焊接结构检测技术

第1章 概论1

1.1 焊接与焊接结构1

1.2 焊接结构的缺陷类型1

1.3 检测技术综述3

1.4 各种检测方法的优缺点4

1.5 焊接结构检测方法选用原则4

1.6 焊接结构检测档案及工艺规程的要求4

第2章 射线检测技术6

2.1 射线检测的原理6

2.1.1 X射线的产生6

2.1.2 放射性元素与γ射线6

2.1.3 射线与物质的相互作用7

2.2 射线检测设备9

2.2.1 X射线管10

2.2.2 γ射线机10

2.2.3 加速器11

2.3 射线检测工艺11

2.3.1 工艺准备及透照布置11

2.3.2 透照工艺参数的确定13

2.3.3 曝光曲线的制作及应用20

2.3.4 散射线的控制24

2.3.5 焊缝透照常规工艺27

2.4 平板对接焊缝透照技术29

2.4.1 透照布置29

2.4.2 有效透照区与胶片尺寸的确定29

2.4.3 透照参数确定30

2.5 环焊缝透照技术31

2.6 小径管对接焊缝透照技术37

2.6.1 透照布置37

2.6.2 透照厚度变化37

2.6.3 透照次数38

2.6.4 透照参数的确定38

2.6.5 椭圆透照影像质量39

2.6.6 小径管椭圆透照一次成像检出范围计算39

2.7 变截面焊接接头透照技术40

2.7.1 适当提高管电压技术41

2.7.2 双胶片技术41

2.7.3 补偿技术41

2.8 球罐γ射线全景曝光技术42

2.8.1 设备和器材的选择42

2.8.2 工艺程序42

2.8.3 曝光时间的计算42

2.8.4 注意事项43

2.8.5 安全管理43

2.9 射线检测实时成像技术44

2.9.1 射线实时成像检测系统的分类44

2.9.2 射线实时成像检测的原理47

2.1 0CR与DR技术50

2.1 0.1 CR技术50

2.1 0.2 DR技术55

2.1 1层析摄影与工业CT技术59

2.1 1.1 概述59

2.1 1.2 胶片层析摄影技术59

2.1 1.3 工业CT技术60

2.1 2高能射线检测技术66

2.1 2.1 高能X射线概述66

2.1 2.2 高能射线检测工艺67

2.1 3中子射线照相技术69

2.1 3.1 中子射线照相的基本原理69

2.1 3.2 中子射线检测的设备71

2.1 3.3 中子射线检测的方法71

2.1 4射线检测工艺规程的编制实例73

2.1 5射线检测相关标准77

第3章 超声检测技术79

3.1 超声波检测原理79

3.1.1 波动的概念和超声波特性79

3.1.2 超声波检测方法概述95

3.1.3 超声波探伤仪器和探头96

3.1.4 超声波探伤试块101

3.2 超声波检测通用技术103

3.2.1 探伤仪的调节103

3.2.2 缺陷位置的测定105

3.2.3 缺陷反射当量或长度尺寸的测定108

3.2.4 缺陷自身高度的测定110

3.2.5 缺陷性质分析与非缺陷回波的判别114

3.3 焊接结构用钢板探伤技术120

3.3.1 探头的选用120

3.3.2 标准试块120

3.3.3 缺陷的边界范围或指示长度的测定方法121

3.3.4 缺陷的评定方法122

3.4 焊接结构用钢管探伤技术122

3.5 钢板焊缝探伤技术123

3.5.1 探测条件的选择123

3.5.2 距离波幅曲线的绘制与应用125

3.5.3 扫查方式127

3.5.4 缺陷位置的测定128

3.5.5 缺陷大小的测定128

3.5.6 焊缝质量评级129

3.6 T形焊缝结构及探伤方法129

3.7 堆焊层超声波探伤131

3.8 奥氏体不锈钢焊缝超声波探伤133

3.8.1 组织特点133

3.8.2 探测条件的选择134

3.8.3 对比试块134

3.8.4 仪器调节134

3.8.5 检测准备135

3.8.6 扫查要求135

3.8.7 缺陷纪录136

3.8.8 缺陷评定136

3.8.9 质量分级136

3.9 铝焊缝超声波探伤136

3.9.1 铝焊缝特点与常见缺陷136

3.9.2 探测条件的选择137

3.9.3 探伤准备137

3.9.4 扫查137

3.9.5 缺陷的定量检测138

3.9.6 铝焊缝质量评定与分级138

3.1 0小径管对接焊缝超声波探伤138

3.1 0.1 小径管焊缝的探伤特点138

3.1 0.2 探测条件的选择138

3.1 0.3 检测位置及探头移动区139

3.1 0.4 耦合剂139

3.1 0.5 距离波幅曲线的绘制139

3.1 0.6 扫查140

3.1 0.7 缺陷定量检测140

