内容简介
《无损检测技术(第2版)》系统介绍了无损检测的目的、特点及其分类,对五种常规无损检测技术(射线检测、超声波检测、涡流检测、渗透检测以及磁粉检测技术)的物理基础、检测方法、检测工艺以及检测设备和材料进行了详细的介绍。对其它比较常用无损检测技术,如中子射线照相检测、工业CT检测、声发射检测、噪声检测、漏磁场检测、工业内窥镜检测、激光全息检测、微波检测技术,以及最近出现的磁记忆检测技术也进行了介绍。
《无损检测技术(第2版)》可作为理工科大学相关专业的大学本科或研究生教材,也可作为无损检测从业人员的参考用书。
内页插图
目录
绪论
0.1 无损检测技术概述
0.1.1 无损检测技术的定义
0.1.2 无损检测的目的
0.1.3 无损检测技术的特点
0.2 无损检测技术的发展过程
0.2.1 无损检测技术发展的三个阶段
0.2.2 无损检测技术的发展趋势
0.2.3 我国的无损检测技术
0.3 无损检测技术的分类及本书重点
0.4 无损检测方法的选择
参考文献
复习思考题
第一篇 常规无损检测技术
第1章 射线检测技术
1.1 概述
1.1.1 射线检测技术的发展概况
1.1.2 射线检测主要方法
1.1.3 射线检测技术的特点、适用性与局限性
1.2 射线检测物理基础
1.2.1 射线概念
1.2.2 光子与物质的相互作用
1.2.3 射线衰减规律
1.3 射线检测的基本原理和方法
1.3.1 x射线检测原理
1.3.2 x射线检测方法
1.3.3 γ射线检测
1.3.4 射线检测时透照方向的选择
1.4 射线检测设备与器材
1.4.1 χ射线机
1.4.2 γ射线机
1.4.3 加速器——高能χ射线源
1.4.4 工业射线胶片
1.4.5 其它常用设备和器材
1.5 射线检测缺陷分析
1.5.1 常见缺陷及其影像特征
1.5.2 表面缺陷
1.5.3 伪缺陷
1.5.4 缺陷埋藏深度的确定
1.6 射线照相影像质量
1.6.1 影像质量的基本因素
1.6.2 影像的对比度
1.6.3 影像的不清晰度
1.6.4 影像的颗粒度
1.7 射线的防护
1.7.1 屏蔽防护法
1.7.2 距离防护法
1.7.3 时间防护法
参考文献
复习思考题
第2章 超声波检测技术
2.1 概述
2.2 超声波的分类
2.2.1 描述超声波的基本物理量
2.2.2 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特性
2.4.1 超声波垂直入射到平界面上的反射和透射
2.4.2 超声波倾斜入射到平界面上的反射和折射
2.4.3 超声波在曲界面上的反射和透射
2.5 超声波检测仪、探头及试块
2.5.1 超声波检测仪
2.5.2 探头
2.5.3 试块
2.6 超声波检测方法和通用检测技术
2.6.1 超声波检测方法
2.6.2 仪器选择及探头设计
2.6.3 耦合
2.6.4 检测仪的调节
2.7 超声波测厚
2.7.1 测厚仪的工作过程
2.7.2 超声波测厚方式
2.7.3 测厚仪的调整与使用
2.8 超声波检测应用实例
2.8.1 港口集装箱龙门桥吊缺陷的超声波检测
2.8.2 锅炉小管裂纹的超声波检测
2.8.3 硝酸贮罐壁厚的超声波检测
参考文献
复习思考题
第3章 涡流检测技术
3.1 概述
3.1.1 涡流检测基本原理
3.1.2 涡流检测的特点
3.1.3 涡流检测的发展过程
3.2 涡流检测基础知识
3.2.1 与涡流检测相关的电学和磁学基本知识
3.2.2 涡流检测技术原理
3.3 涡流检测仪器及设备
3.3.1 涡流检测仪
3.3.2 涡流检测探头(检测线圈)
3.3.3 对比试样
3.4 涡流检测方法
3.4.1 涡流检测一般操作步骤
3.4.2 涡流检测的频率选择
3.4.3 涡流检测信号分析
3.4.4 提离效应及其抑制
3.5 涡流检测诊断常用标准
3.5.1 钛及钛合金管材的涡流检验
3.5.2 圆钢穿过式涡流检测诊断标准
3.5.3 铝及铝合金冷拉薄壁管材涡流检测诊断标准
3.5.4 铜及铜合金无缝管涡流检测诊断标准
3.6 涡流检测技术应用
3.6.1 涡流探伤
3.6.2 材质检验
3.6.3 涡流测厚
参考文献
复习思考题
第4章 渗透检测技术
4.1 概述
4.1.1 渗透检测的定义、原理和作用
4.1.2 渗透检测技术的发展过程
4.1.3 渗透检测方法的分类
4.1.4 渗透检测技术的优点和局限性
4.2 渗透检测物理基础
4.2.1 表面张力和表面张力系数
4.2.2 润湿现象
