1、渤海船舶职业学院 (毕业论文 )专用纸 I 毕 业 设 计（论文） 无损探伤技术在船舶检测工艺中的应用研究 学生姓名： xxxxx 指导教师： xxxx 教授 专业名称：船舶工程技术 xxxxxx职业学院 2012 年 7 月 渤海船舶职业学院 (毕业论文 )专用纸 II 设计任务书 题目 无损探伤技术在船舶检测工艺中的应用研究 一、 毕业设计题目的目的 船舶可以看成是一个最终产品，船舶建造的制造级可以看成是：采购原材料；船体钢材预处理和号料；将原材料制成船体零件；将零件组装成部件；分段、总段建造；总装船舶。 整个船舶建造过程中都离不开焊接技术，但由于焊接技术 本身的不完善，使得焊接缺陷很难避
2、免无损检测技术的运用。 无损检测技术的运用，使得焊接缺陷的检测的准确与速度大大提高。但是，任何一种无损探伤方法都不是万能的，每种无损检测方法都有它自身的优点和不足。因此，在无损检测的应用中不能只采用一种无损检测方法，而应尽可能多的同时采用几种方法，以便保证各种检测方法互相取长补短，从而取得更多的信息。 毕业设计是船体专业教学活动最后阶段重要的实践性教学环节，通过毕业设计使学生对所学的理论知识进行一次系统性的总结，结合现代造船模式进行设计，理论与实际相结合，巩固和扩展所学知 识，培养和提高学生分析实际问题，解决实际问题的能力，培养学生严谨的科学态度和认真负责的思想作风，完成毕业前的基本训练。 二
3、、毕业设计要求 毕业设计是根据详细设计的设计资料在指导教师的指导下进行，要求学生创造性地独立完成设计任务。毕业设计虽是教学性的设计，但对所作的设计必须体现现代造船的基本要求。 三、技术指标 分段建造焊接无损探伤检测标准必须按相关船级社规范为依据或以本场实际建造的规范为参考。 四、设计内容 1、无损探伤技术概况 无损探伤定义及产生背景，无损探伤种类优缺点。 渤海船舶职业学院 (毕业论文 )专用纸 III 2.X 射线探伤原理及 船舶应用 X 射线探伤工作原理及相关设备以及如何按一定规范应用在船舶焊缝检测中等等。 3.超声波探伤原理及船舶应用 超声波探伤工作原理及相关设备以及如何按一定规范应用在船
4、舶焊缝检测中等等。 4.磁粉探伤概述及船舶检测应用 磁粉探伤工作原理概述及荧光磁粉探伤在船舶焊缝检测中的应用等等。 5.油轮无损探伤工艺检测流程 应用相关探伤方法对油轮进行实际检测应用。 五、进行的程序及日程安排 20 12 年 3 月 查阅图纸资料、调研 20 12 年 4 月 编写毕业论文 20 12 年 5 月 编写设计说明书 20 12 年 5 月 整理文件并作好毕业答辩准备 六、参考文献 1郑世才射线检测 M机械工业出版社， 2004 2魏国亮赵振宇，徐胜航，于洋工业常用无损探伤原理及特点分析 J，(2008)03-0152-02 3罗旭辉钢结构焊缝的超声探伤 J，广州建筑， 200
5、2 年，第一期 4周志勇船体焊缝缺陷 X 射线图像自动识别方法研究 D上海：上海海事大学轮机学院 ， 2007 5吴明复焊缝的无损检测技术 J首都航天机械公司航天工艺， 1998， 20(6)： 50 52 6百度文库等相关资料 7姚培元无损检测技术 M北京：航天大学出版社， 1983 8船舶焊接工艺 9沪东中华造船（集团）有限公司 渤海船舶职业学院 (毕业论文 )专用纸 IV 对学生的评语 一、 指导教师对学生的评语 该生设计达到毕业设计要求，选题恰当，内容详实；能够运用所学知识解决实际问题。图纸、说明书质量符合要求。 指导教师 职称 二、 答辩委员会评语 自述流畅 ，回答问题基本准确，具有
6、一定分析问题解决问题能力。答辩合格。 答辩委员会主任 职称 三、成绩 年 月 日 渤海船舶职业学院 (毕业论文 )专用纸 V 摘 要 船舶制造业自 20世纪初开始研究焊接应用技术，并于 1920年以英国船厂首次采用焊接技术建造远洋船为标志，焊接技术逐渐在船厂得到推广应用，并迅速取代铆接技术。 本文研究的主要内容：无损探伤的起源及研究背景； X射线检验的原理及船舶焊缝检测应用；超声波原理探伤原理及船舶焊缝检测应用；磁粉探伤原理及船舶焊缝检 测应用； 油轮无损探伤工艺检测流程 。因此，随着焊接技术的不断提高，造船质量与速度得到了巨大的提升，但由于焊接技术本身的不完善，使得焊接缺陷很难避免。 无损检
