無損檢測技術

本書系統介紹了無損檢測的目的、特點及其分類,對五種常規無損檢測技術(射線檢測、超聲波檢測、渦流檢測、滲透檢測以及磁粉檢測技術)的物理基礎、檢測方法、檢測工藝以及檢測設備和材料進行了詳細的介紹。 ^[1]  對其它比較常用無損檢測技術,如中子射線照相檢測、工業CT 檢測、聲發射檢測、噪聲檢測、漏磁場檢測、工業內窺鏡檢測、激光全息檢測、微波檢測技術,以及最近出現的磁記憶檢測技術也進行了介紹。本書可作為理工科大學相關專業的大學本科或研究生教材,也可作為無損檢測從業人員的參考用書。 ^[1] 

緒論 1

0.1　無損檢測技術概述 1

0.1.1　無損檢測技術的定義 1

0.1.2　無損檢測的目的 1

0.1.3　無損檢測技術的特點 2

0.2　無損檢測技術的發展過程 3

0.2.1　無損檢測技術發展的三個階段 3

0.2.2　無損檢測技術的發展趨勢 4

0.2.3　我國的無損檢測技術 4

0.3　無損檢測技術的分類及本書重點 5

0.4　無損檢測方法的選擇 6

參考文獻 9

複習思考題 10

第一篇　常規無損檢測技術

第1 章　射線檢測技術 12

1.1　概述 12

1.1.1　射線檢測技術的發展概況 12

1.1.2　射線檢測主要方法 12

1.1.3　射線檢測技術的特點、適用性與侷限性 13

1.2　射線檢測物理基礎 14

1.2.1　射線概念 14

1.2.2　光子與物質的相互作用 19

1.2.3　射線衰減規律 21

1.3　射線檢測的基本原理和方法 27

1.3.1　X 射線檢測原理 27

1.3.2　X 射線檢測方法 27

1.3.3　γ 射線檢測 28

1.3.4　射線檢測時透照方向的選擇 29

1.4　射線檢測設備與器材 33

1.4.1　X 射線機 33

1.4.2　γ 射線機 38

1.4.3　加速器———高能X 射線源 39

1.4.4　工業射線膠片 40

1.4.5　其它常用設備和器材 42

1.5　射線檢測缺陷分析 45

1.5.1　常見缺陷及其影像特徵 45

1.5.2　表面缺陷 48

1.5.3　偽缺陷 48

1.5.4　缺陷埋藏深度的確定 49

1.6　射線照相影像質量 50

1.6.1　影像質量的基本因素 50

1.6.2　影像的對比度 51

1.6.3　影像的不清晰度 52

1.6.4　影像的顆粒度 53

1.7　射線的防護 54

1.7.1　屏蔽防護法 54

1.7.2　距離防護法 54

1.7.3　時間防護法 55

參考文獻 55

複習思考題 55

第2 章　超聲波檢測技術 57

2.1　概述 57

2.2　超聲波的分類 58

2.2.1　描述超聲波的基本物理量 58

2.2.2　超聲波的分類 58

2.3　超聲場及介質的聲參量 60

2.3.1　描述超聲場的物理量 60

2.3.2　介質的聲參量 62

2.4　超聲波在介質中的傳播特性 66

2.4.1　超聲波垂直入射到平界面上的反射和透射 66

2.4.2　超聲波傾斜入射到平界面上的反射和折射 68

2.4.3　超聲波在曲界面上的反射和透射 71

2.5　超聲波檢測儀、探頭及試塊 74

2.5.1　超聲波檢測儀 74

2.5.2　探頭 77

2.5.3　試塊 82

2.6　超聲波檢測方法和通用檢測技術 84

2.6.1　超聲波檢測方法 84

2.6.2　儀器選擇及探頭設計 90

2.6.3　耦合 93

2.6.4　檢測儀的調節 97

2.7　超聲波測厚 98

2.7.1　測厚儀的工作過程 98

2.7.2　超聲波測厚方式 99

2.7.3　測厚儀的調整與使用 101

2.8　超聲波檢測應用實例 102

2.8.1　港口集裝箱龍門橋吊缺陷的超聲波檢測 102

2.8.2　鍋爐小管裂紋的超聲波檢測 103

2.8.3　硝酸貯罐壁厚的超聲波檢測 104

參考文獻 106

複習思考題 106

第3 章　渦流檢測技術 107

3.1　概述 107

3.1.1　渦流檢測基本原理 107

3.1.2　渦流檢測的特點 107

3.1.3　渦流檢測的發展過程 108

3.2　渦流檢測基礎知識 109

3.2.1　與渦流檢測相關的電學和磁學基本知識 109

3.2.2　渦流檢測技術原理 112

3.3　渦流檢測儀器及設備 120

3.3.1　渦流檢測儀 120

3.3.2　渦流檢測探頭(檢測線圈) 123

3.3.3　對比試樣 125

3.4　渦流檢測方法 125

3.4.1　渦流檢測一般操作步驟 125

3.4.2　渦流檢測的頻率選擇 126

