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第三章 无损检测基础知识,无损检测概论,射线检测,超声检测,磁粉检测,渗透检测,涡流检测,无损检测的应用选择,声发射检测,一、无损检测的含义与分类1.无损检测：利用各种物理原理和现代电子信息技术，在特定时空，以不损害被检对象未来用途和功能的方式，为探测、定位、测量和评价缺陷，评估结构完整性、材料性能和成分、测量工件几何特征等的一种质量控制方法。2.无损检测技术发展的三个阶段：无损探伤 无损检测 无损评价 3.无损检测方法分类：五大常规检测方法：射线照相检测(RT)，超声检测(UT)，磁粉检测(MT)，渗透检测(PT)和涡流检测（ET）其他无损检测方法：声发射（AE）、热像/红外（TIR）、磁记忆（MMT）等,第一节 无损检测概论,二、无损检测的目的1.无损检测技术主要应用在以下三方面：监督和控制生产过程中的质量问题 产品出厂前的成品检验和用户验收检验 产品的使用过程中的维护检验2.目的:保证产品质量。保障使用安全。改进制造工艺。降低生产成本。三、无损检测的应用特点1正确选用实施无损检测的时机；2正确选用最适当的无损检测方法；3综合应用各种无损检测方法；4无损检测要与破坏性检测相配合。,四、机电类特种设备无损检测执行标准 1.射线检测标准：GB/T 3323-2005金属熔化焊焊接接头射线照相(代替原1987版)GB6067-1985中的标准JB928-67已废止 TSG Q0002-2008中要求A级检测技术，合格级别级2.超声检测标准：GB/T 11345-1989钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级 JB/T 10559-2006起重机械无损检测 钢焊缝超声检测 GB6067-1985中的标准JB1152-1982已废止 GB/T15361-94岸边集装箱起重机技术条件及各类起重机型式试验规程中要求用GB11345级合格。TSG Q0002-2008中要求用JB/T 10559-2006 1级焊缝合格要求评定。3.磁粉及渗透检测标准：各起重机械相关规范中无明确规定：可参照采用JB/T4730-2005承压设备无损检测中的条文执行。,JB/T4730.14730.62005承压设备无损检测。该标准共分为6个部分：JB/T4730.12005 承压设备无损检测 第1部分：通用要求 JB/T4730.22005 承压设备无损检测 第2部分：射线检测 JB/T4730.32005 承压设备无损检测 第3部分：超声检测 JB/T4730.42005 承压设备无损检测 第4部分：磁粉检测 JB/T4730.52005 承压设备无损检测 第5部分：渗透检测 JB/T4730.62005 承压设备无损检测 第6部分：涡流检测5.其他标准：GB/T18182-2000金属压力容器声发射检测及结果评价铁磁性钢丝绳电磁检测方法（报批中）,五、典型缺陷的种类1.钢焊缝中常见的缺陷：外观缺陷、气孔、夹渣、裂纹、未焊透、未熔合2.铸件中常见的缺陷：气孔、夹渣、夹砂、密集气孔、冷隔、缩孔和疏松、裂纹。疏松：钢液在冷凝过程中，由于体积收缩而引起的细小孔隙称为疏松。降低了钢材的致密度，使机械性能显著下降，降低使用寿命。缩孔：钢液在浇注后的冷凝过程中，由于体积收缩而在钢锭的中心部位形成孔洞。冷隔：由浇铸温度偏低或冷却过快，在未充满模腔前就因凝固而停止流动。一般分布在较大平面的薄壁上或厚壁过渡区。,冷隔,3.