非破壞性檢測程序

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非破壞性檢測實習
NonDestructive Testing
第一章概論
1
大 綱
• 非破壞性檢測的定義與應用時機
• 為什麼需要非破壞性檢測?非破壞性
檢測能做什麼?
• 常用非破壞性檢測方法
• 非破壞性檢測的實習安全
• 非破壞性檢測對產品檢測的應用
• 非破壞性檢測在航空維修上的應用
2
大 綱
•
•
•
•
非破壞性檢測標準
非壞性檢測人員職責
非破壞性檢測程序
缺陷成因與種類
3
非破壞性檢測的定義與應用時機
4
NDI 非破壞性檢測定義
使用非侵入性的技術,確
定材料的完整性,另對部
件、結構或定量測量某些
特定的一個物件。
何謂NDT 、NDE ?
i.e.
Inspect or measure without doing harm.
(亦即檢查或測量而又不損害。)
5
非破壞性檢驗之應用時機
1. 於零組件製造過程中-「確保品質」以
符合設計時之機械強度與外形尺寸的要
求。
2. 設備運轉中確保-「結構安全」依週期
檢查時間表,檢視零組件有無發生機械
疲勞、潛變、腐蝕、磨耗等現象。
6
為什麼需要非破壞性檢測?
非破壞性檢測能做什麼?
7
為什麼需要非破壞性檢測?
8
非破壞性檢測能做什麼?
1. 確認結構材料的完整性。
2. 發現表面或內部隱藏缺陷或破損所在。
3. 評估缺陷或破壞(損)的位置、形狀、大小、
方向。
4. 監測缺陷成長或破損延伸發展之過程。
5. 破損分析-破損原因、過程及防止改善計畫。
9
常用非破壞性檢測方法
10
基本非破壞性檢測方法
•
•
•
•
•
•
Visual(目視)
Liquid Penetrant (液滲)
Magnetic (磁檢)
Ultrasonic(超音波)
Eddy Current(渦電流)
X-ray(X-射線)
11
Visual Inspection目視檢驗
最基本和最常見的檢查方法
。
這些工具包括光纖內視鏡,
管道鏡,放大鏡和鏡子。
便攜式視頻檢測裝置與伸縮
型,允許大型儲罐、容器、
鐵路、油槽車及下水道線等
檢查。
行走式機器人可在危險或很擠
的領域,如空氣管道,反應器
或管道中觀察。
12
Liquid Penetrant Inspection 液滲檢驗
•一種液體被施加到表面金屬潤濕特性的一部
分,並且在允許的時間內滲入被破壞而造成
缺陷之表面。
•除去多餘的表面液體。
•作業人員施加白色顯像劑,如果被檢物表
面有瑕疵,則明顯地顯在白色顯像劑上,
如此可以清易地判斷。
•目視檢查過程中的最後一步。加入所用的
滲透劑通常是用螢光染料,並在UV光下進
行檢查,以提高檢測的靈敏度。
13
Magnetic Particle Inspection
磁粒檢驗
部分區域被磁化。精細研磨的鐵粒子,塗有
染料顏料,然後施加在試樣上。這些粒子被
吸引到漏磁場群,形成的不連續點的正上方
跡象顯示,這個跡象顯示可以在適當的照明
條件下,視覺檢測。
14
Magnetic Particle Crack Indications
磁粒裂紋顯示
15
Ultrasonic Inspection (Pulse-Echo)
脈波反射式超音波檢驗
產生高頻音波(1.0-10MHz)傳導進入待檢測的物件,藉由音波在
物件中傳遞接觸表面或內部缺陷反射回來的訊號,進行檢測。
反射音波的能量隨時間進程而變化,檢驗員可依據儀器顯示及
f
待測物橫截面尺寸,綜合研判缺陷深度、大小、形狀及種類。
initial
pulse
crack
echo
back surface
echo
crack
0
2
4
6
Oscilloscope, or flaw
detector screen
8
10
plate
16
Eddy Current Testing 渦電流檢測
線圈的磁場
線圈
渦電流的磁場
渦電流
導電材料
17
Eddy Current Testing 渦電流檢測
18
Radiography射線檢驗
射線檢驗係應用高能量X-RAY或
