第1章 绪论 1
1.1无损检测概述 1
1.1.1无损检测的含义和特点 1
1.1.2无损检测的目的和意义 3
1.1.3无损检测的发展历程 4
1.2无损检测的主要技术分类和特点 5
1.3无损检测的发展趋势 7
1.4我国无损检测的发展 9
1.4.1技术人才培养 10
1.4.2技术发展情况 10
1.4.3国际合作和交流 11
1.5本书的重点和特色 12
参考文献 13
第2章 相控阵检测技术及其应用 15
2.1超声相控阵技术的发展历史 15
2.2超声相控阵检测原理 16
2.2.1超声相控阵检测概述 16
2.2.2超声相控阵检测的特点 16
2.2.3延时和聚焦 17
2.2.4发射和接收 18
2.2.5扫描模式 18
2.3相控阵延时律或聚焦律 19
2.3.1无斜楔探头 19
2.3.2有斜楔探头 20
2.3.3延时控频 21
2.4相控阵系统的基本组成 21
2.5超声相控阵探头和声场 21
2.5.1压电复合材料的结构 22
2.5.2压电复合材料探头的优点 23
2.5.3工业用相控阵探头的类型 23
2.5.4线型阵列探头特性 25
2.5.5有斜楔的相控阵探头主要特性 27
2.5.6相控阵探头标志 28
2.6超声相控阵检测技术的扫描模式和图像显示 29
2.6.1相控阵的扫描模式 29
2.6.2相控阵检测基本视图 30
2.7超声相控阵检测技术的优点与局限性 32
2.7.1超声相控阵检测技术的优点 32
2.7.2超声相控阵检测技术的局限性 32
2.8超声相控阵检测技术的工程应用 33
2.8.1超声相控阵技术在电力工业中的主要应用范围 33
2.8.2超声相控阵检测技术检测窄间隙对接焊接接头坡口缺陷 34
2.8.3超声相控阵检测技术在电站锅炉接管座角焊缝检测中的应用 35
2.8.4小径管对接焊接接头相控阵检测与射线检测技术研究 42
参考文献 53
第3章TOFD检测技术及其应用 54
3.1 TOFD检测技术概述 54
3.2衍射基本原理 55
3.2.1衍射现象 55
3.2.2不同角度下衍射信号波幅的变化 57
3.3 TOFD技术的基本知识 58
3.3.1 TOFD技术的基本配置 58
3.3.2 TOFD技术使用的探头 58
3.3.3 TOFD技术所采用的超声波波型 59
3.3.4 TOFD声场中的A扫信号 59
3.3.5相位关系 61
3.3.6深度计算 62
3.3.7深度校准和PCs设定 64
3.3.8 TOFD技术的图像显示 64
3.3.9 TOFD扫描类型 65
3.3.10信号位置的测量 68
3.3.11 TOFD检测的盲区 69
3.4 TOFD检测的优点及局限性 70
3.4.1 TOFD检测的优点 70
3.4.2 TOFD技术的局限性 70
3.5 TOFD检测系统 71
3.5.1 TOFD检测设备 71
3.5.2 TOFD检测仪器 71
3.5.3 TOFD探头 72
3.5.4 TOFD检测试块 73
3.6 TOFD检测工艺 73
3.6.1表面盲区 73
3.6.2扫描次数的选择 74
3.6.3探头的选择 74
3.6.4探头间距的选择 77
3.6.5增益设置与校准方法的选择 77
3.6.6扫描增量设置 78
3.6.7检测系统校准及复核 78
3.7 TOFD缺陷的信号特征 80
3.7.1上表面开口缺陷的信号特征 80
3.7.2下表面开口缺陷的信号特征 81
3.7.3贯穿性缺陷的信号特征 82
3.7.4埋藏的点状缺陷的信号特征 83
3.7.5埋藏的没有自身高度的缺陷的信号特征 83
3.7.6埋藏的有自身高度的缺陷的信号特征 84
3.8 TOFD检测技术的工程应用 84
3.8.1 TOFD检测系统要求 85
3.8.2电站锅炉管道TOFD检测工艺要点 88
3.8.3检测实施 90
3.8.4检测数据分析与解释 91
3.8.5表面盲区的补充检测 91