锻件中常见的缺陷 残留缩孔和缩管、疏松、非金属夹杂物、夹砂、龟裂、锻造裂纹、白点 白点：经酸洗后的钢样横向截面中心或其附近区域呈现短小、不连续，一般呈辐射状态分布的发丝状开明缝，或在钢材的纵向断口上出现表面光滑，形状近似圆形或椭圆形的银白色斑点，称为白点。白点形成的原因，一是钢中氢气的存在，二是钢材锻造后在600300没有缓冷，氢气未充分扩散，产生组织应力而开裂。4.轧材中的缺陷 裂纹和发纹、分层、翘皮和折叠、偏析和非金属夹杂物、白点,白点,偏析,5.使用中常见的缺陷名称疲劳裂纹、应力腐蚀裂纹、氢损伤、晶间腐蚀、摩擦腐蚀疲劳损坏:零部件在不同形式的交变负荷下工作，往往会在远低于材料的强度极限，甚至是低于屈服极限的应力作用下，经过一段时间的运行工作（重复交变负荷一定次数）后即发生损坏，而且在损坏前往往没有明显的预兆。产生的裂纹称为疲劳裂纹。疲劳裂纹的发展三个阶段：首先是从材料表面或内部的薄弱处（疲劳源）开始产生显微疲劳裂纹（初始阶段），然后随着交变负荷循环而逐渐扩展（生长阶段），直至零件的有效截面减小至不再能承受工作应力时，将会发生脆性断裂损坏，往往表现为瞬间断裂（破断阶段）。显微疲劳裂纹一般在应力集中处产生。,射线检测常见方法有：X射线照相检测、射线照相检测、中子射线照相检测、中子活化分析、荧光X射线检测、射线的计算机辅助层析扫描检测技术（工业CT）、X射线实时成像检测（包括X射线工业电视检测）等。射线照相检测(Radiography Testing，简称RT)：基于被检测件对透入射线的不同吸收来检测被检测件内部缺陷的无损检测方法。由于被检测件部分密度差异（如含缺陷）和厚度变化，或者由于成分改变导致的吸收特性差异，被检测件的不同部位会吸收不同量的透入射线。这些透入射线吸收量的变化，可以通过专用底片记录并以底片上黑度不同的影像来鉴别。根据底片上的影像，可以判断缺陷的性质、形状、大小和分布。,第二节 射线检测,一、射线的种类：在射线检测中应用的射线主要是X射线、射线和中子射线。X射线和射线属于电磁辐射，而中子射线是中子束流。1.X射线X射线又称伦琴射线，是射线检测领域中应用最广泛的一种射线。工业X射线发生器（普通X射线机）产生千伏级（KeV）的X射线，常用管电压不超过450kV，对应可检钢件的最大厚度约7080mm；还有高能X射线，这是指能量在1兆电子伏特（1MeV）以上的X射线，它是由加速器产生，可检测厚度500600mm。,将x光发生器对准被测位置，将感光片贴在物体背面，人离开后通上高压电，再将感光片冲洗出影像，即可观察到缺陷。,2.射线:由放射性同位素产生,例如钴60、铱192、铯137等由于射线的波长比普通X射线更短，所以具有更大的穿透力。在无损检测中射线常被用来对厚度较大和大型整体工件进行射线照相。3.中子射线中子是构成原子核的基本粒子。中子射线是由某些物质的原子在裂变过程中逸出高速中子所产生的。工业上常用人工同位素、加速器、反应堆来产生中子射线。在无损检测中中子射线常被用来对某些特殊部件(如放射性核燃料元件)进行射线照相。4.X射线和射线的特性 均为电磁波，波长范围均在0.001lnm之间，比可见光的波长短、频率高、穿透力强。(1)不可见，以直线传播;(2)不带电荷，不受电场和磁场的影响;(3)能穿透物体并被物质吸收而使自身强度衰减;(4)能产生光化学作用，使胶片感光;(5)能使物质电离，使某些物质产生荧光;(6)能产生生物效应，对生命细胞有杀伤作用。,二、射线检测原理射线照相法检测是利用物质在密度不同、厚度不同时对射线的吸收程度不同(即使射线的衰减程度不同),就会使零件下面的底片感光不同的原理，实现对材料或零件内部质量的照相探伤。当射线穿过密度大的物质，如金属或非金属材料时,射线被吸收得多，自身衰减的程度大,使底片感光轻;当射线穿过密度小的缺陷(空气)时。则被吸收得少,衰减小，底片感光重。