選擇       著色法只需在白光或日光下進行，在沒有電源的場合下也能使用。熒光法需要配備黑光燈和暗室，無法在沒有電源及暗室的場合下使用。       水洗著色法適于檢查表面較粗糙的零件，該法靈敏度較低，不易發現細微缺陷。       后乳化型著色法具有較高靈敏度，適宜檢查較精密零件，但對螺栓，有孔、槽零件，以及表面粗糙零件不適用。        溶劑去除型著色法應用較廣，特別是使用噴罐，可簡化操作，適宜于大型零件的局部檢驗。        水洗型熒光法成本較低，有明亮的熒光，易于水洗，檢查速度快，適用于表面較粗髓零件，帶有螺紋、鍵槽的零件及大批量小零件的檢查。            后乳化型熒光法具有極明亮的熒光，對細小缺陷檢驗靈敏度高，能檢出寬而淺的缺陷，不適用有螺紋、鍵槽及盲孔零件的檢查，也不適用于表面粗糙零件的檢驗。
5.4 滲透檢測方法的能力范圍和局限性a.滲透探傷可以用于除了疏松多孔性材料外任何種類的材料。b.形狀復雜的部件也可用滲透探傷，并一次操作就可大致做到全面檢測。c.同時存在幾個方向的缺陷，用一次探傷操作就可完成檢測。d..不需要大型的設備，可不用水、電。e.試件表面粗糙度影響大，探傷結果往往容易受操作人員水平的影響。f.可以檢出表面開口的缺陷，但對埋藏缺陷或閉合型的表面缺陷無法檢出。g.檢測工序多，速度慢。 h..檢測靈敏度比磁粉探傷低。i.材料較貴、成本較高。  
6 渦流檢測      6.1渦流檢測的理論基礎是電磁感應原理。金屬材料在交變磁場作用下產生渦流。根據渦流的大小和分布，可檢出鐵磁性和非鐵磁性材料的缺陷，或分選材料、測量膜層厚度和工件尺寸，以及材料某些物理性能等。
        6.2 渦流檢測探傷規范的選擇   a.探傷頻率的選定      選擇探傷頻率應考慮透入深度和缺陷及其他參數的阻抗變化，利用指定的對比試塊上的人工缺陷找出阻抗變化最大的頻率和缺陷與干擾因素阻抗變化之間相位差最大的頻率。。   b.線圈的選擇           線圈的選擇要使它能探測出指定的對比試塊上的人工缺陷，并且所選擇的線圈要適合于試件的形狀和尺寸。  c.探傷靈敏度的選定      探傷靈敏度的選定是在其他調整步驟完成之后進行的，要把指定的對比試塊的人工缺陷的顯示圖像調整在探傷儀器顯示器的正常動作范圍之內。
         6.3 關于渦流檢測特點的概括       ①.適用于各種導電材質的試件探傷。包括各種鋼、鈦、鎳、鋁、銅及其合金。    ②.可以檢出表面和近表面缺陷。    ③.探測結果以電信號輸出，容易實現自動化檢測。    ④.由于采用非接觸式檢測，所以檢測速度很快。    ⑤.對形狀復雜的試件很難應用。因此一般只用其檢測管材、板材等軋制型材。    ⑥.不能顯示出缺陷圖形，因此無法從顯示信號、判斷出缺陷性質。    ⑦.檢測干擾因素較多，容易引起雜亂信號。    ⑧.由于集膚效應，埋藏較深的缺陷無法檢出。 
    7 、TOFD衍射時差法超聲檢測技術                TOFD衍射時差法超聲檢測技術是利用缺陷端點的衍射波信號進行檢測和測定缺陷尺寸的一種超聲檢測方法，通常采用一發一收模式的雙探頭結構。TOFD衍射時差法超聲檢測技術最初是被開發用作缺陷自身高度的測定工具。TOFD衍射時差法超聲檢測技術與其他不同檢測方法相比較是最可靠和最精確的方法。
TOFT衍射波檢測技術基本知識

發射探頭
接收探頭
側向波
    上端點衍射波
下端點衍射波
內壁反射信號
2S
向各個方向傳播
能量低
取決于入射角
A掃信號

發射探頭
接收探頭
直通波
LW
上端點
下端點
內壁反射波
BW
缺陷自身高度
發射探頭
接收探頭
2S
d1
d2
由于計算自身高度只需要測量時間, 所以高度估計會很準確。 實際操作中，檢測裂紋 1-mm 的精度是完全可以達到的 (檢測人工缺陷時可以達到0.1 mm )。
D掃
上表面
內壁

