內容簡介
《無損檢測技術(第2版)》係統介紹瞭無損檢測的目的、特點及其分類,對五種常規無損檢測技術(射綫檢測、超聲波檢測、渦流檢測、滲透檢測以及磁粉檢測技術)的物理基礎、檢測方法、檢測工藝以及檢測設備和材料進行瞭詳細的介紹。對其它比較常用無損檢測技術,如中子射綫照相檢測、工業CT檢測、聲發射檢測、噪聲檢測、漏磁場檢測、工業內窺鏡檢測、激光全息檢測、微波檢測技術,以及最近齣現的磁記憶檢測技術也進行瞭介紹。
《無損檢測技術(第2版)》可作為理工科大學相關專業的大學本科或研究生教材,也可作為無損檢測從業人員的參考用書。
內頁插圖
目錄
緒論
0.1 無損檢測技術概述
0.1.1 無損檢測技術的定義
0.1.2 無損檢測的目的
0.1.3 無損檢測技術的特點
0.2 無損檢測技術的發展過程
0.2.1 無損檢測技術發展的三個階段
0.2.2 無損檢測技術的發展趨勢
0.2.3 我國的無損檢測技術
0.3 無損檢測技術的分類及本書重點
0.4 無損檢測方法的選擇
參考文獻
復習思考題
第一篇 常規無損檢測技術
第1章 射綫檢測技術
1.1 概述
1.1.1 射綫檢測技術的發展概況
1.1.2 射綫檢測主要方法
1.1.3 射綫檢測技術的特點、適用性與局限性
1.2 射綫檢測物理基礎
1.2.1 射綫概念
1.2.2 光子與物質的相互作用
1.2.3 射綫衰減規律
1.3 射綫檢測的基本原理和方法
1.3.1 x射綫檢測原理
1.3.2 x射綫檢測方法
1.3.3 γ射綫檢測
1.3.4 射綫檢測時透照方嚮的選擇
1.4 射綫檢測設備與器材
1.4.1 χ射綫機
1.4.2 γ射綫機
1.4.3 加速器——高能χ射綫源
1.4.4 工業射綫膠片
1.4.5 其它常用設備和器材
1.5 射綫檢測缺陷分析
1.5.1 常見缺陷及其影像特徵
1.5.2 錶麵缺陷
1.5.3 僞缺陷
1.5.4 缺陷埋藏深度的確定
1.6 射綫照相影像質量
1.6.1 影像質量的基本因素
1.6.2 影像的對比度
1.6.3 影像的不清晰度
1.6.4 影像的顆粒度
1.7 射綫的防護
1.7.1 屏蔽防護法
1.7.2 距離防護法
1.7.3 時間防護法
參考文獻
復習思考題
第2章 超聲波檢測技術
2.1 概述
2.2 超聲波的分類
2.2.1 描述超聲波的基本物理量
2.2.2 超聲波的分類
2.3 超聲場及介質的聲參量
2.3.1 描述超聲場的物理量
2.3.2 介質的聲參量
2.4 超聲波在介質中的傳播特性
2.4.1 超聲波垂直入射到平界麵上的反射和透射
2.4.2 超聲波傾斜入射到平界麵上的反射和摺射
2.4.3 超聲波在麯界麵上的反射和透射
2.5 超聲波檢測儀、探頭及試塊
2.5.1 超聲波檢測儀
2.5.2 探頭
2.5.3 試塊
2.6 超聲波檢測方法和通用檢測技術
2.6.1 超聲波檢測方法
2.6.2 儀器選擇及探頭設計
2.6.3 耦閤
2.6.4 檢測儀的調節
2.7 超聲波測厚
2.7.1 測厚儀的工作過程
2.7.2 超聲波測厚方式
2.7.3 測厚儀的調整與使用
2.8 超聲波檢測應用實例
2.8.1 港口集裝箱龍門橋吊缺陷的超聲波檢測
2.8.2 鍋爐小管裂紋的超聲波檢測
2.8.3 硝酸貯罐壁厚的超聲波檢測
參考文獻
復習思考題
第3章 渦流檢測技術
3.1 概述
3.1.1 渦流檢測基本原理
3.1.2 渦流檢測的特點
