焊接結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)

前言

　　焊接結(jié)構(gòu)具有節(jié)省金屬材料、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、結(jié)構(gòu)設(shè)計靈活、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)，因此得到了廣泛應(yīng)用。　　由于焊接熱過程的特殊性，如加熱溫度高、速度快、高溫停留時間短、局部加熱產(chǎn)生不均勻相變及應(yīng)變、在應(yīng)力狀態(tài)下進(jìn)行組織轉(zhuǎn)變等，使得焊接結(jié)構(gòu)容易產(chǎn)生一些缺陷，這也一直是焊接工作者努力克服的問題。據(jù)對船舶脆斷事故調(diào)查，約40％的脆斷事故是從焊縫缺陷處開始；某市煤氣公司液化氣球罐爆炸，事故分析查明主斷　　裂源在上環(huán)焊縫的內(nèi)壁焊趾上。在焊接結(jié)構(gòu)得到廣泛應(yīng)用的同時，焊接缺陷一直是威脅焊接結(jié)構(gòu)安全的大患?！　『附咏Y(jié)構(gòu)的缺陷檢測評價是一項關(guān)鍵工序，焊接結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)在不斷發(fā)展完善。隨著電子計算機(jī)和信息技術(shù)的發(fā)展，常規(guī)檢測方法有了新突破，新的檢測方法和檢測技術(shù)層出不窮。例如，射線檢測實時成像技術(shù)、層析攝影與工業(yè)CT技術(shù)、超聲相控陣和TOFD檢測技術(shù)、遠(yuǎn)場渦流檢測技術(shù)、金屬磁記憶檢測技術(shù)和紅外熱成像檢測等新的檢測技術(shù)得到了長足的發(fā)展和應(yīng)用?！　”緯陨渚€檢測、超聲波和聲發(fā)射檢測、渦流和磁粉檢測、滲透檢測、物理、化學(xué)檢測等為主線，較為系統(tǒng)地介紹了焊接結(jié)構(gòu)檢測采用的新技術(shù)和新工藝?！　”緯衫钜陨?、劉德鎮(zhèn)主編，肖世榮、邢兆輝、王洪良副主編。參加編寫的還有：山東省特種設(shè)備檢驗研究院的宋明大、王春茂、杜宏、李偉杰、張峰、姜奎書、鄒石磊、黃克帥、唐杰、陳占軍、戴家輝，山東大學(xué)的陳茂愛、高進(jìn)強(qiáng)，山東省電力研究院的關(guān)洪光、李正利，青島荏原環(huán)境設(shè)備有限公司的黃秀華，歐寶工業(yè)有限公司的紀(jì)義豪，山東電力建設(shè)第一工程公司的杜傳國，上海創(chuàng)今電子科技有限公司的劉衍民等?！　”緯幷呔蹈叩仍盒?、科研院所、檢驗檢測機(jī)構(gòu)、焊接結(jié)構(gòu)制造企業(yè)和檢測設(shè)備生產(chǎn)經(jīng)營企業(yè)的專家，具有多年從事焊接結(jié)構(gòu)檢測的經(jīng)驗。本書是這些編者根據(jù)自己的工作經(jīng)驗，借鑒前人著作，共同編寫而成，旨在全面介紹焊接結(jié)構(gòu)檢測的新技術(shù)、新方法、新工藝，為從事鍋爐、化工容器、壓力管道、起重機(jī)械、橋梁、建筑等焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計制造、檢驗檢測、安全監(jiān)察等領(lǐng)域工作的研究人員、現(xiàn)場檢測技術(shù)人員和大專院校師生提供參考?！　∮捎诰幷咚接邢蓿瑫须y免有不妥之處，敬請廣大讀者批評指正！　　編者

內(nèi)容概要

