无损检测实用教程(付亚波)

本教材以满足应用型人才培养要求为目的，编写过程中采用理论和实验相结合的方式，内容不仅包括无损检测的原理、条件和案例，还包括了8种实验教学方案和3套试题，有利于在教学过程中理论结合实际以提高教学质量。本书主要面向材料类专业的大学本科学生，也可作为机械等其他专业师生和在职无损检测高级人员进行系统培训的参考教材，还可供从事工程设计、技术管理、安全防护管理人员和广大无损检测工作者阅读参考。

第1章绪论1

1.1基本概念及其技术组成1

1.1.1基本概念1

1.1.2无损检测文化现象1

1.1.3无损检测与质量管理1

1.1.4无损检测技术的构成2

1.1.5无损检测研究内容2

1.1.6无损检测的理论基础2

1.1.7无损检测技术的发展2

1.1.8无损评价3

1.1.9五种常用无损检测英文及缩写3

1.2无损检测的应用及其重要性3

1.2.1应用在“全领域”各过程3

1.2.2无损检测的重要性5

1.3无损检测方法及其分类5

第2章超声波检测6

2.1超声波的概念6

2.2不同频率范围的声学研究内容6

2.3超声波的特点6

2.3.1优点6

2.3.2超声检测技术的局限性7

2.3.3超声检测技术的适用范围7

2.3.4超声波的分类7

2.3.5超声波在介质中的传播特性8

2.3.6超声波的衰减9

2.4超声探伤原理及结构10

2.4.1超声探伤的工作原理10

2.4.2超声波探头10

2.4.3试块与耦合剂11

2.5超声波检测方法12

2.5.1超声波反射法12

2.5.2超声波透射法（穿透法）13

2.5.3超声波横波检测法14

2.6耦合剂14

2.7显示方式14

2.7.1A型显示探伤仪15

2.7.2B型显示探伤仪15

2.7.3C型显示探伤仪15

2.7.4P扫描系统16

第3章射线检测17

3.1射线检测的物理基础17

3.2X射线的发现18

3.3X射线的产生18

3.3.1连续X射线19

3.3.2标识X射线20

3.4γ射线的产生20

3.5中子射线的产生21

3.6射线检测及其特点21

3.7射线通过物质的衰减规律21

3.7.1射线与物质的相互作用21

3.7.2射线的衰减定律和衰减曲线23

3.7.3X射线检测的基本原理24

3.8检测方法24

3.8.1照相法24

3.8.2电离检测法24

3.8.3荧光屏直接观察法25

3.8.4电视观察法25

3.8.5线阵列探测器25

3.8.6X射线照相检测技术25

3.8.7曝光参数的选择27

3.9常见缺陷及其影像特征30

3.9.1焊件中常见的缺陷30

3.9.2铸件中常见的缺陷32

3.10射线的剂量限值及防护方法34

3.10.1照射剂量限值34

3.10.2射线防护方法35

3.11典型工件的透照方向选择36

3.11.1外透法36

3.11.2内透法36

3.11.3双壁双影法36

3.11.4双壁单影法36

第4章涡流检测37

4.1涡流检测的基本原理37

4.2涡流检测的特点37

4.2.1优点37

4.2.2缺点38

4.3涡流的趋肤效应和渗透深度38

4.3.1趋肤效应38

4.3.2渗透深度38

4.4电磁感应现象39

4.4.1电磁感应39

4.4.2自感39

4.4.3互感39

4.5涡流检测的阻抗分析法40

4.5.1检测线圈的阻抗和阻抗归一化40

4.5.2有效磁导率和特征频率41

4.5.3涡流检测相似律41

4.5.4影响线圈阻抗的因素42

4.6涡流效应的测量43

4.6.1测量线圈阻抗的变化43

4.6.2测量线圈中电流的变化43

4.7涡流检测线圈44

4.7.1按感应方式分类44

4.7.2按应用方式分类44

4.7.3按比较方式分类44

4.8涡流检测方式及探头45

4.8.1涡流检测的方式45

4.8.2涡流检测探头45

4.9信号检出电路46

4.10涡流检测的一般工艺程序47

4.10.1试件的表面清理47

4.10.2检测仪器的准备及稳定47

4.10.3检测规范的选择48

4.10.4检测操作48

4.11涡流检测的应用48

4.11.1涡流探伤48

4.11.2材质检验49

4.11.3涡流测厚50

4.11.4其他方面的应用50

第5章磁粉检测51

5.1简单的磁现象及概念51

5.1.1磁的基本概念52

5.1.2磁场和磁力线52

5.1.3真空中的恒定磁场52

5.1.4磁介质中的磁场53

5.2铁磁性材料54

5.2.1磁畴54

5.2.2磁化过程54

5.2.3铁磁质的磁滞回线55

5.2.4磁屏蔽55

5.3磁粉检测56

5.3.1磁粉检测发展简史56

5.3.2磁粉检测的优点和局限性56

5.3.3磁粉检测原理57

5.3.4影响漏磁场强度的主要因素58

5.3.5磁化方法及过程58

5.3.6磁粉的种类及适用环境63

5.3.7磁粉检测工艺64

第6章渗透检测68

6.1概述68

6.2渗透检测的基本原理68

6.3渗透检测的特点及适用范围69

6.3.1渗透检测的特点69

6.3.2渗透检测的适用范围69

6.4渗透检测的物理基础70

6.4.1物质的分子运动70

6.4.2液体的表面张力70

6.4.3液体的润湿与铺展71

6.4.4液体的毛细管现象72