3.1.3 渦流檢測的發展過程
3.2 渦流檢測基礎知識
3.2.1 與渦流檢測相關的電學和磁學基本知識
3.2.2 渦流檢測技術原理
3.3 渦流檢測儀器及設備
3.3.1 渦流檢測儀
3.3.2 渦流檢測探頭(檢測綫圈)
3.3.3 對比試樣
3.4 渦流檢測方法
3.4.1 渦流檢測一般操作步驟
3.4.2 渦流檢測的頻率選擇
3.4.3 渦流檢測信號分析
3.4.4 提離效應及其抑製
3.5 渦流檢測診斷常用標準
3.5.1 鈦及鈦閤金管材的渦流檢驗
3.5.2 圓鋼穿過式渦流檢測診斷標準
3.5.3 鋁及鋁閤金冷拉薄壁管材渦流檢測診斷標準
3.5.4 銅及銅閤金無縫管渦流檢測診斷標準
3.6 渦流檢測技術應用
3.6.1 渦流探傷
3.6.2 材質檢驗
3.6.3 渦流測厚
參考文獻
復習思考題
第4章 滲透檢測技術
4.1 概述
4.1.1 滲透檢測的定義、原理和作用
4.1.2 滲透檢測技術的發展過程
4.1.3 滲透檢測方法的分類
4.1.4 滲透檢測技術的優點和局限性
4.2 滲透檢測物理基礎
4.2.1 錶麵張力和錶麵張力係數
4.2.2 潤濕現象
4.2.3 毛細現象
4.2.4 錶麵活性和錶麵活性劑
4.2.5 乳化作用
4.2.6 滲透檢測中的光學基礎知識
4.2.7 可見度和對比度
4.3 滲透檢測材料
4.3.1 滲透液
4.3.2 去除劑
4.3.3 顯像劑
4.3.4 滲透檢測材料係統
4.4 滲透檢測設備
4.4.1 試塊
4.4.2 滲透檢測裝置
……
第5章 磁粉檢測技術
第二篇 其它常用無損檢測技術
第6章 中子射綫照相檢測技術
第7章 工業CT檢測技術
第8章 聲發射檢測技術
第9章 噪聲檢測診斷技術
第10章 Barkhausen噪聲檢測技術
第11章 漏磁場檢測技術
第12章 工業內窺鏡檢測技術
第13章 激光全息檢測技術
第14章 微波檢測技術
第15章 磁記憶檢測技術
精彩書摘
1.1.3射綫檢測技術的特點、適用性與局限性
相比其它的常規無損檢測技術,射綫檢測技術的主要特點是:
(1)對被檢驗工件無特殊要求,檢驗結果顯示直觀;
(2)檢測結果可以長期保存;
(3)檢驗技術和檢驗工作質量可以自我監測。
射綫檢測技術適用於各種材料的檢驗。不僅可用於金屬材料(黑色金屬和有色金屬),也可用於非金屬材料和復閤材料的檢驗,特彆是它還可以用於放射性材料的檢驗。射綫檢測對被檢工件的錶麵和結構沒有特殊要求,可應用於各種産品的檢驗。射綫檢測的原理決定瞭這種技術最適宜體積型缺陷(即具有一定空間分布的缺陷,特彆是具有一定厚度的缺陷)的檢測。射綫檢測的靈敏度與一係列因素相關,除瞭所采用的射綫照相技術外,主要是缺陷的類型、被檢工件的材料與結構特點。射綫檢測技術的常用範圍如下:
(1)探傷:鑄造、焊接工藝缺陷檢驗,復閤材料構件檢驗等;
(2)測厚:厚度在綫實時測量;
(3)檢查:機場、車站、海關檢查,結構與尺寸測定等;
(4)研究:彈道、爆炸、核技術、鑄造工藝等動態過程研究,考古研究,反饋工程等。
前言/序言
隨著現代工業和科學技術的發展,無損檢測技術在設備和裝備的運行、産品質量的保證、提高生産率、降低成本等領域正發揮著越來越大的作用,無損檢測已發展成為一門獨立的綜閤性學科。許多理工科的高等院校,或設置瞭無損檢測專業,或在相關專業中設置瞭無損檢測專業課程,以培養高層次的無損檢測專門技術人纔;同時,各種關於無損檢測技術的培訓也日益增多。為促進無損檢測專業教學和培訓的係統化,編寫瞭本書。
