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目 录1

第一章 材料无损检测和安全评估的理论基础1

1.1 材料无损检测的数学物理基础1

1.1.1 声学基础1

1.1.2 电磁学基础14

1.2 材料安全评估的数学物理基础28

1.2.1 材料安全评估的断裂力学基础28

1.2.2 数理统计在材料安全评估中的应用41

2.1.1 气孔47

2.1 铸件中的缺陷及其产生原因47

第二章 各种材料中的缺陷及其产生原因47

2.1.2 夹砂和夹渣48

2.1.3 缩孔和疏松48

2.1.4 铸造裂纹49

2.1.5 铸件中的其它缺陷50

2.2 锻件中的缺陷及其产生原因50

2.2.1 锻造用钢锭中缺陷的分布规律50

2.2.2 残余缩孔、缩管和疏松52

2.2.3 锻件中的夹杂物52

2.2.4 锻造裂纹53

2.2.5 锻件中白点55

2.2.6 其它缺陷57

2.3 焊缝中的缺陷及其产生原因58

2.3.1 焊接裂纹58

2.3.2 气孔60

2.3.3 夹渣60

2.3.4 未熔合和未焊透61

2.3.5 形状缺陷和其它缺陷62

2.4 型材中的缺陷及其产生原因62

2.4.2 钢棒中的缺陷63

2.4.3 钢板中的缺陷63

2.4.1 钢管中的缺陷63

2.4.4 钢轨中的缺陷65

2.5 铝材和铜材中的缺陷及其产生原因66

2.5.1 铝材及其合金的种类和用途66

2.5.2 铝材中的缺陷67

2.5.3 铜材中的缺陷67

2.6 胶接结构与复合材料中的缺陷及其产生原因68

2.6.1 胶接结构的形式、缺陷特征68

2.6.2 复合材料的结构形式、缺陷特征70

2.7 在役产品维修检验中的常见缺陷及其产生原因71

3.1 超声检测中的灵敏度和分辨力73

3.1.1 影响系统检测灵敏度的因素73

第三章 材料的超声波检测方法73

3.1.2 可发现最小缺陷的界限74

3.1.3 影响系统检测分辨力的因素75

3.2 超声检测中的缺陷定性77

3.3 超声检测中的缺陷定量79

3.3.1 小于晶片直径的缺陷定量79

3.3.2 大于晶片直径的缺陷定量87

3.4 铸件的超声波探伤88

3.4.1 灰口铸铁的超声波探伤88

3.4.2 铸钢件超声波探伤91

3.5.1 柱面工件超声波探伤中外曲率影响的校正96

3.5 锻件的超声波探伤96

3.5.2 汽轮机转子超声波探伤中探测灵敏度103

3.5.3 核电站用大型不锈钢锻件的超声波探伤108

3.5.4 粗晶护环钢的超声波检验112

3.5.5 电磁超声在黑皮模块钢上的检验应用118

3.6 焊缝的超声波探伤123

3.6.1 大厚度奥氏体钢焊缝超声波检测用纵波斜射双晶探头123

3.6.2 加氢裂化装置主管道不锈钢焊缝的超声波探伤127

3.6.3 输气管线对接焊缝的超声波成像检测129

3.7 铁道材料的超声波检测134

3.8 用超声表面波检测特殊零件154

4.1 电磁检测162

4.1.1 检验设备162

第四章 材料的电磁检测方法162

4.1.2 检测用材料164

4.1.3 湿磁粉和干磁粉的性质及特点165

4.1.4 磁粉和漏磁探伤方法167

4.1.5 磁粉探伤中影响灵敏度的因素169

4.1.6 判断综合灵敏度的方法——磁粉探伤用标准试片和标准试块174

4.1.7 磁粉检验的操作程序176

4.1.8 尿素合成塔对接环焊缝表面缺陷分析和最佳磁化方法的选择176

4.2.1 涡流检测仪182

4.2 涡流检测182

4.2.2 涡流检测线圈184

4.2.3 石油化工行业的涡流检测186

第五章 材料的安全评估方法190

5.1 材料和构件中的缺陷检测与安全评估技术190

5.1.1 材料安全评估简史与问题的提出190

5.1.2 确定缺陷自身高度的各种无损检测方法191

5.1.3 碳钢和低合金钢铸件超声波探伤方法和判废标准197

5.1.4 转子锻件使用中由应力引起的蠕变损伤和疲劳损伤及其寿命评估198

5.1.5 焊接部件的缺陷和强度关系201

5.2.1 锻钢件中的缺陷种类、分布特征和检测手段206

5.2 关于锻钢件中的缺陷和材料强度问题206

5.2.2 锻件缺陷与强度的关系207

5.2.3 几点说明210

5.3 断裂力学在材料无损检测综合评价中的应用210

5.3.1 材料的断裂与断裂力学211