A掃
LW
BW

TOFD檢測技術
X形坡口中部未焊透
上下尖端都有明顯的信號
1
2
3
4
根部未焊透
直通波的相位與缺陷相位相同
1
2
3
側壁未熔合
能夠清晰的看到上下尖端信號
1
2
3
4
氣孔
氣孔信號或單個出現，或成串的出現
1
2

主蒸汽管道多通道TOFD應用圖例
TOFD的優點、局限性
優點
對于焊縫中部缺陷檢出率很高
容易檢出方向性不好的缺陷
可以識別向表面延伸的缺陷
通過時間檢測缺陷的信號
和脈沖反射法相結合時效果更好
局限性
在外表面附近有約3mm的盲區
內表面附近也可能存在盲區
對“噪聲”敏感
夸大了一些良性的缺陷, 如氣孔, 未熔合。

TOFD檢測方法的能力范圍和局限性
1 能力范圍
? a） 能檢測出對接接頭中存在的未焊透、氣孔、夾渣、裂紋和未熔合等缺陷且檢出率較高；
? b） 能確定缺陷的深度、長度和自身高度；
? c） 厚壁工件缺陷檢測靈敏度較高；
? d） 檢測結果較直觀，檢測數據可記錄和存儲。
2 局限性
? a） 較難檢測出掃查面表面和近表面存在的缺陷；
? b） 較難檢測粗晶粒焊接接頭中存在的缺陷；
? c） 較難檢測復雜結構工件的焊縫；
? d） 較難確定缺陷的性質。

8聲發射檢測技術
       聲發射檢測技術是一種與X射線、超聲波等常規檢測方法不同的、特殊無損檢測方法。用儀器探測、記錄、分析聲發射信號和利用聲發射信號推斷聲發射源的技術稱為聲發射技術 。
      聲發射技術是一種動態無損檢測方法，它通過探測受力時材料內部發出的應力波判斷承壓設備內部損傷程度。聲發射檢測技術主要用于在用承壓設備裝個系統安全性評價。
其主要特點如下：
 ① 能夠檢測出活動性缺陷，即承壓設備焊縫與母材的裂紋擴展以及斷裂。從而為在用壓力管道安全性評價提供依據。
 ② 可進行遠距離操作，監控承壓設備的運行狀態和缺陷擴展情況。
 ③ 根據接收到聲發射檢測信號的強弱，劃分聲發射源綜合等級，但通常這些等級并不反映設備的好壞和缺陷的嚴重度，因此不能作為壓力管道制造安裝質量的控制手段和驗收依據，也不能根據檢測分級直接判定在用壓力管道的安全狀況等級和檢測周期。
  ④ 聲發射儀器設備價格比較高，檢測試驗過程中干擾因素較多。
聲發射檢測技術

示例：球罐的聲發射檢測

各無損檢測方法的使用原則
1 通用原則
? 1.1 每一種無損檢測方法均有其能力范圍和局限性，且應保證足夠的實施操作空間。
? 1.2 僅能檢測表面開口缺陷的無損檢測方法包括滲透檢測和目視檢測。滲透檢測主要用于非多孔性材料；目視檢測主要用于宏觀可見缺陷的檢測。
? 1.3 能檢測表面開口缺陷和近表面缺陷的無損檢測方法包括磁粉檢測和渦流檢測。磁粉檢測主要用于鐵磁性材料；渦流檢測主要用于導電金屬材料。
? 1.4 可檢測材料中任何位置缺陷的無損檢測方法包括射線檢測、超聲檢測、衍射時差法超聲檢測和X射線數字成像檢測。一般而言，超聲檢測、衍射時差法超聲檢測對于表面開口缺陷或近表面缺陷的檢測能力低于磁粉檢測、滲透檢測或渦流檢測。

1.5 為確定承壓設備內部或表面存在的活性缺陷的強度和大致位置，可采用聲發射檢測。聲發射檢測需要對承壓設備進行加壓試驗，發現活性缺陷時應采用其他無損檢測方法進行復驗。
? 1.6 僅能檢測承壓設備貫穿性缺陷或整體致密性的無損檢測方法為泄漏檢測。
? 1.7 對于鐵磁性材料，為檢測表面或近表面缺陷，應優先采用磁粉檢測方法，確因結構形狀等原因不能采用磁粉檢測時方可采用其他無損檢測方法。
? 1.8 當采用一種無損檢測方法按不同檢測工藝進行檢測時，如果檢測結果不一致，應以危險度大的評定級別為準。
? 1.9 當采用兩種或兩種以上的檢測方法對承壓設備的同一部位進行檢測時，應按各自的方法評定級別。