　　《焊接結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)》以射線檢測、超聲波和聲發(fā)射檢測、渦流和磁粉檢測、滲透檢測、物理和化學(xué)檢測等為主線，較為系統(tǒng)地介紹了焊接結(jié)構(gòu)檢測采用的新技術(shù)和新工藝等內(nèi)容，資料全，數(shù)據(jù)新，實用性強(qiáng)?！逗附咏Y(jié)構(gòu)檢測技術(shù)》作者均系高等院校、科研院所、檢驗檢測機(jī)構(gòu)、焊接結(jié)構(gòu)制造企業(yè)和檢測設(shè)備生產(chǎn)經(jīng)營企業(yè)的專家，具有多年從事焊接結(jié)構(gòu)檢測的經(jīng)驗，《焊接結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)》也是他們多年工作經(jīng)驗的總結(jié)?！　　逗附咏Y(jié)構(gòu)檢測技術(shù)》可供從事鍋爐、化工容器、壓力管道、起重機(jī)械、橋梁、建筑等焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計制造、檢驗檢測、安全監(jiān)察等領(lǐng)域工作的研究人員、現(xiàn)場檢測技術(shù)人員及大專院校師生使用。

書籍目錄

第1章 概論11.1 焊接與焊接結(jié)構(gòu)11.2 焊接結(jié)構(gòu)的缺陷類型11.3 檢測技術(shù)綜述31.4 各種檢測方法的優(yōu)缺點(diǎn)41.5 焊接結(jié)構(gòu)檢測方法選用原則41.6 焊接結(jié)構(gòu)檢測檔案及工藝規(guī)程的要求4第2章 射線檢測技術(shù)62.1 射線檢測的原理62.1.1 X射線的產(chǎn)生62.1.2 放射性元素與γ射線62.1.3 射線與物質(zhì)的相互作用72.2 射線檢測設(shè)備92.2.1 X射線管102.2.2 γ射線機(jī)102.2.3 加速器112.3 射線檢測工藝112.3.1 工藝準(zhǔn)備及透照布置112.3.2 透照工藝參數(shù)的確定132.3.3 曝光曲線的制作及應(yīng)用202.3.4 散射線的控制242.3.5 焊縫透照常規(guī)工藝272.4 平板對接焊縫透照技術(shù)292.4.1 透照布置292.4.2 有效透照區(qū)與膠片尺寸的確定292.4.3 透照參數(shù)確定302.5 環(huán)焊縫透照技術(shù)312.6 小徑管對接焊縫透照技術(shù)372.6.1 透照布置372.6.2 透照厚度變化372.6.3 透照次數(shù)382.6.4 透照參數(shù)的確定382.6.5 橢圓透照影像質(zhì)量392.6.6 小徑管橢圓透照一次成像檢出范圍計算392.7 變截面焊接接頭透照技術(shù)402.7.1 適當(dāng)提高管電壓技術(shù)412.7.2 雙膠片技術(shù)412.7.3 補(bǔ)償技術(shù)412.8 球罐γ射線全景曝光技術(shù)422.8.1 設(shè)備和器材的選擇422.8.2 工藝程序422.8.3 曝光時間的計算422.8.4 注意事項432.8.5 安全管理432.9 射線檢測實時成像技術(shù)442.9.1 射線實時成像檢測系統(tǒng)的分類442.9.2 射線實時成像檢測的原理472.1 0CR與DR技術(shù)502.1 0.1 CR技術(shù)502.1 0.2 DR技術(shù)552.1 1層析攝影與工業(yè)CT技術(shù)592.1 1.1 概述592.1 1.2 膠片層析攝影技術(shù)592.1 1.3 工業(yè)CT技術(shù)602.1 2高能射線檢測技術(shù)662.1 2.1 高能X射線概述662.1 2.2 高能射線檢測工藝672.1 