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无损检测知识

发表时间:2018-10-16 09:19

中文名称:

无损检测

英文名称:

nondestructive testing,NDT,nondestructive evaluating,NDE;nondestructive test

定义1:

在不损伤构件性能和完整性的前提下,检测构件金属的某些物理性能和组织状态,以及查明构件金属表面和内部各种缺陷的技术。

所属学科:

电力(一级学科) ;热工自动化、电厂化学与金属(二级学科)

定义2:

在不损伤被检测结构构件的条件下,检查构件内在或表面缺陷,检测有关物理量的材料试验方法。

所属学科:

水利科技(一级学科) ;工程力学、工程结构、建筑材料(二级学科) ;工程力学(水利)(三级学科)

什么是无损检测

?

无损检测是工业发展必不可少的有效工具,在一定程度上反映了一个国家的工业发展水平,其重要性已得到公认。我国在1978年11月成立了全国性的无损检测学术组织——中国机械工程学会无损检测分会。此外,冶金、电力、石油化工、船舶、宇航、核能等行业还成立了各自的无损检测学会或协会;部分省、自治区、直辖市和地级市成立了省(市)级、地市级无损检测学会或协会;东北、华东、西南等区域还各自成立了区域性的无损检测学会或协会。我国目前开设无损检测专业课程的高校有大连理工大学、西安工程大学、南昌航空大学等院校。在无损检测的基础理论研究和仪器设备开发方面,我国与世界先进国家之间仍有较大的差距,特别是在红外、声发射等高新技术检测设备方面更是如此。

常用的无损检测方法:射线照相检验(RT)、超声检测(UT)、磁粉检测(MT)和液体渗透检测(PT) 四种。其他无损检测方法:涡流检测(ET)、声发射检测(ET)、热像/红外(TIR)、泄漏试验(LT)、交流场测量技术(ACFMT)、漏磁检验(MFL)、远场测试检测方法(RFT)等。

无损检测的应用特点

1.不损坏试件材质、结构

   无损检测的最大特点就是能在不损坏试件材质、结构的前提下进行检测,所以实施无损检测后,产品的检查率可以达到100%。但是,并不是所有需要测试的项目和指标都能进行无损检测,无损检测技术也有自身的局限性。某些试验只能采用破坏性试验,因此,在目前无损检测还不能代替破坏性检测。也就是说,对一个工件、材料、机器设备的评价,必须把无损检测的结果与破坏性试验的结果互相对比和配合,才能作出准确的评定。

2.正确选用实施无损检测的时机


无损检测系统

在无损检测时,必须根据无损检测的目的,正确选择无损检测实施的时机。

3.正确选用最适当的无损检测方法

   由于各种检测方法都具有一定的特点,为提高检测结果可靠性,应根据设备材质、制造方法、工作介质、使用条件和失效模式,预计可能产生的缺陷种类、形状、部位和取向,选择合适的无损检测方法。

4.综合应用各种无损检测方法

   任何一种无损检测方法都不是万能的,每种方法都有自己的优点和缺点。应尽可能多用几种检测方法,互相取长补短,以保障承压设备安全运行。此外在无损检测的应用中,还应充分认识到,检测的目的不是片面追求过高要求的“高质量”,而是应在充分保证安全性和合适风险率的前提下,着重考虑其经济性。只有这样,无损检测在承压设备的应用才能达到预期目的。

常用的无损检测方法

   无损检测方法很多,据美国国家宇航局调研分析,其认为可分为六大类约70余种。但在实际应用中比较常见的有以下五种,也就是我们所说的常规的无损检测方法:

一、常规无损检测方法

   目视检测 Visual Testing (缩写 VT);

   超声检测 Ultrasonic Testing(缩写 UT);

   射线检测 Radiographic Testing(缩写 RT);

   磁粉检测 Magnetic particle Testing(缩写 MT);

   渗透检验 Penetrant Testing (缩写 PT)。

1、目视检测(VT)