5.3.2 关于疲劳裂纹的扩展速率212

5.3.3 断裂力学在电站汽轮机转子和发电机主轴无损检测上的应用214

5.3.4 应用举例215

5.4 压力容器的无损检测与安全评估224

5.4.1 在役压力容器的分类和定期检验224

5.4.2 定期检验的内容和要求225

5.4.3 无损检测和安全评估的方法226

5.4.4 某厂120 m3贮氧球罐的安全评估229

5.5 残余应力对材料和构件安全影响的评估233

5.5.1 残余应力的测定方法233

5.5.2 利用巴克豪森效应对金属晶粒度的测量235

5.5.3 残余应力对构件强度的影响235

5.5.4 焊缝周边残余应力的测定236

5.5.5 由疲劳引起的残余应力的变化237

5.6 利用金属磁记忆诊断技术评估材料和构件的安全性238

5.6.1 金属磁记忆诊断技术的基本原理238

5.6.2 金属磁记忆诊断技术用仪器的基本构造239

5.6.3 金属磁记忆检测系统的应用248

5.7 利用激光超声检测技术评估材料254

5.7.1 利用激光超声检测技术产生窄带板波和表面波的方法及其应用举例255

5.7.2 材料表面为粗糙面时的应用举例257

5.7.3 几点结论259

5.8 利用声发射技术评估材料或构件的安全性260

5.8.1 声发射的微观机理260

5.8.2 影响材料声发射特性的有关因素262

5.8.3 声发射信号的传播和信号类型及声发射信号的频率264

5.8.4 声发射信号的参量描述265

5.8.5 各种焊接工艺的声发射评估268

5.8.6 焊接过程和焊接结构件的声发射评估275

5.9 利用红外热成像和热斑迹扫描技术评估材料和构件的安全性277

5.9.1 基本原理277

5.9.2 程控交换机触发开关焊点的红外无损检测279

5.9.3 红外热成像技术在复合材料、固体燃料包层和电闸开关检测上的应用280

5.9.4 利用红外热斑迹扫描技术评估压力容器280

5.9.5 运行中火车红外线轴温探测系统282

5.10 钢制桥梁的疲劳诊断和安全评估系统283

5.10.1 国内外现状283

5.10.2 按设计指标例行检查钢桥疲劳的方法284

5.10.3 钢桥承重梁的疲劳诊断步骤285

5.10.4 钢桥的疲劳诊断系统288

5.10.5 钢桥应力的档案记录和监视器识别系统289

第六章 无损检测和安全评估技术设备的智能化和自动化292

6.1 信息处理技术在无损检测及其结果安全评估中的应用292

6.1.1 相关分析技术在声发射中的应用292

6.1.2 涡流检测中的相位分析技术293

6.2 微电脑技术在无损检测仪器设备智能化和自动化及其结果评价中的应用293

6.2.1 微电脑技术在无损检测和评估中的主要功能294

6.2.2 微电脑技术在无损检测设备智能化和自动化方面的应用概况295

6.2.3 微电脑软件技术应用与无损检测评估缺陷性质的基本模式296

6.3 天然气长输管道对接环焊缝相控阵超声波全自动检测系统298

6.4 用于焊缝检验的超声波P扫描系统303

6.4.1 系统概述303

6.4.2 P扫描系统304

6.4.3 仪器设备的配套306

6.4.4 扫描操作和电平显示307

6.4.5 检验结果举例309

6.5 便携式全数字化超声波P扫描成像系统311

6.5.1 P扫描成像原理311

6.5.2 系统硬件312

6.5.3 系统软件316

6.5.5 检测结果317

6.5.4 成像系统的技术参数317

6.6 便携式超声－涡流一体化成像与评估系统318

6.6.1 系统硬件319

6.6.2 系统软件322

6.6.3 操作方法323

6.7 利用超声成像分析系统和射线照相对焊缝缺陷进行评估327

6.8 球罐焊缝检测用自动爬行器330

6.8.1 基本原理330

6.8.2 整体结构和控制电路331

6.8.3 控制软件332

6.8.4 驱动电源和步进电机333

6.8.5 机械爬行部分的设计特点335

6.8.6 几点说明336

6.9 射线评片用便携式数字显示黑白密度计336

6.9.1 测试电路的设计要点337

6.9.2 本机电路的检查和调试及其测试结果342

6.10 大型集装箱透照用直线加速器检测系统344

6.10.1 技术原理344

6.10.2 整机结构344

6.10.3 系统特点346

参考文献348