3中子射線照相技術(shù)692.1 3.1 中子射線照相的基本原理692.1 3.2 中子射線檢測的設(shè)備712.1 3.3 中子射線檢測的方法712.1 4射線檢測工藝規(guī)程的編制實例732.1 5射線檢測相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)77第3章 超聲檢測技術(shù)793.1 超聲波檢測原理793.1.1 波動的概念和超聲波特性793.1.2 超聲波檢測方法概述953.1.3 超聲波探傷儀器和探頭963.1.4 超聲波探傷試塊1013.2 超聲波檢測通用技術(shù)1033.2.1 探傷儀的調(diào)節(jié)1033.2.2 缺陷位置的測定1053.2.3 缺陷反射當(dāng)量或長度尺寸的測定1083.2.4 缺陷自身高度的測定1103.2.5 缺陷性質(zhì)分析與非缺陷回波的判別1143.3 焊接結(jié)構(gòu)用鋼板探傷技術(shù)1203.3.1 探頭的選用1203.3.2 標(biāo)準(zhǔn)試塊1203.3.3 缺陷的邊界范圍或指示長度的測定方法1213.3.4 缺陷的評定方法1223.4 焊接結(jié)構(gòu)用鋼管探傷技術(shù)1223.5 鋼板焊縫探傷技術(shù)1233.5.1 探測條件的選擇1233.5.2 距離?波幅曲線的繪制與應(yīng)用1253.5.3 掃查方式1273.5.4 缺陷位置的測定1283.5.5 缺陷大小的測定1283.5.6 焊縫質(zhì)量評級1293.6 T形焊縫結(jié)構(gòu)及探傷方法1293.7 堆焊層超聲波探傷1313.8 奧氏體不銹鋼焊縫超聲波探傷1333.8.1 組織特點(diǎn)1333.8.2 探測條件的選擇1343.8.3 對比試塊1343.8.4 儀器調(diào)節(jié)1343.8.5 檢測準(zhǔn)備1353.8.6 掃查要求1353.8.7 缺陷紀(jì)錄1363.8.8 缺陷評定1363.8.9 質(zhì)量分級1363.9 鋁焊縫超聲波探傷1363.9.1 鋁焊縫特點(diǎn)與常見缺陷1363.9.2 探測條件的選擇1373.9.3 探傷準(zhǔn)備1373.9.4 掃查1373.9.5 缺陷的定量檢測1383.9.6 鋁焊縫質(zhì)量評定與分級1383.1 0小徑管對接焊縫超聲波探傷1383.1 0.1 小徑管焊縫的探傷特點(diǎn)1383.1 0.2 探測條件的選擇1383.1 0.3 檢測位置及探頭移動區(qū)1393.1 0.4 耦合劑1393.1 0.5 距離?波幅曲線的繪制1393.1 0.6 掃查1403.1 0.7 缺陷定量檢測1403.1 0.8 缺陷的評定1403.1 0.9 質(zhì)量分級1403.1 1T、K、Y形管節(jié)點(diǎn)焊縫的超聲波探傷1413.1 1.1 T、K、Y形管節(jié)點(diǎn)焊縫的結(jié)構(gòu)與探傷方法1413.1 1.2 探測條件的選擇1423.1 1.3 儀器的調(diào)整1433.1 1.4 缺陷的測定與判別1433.1 2超聲相控陣檢測技術(shù)1443.1 2.1 原理1443.1 2.2 焊縫超聲相控陣檢測1453.1 2.3 超聲相控陣檢測的特殊應(yīng)用1453.1 3TOFD檢測技術(shù)1483.1 3.1 TOFD檢測原理1483.1 3.2 缺陷的確定1483.1 3.3 TOFD檢測方法的特點(diǎn)1503.1 3.4 TOFD檢測設(shè)備1503.1 3.5 典型TOFD缺陷信號1543.1 3.6 TOFD檢測的應(yīng)用實例1573.1 4超聲導(dǎo)波檢測技術(shù)1593.1 4.1 超聲導(dǎo)波的概念1593.1 4.2 