7、测技术的运用，使得焊接缺陷的检测的准确与速度大大提高。但是，任何一种无损探伤方法都不是万能的，每种无损检测方法都有它自身的优点和不足。因此，在无损检测的应用中不能只采用一种无损检测方法，而应尽可能多的同时采用几种方法，以便保证各种检测方法互相取长补短，从而取得更多的信息。 关键词 : X 射线探伤、超声波探伤、无损检验、探伤技术的发展。 渤海船舶职业学院 (毕业论文 )专用纸 VI 目 录 绪 论 1 第 1 章 无损探伤技术概况 2 第 1 节 无损探伤定义及产生背景 2 第 2 节 探伤种类及缺点 3 第 2 章 射线探伤原理及应用 8 第 1 节 射线探伤概述 8 第 2 节 射线探伤法
8、在船舶检验中应用规范 24 第 3 章 超生波探伤原理及应用 26 第 1 节 超声波探伤的物理基础 26 第 2 节 波的反射、透射及衰减 30 第 3 节 超声波发射声场和规则反射体的回波声压 31 第 4 节 仪器和探头的性能及其测试 34 第 5 节 常用探伤方法和技术 35 第 6 节 板材及管材超声波探伤 41 第 7 节 焊缝超声波探伤 42 第 4 章 磁粉探伤概况及应用 45 第 1 节 磁粉探伤基础知识 45 第 2 节 荧光磁粉探伤法在船舶检验应用 46 第 5 章 110000 吨油轮无损探伤工艺检测流程 49 第 1 节 110000 吨油轮射线探伤检测工艺流程 49
9、 第 2 节 110000 吨油轮超声波探伤检测工艺流程 56 第 3 节 110000 吨油轮磁粉探伤检测工艺流程 62 设计总结 65 参考文献 66 渤海船舶职业学院 (毕业论文 )专用纸 1 绪 论 船舶制造业自 20世纪初开始研究焊接应用技术，并于 1920年以英国船厂首次采用焊接技术建造远洋船为标志，焊接技术逐渐在船厂得到推广应用，并迅速取代铆接技术。由于焊接过程中各种参数的影响，焊缝中有时候不可避免地会出现裂纹、气孔、央渣、未熔合和未焊透等缺陷。为了 保证焊接构件的产品质量，必须对其中的焊缝进行有效的检测和评价，尤其是在船舶压力管道、分段大接缝、外板及水密与强力接点等部位进行质量
10、检测是十分必要的。 众所周知，船舶结构件发生焊接裂纹对结构强度和航行安全危害极大，特别是一些隐性裂纹不易发现，一旦船舶出厂，这些隐性裂纹后患无穷。因此，船舶在建造焊接过程中产生的裂纹一经发现，就必须立即查明原因并采取果断的措施彻底根除。焊接质量的检验方法，一般分无损检验和破坏检验两大类，采用何种方法，主要根据产品的技术要求和有关规范的规定。 无损探伤分 X射线照相探伤、超声波探伤、 磁粉探伤和渗透检验。破坏检验方法是用机械方法在焊接接头 (或焊缝 )上截取一部分金属，加工成规定的形状和尺寸，然后在专门的设备和仪器上进行破坏试验。依据试验结果，可以了解焊接接头性能及内部缺陷情况，判断焊接工艺正确
11、与否。经检验，船体结构焊缝超过质量允许限值时，应首先查明产生缺陷的原因，确定缺陷在工件上的部位。在确认允许修补时，再按规定对焊缝进行修补。 渤海船舶职业学院 (毕业论文 )专用纸 2 第 1 章 无损探伤技术概况 第 1 节 无损探伤定义及产生背景 1.11 无损检测的定义 现代无损检测的定义是：在不损坏试件的前提下 ，以物理或化学方法为手段，借助先进的技术和设备器材，对试件的内部及表面的结构、性质、状态进行检查和测试的方法。 无损检测是在现代科学技术发展的基础上产生的。例如，用于探测工业产品缺陷的X射线是在德国物理科学家伦琴发现 X射线基础上发生的，超声波检测是在二次世界大战中迅速发展的声纳