   目视检测,是国内实施的比较少,但在国际上非常重视的无损检测第一阶段首要方法。按照国际惯例,目视检测要先做,以确认不会影响后面的检验,再接着做四大常规检验。例如BINDT的PCN认证,就有专门的VT1、2、3级考核,更有专门的持证要求。经过国际级的培训,其VT检测技术会比较专业,而且很受国际机构的重视。

   VT常常用于目视检查焊缝,焊缝本身有工艺评定标准,都是可以通过目测和直接测量尺寸来做初步检验,发现咬边等不合格的外观缺陷,就要先打磨或者修整,之后才做其他深入的仪器检测。例如焊接件表面和铸件表面较多VT做的比较多,而锻件就很少,并且其检查标准是基本相符的。

2、射线照相法(RT)

   是指用X射线或g射线穿透试件,以胶片作为记录信息的器材的无损检测方法,该方法是最基本的,应用最广泛的一种非破坏性检验方法。

   1、射线照相检验法的原理:射线能穿透肉眼无法穿透的物质使胶片感光,当X射线或r射线照射胶片时,与普通光线一样,能使胶片乳剂层中的卤化银产生潜影,由于不同密度的物质对射线的吸收系数不同,照射到胶片各处的射线能量也就会产生差异,便可根据暗室处理后的底片各处黑度差来判别缺陷。

   2、射线照相法的特点:射线照相法的优点和局限性总结如下:a.可以获得缺陷的直观图像,定性准确,对长度、宽度尺寸的定量也比较准确;b.检测结果有直接记录,可长期保存;c. 对体积型缺陷(气孔、夹渣、夹钨、烧穿、咬边、焊瘤、凹坑等)检出率很高,对面积型缺陷(未焊透、未熔合、裂纹等),如果照相角度不适当,容易漏检。d.适宜检验厚度较薄的工件而不宜较厚的工件,因为检验厚工件需要高能量的射线设备,而且随着厚度的增加,其检验灵敏度也会下降;e.适宜检验对接焊缝,不适宜检验角焊缝以及板材、棒材、锻件等;f.对缺陷在工件中厚度方向的位置、尺寸(高度)的确定比较困难;g.检测成本高、速度慢;h.具有辐射生物效应,

无损检测超声波探伤仪

能够杀伤生物细胞,损害生物组织,危及生物器官的正常功能。

   总的来说,RT的特性是——定性更准确,有可供长期保存的直观图像,总体成本相对较高,而且射线对人体有害,检验速度会较慢。

   无损检测X光机

用于工业部门的工业检测X光机通常为工业无损检测X光机(无损耗检测),此类便携式X光机可 以检测各类工业元器件、电子元件、电路内部。例如插座插头橡胶内部线路连接,二极管内部焊接等的检测。BJI-XZ、BJI-UC等工业检测X光机是可连接电脑进行图像处理的X光机,此类工业检测便携式X光机为工厂家电维修领域提供了出色的解决方案。

3、超声波检测(UT)

   1、超声波检测的定义:通过超声波与试件相互作用,就反射、透射和散射的波进行研究,对试件进行宏观缺陷检测、几何特性测量、组织结构和力学性能变化的检测和表征,并进而对其特定应用性进行评价的技术。

   2、超声波工作的原理:主要是基于超声波在试件中的传播特性。a.声源产生超声波,采用一定的方式使超声波进入试件;b.超声波在试件中传播并与试件材料以及其中的缺陷相互作用,使其传播方向或特征被改变;c.改变后的超声波通过检测设备被接收,并可对其进行处理和分析;d.根据接收的超声波的特征,评估试件本身及其内部是否存在缺陷及缺陷的特性。