超聲導(dǎo)波檢測技術(shù)的特點(diǎn)1603.1 4.3 超聲導(dǎo)波檢測技術(shù)在管道檢測中的應(yīng)用1603.1 5焊縫超聲波探傷工藝規(guī)程的編制1613.1 5.1 檢驗規(guī)程1613.1 5.2 探傷工藝卡1623.1 6超聲檢測標(biāo)準(zhǔn)163第4章 滲透檢測1654.1 滲透檢測原理與設(shè)備1654.1.1 滲透檢測原理1654.1.2 滲透檢測的種類和滲透檢測劑1654.1.3 滲透檢測設(shè)備、儀器和檢測試塊1744.2 滲透檢測方法和工藝1764.2.1 水洗型滲透檢測方法1764.2.2 后乳化型滲透檢測方法1774.2.3 溶劑去除型滲透檢測方法1784.2.4 特殊的滲透檢測方法1794.2.5 滲透檢測靈敏度1794.2.6 滲透檢測方法的選用1794.2.7 滲透檢測工藝1804.2.8 顯示的解釋與分類1874.3 焊接結(jié)構(gòu)滲透檢測常見缺陷及其顯示特征1884.3.1 缺陷痕跡顯示的分類1884.3.2 焊接結(jié)構(gòu)常見缺陷及其顯示特征1894.3.3 缺陷痕跡顯示的等級評定1914.3.4 滲透檢測記錄和報告1924.4 焊接結(jié)構(gòu)的滲透檢測1934.4.1 焊縫的滲透檢測1934.4.2 坡口的滲透檢測1944.4.3 焊接過程中的滲透檢測1944.4.4 滲透檢測工藝卡與應(yīng)用實例1944.5 滲透檢測標(biāo)準(zhǔn)1984.5.1 滲透檢測標(biāo)準(zhǔn)的含義和種類1984.5.2 國內(nèi)焊接結(jié)構(gòu)滲透檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)198第5章 渦流檢測1995.1 渦流檢測的原理和方法1995.1.1 渦流檢測原理1995.1.2 渦流檢測方法1995.1.3 渦流檢測的應(yīng)用范圍2005.1.4 渦流檢測的優(yōu)缺點(diǎn)2005.2 渦流檢測設(shè)備2015.2.1 渦流檢測線圈2015.2.2 渦流檢測系統(tǒng)2045.2.3 渦流檢測輔助裝置2075.2.4 渦流檢測設(shè)備智能化2085.3 標(biāo)準(zhǔn)試樣與對比試樣2105.3.1 標(biāo)樣工件的意義及其用途2115.3.2 人工缺陷2115.3.3 校準(zhǔn)人工傷的加工及測量2135.3.4 采用自然缺陷的對比試樣2135.4 渦流檢測的基本試驗技術(shù)2145.4.1 試驗規(guī)范2145.4.2 試驗準(zhǔn)備2145.4.3 試驗條件的選擇2155.4.4 試驗結(jié)果及其處理2175.5 穿過式線圈渦流探傷2175.6 金屬管道在線、離線渦流探傷2185.7 金屬棒、線、絲材渦流探傷2205.8 金屬管道在役渦流探傷2205.9 渦流檢測技術(shù)的其它應(yīng)用2275.1 0遠(yuǎn)場渦流檢測技術(shù)2275.1 0.1 遠(yuǎn)場渦流效應(yīng)原理2275.1 0.2 遠(yuǎn)場渦流技術(shù)的特點(diǎn)2285.1 0.3 遠(yuǎn)場渦流檢測設(shè)備介紹229第6章 磁粉檢測技術(shù)2306.1 磁粉檢測原理與設(shè)備2306.1.1 漏磁場與磁粉探傷2306.1.2 漏磁場的形成2316.1.3 磁粉探傷2326.2 磁化方法和磁化電流2336.2.1 磁化方法的分類2336.2.2 磁化方法與工件和缺陷的關(guān)系2346.2.3 常用磁化方法的特點(diǎn)和適用范圍2356.3 設(shè)備的分類與設(shè)備組成部分2406.3.1 磁粉探傷機(jī)的命名方法2406.3.2 