3.4.3　渦流檢測信號分析 127

3.4.4　提離效應及其抑制 128

3.5　渦流檢測診斷常用標準 130

3.5.1　鈦及鈦合金管材的渦流檢驗 130

3.5.2　圓鋼穿過式渦流檢測診斷標準 131

3.5.3　鋁及鋁合金冷拉薄壁管材渦流檢測診斷標準 132

3.5.4　銅及銅合金無縫管渦流檢測診斷標準 133

3.6　渦流檢測技術應用 133

3.6.1　渦流探傷 133

3.6.2　材質檢驗 136

3.6.3　渦流測厚 137

參考文獻 138

複習思考題 139

第4 章　滲透檢測技術 140

4.1　概述 140

4.1.1　滲透檢測的定義、原理和作用 140

4.1.2　滲透檢測技術的發展過程 140

4.1.3　滲透檢測方法的分類 141

4.1.4　滲透檢測技術的優點和侷限性 143

4.2　滲透檢測物理基礎 143

4.2.1　表面張力和表面張力係數 143

4.2.2　潤濕現象 145

4.2.3　毛細現象 147

4.2.4　表面活性和表面活性劑 151

4.2.5　乳化作用 154

4.2.6　滲透檢測中的光學基礎知識 155

4.2.7　可見度和對比度 158

4.3　滲透檢測材料 158

4.3.1　滲透液 159

4.3.2　去除劑 165

4.3.3　顯像劑 168

4.3.4　滲透檢測材料系統 172

4.4　滲透檢測設備 173

4.4.1　試塊 173

4.4.2　滲透檢測裝置 176

4.5　滲透檢測技術 178

4.5.1　滲透檢測基本步驟 178

4.5.2　滲透檢測典型方法 188

4.6　顯示的解釋和缺陷評定 193

4.6.1　顯示的分類 193

4.6.2　缺陷的評定 194

4.6.3　缺陷的記錄 199

參考文獻 199

複習思考題 200

第5 章　磁粉檢測技術 201

5.1　概述 201

5.1.1　磁粉檢測發展歷史和現狀 201

5.1.2　漏磁場檢測與磁粉檢測 202

5.2　磁粉檢測物理基礎 204

5.2.1　相關的物理量 204

5.2.2　鐵磁性材料 207

5.2.3　電流的磁場 210

5.2.4　退磁場 215

5.2.5　磁路與磁感應線的折射 217

5.2.6　漏磁場 218

5.3　磁化方法和磁化規範 220

5.3.1　磁化電流 220

5.3.2　磁化方法 224

5.3.3　磁化規範 231

5.4　磁粉檢測設備 234

5.4.1　磁粉檢測設備分類 234

5.4.2　固定式探傷機的組成 235

5.4.3　測量儀器 236

5.5　磁粉檢測材料 237

5.5.1　磁粉 237

5.5.2　載液 239

5.5.3　磁懸液 240

5.5.4　反差增強劑 241

5.5.5　標準試片 241

5.5.6　標準試塊 242

5.6　磁粉檢測工藝 243

5.6.1　預處理及檢測的時機… 243

5.6.2　連續法磁粉檢測… 244

5.6.3　剩磁法磁粉檢測… 245

5.6.4　濕法磁粉檢測 246

5.6.5　幹法磁粉檢測 246

5.6.6　磁粉探傷—橡膠鑄型法(MT - RC 法) 246

5.6.7　磁橡膠法(MRI 法) … 246

5.6.8　退磁… 247

5.6.9　磁痕觀察與記錄… 249

5.6.10　後處理 250

5.7　磁痕分析與工件驗收… 250

5.7.1　相關顯示… 250

5.7.2　偽顯示 253

5.7.3　非相關顯示 254

5.7.4　磁痕分析與工件驗收… 256

參考文獻… 256

複習思考題 256

第二篇　其它常用無損檢測技術

第6 章　中子射線照相檢測技術 259

6.1　概述 259

6.2　中子射線照相檢測技術 260

6.2.1　中子射線照相檢測原理 260

6.2.2　中子射線照相檢測技術的特點… 260

6.3　中子射線照相檢測裝置 261

6.3.1　中子和中子源 261

6.3.2　中子射線照相裝置 262

6.3.3　圖像探測器 264

6.4　中子射線照相檢測技術的應用… 264

參考文獻… 267

複習思考題 267

第7 章　工業CT 檢測技術 268

7.1　概述 268

7.2　工業CT 檢測的基本原理與性能 269

7.2.1　工業CT 檢測原理 269

7.2.2　工業CT 的檢測性能指標… 275

7.3　工業CT 檢測系統的結構及配置 277

7.3.1　工業CT 組成結構 277

