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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