設(shè)備的分類2406.3.3 設(shè)備的組成部分2416.3.4 標(biāo)準(zhǔn)試片與標(biāo)準(zhǔn)試塊2426.4 焊接結(jié)構(gòu)磁粉探傷工藝與應(yīng)用2426.4.1 預(yù)處理及工序安排2426.4.2 焊接件的磁化2436.4.3 焊件的磁粉檢測方法2436.4.4 焊接接頭的典型磁化方法2456.4.5 磁化規(guī)范2476.4.6 檢測靈敏度2486.5 磁痕觀察與記錄和報告2486.6 后處理與退磁2496.7 各種磁化方法的選用優(yōu)缺點(diǎn)2506.8 磁粉探傷質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)與通用工藝2516.8.1 磁粉檢測標(biāo)準(zhǔn)2516.8.2 磁粉檢測通用工藝規(guī)程實例252第7章 聲發(fā)射檢測2597.1 聲發(fā)射檢測原理與檢測儀器2597.1.1 聲發(fā)射檢測的基本原理2597.1.2 傳感器與信號電纜2597.1.3 信號調(diào)理2647.1.4 聲發(fā)射檢測系統(tǒng)2707.2 聲發(fā)射檢測技術(shù)應(yīng)用2727.2.1 經(jīng)典信號處理方法2727.2.2 定位技術(shù)與高級信號處理技術(shù)2777.2.3 檢測儀器選擇的影響因素2957.2.4 檢測儀器的設(shè)置和校準(zhǔn)2967.2.5 加載程序與特殊檢測的程序2987.2.6 數(shù)據(jù)顯示2997.2.7 噪聲源的識別、抑制和排除2997.2.8 數(shù)據(jù)解釋、評價與報告3007.3 壓力容器檢測3017.4 壓力管道檢測3047.5 鋼結(jié)構(gòu)與起重機(jī)械檢測3047.6 其它焊接結(jié)構(gòu)檢測應(yīng)用3067.7 聲發(fā)射檢測標(biāo)準(zhǔn)及通用工藝實例3087.7.1 聲發(fā)射檢測標(biāo)準(zhǔn)3087.7.2 聲發(fā)射檢測通用工藝實例308第8章 焊接接頭的化學(xué)成分和金相組織檢測3128.1 焊接接頭的成分分析3128.2 焊接接頭化學(xué)成分的分析方法3128.2.1 化學(xué)分析法3128.2.2 光譜分析法3138.2.3 火花鑒別3188.3 焊接接頭成分分析的取樣方法3188.3.1 化學(xué)分析法的取樣3188.3.2 物理分析法的取樣3188.4 金相檢驗技術(shù)3188.4.1 金相檢驗技術(shù)3188.4.2 金相檢驗的分類及使用設(shè)備3198.4.3 焊接金相檢驗和制樣3208.4.4 焊接組織的侵蝕3228.4.5 焊接接頭組織觀察的侵蝕順序3258.5 焊接區(qū)域的組織特征3258.5.1 焊接接頭的宏觀特征3258.5.2 焊接接頭的微觀特征3258.5.3 焊接接頭的組織鑒別3278.6 幾種鑒別金相組織的方法3298.7 幾種典型材料的焊接組織3308.7.1 低碳鋼焊接組織3308.7.2 低合金鋼焊接組織3318.7.3 中碳調(diào)質(zhì)鋼3328.7.4 不銹鋼耐酸鋼焊接組織3338.7.5 異種鋼焊接組織3338.7.6 鋁及鋁合金的焊接組織3348.8 焊接接頭的金相分析應(yīng)用3358.8.1 分析內(nèi)容和程序3358.8.2 分析的程序3358.8.3 金相檢測工藝3368.9 焊接接頭的成分分析和金相檢驗標(biāo)準(zhǔn)338第9章 焊接結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能檢驗3399.1 焊接接頭的力學(xué)性能試驗取樣3399.1.1 