这样就获得反映零件内部质量的射线底片。,三、X射线照相检测的基本操作程序：1.试件的放置：尽量使X射线的投射方向与试件中缺陷的延伸方向平行，使得X射线有最长的衰减路径以提高射线能量衰减的差异。适宜检测与检测面垂直的缺陷2.照相胶片的放置：胶片紧贴试件背面放置。3.确定射线照相检测规范：选定曝光条件4.实施曝光：按照既定的工艺参数对被检试件实施曝光。5.胶片处理：胶片在暗室中按照规定的程序进行显影、停显、定影、水洗、干燥得到可供观察评定的射线照相底片。6.评片：将底片置于专用的观片灯上观察，判断缺陷，评定级别。,四、射线检测的特点 射线与X射线检测的工艺方法基本上是一样的，但是射线检测有其独特的地方。射线源不像X射线那样，可以根据不同检测厚度来调节能量(如管电压)，它有自己固定的能量，所以要根据材料厚度、精度要求合理选取射线源。射线比X射线辐射剂量(辐射率)低，所以曝光时间比较长，曝光条件同样是根据曝光曲线选择的，并且一般都要使用增感屏。射线源随时都在放射，不像X射线机那样不工作就没有射线产生，所以应特别注意射线的防护工作。射线比普通X射线穿透力强，但灵敏度较X射线低，它可以用于高空、水下及野外作业。在那些无水无电及其他设备不能接近的部位(如狭小的孔洞或是高压线的接头等)，均可使用射线对其进行有效的检测。,五、射线检测的特点可直接观察工件内部缺陷的影像，对缺陷进行定性、定量和定位分析；结果直观。尤其适宜检测体积性缺陷。2.射线探伤适用于所有的材料，可检验金属、非金属材料内部质量，探测铸件、焊接件内部的缺陷。3.有永久性的比较直观的记录结果（照相底片），无需耦合剂，对试件表面光洁度要求不高。4.检测设备价格较高，而且在检测过程中需要消耗大量的照相胶片和处理药品等，以及需要较多的辅助器材（暗室设备、洗片机、干燥机、评片灯以及现场拍片的辅助工具等等），从而使得检测成本较高。5.底片上不能反映缺陷的深度位置或高度尺寸。6.缺陷取向与射线投射方向有密切关系而影响检测的可靠性，特别是对于面积型缺陷（例如裂纹）其灵敏度不如超声波检测。7.射线的辐射生物效应可对人体造成损伤，必须采取妥善的防护措施和严格的安全管理。,超声检测(（Ultrasonic Testing 简称UT)：利用超声波(常用频率为0.510 MHz)在介质中传播时的衰减和遇到界面产生反射等的性质来检测缺陷的无损检测方法。一、超声波1.听觉范围:声波频率在l6Hz-2OkHz 次声波:频率小于l6Hz的声波 超声波:频率超过2OkHz的声波2.超声波是一种机械振动波,是超声振动在介质中的传播.实质是机械振动以波的形式在弹性介质中的传播。,第三节 超声检测,3.超声波的特点1)方向性好 超声波具有像光波一样定向束射的特性。2）穿透能力强 对于大多数介质而言，它具有较强的穿透能力。例如在一些金属材料中，其穿透能力可达数米。3）能量高 超声检测的工作频率远高于声波的频率，超声波的能量远大于声波的能量。4）遇有界面时，将产生反射、折射和波型的转换。利用超声波在介质中传播时这些物理现象，经过巧妙的设计，使超声检测工作的灵活性、精确度得以大幅度提高。4.超声波的分类：,波型指的是介质质点的振动方向与波的传播方向的关系。（1）纵波：介质中质点的振动方向与波的传播方向相同的波叫纵波，用L表示。介质质点在交变拉压应力的作用下，质点之间产生相应的伸缩变形，从而形成了纵波。纵波传播时，介质的质点疏密相间，所以纵波有时又称为压缩波或疏密波。,（2）横波。介质中质点的振动方向垂直于波的传播方向的波叫横波，用S或T表示。横波的形成是由于介质质点受到交变切应力作用时，产生了切变形变，所以横波又叫做切变波。