3、超声波检测的优点:a.适用于金属、非金属和复合材料等多种制件的无损检测;b.穿透能力强,可对较大厚度范围内的试件内部缺陷进行检测。如对金属材料,可检测厚度为1~2mm的薄壁管材和板材,也可检测几米长的钢锻件;c.缺陷定位较准确;d.对面积型缺陷的检出率较高;e.灵敏度高,可检测试件内部尺寸很小的缺陷;f.检测成本低、速度快,设备轻便,对人体及环境无害,现场使用较方便。

   4、超声波检测的局限性a.对试件中的缺陷进行精确的定性、定量仍须作深入研究;b.对具有复杂形状或不规则外形的试件进行超声检测有困难;c.缺陷的位置、取向和形状对检测结果有一定影响;d.材质、晶粒度等对检测有较大影响;e.以常用的手工A型脉冲反射法检测时结果显示不直观,且检测结果无直接见证记录。

   5、超声检测的适用范围a.从检测对象的材料来说,可用于金属、非金属和复合材料;b.从检测对象的制造工艺来说,可用于锻件、铸件、焊接件、胶结件等;c.从检测对象的形状来说,可用于板材、棒材、管材等;d.从检测对象的尺寸来说,厚度可小至1mm,也可大至几米;e.从缺陷部位来说,既可以是表面缺陷,也可以是内部缺陷。

4、磁粉检测(MT)

   1. 磁粉检测的原理:铁磁性材料和工件被磁化后,由于不连续性的存在,使工件表面和近表面的磁力线发生局部畸变而产生漏磁场,吸附施加在工件表面的磁粉,形成在合适光照下目视可见的磁痕,从而显示出不连续性的位置、形状和大小。

   2. 磁粉检测的适用性和局限性:a.磁粉探伤适用于检测铁磁性材料表面和近表面尺寸很小、间隙极窄(如可检测出长0.1mm、宽为微米级的裂纹),目视难以看出的不连续性。b.磁粉检测可对原材料、半成品、成品工件和在役的零部件检测,还可对板材、型材、管材、棒材、焊接件、铸钢件及锻钢件进行检测。c.可发现裂纹、夹杂、发纹、白点、折叠、冷隔和疏松等缺陷。d.磁粉检测不能检测奥氏体不锈钢材料和用奥氏体不锈钢焊条焊接的焊缝,也不能检测铜、铝、镁、钛等非磁性材料。对于表面浅的划伤、埋藏较深的孔洞和与工件表面夹角小于20°的分层和折叠难以发现。

5、渗透检测(PT)

   1.液体渗透检测的基本原理:零件表面被施涂含有荧光染料或着色染料的渗透剂后,在毛细管作用下,经过一段时间,渗透液可以渗透进表面开口缺陷中;经去除零件表面多余的渗透液后,再在零件表面施涂显像剂,同样,在毛细管的作用下,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(紫外线光或白光),缺陷处的渗透液痕迹被现实,(黄绿色荧光或鲜艳红色),从而探测出缺陷的形貌及分布状态。

   2.渗透检测的优点:a.可检测各种材料;金属、非金属材料;磁性、非磁性材料;焊接、锻造、轧制等加工方式;b.具有较高的灵敏度(可发现0.1μm宽缺陷)c.显示直观、操作方便、检测费用低。

   3.渗透检测的缺点及局限性:a.它只能检出表面开口的缺陷;b.不适于检查多孔性疏松材料制成的工件和表面粗糙的工件;c.渗透检测只能检出缺陷的表面分布,难以确定缺陷的实际深度,因而很难对缺陷做出定量评价。检出结果受操作者的影响也较大。

二、非常规无损检测方法

   声发射 Acoustic Emission(缩写 AE);

   涡流检测Eddy current Testing (缩写 ET)

   泄漏检测 Leak Testing(缩写 LT);

   衍射波时差法超声检测技术Time of Flight Diffraction (缩写 ToFD);

   导波检测Guided Wave Testing;

   还有许多许多……

涡流检测(ET)