12、技术和雷达技术的基础上开发出来的，磁粉检测建立在电磁学理论的基础上，而渗透检测得益于物理化学的进展，等等。长期以来，无损检测技术主要应用于工业材料和制品的质量监测，在接下来的章节中，将对船舶焊缝中无损探伤的展开研究。 1.12 无损检 测的背景及发展 随着工业生产的发展，无损检测的发展大致经历了三个阶段，即无损探伤 NDI(Non destruetiveInspeetion)，无损检验 NDT(Non destruetiveTesting)及无损评价NDE(Non-destruetiveEvaluation)，目前一般统称为无损检测 NDT。其中， NDI是在不损坏产品的前提下，发现人眼无法直
13、接观察到的缺陷； NDT是不但检验最终产品，而且要测量过程的工艺参数： NDE是不仅要探出缺陷的有无及位置，而且还要测出缺陷的类型、尺寸、形状、取向以及对力学 行为的影响等，以便用断裂力学的方法对被测产品作出检修周期和使用安全性的结论。因此， NDE包括 NDI及 NDT的内容，更具有综合性。材料和工件的无损检测和评价，对于控制和改进生产过程和产品的质量，保证材料、零部件、产品的可靠性和生产过程的安全性，以及提高劳动生产率等都起着关键性的作用 . 无损检测作为一项工业技术，被应用于产品的整个制造、服役过程中，是现代工业发展必不可少的有效工具。因此世界各国对无损检测技术的研究都非常重视，大力开展
14、了无损检测技术的研究工作。可以说，无损检测与评价技术的发展标志着一个国家的现代化 工业水平，其复杂系统集成技术己经广泛应用于交通、制造、石油、核发电站以及国防等工业领域，渗透到各： I二业结构与产品渤海船舶职业学院 (毕业论文 )专用纸 3 的全寿命质量控制和质量管理中，并利用最低的成本来获取最大的效益。其中在船舶焊缝探伤中，也有了很好的应用 第 2节 无损探伤的种类及优缺点 无损检测具有悠久的历史，长期以来人们在实践中形成了许多实用的无损检测方法，而且随着各种新技术的出现还在逐步增加，典型的方法如下： (1)目视检测 (visualTesting) 1)原理：由人眼或光敏设备对被检测物体的反
15、射光或发射光成像 2)应用范围：许多工业领域 和场合都可以用，从原材料到成品到使用检查 3)优点：廉价、简单、培训很少、范围广、优点多 4)缺点：只能评价表面状态，需要光源，必须能接近，如图 2 1。 注：目视检测无法看到下面裂纹 (2)射线检钡 I(Radi ograPhicTesting) 射线探伤法是利用射线透过物体时，会发生吸收和散射这一特性，通过测量材料中因缺陷存在而影响射线的吸收来探测缺陷的，以胶片作为记录信息器材的无损检测方法。 该方法是最基本的、应用最广泛的一种射线检测方法。一般把被检的物体安放在离射线装置 500 1000mm的位置处， 把胶片紧贴在试样背后，让射线照射适当的
16、时间 (几分钟到几十分钟 )进行曝光把曝光后的胶片在暗室中进行显影、定影、水沈和干燥。将干燥的底片放在观片灯的显示屏上观察，根据底片的黑度和图像来判断存在缺陷的种类、大小和数量，随后按通行的标准对缺陷进行评定分级。 原理：放射线穿透试件时胶片曝光，不连续对曝光有影响。如图渤海船舶职业学院 (毕业论文 )专用纸 4 2)应用范围：适用于大部分材料，开关和结构。例如新制造或在用的焊接件，铸件组合件等。 3)优点：检测结果有直接记录 底片，由于底片上记录的信息十分丰富，且可以长期保存，从而使射线照相法成为各种无损检 测方法中记录最真实、最直观、可追踪性最好的检测方法。可以获得缺陷的投影图像，缺陷定性
17、定量最准确。体积型缺陷检出率很高，而面积型缺陷的检出率受到多种因素影响。 4)缺点：适宜检验较薄的工件而不适宜较厚的工件； 适宜检测对接焊缝，检测角焊缝效果较差，不适宜检测板材、棒材、锻件；对缺陷在工件中厚度方向的位置、尺寸 (高度 )的确定比较困难；检测成本高；射线照相法检测速度慢；平面不连续的 (可检测方向 )有临界值；射线对人体有伤害。 (3)超声波检测 (PenetrationTesting) 超声波是一种频率超过 20KHz的 特殊声波，除具有传统声波传输的基本物理特性，(如：反射、折射和衍射等 )外，其还具有方向性集中、穿透力强、振幅小等特点因而超声波检测技术在实时控制、高精度、无损伤等方面均具有优势，广泛应用在工业无损检