液体和气体介质不能承受切应力，只有固体介质能够承受切应力，因而横波只能在固体介质中传播，不能在液体和气体介质中传播。,3.超声波探伤的物理原理,由于超声波会被两种介质的界面反射（金属零件内的缺陷，如裂纹、气泡等常存在金属与空气的界面）根据反射波的情况可确定有无缺陷。利用超声波折射的性质可以确定缺陷与探头的方位关系。各种介质传播超声波有特定的波速，可由超声波反射回来所用的时间确定缺陷与探头的距离。,二、超声检测原理 基本原理:利用超声波通过两种介质的界面（金属零件内的缺陷，如裂纹、气泡等常存在金属与空气的界面）时发生反射和折射的特性来探测零件内部的缺陷。超声波探伤方法按波的传播方式分为脉冲回波法和透射波法。脉冲回波法：利用脉冲发生器发出的电脉冲激励探头晶体产生超声脉冲波。超声波以一定的速度向零件内部传播。遇到缺陷的波发生反射，得到缺陷波,其余的波则继续传播至零件底面后发生反射，得到底波。探头接收发射波、缺陷波和底波，放大后显示在荧光屏上。三、超声检测设备和器材超声检测设备和器材包括超声波检测仪、探头、试块、耦合剂和机械扫查装置等。,1.超声波检测仪作用：产生电振荡并加于换能器探头，激励探头发射超声波，同时将探头送回的电信号进行放大处理后以一定方式显示出来，从而得到被探测工件内部有无缺陷及缺陷的位置和大小等信息。按缺陷显示方式分类：脉冲式检测仪按回波信号的显示方式又可分为A型显示、B型显示和C型显示三种类型。,A型显示（A扫描）：A型显示是一种波形显示，显示缺陷深度和缺陷反射信号幅度。屏幕的横坐标代表声波的传播时间（或距离），纵坐标代表反射波的声压幅度。可以认为该方式显示的是沿探头发射声束方向上一条线上的不同点的回波信息。右图为A型显示原理图。图中，T表示发射脉冲，F表示来自缺陷的回波，B表示底面回波。,B型显示（B扫描）：显示的是试件的一个二维截面图。屏幕纵坐标代表探头在探测面上沿一直线移动扫查的位置坐标，横坐标是声传播的时间（或距离）。该方式可以直观地显示出被探工件任一纵截面上缺陷的分布及缺陷的深度等信息。,C型显示(C扫描):显示的是试件的一个平面投影图.探头在试件表面做二维扫查，屏幕的二维坐标对应探头的扫查位置。探头在每一位置接收的信号幅度以光点辉度表示。该方式可形象地显示工件内部缺陷的平面投影图像，但不能显示缺陷的深度。,2.超声波探头 超声波探头的作用：超声波探头用于实现声能和电能的互相转换。它是利用压电晶体的正、逆压电效应进行换能的。探头是组成检测系统的最重要的组件，其性能的好坏直接影响超声检测的效果。常用超声波探头的类型：最常用的是接触式纵波直探头、接触式横波斜探头、双晶探头、水浸探头与聚焦探头等。选用依据：被探测工件的形状和材质、探测的目的、探测的条件。3.试块：按一定的用途设计制作的具有简单形状人工反射体的试件。通常分为两类，即标准试块(校准试块)和对比试块(参考试块)。4.耦合剂：为了改善探头和试件间声能的传递而加在探头和检测面之间的液体薄层。多采用机油。,(a)纵波直探头；(b)横波斜探头；(c)双晶探头,五、超声检测的特点：优点：应用范围广，适用多种材料与制体的检测；穿透力强，可对大厚度件(如几米厚的钢件)进行检测；对危害性较大裂纹类平面型缺陷较敏感；能对缺陷进行定位设备轻便、检测成本低、检测效率高，能即时知道检测结果（实时检测）。2.缺点：脉冲反射法存在盲区，表面与近表面缺陷难以正确测定；试件形状复杂对检测可实施性有较大影响；普通UT方法(A型显示)无法得到缺陷的直观图像，定量方法往往是当量法，定性较困难，检测者需要较丰富的实践经验。3.和RT对比：射线照相检测与超声波检测都是检测试件内部缺陷的，RT适合检测有一定体积的缺陷（尤其是密度变化较明显的缺陷），而UT适合检测面积型缺陷，其反射率大小与两种介质声阻抗差异大小相关。