金属无损检测实验.docx
实验五金属无损检测实验一、实验背景与目的无损检测(NondestructiveTesting,简称NDT),是以不损害检验对象的使用性能为前提，应用多种物理原理和化学现象，对各种工程材料、零部件、结构件进行有效的检验和测试，借以评价它们的连续性、完整性、安全可靠性及某些物理性能，包括被测材料或构建中是否有缺陷，并对缺陷的形状、大小、方位、取向、分布和内含物等情况进行判断。无损检测由源头、变化、探测、显示、解释五部分组成。“源头”指声场、热场、电场、磁场等基本物理场；“变化”是指源头与被检物体相互作用引起变化；“探测”指采用探测器探测到上述变化；“显示”指显示与记录由探测器发出的信号；“解释”指结合被检材料对信号进行解释。依据采用方法的物理性质，无损检测可以分为如下五种常用的方法： 射线检测技术，简称RT 超声检测技术，简称UT 渗透检测技术，简称PT 涡流检测技术，简称ET 磁粉检测技术，简称MT本实验主要使用超声检测和磁粉检测技术检测试件的缺陷，实验目的如下:(1) 了解超声波检测、磁粉检测的基本原理。(2)初步掌握超声波检测、磁粉检测的操作方法。二、实验原理1、超声波检测原理超声波检测是利用材料及其缺陷的声学性能差异对超声波传播波形反射情况和穿透时间的能量变化来检验材料内部缺陷的无损检测方法。超声波检测目前用得最多的方法是脉冲反射法。把脉冲超声波射入被检物的一面，然后在同一面接收从缺陷处反射回来的回波，根据回波情况来判断缺陷。脉冲反射法在垂直探伤时用纵波，在斜射探伤时用横波，故脉冲反射探伤法可分为两种类型：垂直探伤法、斜射探伤法。直探头结构如图1所示，垂直探伤法如图2、3所示。外贵-阻尼块电缆线,压电晶片,保护膜图1直探头结构图2垂直探伤法在超声波仪器示波屏上，以横坐标代表声波的传播时间，以纵坐标表示回波信号幅度。对于同一均匀介质，脉冲波的传播时间与声程成正比。因此可由缺陷回波信号的出现判断缺陷的存在；又可由回波信号出现的位置来确定缺陷距探测面的距离，实现缺陷定位。通过回波幅度来判断缺陷的当量大小，如图3所示。探头图3垂直探伤波型示意图斜探头结构如图4所示。斜射探伤法技术原理如图5所示。因斜探头为倾斜探入，故没有底面回波，无法用底面回波作为参考来对缺陷进行定位。故需要采用标准试块，把示波屏横坐标调整到适当状态。图4斜探头结构图5斜射探伤法技术原理2、磁粉探伤原理铁磁性材料被磁化后，其内部将产生很强的磁感应强度，如果材料中存在不连续性（包括缺陷造成的不连续性等），磁力线会发生畸变，部分磁力线有可能逸出材料表面，从空间穿过，形成漏磁场，如图6所示。如果这时在工件上撒上磁粉,漏磁场就会吸附磁粉,形成与缺陷形状相近的磁粉堆积,我们称其为磁痕，从而显示缺陷。U）表面缺陷（b）近表面缺陷图6磁场示意图磁粉检测法的特点如下：1、只能检测出铁磁性材料制成的零件的表面或近表面的缺陷，不能用于检查内部缺陷。2、适宜铁磁材料探伤，不能用于非铁磁材料检验。三、实验设备与材料(1)超声波检测仪(2)磁粉检测仪四、实验步骤与操作1、超声波检测仪(1)探伤方法选择。(根据工件情况)钢板、锻 件-一直探头垂直探伤法。焊缝-斜探头斜射探伤法。(2)探伤面修整。表面粗糙度Ra6.3 m<>(3)耦合剂的选择。使探头发射的超声波传入试件。常用机油、水、甘油和化学浆糊。(4)确定探伤灵敏度。用适当的标准试块的人工缺陷或试件无缺陷底面调节到一定的波高，以此来确定探伤灵敏度。(5)进行粗探伤和精探伤。粗探伤-大概了解缺陷的有无和分布状态，以较高的灵敏度进行全面扫查。精探伤一对粗探伤发现的缺陷进行定性、定量、定位。2、磁粉探伤仪(1)预处理去除试件表面的油脂、涂料及铁锈等。(2)磁化选定适当的磁化方法，对试件进行磁化操作。(3)施加磁粉采用连续法或剩磁法方式施加磁粉。(4)磁痕的观察与判断在光线明亮的地方，用自然光和灯光进行观察，肉眼见到的磁粉堆积,即为磁痕。(5)后处理探伤完成后，一般应对工件进行退磁、除去磁粉和防锈处理。五、实验内容1、超声波检测(1)采用超声波检测法对有缺陷的钢板和钢板焊缝进行检测，确定缺陷的位置，并对缺陷大小进行评定。(2)采用超声波检测法对有缺陷的钢管和钢管焊缝进行检测，确定缺陷的位置，并对缺陷大小进行评定。2、磁粉检测(1)采用磁粉检测法对有缺陷的钢板和钢板焊缝进行检测，确定缺陷的位置，并对缺陷大小进行评定。(2)采用磁粉检测法对有缺陷的钢管和钢管焊缝进行检测，确定缺陷的位置，并对缺陷大小进行评定。五、实验报告要求1、写出实验目的，简述实验原理。2、描述磁粉检测的具体步骤。3、检测检测试样的形貌及尺度4、描绘磁粉检测法的检测结果，标明缺陷位置。六、思考题(1)无损检测方法有哪些？查资料确定各方法的优缺点及使用范围(2)超声波探伤方法中，垂直探伤法和斜射探伤法各应用到什么场合？(3)埋藏缺陷、表面缺陷可分别采用哪种无损检测方法？