全書分為緒論、第一篇、第二篇共三部分。緒論部分對無損檢測技術的發展過程、分類以及無損檢測技術的方法選擇進行瞭介紹。第一篇分為5章(第1章~第5章),分彆對射綫檢測、超聲波檢測、渦流檢測以及磁粉檢測技術的原理、特點、儀器設備、檢測工藝方法、缺陷判定與評價標準進行瞭全麵係統的介紹。第二篇共10章(第6章-第15章),對一些其它比較常用的無損檢測技術,如中子射綫照相檢測、工業CT檢測、聲發射檢測、噪聲檢測、漏磁場檢測、工業內窺鏡檢測、激光全息檢測、微波檢測以及磁記憶檢測等技術進行瞭介紹。
本書不僅對相關的檢測技術原理和方法進行瞭介紹,同時也突齣瞭檢測材料、工藝以及檢測結果的分析和判定;不僅詳細介紹瞭五種常規無損檢測技術,同時也介紹瞭一些其它常用的無損檢測技術,注意反映國內外無損檢測領域的最新動態和研究成果。
本書自2006年1月齣版後,受到瞭來自大專院校、工礦企業等廣大讀者的歡迎,已前後兩次印刷。為滿足廣大讀者的需要,根據專業發展情況,對原書進行瞭修訂;第2版除具有第1版的特色外,主要進行瞭以下幾項修訂:①注重原理的同時,增加瞭部分應用實例;②各章後均增加復習思考題,便於學生進行復習;③對部分內容進行瞭修改,使內容、結構更加閤理;④修訂瞭第l版中的錯誤。
本書的第1、3、5、6、7、8、10、13、14章由劉貴民進行修訂,第2、4、9、11、12、15章由馬麗麗進行修訂,全書由劉貴民進行統稿。
由於時間倉促,難免存在缺點及錯誤,敬請各位讀者批評指正。
工業無損評估的基石:現代工程材料的可靠性與壽命預測 圖書簡介 本書深入探討瞭現代工業體係中材料評估與結構健康監測的關鍵技術領域,聚焦於那些不損傷被檢物體原有性能和使用價值的前提下,獲取其內部結構、材料特性、缺陷分布及潛在風險的科學方法。本書旨在為工程師、技術人員及相關領域的研究學者提供一個全麵、係統且深入的技術參考,闡明從基礎理論到前沿應用的完整知識體係。 第一部分:無損評估的理論基礎與發展脈絡 本部分首先迴顧瞭工業革命以來,對材料可靠性認識的演變,並係統闡述瞭現代無損評估(Non-Destructive Evaluation, NDE)賴以生存的物理學基礎。 1. 物理場與物質相互作用的基本原理: 詳細分析瞭超聲波在各嚮異性介質中的傳播特性,包括聲波的反射、摺射、散射與吸收機製,這是超聲檢測的核心理論支撐。同時,闡述瞭電磁波(如渦流、射綫)與導電或非導電材料相互作用時産生的信號特徵變化,特彆強調瞭缺陷與材料微觀結構對這些場變化的影響模型。我們深入探討瞭熱傳導、聲發射(Acoustic Emission, AE)等現象背後的能量轉換與信息獲取機製。 2. 信號采集、處理與成像技術: 詳盡介紹瞭不同檢測模態下的信號獲取流程,包括高精度傳感器技術(如相控陣超聲換能器陣列、高分辨率X射綫探測器)。重點討論瞭信號預處理(去噪、濾波、基綫校正)和特徵提取的關鍵算法。在成像方麵,本書詳細闡述瞭傳統二維成像技術(如A、B、C掃描)的局限性,並引入瞭三維重建技術(如全聚焦成像 FOCI、閤成孔徑聚焦技術 SAFT)的數學模型,展示瞭如何將原始信號轉化為具有空間解析度的物理圖像。 第二部分:經典無損檢測技術的深度解析 本部分聚焦於工程實踐中應用最廣泛、最成熟的幾大無損檢測技術,並對其適用範圍、局限性及優化策略進行瞭深入剖析。 3. 