而且两者评定标准不同，因而把两者的检测结果直接进行对比比较是不合适的。事实上也是不可能一一对应的。,3.耦合方法的确定：超声探头与被检工件之间存在空气时，超声波将被反射而无法进入被检工件，因此在它们之间需要使用耦合介质。视耦合方式的不同，接触法和水浸法是最主要应用的两种耦合方式4.检测条件的准备：选择适当的超声探伤仪、超声探头、参考标准试块以及在检测前对仪器的校准（时基线校正、起始灵敏度设定等）。5.检测扫查：在被检工件的检测面上使用超声探头进行扫查，应确保超声束能覆盖所有被检查的区域。6.缺陷评定：对发现的缺陷进行定位（缺陷在工件中的埋藏深度与水平位置）、定量（缺陷大小、面积、长度）的评定并作出标记，必要时还需要判定缺陷的性质或种类，亦即定性评定。7.记录与判断：记录检测结果，对照技术条件和验收标准作出合格与否的判断，得出检测结论，签发检测报告。,磁粉检测(Magnetic Particle Tesing 简称MT)：基于缺陷处漏磁场与磁粉的相互作用而显示铁磁性材料表面和近表面缺陷的无损检测方法。一、磁粉检测原理 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。,第四节 磁粉检测,二、磁粉探伤方法分类1.按磁化电流性质分为:交流电磁化法和直流电磁化法。2.按显示介质状态和性质分为:干粉法、湿粉法、荧光磁粉法;3.按磁化方法分为：直接通电法、支杆法、芯轴法、线圈法和磁轭法;4.按磁场方向分为:纵向磁化：零件磁化后产生平行零件轴线的磁力线。可以探测与零件轴线垂直或成一定角度的缺陷。采用直流电或交流电通过线圈或磁轭磁化。周向磁化：零件直接通电或使穿过零件的心轴通电，使在零件内产生垂直零件轴线的磁力线，可探测轴向缺陷，即平行或近于平行零件轴线的缺陷。复合磁化：零件通电后同时产生纵向和周向磁力线,可以探测零件上任意方向上的缺陷。,三、磁粉检测技术及基本步骤 1.表面预处理：被检工件的表面状态对磁粉检测的灵敏度有很大的影响。例如，光滑的表面有助于磁粉的迁移，而锈蚀或油污的表面则相反。为了能获得满意的检测灵敏度，检测前应对被检表面做预处理：干燥、除锈。2.磁化工件（1）连续法：在有外加磁场作用的同时向被检表面施加磁粉或磁悬液的检测方法称为连续法。观察磁痕既可在外加磁场的作用时进行，也可在撤去外加磁场以后进行。低碳钢及所有退火状态或经过热变形的钢材均采用连续法，一些结构复杂的大型构件也宜采用连续法检测。,连续法检测的操作程序,(2)剩磁法：利用磁化过后被检工件上的剩磁进行磁粉检测的方法称为剩磁法。在经过热处理的高碳钢或合金钢中，凡剩余磁感应强度在0.8 T以上，矫顽力在800 Am以上的材料均可用剩磁法检测。剩磁法检测的操作程序：,3.施加磁粉（1）干法：用干燥磁粉进行磁粉检测的方法称为干法。用干法检测时，磁粉与被检工件表面先要充分干燥，然后用喷粉器或其他工具将呈雾状的干燥磁粉施于被检工件表面，形成薄而均匀的磁粉覆盖层，同时用干燥的压缩空气吹去局部堆积的多余磁粉。（2）湿法：磁粉(粒度范围以110m为宜)悬浮在油、水或其他载体中进行磁粉检测的方法称为湿法。与干法相比较，湿法具有更高的检测灵敏度，特别适合于检测如疲劳裂纹一类的细微缺陷。湿法检测时，要用浇、浸或喷的方法将磁悬浮液施加到被检表面上.,4.磁痕分析与评定:磁痕：磁粉在被检表面上聚集形成的图像。常见的缺陷磁痕主要有：发纹、非金属夹杂物、分层、材料裂纹、锻造裂纹、折叠、焊接裂纹、表面气孔、淬火裂纹和疲劳裂纹等。5.退磁 在大多数情况下，被检工件上带有剩磁是有害的，故须退磁。退磁：将被检工件内的剩磁减小到不妨碍使用的程度。