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Jul 8, 2023 12:47 PM
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第一章 绪论1.1 概述1.2 技术发展过程1.3 无损检测技术分类一、射线检测二、声学检测三、电学检测四、磁学检测（磁粉检测）五、光学检测六、热学检测七、渗透法1.4 无损检测方法的选择1.5 国内外无损检测的应用第二章 超声波检测技术2.1 概述2.2 超声波的分类2.3 超声场及介质的声参量2.3.1 描述超声场的物理量2.3.2 介质的声参量2.4 超声波在介质中的传播2.4.1 超声波垂直入射到平界面2.4.2 超声波斜入射到平界面2.4.3 超声波入射到曲界面2.5 超声检测仪2.5.1 超声检测仪2.6 超声检测方法2.6.1 超声检测方法2.6.2 仪器与探头的选择、耦合、检测仪的调节2.6.3 耦合方式2.6.4 检测仪的调节2.6.5 缺陷的定位和定量2.7 超声波侧厚第三章 超声检测应用3.1 超声波检测的应用3.2 超声波相控阵检测原理与方法3.3 超声显微检测技术3.3.4 高频超声系统构建3.3.5 验证与应用3.4 机械手超声无损检测3.4.1 复杂构件无损检测需求3.4.2 机械手超声检测关键技术3.4.3 国家标准GB/T34892-20173.5 残余应力超声检测第四章 射线检测技术4.1 射线检测技术概述4.2 射线检测的物理基础4.3 射线检测的基本原理和方法4.4 射线检测系统与射线防护4.5 射线检测应用4.6 工业CT检测技术第五章 涡流检测技术5.1 概述5.2 涡流检测基础知识5.3 涡流检测仪器及设备第六章 磁粉检测技术6.1 概述6.2 磁粉检测的物理基础6.3 磁化方向和磁化规范6.4 磁粉检测设备6.5 磁粉检测工艺第七章 渗透检测技术第八章 声发射检测技术8.1 概述8.2 声发射检测方法8.3 缺陷的评价
第一章 绪论
1.1 概述
1.定义
无损检测是在不损伤被检测对象的前提下，利用材料内部结构异常或陷对声、光、电、热、磁等物理现象的反应，来探拟测和获取材料及构件内部及表面缺陷的类型、性质、数量、形状、位置、尺寸、分布及其变化状态的理论方法和技术。
是交叉学科，计算机软件、仪器设备都需要。
无损评估是在无损检测基础上，结合材料特性。服役环境和鞋荷历史对构件的刚度、强度、抗腐蚀能力、疲劳程度和使用寿命给出评估的理论方法和技术。
2.无损检测的目的
无损检测：检测设备（构件）在制造和使用过程中产生的结构不完整性及缺陷情况；
无损评估：定量掌握缺陷与强度的关系.评价构件的允许负荷.服役状态或剩余寿命；
无损检测目的：
及时发现零部件缺陷，改进制造工艺，提高产品质量；
及时发现服役设备缺陷，避免发生故障。保证设备安全可常运行。
质量管理 在役检测 质量鉴定 寿命评估
无损检测不会对构件造成任何损伤：
无损检测技术为查找内部外部缺陷提供有效方法：
无损检测技术能够对产品质量实施监测与控制
无损检测技术能够防止因产品失效引起的灾难性后果：
无损检测技术的应用范围广阔。
1.2 技术发展过程
微机技术与信息技术的应用体现在高分辨力、定量代、自动代、快速化。
实施管理规范操作流程。方法和人员，体现在检测过程准化、程序化、规范化。
应用领域：所有材料，包括复合材料、胶接结构、玻璃和陶瓷材料
1.国内学术团体
中国无损检测学会(隶属于一级学会：中国机械工程学会)，
省市机械工程学会。中国声学学会的检测声学学会。
2.国际学术团体会议/大学
ICNOT. WCNOT. QNOE. FENOT. APCNOT. ECNOT/帝国理工大学，西北大学
3.国内大学
北京理工大学、南昌航空大学、清华大学、北京航空航天大学、西安交通大学、华中科技大学
4.国内企业
汕头超声仪器厂、常超、厦门爱德森、中国特检院（各省市特检院）、各大机械加工企业检测中心
5.人员资质管理机构
中国特检协会、中国无损检测学会、国防科工委无损检测人员鉴认委、中国船级社、劳动部压力容器无损检测认证机构等。