4.2.3 毛细现象
4.2.4 表面活性和表面活性剂
4.2.5 乳化作用
4.2.6 渗透检测中的光学基础知识
4.2.7 可见度和对比度
4.3 渗透检测材料
4.3.1 渗透液
4.3.2 去除剂
4.3.3 显像剂
4.3.4 渗透检测材料系统
4.4 渗透检测设备
4.4.1 试块
4.4.2 渗透检测装置
……
第5章 磁粉检测技术
第二篇 其它常用无损检测技术
第6章 中子射线照相检测技术
第7章 工业CT检测技术
第8章 声发射检测技术
第9章 噪声检测诊断技术
第10章 Barkhausen噪声检测技术
第11章 漏磁场检测技术
第12章 工业内窥镜检测技术
第13章 激光全息检测技术
第14章 微波检测技术
第15章 磁记忆检测技术
精彩书摘
1.1.3射线检测技术的特点、适用性与局限性
相比其它的常规无损检测技术,射线检测技术的主要特点是:
(1)对被检验工件无特殊要求,检验结果显示直观;
(2)检测结果可以长期保存;
(3)检验技术和检验工作质量可以自我监测。
射线检测技术适用于各种材料的检验。不仅可用于金属材料(黑色金属和有色金属),也可用于非金属材料和复合材料的检验,特别是它还可以用于放射性材料的检验。射线检测对被检工件的表面和结构没有特殊要求,可应用于各种产品的检验。射线检测的原理决定了这种技术最适宜体积型缺陷(即具有一定空间分布的缺陷,特别是具有一定厚度的缺陷)的检测。射线检测的灵敏度与一系列因素相关,除了所采用的射线照相技术外,主要是缺陷的类型、被检工件的材料与结构特点。射线检测技术的常用范围如下:
(1)探伤:铸造、焊接工艺缺陷检验,复合材料构件检验等;
(2)测厚:厚度在线实时测量;
(3)检查:机场、车站、海关检查,结构与尺寸测定等;
(4)研究:弹道、爆炸、核技术、铸造工艺等动态过程研究,考古研究,反馈工程等。
前言/序言
随着现代工业和科学技术的发展,无损检测技术在设备和装备的运行、产品质量的保证、提高生产率、降低成本等领域正发挥着越来越大的作用,无损检测已发展成为一门独立的综合性学科。许多理工科的高等院校,或设置了无损检测专业,或在相关专业中设置了无损检测专业课程,以培养高层次的无损检测专门技术人才;同时,各种关于无损检测技术的培训也日益增多。为促进无损检测专业教学和培训的系统化,编写了本书。
全书分为绪论、第一篇、第二篇共三部分。绪论部分对无损检测技术的发展过程、分类以及无损检测技术的方法选择进行了介绍。第一篇分为5章(第1章~第5章),分别对射线检测、超声波检测、涡流检测以及磁粉检测技术的原理、特点、仪器设备、检测工艺方法、缺陷判定与评价标准进行了全面系统的介绍。第二篇共10章(第6章-第15章),对一些其它比较常用的无损检测技术,如中子射线照相检测、工业CT检测、声发射检测、噪声检测、漏磁场检测、工业内窥镜检测、激光全息检测、微波检测以及磁记忆检测等技术进行了介绍。
本书不仅对相关的检测技术原理和方法进行了介绍,同时也突出了检测材料、工艺以及检测结果的分析和判定;不仅详细介绍了五种常规无损检测技术,同时也介绍了一些其它常用的无损检测技术,注意反映国内外无损检测领域的最新动态和研究成果。
本书自2006年1月出版后,受到了来自大专院校、工矿企业等广大读者的欢迎,已前后两次印刷。为满足广大读者的需要,根据专业发展情况,对原书进行了修订;第2版除具有第1版的特色外,主要进行了以下几项修订:①注重原理的同时,增加了部分应用实例;②各章后均增加复习思考题,便于学生进行复习;③对部分内容进行了修改,使内容、结构更加合理;④修订了第l版中的错误。
本书的第1、3、5、6、7、8、10、13、14章由刘贵民进行修订,第2、4、9、11、12、15章由马丽丽进行修订,全书由刘贵民进行统稿。
由于时间仓促,难免存在缺点及错误,敬请各位读者批评指正。
工业无损评估的基石:现代工程材料的可靠性与寿命预测 图书简介 本书深入探讨了现代工业体系中材料评估与结构健康监测的关键技术领域,聚焦于那些不损伤被检物体原有性能和使用价值的前提下,获取其内部结构、材料特性、缺陷分布及潜在风险的科学方法。本书旨在为工程师、技术人员及相关领域的研究学者提供一个全面、系统且深入的技术参考,阐明从基础理论到前沿应用的完整知识体系。 第一部分:无损评估的理论基础与发展脉络 本部分首先回顾了工业革命以来,对材料可靠性认识的演变,并系统阐述了现代无损评估(Non-Destructive Evaluation, NDE)赖以生存的物理学基础。 1. 