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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