方法：交流退磁法和直流退磁法。6.后处理磁粉检测以后，应清理掉表面上残留的磁粉或磁悬液。油磁悬液可用汽油等溶剂清理；水磁悬液应先用水进行清洗，然后干燥。如有必要，可在备检表面上涂敷防护油。干粉可以直接用压缩空气清除。,四、磁粉检测的特点1.优点：检测灵敏度很高；可检出尺寸很小、间隙极窄的缺陷（如可检测出长0.1mm、宽为微米级的裂纹）。检测成本较低，检测速度较快。可对原材料、半成品、成品工件和在役的零部件检测探伤，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。马氏体不锈钢和沉淀硬化不锈钢具有磁性，可进行MT。2.缺点：仅适用于检测铁磁性材料，不能检测奥氏体不锈钢，铜、铝、镁、钛等非磁性材料。仅能检测表面和近表面缺陷。对埋藏较深的缺陷无法检测。难以确定缺陷的深度。对平行于检测表面的缺陷无法检测，如对于表面浅的划伤和与工件表面夹角小于20的分层和折叠。,液体渗透检测(Penetrate Testing，简称PT)：基于润湿作用和毛细管现象揭示非多孔性固体材料表面开口缺陷的无损检测方法。简称渗透检测。一、渗透检测原理 采用喷洒、刷涂或浸渍等方法，把渗透力很强的渗透液施加到已清洗干净的试件表面，经过一定的渗透时间，待渗透液基于毛细管作用的机理渗入试件表面上的开口缺陷后，将试件表面上多余的渗透液清除干净，然后在试件表面上施加显像剂，将已渗入缺陷的渗透液吸附引导到试件表面，而显像剂本身提供了与渗透液的颜色形成强烈对比的背景衬托，因此反渗出来的渗透液将在试件表面开口缺陷的位置形成可供观察的迹痕，反映出缺陷的状况（形状、取向以及二维平面上的大小）。,二、渗透检测方法分类：1.按采用的渗透液和缺陷的显示方法分：荧光渗透检测着色渗透检测2.按渗透液的清洗方法分:水洗型后乳化型溶剂清洗型 3.按缺陷的性质不同分：表面检测法：检查表面缺陷检漏法：检查穿透型缺陷三、渗透检测法基本步骤：预处理：预先消除可能阻碍渗透、影响缺陷显示的各种原因的操作。材料或工件表面洗净后必须进行干燥，除去缺陷内残存的洗净液和水等，否则将阻碍渗透或者使渗透液劣化。,2.渗透：使渗透液吸入缺陷内部的操作。为达到充分渗透，必须在渗透过程中一直使渗透液充分覆盖受检表面。3.清洗：在涂敷渗透剂并保持适当的时间之后，从零件表面去除多余的渗透剂，但又不能将已渗入缺陷中的渗透剂清洗出来，以保证取得最高的检验灵敏度。4.干燥：干燥的目的是去除零件表面的水分。溶剂型渗透剂的去除不必进行专门的干燥过程。用水洗的零件，若采用干粉显示或非水湿型显像工艺，在显像前必须进行干燥。5.显像：用显像剂将零件表面缺陷内的渗透剂吸附至零件表面，形成清晰可见的缺陷图像。零件表面涂敷的显像剂要施加均匀，一个部位不允许反复涂敷。6.观察:着色检测，显像后的零件可在自然光或白光下观察，荧光检测，则应将显像后的零件放在暗室内，在紫外线的照射下进行观察。7.后处理：渗透检测后应及时将零件表面的残留渗透剂和显像剂清洗干净。,三、液体渗透检测技术的特点及应用1.优点：应用广泛，适用于各种非多孔性材料的表面开口缺陷的检测；一次检测可以同时显示各个不同方向的各类缺陷；检测灵敏度高，可检出开口宽度小至lm的裂纹；显示缺陷直观，设备简单。2.缺点：只能检出表面开口的缺陷；无法检测埋藏于表皮层以下的缺陷；粗糙表面和孔隙会产生附加背景，从而对检测结果的识别产生干扰；对零件和环境有污染；操作工序繁杂。,涡流检测（Eddy-Current Testing，简称ET）电磁检测的一种，它是基于电磁感应原理揭示导电材料表面和近表面缺陷的无损检测方法。一、涡流检测原理,第六节 涡流检测,涡流：当导体处在变化的磁场中或相对于磁场运动时，由电磁感应定律可知，其内部会感应出电流。