3.1 0.8 缺陷的评定140

3.1 0.9 质量分级140

3.1 1T、K、Y形管节点焊缝的超声波探伤141

3.1 1.1 T、K、Y形管节点焊缝的结构与探伤方法141

3.1 1.2 探测条件的选择142

3.1 1.3 仪器的调整143

3.1 1.4 缺陷的测定与判别143

3.1 2超声相控阵检测技术144

3.1 2.1 原理144

3.1 2.2 焊缝超声相控阵检测145

3.1 2.3 超声相控阵检测的特殊应用145

3.1 3TOFD检测技术148

3.1 3.1 TOFD检测原理148

3.1 3.2 缺陷的确定148

3.1 3.3 TOFD检测方法的特点150

3.1 3.4 TOFD检测设备150

3.1 3.5 典型TOFD缺陷信号154

3.1 3.6 TOFD检测的应用实例157

3.1 4超声导波检测技术159

3.1 4.1 超声导波的概念159

3.1 4.2 超声导波检测技术的特点160

3.1 4.3 超声导波检测技术在管道检测中的应用160

3.1 5焊缝超声波探伤工艺规程的编制161

3.1 5.1 检验规程161

3.1 5.2 探伤工艺卡162

3.1 6超声检测标准163

第4章 渗透检测165

4.1 渗透检测原理与设备165

4.1.1 渗透检测原理165

4.1.2 渗透检测的种类和渗透检测剂165

4.1.3 渗透检测设备、仪器和检测试块174

4.2 渗透检测方法和工艺176

4.2.1 水洗型渗透检测方法176

4.2.2 后乳化型渗透检测方法177

4.2.3 溶剂去除型渗透检测方法178

4.2.4 特殊的渗透检测方法179

4.2.5 渗透检测灵敏度179

4.2.6 渗透检测方法的选用179

4.2.7 渗透检测工艺180

4.2.8 显示的解释与分类187

4.3 焊接结构渗透检测常见缺陷及其显示特征188

4.3.1 缺陷痕迹显示的分类188

4.3.2 焊接结构常见缺陷及其显示特征189

4.3.3 缺陷痕迹显示的等级评定191

4.3.4 渗透检测记录和报告192

4.4 焊接结构的渗透检测193

4.4.1 焊缝的渗透检测193

4.4.2 坡口的渗透检测194

4.4.3 焊接过程中的渗透检测194

4.4.4 渗透检测工艺卡与应用实例194

4.5 渗透检测标准198

4.5.1 渗透检测标准的含义和种类198

4.5.2 国内焊接结构渗透检测技术标准198

第5章 涡流检测199

5.1 涡流检测的原理和方法199

5.1.1 涡流检测原理199

5.1.2 涡流检测方法199

5.1.3 涡流检测的应用范围200

5.1.4 涡流检测的优缺点200

5.2 涡流检测设备201

5.2.1 涡流检测线圈201

5.2.2 涡流检测系统204

5.2.3 涡流检测辅助装置207

5.2.4 涡流检测设备智能化208

5.3 标准试样与对比试样210

5.3.1 标样工件的意义及其用途211

5.3.2 人工缺陷211

5.3.3 校准人工伤的加工及测量213

5.3.4 采用自然缺陷的对比试样213

5.4 涡流检测的基本试验技术214

5.4.1 试验规范214

5.4.2 试验准备214

5.4.3 试验条件的选择215

5.4.4 试验结果及其处理217

5.5 穿过式线圈涡流探伤217

5.6 金属管道在线、离线涡流探伤218

5.7 金属棒、线、丝材涡流探伤220

5.8 金属管道在役涡流探伤220

5.9 涡流检测技术的其它应用227

5.1 0远场涡流检测技术227

5.1 0.1 远场涡流效应原理227

5.1 0.2 远场涡流技术的特点228

5.1 0.3 远场涡流检测设备介绍229

第6章 磁粉检测技术230

6.1 磁粉检测原理与设备230

6.1.1 漏磁场与磁粉探伤230

6.1.2 漏磁场的形成231

6.1.3 磁粉探伤232

6.2 磁化方法和磁化电流233

6.2.1 磁化方法的分类233

6.2.2 磁化方法与工件和缺陷的关系234

6.2.3 常用磁化方法的特点和适用范围235

6.3 设备的分类与设备组成部分240

6.3.1 磁粉探伤机的命名方法240

6.3.2 设备的分类240

6.3.3 设备的组成部分241

6.3.4 标准试片与标准试块242

6.4 焊接结构磁粉探伤工艺与应用242

6.4.1 预处理及工序安排242

6.4.2 焊接件的磁化243

6.4.3 焊件的磁粉检测方法243

6.4.4 焊接接头的典型磁化方法245

6.4.5 磁化规范247

6.4.6 检测灵敏度248