力學(xué)性能試驗取樣條件及取樣位置3399.1.2 取樣方法及取樣尺寸3399.2 拉伸試驗3409.3 焊接接頭彎曲與壓扁試驗3429.4 硬度試驗3439.4.1 布氏硬度3439.4.2 洛氏硬度3449.4.3 維氏硬度3459.4.4 顯微維氏硬度3459.4.5 肖氏硬度3469.4.6 里氏硬度3469.5 焊接接頭的沖擊試驗3479.6 焊接接頭及焊縫的疲勞試驗3499.7 焊接結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能試驗標(biāo)準(zhǔn)352第10章 其它檢驗檢測技術(shù)35410.1 金屬磁記憶檢測技術(shù)35410.1.1 磁記憶檢測原理35410.1.2 金屬磁記憶方法的優(yōu)點(diǎn)35510.1.3 檢測設(shè)備35610.1.4 磁記憶檢測技術(shù)應(yīng)用35910.2 紅外熱成像檢測36410.2.1 紅外檢測的原理與設(shè)備36410.2.2 在焊接結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用37210.3 焊接結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變測試37410.3.1 電阻應(yīng)變計和應(yīng)變儀37410.3.2 電阻應(yīng)變測量及應(yīng)力計算37710.3.3 應(yīng)力與應(yīng)變37910.3.4 幾種基本受力類型的應(yīng)力測定38110.3.5 應(yīng)力應(yīng)變測試系統(tǒng)和焊接殘余應(yīng)力測試383參考文獻(xiàn)384

章節(jié)摘錄

　　第2章　射線檢測技術(shù)　　2.1　射線檢測的原理　　2.1.1　X射線的產(chǎn)生　　當(dāng)高速運(yùn)動的電子被阻止時，伴隨著電子動能的消失和轉(zhuǎn)化，能夠產(chǎn)生X射線?，F(xiàn)在應(yīng)用的所有x射線裝置，都是利用高速運(yùn)動電子去轟擊靶物而產(chǎn)生的，分析總結(jié)應(yīng)用各種不同裝置產(chǎn)生X射線的實驗，人們發(fā)現(xiàn)：為了獲得X射線，必須具備以下三個條件?！　、佼a(chǎn)生并發(fā)射自由電子，從而獲得自由電子源。例如，可以應(yīng)用真空中的熱電子發(fā)射。　?、谠谡婵罩?，沿一定方向加速自由電子，從而獲得具有極高速度和動能作定向運(yùn)動的打靶電子流。在一般工業(yè)x射線管中往往用直流高壓電場加速電子，而在產(chǎn)生高能射線的加速器中應(yīng)用高能的電磁場加速電子。要求一個較高真空度的空間，主要是為加速提供一個通道，避免在加速過程中與氣體分子碰撞而降低能量。同時，也能保護(hù)燈絲及靶材料，不致因氧化而被燒毀?！　、嘣诟咚匐娮恿鞯倪\(yùn)動路徑上設(shè)置堅硬而耐熱的靶，使高速運(yùn)動的電子與靶相碰撞，突然受阻而驟然遏止。這樣就會產(chǎn)生能量轉(zhuǎn)換，從而獲得所需要的X射線?！　?.1.2　放射性元素與γ射線　　一些元素能自發(fā)地放出射線而發(fā)生轉(zhuǎn)變，這類元素稱為放射性元素。在各種元素的向位素中有些是穩(wěn)定的有些是不穩(wěn)定的，它們也會自發(fā)地放射出射線而發(fā)生轉(zhuǎn)變，這類不穩(wěn)定的同位素叫做放射性同位素。由于天然放射性元素不僅價格貴，而且不能制成體積小而輻射強(qiáng)度高的射線源，射線檢測中應(yīng)用的7射線源，主要都是人工放射性同位素。

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