6.学术期肝刊
《Ultrasonics》、《无损检测技术》，《声学学会》等学术期刊
7.国内学术会义：远东无损检测新技术论坛、中国超声检测大会
1.3 无损检测技术分类
一、射线检测
具体检测方法
X射线。伽马射线和中子射线
基本检测原理
根据材料吸收率的大小的变化情况。来判断材料里面是否有缺陷。
举例：胸片，骨头的密度比较大，吸收多，白色，器官密度小，黑色
伽马射线和中子射线的能量比较大，可以穿透金属
二、声学检测
1.具体检测方法：
超声捡测
声发射检测
声—超声检测
声振检测
声成像与声全息检测
声显微镜检测
2.本质：
超声或者声在构件里面传播的时候，遇着材料的界面会发生一些反射、折射、散射等。
(1)超声检测基本原理：通过接收反肘信号的强弱和时间长短.判断缺陷位置和大小。
(2)声发射特点：被动检测、动态检测
(3)声一超声检测：低频超声
三、电学检测
电涡流检测方法：通过赋值.相位.频率的变化.检测构件里面是否有缺陷
四、磁学检测（磁粉检测）
滋粉检测：检测铁滋性材料的表面缺陷
1.具体检测方法
磁粉检测
漏滋场检测
Barkhausen噪声检测
磁声发射检测
核磁共振检翼
磁吸燃学方法检测
- 磁粉检测的条件
被检测的构件。首先要形成磁场，也是要有一个磁对它形成一个磁场。那么形成磁场以后，当磁粉涂复在表面以后，自然它就会有个吸附力。就会把这个气的磁粉会吸到这个构件表面上。
（2）barkhausen噪声检测：应力的测量量是材料弹性常数的均匀性
（3）漏磁
原理：有了缺陷以后会改变原来磁场的分布状态。用它改变量的大小去来判断这个有没有缺陷。实际上残余应力和材料的很多弹性叁数也会影响这个漏磁场的变化。
五、光学检测
具体检测方法：
1.目视检测
2.光全息术检测
3.错位散斑干涉检测
主要是检测表面的。看表面微小形状的变化
常用的设备有内窥镜、
六、热学检测
远距离红外检测
七、渗透法
虹吸效应，细小孔洞
1.4 无损检测方法的选择
体积缺陷使用射线、超声
表面用磁粉、涡流、渗透
考虑工艺，拐角的地方容易出现。
1.5 国内外无损检测的应用
军工、油气储罐（爬墙机器人）、飞机（每一个零部件都需要检测、断裂、开裂）、航空发动机
高铁，钢轨无缝焊接起来，焊缝裂纹缺陷
桥梁，焊接质量
无损检测的网站
双机械手检测，一端发射一端接收。声速，声衰减。自动化的技术。
叶片检测，曲面不一致，手工或者机械手检测。
车辆的轮毂，沙眼。
第二章 超声波检测技术
2.1 概述
优点
不同介质检测，水中，空气中，水中频率高，精度也不同。
形状复杂的箱体壁，齿轮的齿面齿根，弹簧，一般采用空气耦合或者水耦合。
2.2 超声波的分类
波导：有边界的波的导体称为波导，比如棒、筒、板。
导波：在波导中传播的超声波。
表面波在深度方向衰减严重，界面波是两个构件接触的时候，板波也称兰姆波。
2.3 超声场及介质的声参量
2.3.1 描述超声场的物理量
机械能和电能双向转换
超声波衰减，1n~4n之间
2.3.2 介质的声参量
2.4 超声波在介质中的传播
2.4.1 超声波垂直入射到平界面
幅度变大
相位没有发生变化，幅度变小
波长的整数倍
2.4.2 超声波斜入射到平界面
斜入射很普遍，特殊才是垂直入射
2.4.3 超声波入射到曲界面
材质，声阻抗会对焦距有影响，缩短。
2.5 超声检测仪
2.5.1 超声检测仪
横波、纵波探头
四类超声探头
压电
压电效应：单晶和多晶材料在应力作用下产生电场的现象。
逆压电效应：单晶和多晶材料在电场作用下产生应力和应变的现象。
激光超声原理：激光加热，膨胀，停止，收缩，再加热，膨胀，反复，出现超声。
缺陷：方向性不强，横波纵波难确定。
2.6 超声检测方法
2.6.1 超声检测方法
可以实现剥层检测
超声穿透法：针对声衰减严重的
2.6.2 仪器与探头的选择、耦合、检测仪的调节
2.6.3 耦合方式
液体耦合一般是自动化的。
干耦合一般是软性材料耦合。
厚度越小越好，声阻抗越小越好。
2.6.4 检测仪的调节
2.6.5 缺陷的定位和定量
2.7 超声波侧厚
1. 用于超声检测的超声波类型有哪几种？各自的特点是什么？
在超声检测中，一般使用以下几种超声波类型：