表面【1】	表面【1】	近表面【2】	近表面【2】	近表面【2】	所有位置【3】	所有位置【3】	所有位置【3】	所有位置【3】	所有位置【3】
	VT	PT	MT	ET	RT	RT	DR	UTA	UTS	TOFD
使用產生的缺陷	使用產生的缺陷	使用產生的缺陷	使用產生的缺陷	使用產生的缺陷	使用產生的缺陷	使用產生的缺陷	使用產生的缺陷	使用產生的缺陷	使用產生的缺陷	使用產生的缺陷
點狀腐蝕	●	●			●	●	●		○	
局部腐蝕	●	●							○	◎
裂紋	○	●	●	◎	◎	◎	◎	●		◎
焊接產生的缺陷	焊接產生的缺陷	焊接產生的缺陷	焊接產生的缺陷	焊接產生的缺陷	焊接產生的缺陷	焊接產生的缺陷	焊接產生的缺陷	焊接產生的缺陷	焊接產生的缺陷	焊接產生的缺陷
燒穿	●				●	●	●	◎		◎
裂紋	○	●	●	◎	◎	◎	◎	●	○	●
夾渣			◎	◎	●	●	●	◎	○	●
未熔合	◎		◎	◎	◎	◎	◎	●	◎	●
未焊透	◎	●	●	◎	●	●	●	●	◎	●
焊瘤	◎	●	●	○	●	●	●	○		◎
氣孔	●	●	○		●	●	●	◎	◎	●
咬邊	●	◎		○	●	●	●	◎

表面【1】	表面【1】	近表面【2】	近表面【2】	近表面【2】	所有位置【3】	所有位置【3】	所有位置【3】	所有位置【3】	所有位置【3】
	VT	PT	MT	ET	RT	RT	DR	UTA	UTS	TOFD
產品成型產生的缺陷	產品成型產生的缺陷	產品成型產生的缺陷	產品成型產生的缺陷	產品成型產生的缺陷	產品成型產生的缺陷	產品成型產生的缺陷	產品成型產生的缺陷	產品成型產生的缺陷	產品成型產生的缺陷	產品成型產生的缺陷
裂紋（所有產品成型）	○	●	●	◎	◎	◎	◎	◎	○	
	○	●	●	◎	◎	◎	◎	◎	○	
夾雜（所有產品成型）			◎	◎	●	●	●	◎	○	
夾層（板材、管材）	○	◎	◎					○	●	
重皮（鍛件）	○	●	●	○	◎	◎	◎		○	
氣孔（鑄件）	●	●			●	●	●	○	○	
裂縫（板材、管材）	○	●	●	◎	○	○	○	◎

上表說明：
1、字母說明：
VT-目視檢測；   PT-滲透檢測；            MT-磁粉檢測；            ET-渦流檢測；RT-射線檢測；    DR-X射線數字成像檢測；  UTA-超聲檢測（斜入射）；  UTS-超聲檢測（直入射）；
TOFD-衍射時差法超聲檢測。
2、符號含義：
●- 在通常情況下，按相應標準規定的無損檢測技術都能檢測這種缺陷。
◎-在特殊條件下，按相應標準規定的特定的無損檢測技術將能檢測這種缺陷。
○- 檢測這種缺陷要求專用技術和條件。

無損檢測新技術的應用原則
目前國內有相當一些新的無損檢測技術和無損檢測設備正在試驗研究或試運行中，包括導波檢測技術、泄漏聲相關檢測技術、康普頓散射成象技術、相共振檢測技術、紅外成像檢測技術、高溫超聲檢測技術、新的電磁檢測技術、聲發射檢測技術、氫通量檢測技術、能譜檢驗技術、光譜檢驗技術、研究缺陷信號特征的仿真技術等，這些新的無損檢測技術對于在用承壓設備檢驗來說可以提供一些新的狀態和工藝參數（包括進行風險排序等），供檢驗人員參考以便更好地確定安全狀況等級和檢驗周期，因此其應用應該不受任何限制。但這些檢測技術往往沒有成熟統一的檢測方法、沒有驗收標準、對缺陷檢出率和檢測精度沒有或很少做工作、因此當以這些檢測技術的檢測結果為主要參數或完全脫離常規無損檢測單獨判定特種設備的安全狀況等級和檢驗周期時，檢驗人員應弄清楚檢測結果和檢測數據的具體含義和局限性，做到心里有數，以免在確定安全狀況等級和檢驗周期時，造成不應有的誤差和災難性事故。
祝大家考試順利！

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