6.4.5乳化作用与乳化剂73

6.4.6渗透液在缺陷中的残留性73

6.5渗透检验的基本检验程序73

6.5.1试件表面的预清洗73

6.5.2渗透74

6.5.3清洗74

6.5.4干燥74

6.5.5显像74

6.5.6观察评定74

6.5.7后清洗74

6.6影响渗透检验质量的因素75

6.6.1试件的表面粗糙度75

6.6.2试件的预清洗与渗透后清洗75

6.6.3渗透液的性能75

6.6.4显像剂性能75

6.6.5观察评定的环境条件76

6.6.6操作人员的经验与技术水平、身体状况76

第7章激光全息检测77

7.1概述77

7.2激光全息检测的特点及原理78

7.2.1全息照相的特点78

7.2.2全息照相的原理78

7.2.3拍摄全息图像需要具备的条件79

7.2.4全息干涉检测原理82

7.3激光全息检测诊断方法83

7.3.1检验方法83

7.3.2加载方法85

7.3.3诊断技术87

7.4激光全息检测的应用87

7.4.1蜂窝结构检测87

7.4.2复合材料检测88

7.4.3胶接结构检测88

7.4.4压力容器检测89

第8章声振检测法90

8.1检测原理90

8.2检测方法90

8.2.1频率检测法90

8.2.2局部激振法90

8.3扫描声振检测技术91

8.4声振检测的应用91

8.4.1蜂窝结构检测91

8.4.2复合材料检测92

第9章微波无损检测93

9.1微波概述93

9.2微波检测技术的特点93

9.2.1微波检测的优点93

9.2.2微波检测的局限94

9.3微波检测的基本原理94

9.3.1微波的传播94

9.3.2反射与折射95

9.4微波的检测方法95

9.4.1穿透法95

9.4.2反射法96

9.4.3散射法96

9.5微波检测技术的应用96

9.5.1金属表面裂缝的微波检测96

9.5.2金属应力微波腐蚀检测96

9.5.3其他领域的应用97

第10章声发射检测98

10.1声发射现象的物理基础98

10.1.1声发射现象98

10.1.2声发射检测原理98

10.2声发射检测的特点99

10.2.1缺点99

10.2.2优势99

10.3声发射的来源与产生99

10.3.1工程材料的声发射源99

10.3.2声发射信号的特征参数99

10.4声发射检测的应用100

10.4.1声发射在材料研究中的应用100

10.4.2声发射在焊接中的应用101

第11章红外检测技术102

11.1概述102

11.1.1红外检测技术的发展102

11.1.2红外测温的特点103

11.2红外基本概念和基础知识103

11.2.1热辐射和红外辐射103

11.2.2温度、温度测量与温标103

11.2.3红外相关术语104

11.2.4红外辐射基本定律106

11.2.5红外辐射的传输与衰减107

11.2.6红外成像技术107

11.2.7红外探测器107

11.3红外检测仪器109

11.3.1红外点温仪110

11.3.2红外热像仪110

11.3.3红外热电视112

11.4红外系统类型113

11.4.1红外系统的类型113

11.4.2红外仪器的基本特性113

11.4.3红外仪器的应用113

11.5红外测温技术的应用114

11.5.1红外测温技术在材料和结构检测中的应用115

11.5.2红外测温技术在冶金工业中的应用116

11.5.3红外测温系统在铁路交通运输中的应用117

11.5.4红外测温技术在石化企业中的应用118

11.5.5红外测温技术在电力系统中的应用118

11.5.6红外测温技术在机械工业中的应用120

11.6红外无损检测的不足与改进120

第12章无损检测实验122

12.1超声波检测标准试块的厚度122

12.2超声波探测试件内的缺陷127

12.3超声波探伤仪探头的标定128

12.4涡流法测金属裂纹131

12.5涡流法测金属电导率134

12.6超声波、涡流法测厚的比较135

12.7渗透探伤136

12.8磁粉法对焊缝探伤137

附录考试试题140

参考文献143

 

无损检测技术不仅有着深刻的科学背景，而且有着丰富的文化内涵；无损检测凝聚着现代科学的智慧，闪耀着现代文化的光辉，现代文明有无损检测的一份贡献。在人类进入辉煌的21世纪的今天，我们应该以更宽广的视角来审视无损检测在工业中的应用。为此，加强应用型人才培养显得尤为重要。近年来我国高等教育大众化教育取得了令世人瞩目的成就。在新形势下要求工科教材多元化，以满足不同层次的要求。本教材以满足应用型人才培养为目的，在《无损检测实用教程》编写过程中，以理论和实践相结合的方式，内容不仅包括无损检测的原理、检测工艺和应用案例，还包括了实验教学所需要的8种实验教学方案，后编写了三套考试试题，有利于教师教学和学生学习。本书主要面向材料类专业的大学本科学生，也可作为机械等其他专业师生和在职无损检测高级人员进行系统培训的参考教材，还可供从事工程设计、技术管理、安全防护管理人员和广大无损检测工作者阅读参考。本书第1～10章由台州学院付亚波完成，第11章由西安理工大学李树丰、卢正欣完成,第12章及附录由台州学院钟文武和霍颜秋完成；全书由台州学院吴建波主审。感谢台州学院冯尚申、陈英才和王宇对本书的出版提供帮助。付亚波2018年1月