6.5 磁痕观察与记录和报告248

6.6 后处理与退磁249

6.7 各种磁化方法的选用优缺点250

6.8 磁粉探伤质量控制标准与通用工艺251

6.8.1 磁粉检测标准251

6.8.2 磁粉检测通用工艺规程实例252

第7章 声发射检测259

7.1 声发射检测原理与检测仪器259

7.1.1 声发射检测的基本原理259

7.1.2 传感器与信号电缆259

7.1.3 信号调理264

7.1.4 声发射检测系统270

7.2 声发射检测技术应用272

7.2.1 经典信号处理方法272

7.2.2 定位技术与高级信号处理技术277

7.2.3 检测仪器选择的影响因素295

7.2.4 检测仪器的设置和校准296

7.2.5 加载程序与特殊检测的程序298

7.2.6 数据显示299

7.2.7 噪声源的识别、抑制和排除299

7.2.8 数据解释、评价与报告300

7.3 压力容器检测301

7.4 压力管道检测304

7.5 钢结构与起重机械检测304

7.6 其它焊接结构检测应用306

7.7 声发射检测标准及通用工艺实例308

7.7.1 声发射检测标准308

7.7.2 声发射检测通用工艺实例308

第8章 焊接接头的化学成分和金相组织检测312

8.1 焊接接头的成分分析312

8.2 焊接接头化学成分的分析方法312

8.2.1 化学分析法312

8.2.2 光谱分析法313

8.2.3 火花鉴别318

8.3 焊接接头成分分析的取样方法318

8.3.1 化学分析法的取样318

8.3.2 物理分析法的取样318

8.4 金相检验技术318

8.4.1 金相检验技术318

8.4.2 金相检验的分类及使用设备319

8.4.3 焊接金相检验和制样320

8.4.4 焊接组织的侵蚀322

8.4.5 焊接接头组织观察的侵蚀顺序325

8.5 焊接区域的组织特征325

8.5.1 焊接接头的宏观特征325

8.5.2 焊接接头的微观特征325

8.5.3 焊接接头的组织鉴别327

8.6 几种鉴别金相组织的方法329

8.7 几种典型材料的焊接组织330

8.7.1 低碳钢焊接组织330

8.7.2 低合金钢焊接组织331

8.7.3 中碳调质钢332

8.7.4 不锈钢耐酸钢焊接组织333

8.7.5 异种钢焊接组织333

8.7.6 铝及铝合金的焊接组织334

8.8 焊接接头的金相分析应用335

8.8.1 分析内容和程序335

8.8.2 分析的程序335

8.8.3 金相检测工艺336

8.9 焊接接头的成分分析和金相检验标准338

第9章 焊接结构的力学性能检验339

9.1 焊接接头的力学性能试验取样339

9.1.1 力学性能试验取样条件及取样位置339

9.1.2 取样方法及取样尺寸339

9.2 拉伸试验340

9.3 焊接接头弯曲与压扁试验342

9.4 硬度试验343

9.4.1 布氏硬度343

9.4.2 洛氏硬度344

9.4.3 维氏硬度345

9.4.4 显微维氏硬度345

9.4.5 肖氏硬度346

9.4.6 里氏硬度346

9.5 焊接接头的冲击试验347

9.6 焊接接头及焊缝的疲劳试验349

9.7 焊接结构的力学性能试验标准352

第10章 其它检验检测技术354

10.1 金属磁记忆检测技术354

10.1.1 磁记忆检测原理354

10.1.2 金属磁记忆方法的优点355

10.1.3 检测设备356

10.1.4 磁记忆检测技术应用359

10.2 红外热成像检测364

10.2.1 红外检测的原理与设备364

10.2.2 在焊接结构中的应用372

10.3 焊接结构应力应变测试374

10.3.1 电阻应变计和应变仪374

10.3.2 电阻应变测量及应力计算377

10.3.3 应力与应变379

10.3.4 几种基本受力类型的应力测定381

10.3.5 应力应变测试系统和焊接残余应力测试383

参考文献384

《焊接结构检测技术》以射线检测、超声波和声发射检测、涡流和磁粉检测、渗透检测、物理和化学检测等为主线，较为系统地介绍了焊接结构检测采用的新技术和新工艺等内容，资料全，数据新，实用性强。《焊接结构检测技术》作者均系高等院校、科研院所、检验检测机构、焊接结构制造企业和检测设备生产经营企业的专家，具有多年从事焊接结构检测的经验，《焊接结构检测技术》也是他们多年工作经验的总结。
　　《焊接结构检测技术》可供从事锅炉、化工容器、压力管道、起重机械、桥梁、建筑等焊接结构设计制造、检验检测、安全监察等领域工作的研究人员、现场检测技术人员及大专院校师生使用。