   涡流检测(ET)的英文名称是:Eddy Current Testing,工业上无损检测的方法之一。给一个线圈通入交流电,在一定条件下通过的电流是不变的。如果把线圈靠近被测工件,像船在水中那样,工件内会感应出涡流,受涡流影响,线圈电流会发生变化。由于涡流的大小随工件内有没有缺陷而不同,所以线圈电流变化的大小能反映有无缺陷

   涡流检测是建立在电磁感应原理基础之上的一种无损检测方法,它适用于导电材料。如果我们把一块导体置于交变磁场之中,在导体中就有感应电流存在,即产生涡流。由于导体自身各种因素(如电导率,磁导率,形状,尺寸和缺陷等)的变化,会导致感应电流的变化,利用这种现象而判知导体性质,状态的检测方法叫做涡流检测方法。

   涡流检测方法的操作速度很快,按照检验员的经验反馈,一条12米的长管,在顺利的情况下只需要几十秒就完成检验了。

   还有许多非常规无损检测方法,针对不同的场合、材质,经考察后才决定采用那种的方式检验。

关于无损检测培训与无损检测人员资质认证

   无损检测培训就是NDT Training。

无损检测的缩写是NDT,也叫无损探伤。就是在不损坏试件的前提下,以物理和化学方法为手段,借助先进的技术和仪器设备,对试件内部和表面的结构、性质、状态进行检测的方法。检查工件宏观缺陷或测量工件特征的各种技术方法的统称。

为什么要做无损检测培训

   无损检测是控制产品质量最可靠的方法。执行不好的无损检测能够引起安全问题,使进口商受到严重的经济损失,更可怕的是会影响您公司的声誉。从事无损检测的专业人士,都需要经过特别的培训,具备相应的特殊技能和经验,并持有相应资质证书,其检验才会被信赖和认可。

   这种培训和考核是由相应的无损检测机构、学会提供。学会会根据自身擅长、专业的领域,或者按照国际的标准进行无损检测培训授课与考核。检验员要通过考核,获得资质,以此判定其出具的检验结论是否被认可。

国内无损检测培训情况

   国内的无损检测学会会定期举办培训班,并进行相关的考试认证。

   而这类无损检测培训认证大多都在各种不同领域、地域的无损检测学会进行,具有一定的独立性,这种独立性不利于行业的流通,但更加所归属的技术更加深入。但最近也有整合与优化的趋势。这种优化,将有利于统一国内的多种培训考核标准,加快行业发展。

中国培训体系

   国际无损检测标准ISO 9712由国际技术委员会人编写。

   中国无损检测学会则和和8个政府机构或工业部门有关。这几家无损检测资格认证机构分别制定了各自的无损检测人员考核规则,学员需要根据所从事的行业取得相应的资格认证,才可以从事该领域的无损检测工作。

通过国内的相关学会获得NDT对应资质

国内主要是这几种机构组织无损检测培训与考核,分别是:

   中国特种设备检验协会、核工业无损检测中心、中国机械工程学会、铁道部、中国船级社等等。

他们针对自己的行业,有深入的培训与考核机制,相互认可性较低。每年大概举办1-2次统一培训,部分较少的特殊培训(如TOFD)可能会因报名人少而推迟到1年甚至2年。

   国内的学会一般会邀请业内的权威专业人事进行教授。但这些讲师绝大多数都是兼职老师,他们拥有自己的正职,在教学质量方面存在一定的不稳定性。

   国内一般都是大班教学(数十人到几百人都有),会则重于理论教学,因人员和场地有限,其实际操作方面的培训会相对较少,但价格也较低。一般一种技能(比如UT)的证书在几千块钱左右,不包括住宿。

   要了解国内对应行业的无损检测培训考试时间,请上相应的官方网站了解并按照他们的要求提交报名资料,付款后培训,一般一种技能在20天左右(具体情况请咨询你需要的学会)。通过外资检测公司在中国大陆获得EN473、ASNT国际资质