超聲波檢測技術(UT)的精進: 區彆於傳統的脈衝迴波法,本書重點解析瞭相控陣超聲檢測(PAUT)的波束形成原理、虛擬源法,以及其在復雜幾何結構(如厚壁管道、焊接件)中實現快速、多角度掃描的能力。此外,對於衍射飛行時間(TOFD)技術,詳細說明瞭裂紋尖端衍射波的拾取和尺寸計算的幾何關係,這是精確評估疲勞裂紋深度的關鍵。 4. 電磁檢測技術(ET)的深化應用: 本章詳細區分瞭渦流檢測(Eddy Current Testing, ECT)、漏磁檢測(Magnetic Flux Leakage, MFL)和遠場渦流檢測(RFET)在不同材料和缺陷類型中的應用。ECT部分深入探討瞭多頻激勵對檢測靈敏度的影響,特彆是如何利用頻率掃描分離錶麵缺陷與深層缺陷信號。MFL則側重於分析磁力綫偏離情況與裂紋體積損失率之間的定量關係。 5. 射綫檢測技術(RT)與計算機斷層成像(CT): 闡述瞭X射綫和伽馬射綫的穿透原理及其與物質密度、厚度、原子序數的關係。重點分析瞭數字成像技術(如數字成像闆/DR、CT)取代傳統膠片成像的優勢,包括劑量降低、存儲便利性和後處理能力。在工業CT方麵,詳細介紹瞭重建算法(如濾波反投影、迭代重建),以及如何對復雜部件進行三維內部缺陷的精確量化。 第三部分:前沿與新興無損評估方法 本部分關注近年來迅速發展,並在提高檢測效率和深化信息獲取能力方麵取得突破的新興技術。 6. 聲發射(AE)監測與結構健康監測(SHM): 區分瞭“事後檢測”與“在綫監測”的理念。AE技術部分,詳細分析瞭瞬態應力波的産生機製(如基體材料塑性變形、縴維斷裂、基體開裂),以及如何利用波傳播路徑修正(如基於Γ矩陣的方法)來準確定位聲發射源。本章探討瞭如何將AE技術集成到實時結構健康監測係統中,實現早期預警。 7. 激光與光學無損技術: 介紹瞭激光超聲(LUS)技術,它利用激光脈衝激發和探測超聲波,實現瞭真正的“無接觸”檢測,尤其適用於高溫、高腐蝕環境。同時,探討瞭利用散斑乾涉和數字圖像相關(DIC)技術,在靜態載荷或動態振動條件下,對錶麵應變場和位移場進行高精度測量的能力。 8. 導波與導波傳播分析: 針對管道、厚闆等長距離結構,詳細闡述瞭利用Lamb波和闆波進行大範圍快速掃描的原理。重點分析瞭導波在結構突變點(如彎頭、閥門、腐蝕點)處的模式轉換和能量反射規律,以及如何通過多通道接收和模式分離技術,剋服導波信號復雜性和模式耦閤問題。 第四部分:數據解析、可靠性與標準化 本書最後一部分強調瞭無損檢測結果的解讀、量化以及其在工程決策中的地位。 9. 缺陷的量化、評估與壽命預測: 討論瞭如何將檢測到的缺陷尺寸(如長度、深度、麵積)轉化為對結構剩餘壽命的預測。詳細介紹瞭基於斷裂力學的評估框架,如裂紋擴展速率的計算,以及如何根據API、ASME等國際標準對缺陷進行定級。 10. 檢測方案的設計與數據管理: 闡述瞭基於風險的檢測(RBI)策略,即如何根據結構服役環境、載荷譜和材料敏感性來優化檢測周期和技術選擇。最後,本書強調瞭數據管理、報告標準化和質量保證體係(如ISO 17637/17636等標準)在確保無損評估結果準確性和可追溯性方麵的重要性。 本書的特色: 本書不僅是理論的集閤,更是工程實踐的指南。它通過大量的案例分析,將復雜的數學模型與實際工況(如高溫高壓環境、復閤材料層閤闆、先進焊接接頭)相結閤,確保讀者能夠掌握從物理現象觀察、信號采集、數據處理到最終工程判定的完整技術鏈條。