纵波（或称P波）超声波：它的振动方向和传播方向是一致的，是最常用的超声波类型之一。纵波超声波能够在固体、液体和气体等介质中传播，具有较好的穿透能力，能够探测深层缺陷和结构；但也存在信号衰减、多次反射等问题。
横波（或称S波）超声波：它的振动方向和传播方向垂直，只能在固体介质中传播。横波超声波不会穿透表面，并且受到表面边缘的影响较大，不适合检测表面缺陷。
表面波超声波：表面波是在固体的表面中传播的一种波。表面波超声波能够在平坦的表面上传播，而不仅仅是在固体材料内部进行传播。它们具有高灵敏度和较小的穿透深度，因此常用于检测较浅的缺陷和表面裂纹。
常落射波超声波：常落射波是一种依赖于界面反射的波，其特点是能够探测到垂直于材料表面的缺陷。常落射波超声波也适用于液体介质中的检测。
2、超声波垂直入射到平面界面时的透射和反射规律是什么？
当超声波垂直入射到平面界面时，会发生透射和反射。
- 反射规律：
- 一部分超声波能量会被界面反射回原来的介质中。
- 反射角（入射角与法线之间的角度）等于入射角。
- 反射波的强度取决于入射波的强度和介质的特性，如声阻抗（声速与介质密度的乘积）差异。
- 透射规律：
- 另一部分超声波能量会穿过界面进入第二个介质中，这称为透射。
- 透射角是入射角的函数，其具体取决于两个介质的声速比值。
- 当声速逐渐从一个介质变化到另一个介质时，透射角也会改变。
- 透射波的强度取决于入射波的强度和介质的特性，如声阻抗差异。
这些规律遵循斯涅尔定律，即斯涅尔定律指出入射角、反射角和透射角之间的关系。根据斯涅尔定律，入射角θ₁、反射角θ₂和透射角θ₃满足以下关系：
sin(θ₁) / sin(θ₂) = v₁ / v₂ = Z₂ / Z₁
其中，v₁和v₂分别表示两个介质中的声速，Z₁和Z₂表示两个介质的声阻抗（即声速与介质密度的乘积）。
3、超声波斜入射到平面界面时的折射和反射规律是什么？
折射规律：在超声波从一个介质（称为第一介质）斜面入射到另一个介质（称为第二介质）时，由于两种介质的声速不同，在第一个介质中匀速直线传播的波会突然发生速度变化，并在第二介质中发生折射，折射波以与法线相交的角度进入第二介质中传播。
反射规律：同样在超声波从一个介质斜面入射到另一个介质时，有一部分波会在入射点与界面之间发生反射，以相同的入射角度反射回第一个介质中。
第三章 超声检测应用
3.1 超声波检测的应用
小直径的探头检测
相控阵探头
自动化全焊缝的检测
腐蚀情况测厚
3.2 超声波相控阵检测原理与方法
超声波能够在介质中叠加。
优点：原位不动，检测范围更宽；任意位置聚焦，更方便。
一维变二维是重要方向。
一部分发射一部分接收，很多个阵元。
波束合成
固定探头需要更换，相控阵探头不用更换，应用很广。
3.3 超声显微检测技术
3.3.4 高频超声系统构建
区别是机械扫描平台，精准控制位移，二是声透镜，
3.3.5 验证与应用
3.4 机械手超声无损检测
3.4.1 复杂构件无损检测需求
3.4.2 机械手超声检测关键技术
运动
双机械手同步运动
3.4.3 国家标准GB/T34892-2017
3.5 残余应力超声检测
残余应力检测原理
第四章 射线检测技术
4.1 射线检测技术概述
4.2 射线检测的物理基础
4.3 射线检测的基本原理和方法
4.4 射线检测系统与射线防护
射线系统构成
射线防护
4.5 射线检测应用
检测材料内部缺陷
非开箱检测
4.6 工业CT检测技术
应用
第五章 涡流检测技术
5.1 概述
5.2 涡流检测基础知识
涡流检测原理涡流变化导致输测线圈阻抗变化
5.3 涡流检测仪器及设备
第六章 磁粉检测技术
6.1 概述
发展历史和现状
6.2 磁粉检测的物理基础
电流的磁场
6.3 磁化方向和磁化规范
磁化方法
6.4 磁粉检测设备
一般成本较低，较为简单
6.5 磁粉检测工艺
第七章 渗透检测技术
和磁粉非常类似
第八章 声发射检测技术
8.1 概述
8.2 声发射检测方法
8.3 缺陷的评价
- 作者:Conor
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