国际无损检测培训情况

   在国际范围内,无损检测标准有一定的通用性,比较常见的无损检测资质标准(例如欧盟基于EN473标准的PCN认证就是全球通行的),均由大型的无损检测机构进行管理,并通行于欧盟与美国等地。

欧盟和美国的主流无损检测标准虽然有一定的互通,但也有其不兼容性。但比起国内每个NDT学会之间的独立性而言,国际标准要通用得多!例如比较知名的瑞典无损检测协会,英国无损检测协会,欧盟认可,澳洲广泛认可,部分美洲客户也认可),和全球最大的美国无损检测学会(ASNT,泛美洲通行,部分欧洲客户也认可)。

   这些国际学会,会授权在全球各地合格的无损检测培训机构代理其培训考试,颁发证书。

国际上常见的无损检测培训体系

   各国的无损检测培训体系按照ISO9712标准,结合本国或本地区的实际情况,制定出一系列无损检测人员的培训标准和要求。例如:

◢ 美国培训体系:SNT-TC-1A,ASNT美国无损检测学会, ACCP

◢ 欧洲无损检测培训体系:BINDT英国无损检测学会、瑞典无损检测学会,(EN473标准下的认证)。

   EN473——欧洲各国的无损检测人员资质是按照EN473标准或根据EN473标准建立了一套适合自己国家的无损检验人员资格鉴定和认证的体系。

国际无损检测培训介绍

   国际的无损检测培训考核已经发展了多年,办学条件非常成熟,重视实操,而且所获得的资格是全球认可的。除非遇到某些有特殊倾向的客户,要求一定要有某国或某行业特殊的资质(国内的学会之间互认度很低,造成行业壁垒)。

   一般来讲,欧标EN473证书在欧盟和澳洲广泛认可,在美洲也获得一定的认可。而ASNT则在美洲本土广泛认可,即时在欧盟也会获得一定的认可。(离开本土后,还是要看客户有无特殊偏好)

   国际的NDT培训一般都是小班教学(不超过10人一班),理论和实操都非常重视,例如2级人员的培训基本是人手一台机,有非常多的实操机会。一般一种技能(比如UT)的证书在一万多人民币左右,不包括住宿。

在2008年以前,要获取EN473标准培训考核,最近的也要远渡马来西亚,接受当地的英文授课和考试,费用不菲。而在2008年以后,必维国际检验集团、SGS(中国)获得了欧盟国家的无损检测协会授权,在中国大陆开展相关的培训考核。

在中国获取国际认可的欧标认证资格

SGS NDT Training & Examination Centre (SGS无损检测培训考试中心)是BINDT 审核并认可的考试中

PCN证书

心 (AQB) 和培训机构 (ATO),是目前唯一在中国大陆被BINDT授权的培训机构。[1]

   SGS无损检测培训和考试中心建于上海,成立于 2007年10月,2008年7月通过BINDT审核后开始授课。该机构同时是ASNT的会员,能够提供基于EN473的RT, UT, MT, PT 和 VT 1,2 & 3级的培训及考试,也能提供ASNT全系列1、2级培训和考试。由有丰富实操经验的全职培训师双语(中英文)授课。课堂上人手一套设备(设备有GE提供,都是最新的顶级设备)和工件(考试工件要从国外购买)。

   这是目前(2010年7月22日)在中国大陆获取BINDT授权的PCN认证的唯一途径,也是对于国内学员来讲最经济实惠的解决方案。

   必维国际检验集团的无损检测培训事业部,与瑞典无损检测协会合作,向考试合格者联合颁发的对应方法的EN 473无损检测人员证书。

   该证书所涉工业门类IPI,为覆盖产品最广的许可,即EN473 Annex A[2]中的pre and in-service testing of equipment, plant and structure,包括焊接(w)、铸件(c)、锻件(f)、管与平板(t)等。磁粉和渗透还覆盖荧光方法。    证书初次有效期为5年,5年期满后提供连续期间从事该项方法的工作证明可予以免考换发证书。首次取证后第10年参加复证考试予以复证。


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