3.8.6主蒸汽管道和再热热段管道TOFD检测应用实例 91
参考文献 94
第4章 导波检测技术 95
4.1导波检测技术概述 95
4.1.1导波的概念 95
4.1.2导波检测的基本原理 95
4.1.3导波检测技术的优点 96
4.1.4导波检测技术的局限性 96
4.1.5导波检测技术的发展过程 97
4.2导波检测的基础理论 98
4.2.1压力管道中导波的理论 98
4.2.2相速度和群速度 101
4.2.3频散曲线 102
4.2.4导波信号的衰减及补偿 103
4.2.5导波方向控制原理 103
4.3导波传感器的种类及其技术特点 105
4.3.1压电传感器 106
4.3.2电磁超声传感器 107
4.3.3磁致伸缩导波传感器 108
4.4信号处理方法 112
4.4.1导波信号处理中的问题 112
4.4.2导波信号的时频分析方法 113
4.4.3导波信号的降噪方法 121
4.4.4降噪算法在磁致伸缩导波信号处理中的应用 123
4.5检测仪器 125
4.5.1 MSGW系统工作原理 127
4.5.2 MSGW系统性能指标 128
4.5.3 MSGW系统检测流程 128
4.6工程应用实例 130
4.6.1样管实验 130
4.6.2现场实验 131
参考文献 133
第5章 激光超声技术 134
5.1激光超声技术简介 134
5.2激光超声技术的发展历程 134
5.3激光超声理论 135
5.3.1激光超声理论概述 135
5.3.2激光超声激发原理 136
5.3.3激光超声的波形特性 138
5.3.4激光超声检测技术 139
5.3.5激光超声的应用 143
5.3.6激光超声技术应用实例 144
5.4激光超声技术存在的问题及发展趋势 147
参考文献 148
第6章 漏磁检测技术 149
6.1漏磁检测原理 150
6.2缺陷漏磁场磁偶极子模型 151
6.3漏磁场分析 152
6.3.1裂纹缺陷几何形状统计分析 152
6.3.2裂纹缺陷参数影响分析 153
6.4漏磁场有限元分析 156
6.4.1电磁场有限元分析理论 156
6.4.2有限元方法在漏磁场分析中的应用 157
6.5裂纹漏磁场静态模拟结果分析 162
6.6缺陷参量对漏磁场的影响 165
6.6.1裂纹端面几何形状分析 165
6.6.2裂纹深度对裂纹漏磁场的影响 167
6.6.3缺陷漏磁场有限元分析小结 176
6.7漏磁检测实验分析 177
6.7.1裂纹漏磁检测实验系统 177
6.7.2裂纹的制备 178
6.7.3裂纹深度影响分析 180
6.7.4裂纹倾斜角度影响分析 181
6.7.5平行裂纹影响分析 183
6.7.6实验分析小结 184
6.8缺陷漏磁检测信号识别 184
6.8.1人工神经网络概述 185
6.8.2 BP神经网络概述 185
6.8.3裂纹缺陷识别BP神经网络 187
6.9漏磁检测技术工程应用 197
6.9.1储罐罐底板漏磁检测技术的应用 199
6.9.2管道漏磁检测技术的应用 201
参考文献 201
第7章 金属磁记忆检测技术 203
7.1金属磁记忆检测技术概述 203
7.1.1磁记忆检测技术的概念 204
7.1.2磁记忆检测技术的特点 204
7.1.3磁记忆检测技术的国内外发展现状 205
7.2磁记忆检测技术的基础知识 205
7.2.1物质的磁性 206
7.2.2物质磁性的产生 207
7.2.3铁磁物质的磁化机理 208
7.2.4磁机械效应 213
7.2.5金属的力学特性 215
7.3磁记忆检测技术的机理 219
7.3.1地磁感应效应 220
7.3.2磁记忆产生机理 222
7.4磁记忆检测仪器 223
7.4.1概述 223
7.4.2硬件系统 224
7.4.3软件系统 228
7.5磁记忆检测技术的工程应用 229
7.5.1磁记忆检测技术在对接焊缝检测中的应用 229