7.3.2　工業CT 系統的配置… 278

參考文獻… 281

複習思考題 282

第8 章　聲發射檢測技術… 283

8.1　概述 283

8.1.1　聲發射檢測原理… 283

8.1.2　聲發射檢測技術的特點 284

8.1.3　聲發射檢測技術的應用範圍 285

8.2　聲發射檢測方法… 286

8.2.1　聲發射信號的基本特徵 286

8.2.2　聲發射信號的表徵參數 287

8.2.3　聲發射信號的檢測與處理… 288

8.3　聲發射檢測儀器… 292

8.3.1　模擬信號聲發射檢測儀器… 292

8.3.2　數字式聲發射儀… 294

8.4　缺陷的判定與評價 296

8.4.1　缺陷(聲發射源)位置的確定 296

8.4.2　缺陷的評價 296

參考文獻… 302

複習思考題 302

第9 章　噪聲檢測診斷技術 303

9.1　噪聲及其度量 303

9.2　噪聲測量與評價… 304

9.2.1　噪聲測量方法 304

9.2.2　噪聲評價指標 305

9.2.3　噪聲評價方法 306

9.3　噪聲測量儀器 306

9.3.1　聲級計 306

9.3.2　頻率分析儀 306

9.3.3　噪聲級分析儀 307

參考文獻… 307

複習思考題 307

第10 章　Barkhausen 噪聲檢測技術 308

10.1　Barkhausen 檢測原理… 308

10.2　應力和顯微組織對巴克好森信號的影響… 308

10.2.1　應力的影響 308

10.2.2　顯微組織的影響 310

10.3　檢測儀器 310

10.4　檢測參數選擇 312

10.4.1　最佳磁場強度值的確定… 312

10.4.2　檢測深度的選擇 312

10.5　巴克好森檢測法的應用 314

參考文獻… 316

複習思考題 316

第11 章　漏磁場檢測技術… 317

11.1　概述 317

11.2　磁化技術 318

11.2.1　局部磁化和整體磁化 318

11.2.2　交、直流磁化 318

11.3　缺陷的漏磁場 318

11.3.1　漏磁場的試驗測量… 318

11.3.2　漏磁場的理論計算… 319

11.3.3　影響缺陷漏磁場的因素… 320

11.4　漏磁場信號的獲得 321

11.5　漏磁場檢測信號處理… 322

11.6　缺陷的量化… 323

11.6.1　裂紋寬度的量化 323

11.6.2　裂紋深度的量化 324

11.7　漏磁場檢測的應用 326

參考文獻… 327

複習思考題 327

第12 章　工業內窺鏡檢測技術 328

12.1　概述 328

12.2　工業內窺鏡檢測原理和特點 329

12.2.1　工業內窺鏡的分類… 329

12.2.2　工業內窺鏡檢測原理 329

12.3　工業內窺鏡檢測實施的基本因素 333

12.3.1　檢測人員… 334

12.3.2　試件… 334

12.4　工業內窺鏡檢測的應用 334

參考文獻… 335

複習思考題 335

第13 章　激光全息檢測技術… 336

13.1　概述 336

13.2　激光全息檢測原理 337

13.2.1　全息照相的特點及原理… 337

13.2.2　全息干涉檢測原理… 340

13.3　激光全息檢測方法 340

13.3.1　檢測方法… 340

13.3.2　加載方法… 341

13.3.3　激光全息檢測技術… 343

參考文獻… 344

複習思考題 345

第14 章　微波檢測技術 346

14.1　概述 346

14.2　微波檢測的原理和方法 346

14.2.1　微波的性質 346

14.2.2　微波檢測原理… 347

14.2.3　微波檢測方法… 348

14.3　微波檢測技術的應用… 349

14.3.1　微波測厚… 349

14.3.2　微波測濕… 350

14.3.3　微波探傷… 351

參考文獻… 352

複習思考題 352

第15 章　磁記憶檢測技術… 353

15.1　金屬磁記憶原理… 353

15.1.1　磁記憶效應 353

15.1.2　磁記憶檢測原理 353

15.2　磁記憶檢測物理基礎研究———磁致伸縮和磁記憶… 354

15.2.1　鐵磁性材料的基本特點和自由能… 354

15.2.2　磁致伸縮方程和磁記憶… 354

15.3　磁記憶檢測的侷限性… 355

15.4　磁記憶檢測儀器… 355

15.5　磁記憶檢測實例———管子缺陷的磁記憶檢測… 356

參考文獻… 358

複習思考題 358 ^[1]