这些电流的特点是：在导体内部自成闭合回路，呈漩涡状流动，因此称之为涡流。例如，在含有圆柱导体芯的螺管线圈中通有交变电流时，圆柱导体芯中将出现涡流，,2.涡流检测基本原理当载有交变电流的检测线圈靠近导电试件时，由于激励线圈磁场的作用，试件中会产生涡流。涡流的大小、相位及流动形式受到试件导电性能的影响。涡流也会产生一个磁场，这个磁场反过来又会使检测线圈的阻抗发生变化。因此，通过测定检测线圈阻抗的变化，就可以判断出被测试件的性能及有无缺陷等。3.趋肤效应：当交变电流通过导线时，导线周围变化的磁场也会在导线中产生感应电流，从而会使沿导线截面的电流分布不均匀，表面的电流密度较大，越往中心处越小，尤其是当频率较高时，电流几乎是在导线表面附近的薄层中流动，这种现象称为趋肤效应。,二、涡流检测的方法：1.穿过式线圈法：检测线圈套在试件上，其内径与试件外径接近，用于检测如棒材、管材、丝材等。2.探头式线圈法：平面检测线圈直接置于试件平表面上进行局部检测扫查，为了提高检测的灵敏度，通常在线圈中加有磁芯以提高线圈的品质因数。3.插入式（内探头）线圈法：将螺管式线圈插入管材或试件的孔内作内壁检测，线圈中也多装有磁芯以提高检测灵敏度。,三、涡流检测的基本程序：1.试件的表面清理：试件表面应平整清洁，各种对检测有影响的附着物均应清除干净。2.检测仪器的稳定：检测仪器通电后应经过一定时间的预热稳定，同时注意检测仪器、探头、标样所处的环境以及在此环境中的试件应有一致的温度，否则会产生较大的检测误差。3.检测规范的选择：涡流检测中的干扰因素很多，为了保证正确的检测性能，需要在检测前对检测仪器和探头正确设定和校准。工作频率的选定：在被检材料已经确定时，工作频率的高低将影响涡流的透入深度，因此必须选择适当的工作频率（即激励电流的频率）。探头选择：探头的几何形状与尺寸应适合被检工件和要求检测的目标。检测灵敏度的设定。4.检测操作：在涡流检测的操作中，应经常校核检测灵敏度有无变化，试件与探头的间距是否稳定，自动化检测中的试件传送速度是否稳定等。,四、涡流检测的应用1.适用钢铁、有色金属、石墨等导电材料的制品，如管材、丝材、棒材、轴承、锻件等等。2.用于检测导电材料的表面和近表面的缺陷；检测折叠、裂纹、孔洞和夹杂等缺陷；3.可根据电导率与合金成分相关的特点，来对金属材料进行分选；4.可根据电导率与合金的显微组织相关，对金属材料的热处理质量进行监控（例如时效质量、硬度、过热或过烧等）；5.可用于测量或鉴别电导率、磁导率、晶粒尺寸、热处理状态、硬度；6.可用于测量非铁磁性金属基体上非导电涂层的厚度，或者铁磁性金属基体上非铁磁性覆盖层的厚度；,五、涡流检测的优缺点1.优点：非接触，探头与被检工件可以不接触，不需要耦合介质，检测速度快，检测成本低，操作简便（不需要特别熟练的操作者），能在高温状态下进行检测。2.缺点：只能检测导电材料；且难以用于形状复杂的试件。检测灵敏度相对较低：受干扰影响的因素较多；由于透入深度的限制，只能检测薄壁试件或工件的表面、近表面缺陷（对于钢而言，目前涡流检测的一般透入深度只能达到35mm）；检测结果不直观，需要参考标准，根据检测结果还难以判别缺陷的种类、性质以及形状、尺寸等。,一、机电类特种设备制造过程中无损检测方法的选择1原材料检验板材：UT锻件与棒材：UT、MT(PT)管材：UT(RT)、MT(PT)螺栓：UT、MT(PT)2焊接件检验坡口部位：UT、PT(MT)清根部位：PT(MT)对接焊缝：RT(UT)、MT(PT)角焊缝和T型焊缝：UT(RT)、PT(MT)3其它检验工具卡焊疤：MT(PT),第七节 无损检测的应用选择,二、检测方法和检测对象的适应性,