7.5.2磁记忆检测技术在管道检测中的应用 229
7.5.3磁记忆检测技术在压力容器检测中的应用 234
7.5.4磁记忆检测技术在起重机轨道检测中的应用 236
参考文献 238
第8章 远场涡流检测技术 239
8.1远场涡流检测技术概述 239
8.2远场涡流检测原理 240
8.3远场涡流检测理论 242
8.3.1远场涡流检测理论推导 242
8.3.2管壁中的磁场 244
8.3.3检测线圈的信号 245
8.3.4远场涡流检测的磁场分布 246
8.3.5远场涡流效应的机理 248
8.4远场涡流检测的优点和局限性 252
8.4.1远场涡流检测的优点 252
8.4.2远场涡流检测的局限性 252
8.5远场涡流检测系统 253
8.6远场涡流检测工艺 254
8.6.1检测设备 254
8.6.2操作步骤 256
8.6.3检测结果的评定与处理 257
8.7远场涡流检测在电站锅炉水冷壁管检验中的应用 257
参考文献 262
第9章 声发射检测技术 263
9.1声发射检测技术概述 263
9.1.1声发射技术的发展历程及现状 263
9.1.2声发射检测技术的基本原理 265
9.1.3声发射技术的特点 267
9.1.4声发射检测的主要目的 267
9.1.5声发射技术的应用领域 268
9.1.6声发射检测的主要术语及定义 268
9.2声发射信号的处理与分析方法 273
9.2.1声发射信号的特征参数分析法 274
9.2.2声发射源的定位方法 279
9.2.3声发射信号的高级处理技术 290
9.3压力容器及管道的声发射检测技术 295
9.3.1声发射检测方案的制订及检测前的准备工作 295
9.3.2声发射的检测过程 300
9.3.3声发射数据的分析和源的分类 300
9.3.4声发射检测结果的评定 301
9.3.5检验数据记录和报告 302
9.3.6压力容器及管道声发射检测中需考虑的一些问题 302
9.4声发射检测案例 305
9.4.1大型立式储罐底部的声发射在线检测 305
9.4.2某复杂管道（炉管束）泄漏位置的声发射检测案例 309
9.4.3某石化公司一台1000m3球罐整体与局部声发射检测的案例 314
9.4.4高／低温容器或复杂结构声发射在线检测时的波传导方法 319
参考文献 324
第10章 聚乙烯接头无损检测技术 325
10.1聚乙烯接头无损检测技术概述 325
10.2超声检测技术研究 329
10.2.1电熔接头超声检测技术研究 329
10.2.2热熔接头超声检测技术研究 332
10.3检测系统 336
10.3.1 AIM33聚乙烯电熔接头超声检测系统 336
10.3.2 PIE206聚乙烯热熔接头超声检测系统 338
10.4缺陷分类与信号识别 339
10.4.1缺陷分类 339
10.4.2缺陷信号识别 346
10.5工程应用实例 349
10.5.1聚乙烯燃气管道安装工程缺陷检测 349
10.5.2聚乙烯管道电熔接头过焊质量超声检测与原因分析 351
参考文献 352
第11章 基于风险的检验技术 353
11.1基于风险的检验概述 353
11.2基于风险的检验标准体系 356
11.2.1美国 356
11.2.2欧洲 357
11.2.3中国 357
11.3基于风险的检验软件工具 358
11.4基于风险的检验实施过程 359
11.5石化特种设备基于风险的检验 360
11.5.1项目的目标 361
11.5.2装置的主要构成 361
11.5.3装置数据采集 361
11.5.4腐蚀机理分析 362
11.5.5划分物流回路和腐蚀回路 363
11.5.6数据的补充和确认 363
11.5.7风险评估 364
11.5.8确定检验计划 364
11.6电站特种设备基于风险的检验 364
11.6.1电站高温蒸汽管线风险评定技术研究 365
11.6.2电站锅炉炉管风险评估技术 367
参考文献 381