物理场与物质相互作用的基本原理: 详细分析了超声波在各向异性介质中的传播特性,包括声波的反射、折射、散射与吸收机制,这是超声检测的核心理论支撑。同时,阐述了电磁波(如涡流、射线)与导电或非导电材料相互作用时产生的信号特征变化,特别强调了缺陷与材料微观结构对这些场变化的影响模型。我们深入探讨了热传导、声发射(Acoustic Emission, AE)等现象背后的能量转换与信息获取机制。 2. 信号采集、处理与成像技术: 详尽介绍了不同检测模态下的信号获取流程,包括高精度传感器技术(如相控阵超声换能器阵列、高分辨率X射线探测器)。重点讨论了信号预处理(去噪、滤波、基线校正)和特征提取的关键算法。在成像方面,本书详细阐述了传统二维成像技术(如A、B、C扫描)的局限性,并引入了三维重建技术(如全聚焦成像 FOCI、合成孔径聚焦技术 SAFT)的数学模型,展示了如何将原始信号转化为具有空间解析度的物理图像。 第二部分:经典无损检测技术的深度解析 本部分聚焦于工程实践中应用最广泛、最成熟的几大无损检测技术,并对其适用范围、局限性及优化策略进行了深入剖析。 3. 超声波检测技术(UT)的精进: 区别于传统的脉冲回波法,本书重点解析了相控阵超声检测(PAUT)的波束形成原理、虚拟源法,以及其在复杂几何结构(如厚壁管道、焊接件)中实现快速、多角度扫描的能力。此外,对于衍射飞行时间(TOFD)技术,详细说明了裂纹尖端衍射波的拾取和尺寸计算的几何关系,这是精确评估疲劳裂纹深度的关键。 4. 电磁检测技术(ET)的深化应用: 本章详细区分了涡流检测(Eddy Current Testing, ECT)、漏磁检测(Magnetic Flux Leakage, MFL)和远场涡流检测(RFET)在不同材料和缺陷类型中的应用。ECT部分深入探讨了多频激励对检测灵敏度的影响,特别是如何利用频率扫描分离表面缺陷与深层缺陷信号。MFL则侧重于分析磁力线偏离情况与裂纹体积损失率之间的定量关系。 5. 射线检测技术(RT)与计算机断层成像(CT): 阐述了X射线和伽马射线的穿透原理及其与物质密度、厚度、原子序数的关系。重点分析了数字成像技术(如数字成像板/DR、CT)取代传统胶片成像的优势,包括剂量降低、存储便利性和后处理能力。在工业CT方面,详细介绍了重建算法(如滤波反投影、迭代重建),以及如何对复杂部件进行三维内部缺陷的精确量化。 第三部分:前沿与新兴无损评估方法 本部分关注近年来迅速发展,并在提高检测效率和深化信息获取能力方面取得突破的新兴技术。 6. 声发射(AE)监测与结构健康监测(SHM): 区分了“事后检测”与“在线监测”的理念。AE技术部分,详细分析了瞬态应力波的产生机制(如基体材料塑性变形、纤维断裂、基体开裂),以及如何利用波传播路径修正(如基于Γ矩阵的方法)来准确定位声发射源。本章探讨了如何将AE技术集成到实时结构健康监测系统中,实现早期预警。 7. 激光与光学无损技术: 介绍了激光超声(LUS)技术,它利用激光脉冲激发和探测超声波,实现了真正的“无接触”检测,尤其适用于高温、高腐蚀环境。同时,探讨了利用散斑干涉和数字图像相关(DIC)技术,在静态载荷或动态振动条件下,对表面应变场和位移场进行高精度测量的能力。 8. 导波与导波传播分析: 针对管道、厚板等长距离结构,详细阐述了利用Lamb波和板波进行大范围快速扫描的原理。重点分析了导波在结构突变点(如弯头、阀门、腐蚀点)处的模式转换和能量反射规律,以及如何通过多通道接收和模式分离技术,克服导波信号复杂性和模式耦合问题。 第四部分:数据解析、可靠性与标准化 本书最后一部分强调了无损检测结果的解读、量化以及其在工程决策中的地位。 9. 缺陷的量化、评估与寿命预测: 讨论了如何将检测到的缺陷尺寸(如长度、深度、面积)转化为对结构剩余寿命的预测。详细介绍了基于断裂力学的评估框架,如裂纹扩展速率的计算,以及如何根据API、ASME等国际标准对缺陷进行定级。 10. 检测方案的设计与数据管理: 阐述了基于风险的检测(RBI)策略,即如何根据结构服役环境、载荷谱和材料敏感性来优化检测周期和技术选择。最后,本书强调了数据管理、报告标准化和质量保证体系(如ISO 17637/17636等标准)在确保无损评估结果准确性和可追溯性方面的重要性。 本书的特色: 本书不仅是理论的集合,更是工程实践的指南。它通过大量的案例分析,将复杂的数学模型与实际工况(如高温高压环境、复合材料层合板、先进焊接接头)相结合,确保读者能够掌握从物理现象观察、信号采集、数据处理到最终工程判定的完整技术链条。