γ-RAY所產生的輻射,穿透物體
檢測內部情況。
High Electrical Potential
Electrons
+
-
X-ray Generator or
Radioactive Source
Creates Radiation
Radiation
Penetrate
the Sample
Exposure Recording Device
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射線檢驗顯像說明
將待測件置於在輻射源和一塊底片之間。
該件將阻止一些輻射。厚度和更密集的區
域將阻止更多的輻射量。
X-ray film
在一定穿透力輻射量情況
下,底片黑暗程度(密度
)將隨待測件厚度及材質
發生明暗不同的變化,經
過顯影後將內部情況顯向
於底片上。
= 少的曝光
= 更多的曝光
上視圖已顯影的膠片
20
Radiographic Images射線檢驗影像
21
Selection of NDI
非破壞性檢測選擇
檢 驗 項 目 表
面 次 表 面
內
部
目視檢驗法(VT)
○
×
×
液滲檢驗法(PT)
○
×
×
磁粒檢驗法(MT)
○
○
×
超音波檢驗法(UT)
○
○
○
渦電流檢驗法(ET)
○
○
×
射線檢驗法(RT)
○
○
○
22
非破壞性檢測的實習安全
23
非破壞性檢測的安全
可能
可能發生的
危害 檢測方法
原 因
處
理
防護方法
輻射
傷害
RT
輻射源外漏或 1.人員配章判
屏蔽不當
讀
2.送醫
1.做好輻射管制
2.定期做屏蔽檢
驗
火災
爆炸
PT、MT
1.易燃物接近
火源
2.電弧接觸易
燃物
1.滅火
2.受傷人員以
灼傷程序處理
1.易燃物料遠離
火源
2.操作應避免電
弧產生
電擊
MT
1.操作員絕緣
不良
2.設備未接地
1.關閉電源
2.受傷人員以
灼傷程序處理
1.做好絕緣、接
地工作
24
非破壞性檢測的安全
可能
危害
可能發生的
檢測方法
原
處
理
防護方法
因
吸入化 PT、MT
學
試件清理
物質
操作時的
噴霧或蒸
氣
1.定期健康檢
查
2.身體不適時
應就醫
1.保持操作環境
通風
2.人員佩帶過濾
面具
化學物 PT、MT
質過敏 照片沖洗
試件清理
皮膚直接
或長期接
觸化學物
質
1.定期健康檢
查
2.身體不適時
應就醫
•操作化學物質
時可帶手套
•操作後做好清
洗工作
墜落
攀爬高處
做檢測
操作不慎
送醫
1.操作人員應綁
安全吊帶
現場檢測
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非破壞性檢測的安全
可能
危害
可能發生的
檢測
方法
原
處
理
防護方法
因
夾傷、 試件
擦傷、 或設
備組
壓傷
裝搬
動
操作不慎
廢水
污染
藥水、磁浴、 排放前應做污 排放前應做污
滲透液、清
水處理
水處理
洗劑…排放
PT、
MT
照片
沖洗
1.輕傷止血包
紮
2.嚴重時止血
、送醫
3.骨折時固定
、送醫
1.避免接觸轉
動零件
2.利用衝擊力
鎖緊及放鬆螺
紋
26
非破壞性檢測對產品檢測的應用
27
非破壞性檢測對產品檢測的應用
製造 非破壞性檢測可應用於鋼鐵冶煉、鑄造、
生產 鍛造、銲接、加工等製程的缺陷檢測,也
可作為進料品管檢驗。
使用 非破壞性檢測可以檢測出使用所造成的疲
檢測 勞裂痕、磨耗痕、潛變裂痕、應力腐蝕等
缺陷,使產品在使用中不會發生突然毀損
旳危險。
維修 像是輸送管線、交通工業、超重機械、卡
保養 車、飛機等定期保養維修時,檢測零件旳
堪用性,以確保零件使用時的安全性。
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非破壞性檢測的應用
項目
液滲檢測
(PT)
磁粒檢測
(MT)
超音波檢測
(UT)
射線檢測
(RT)
渦電流檢測
(ET)
基本 利用毛細作
原理 用滲透、顯
像出表面缺
陷
磁漏現象 超音波在材料內 射線穿透材 利用線圈誘導
造成磁粒 反射、折射、共 料,底片紀 的渦電流變化
錄射線吸收 情形檢測
聚集
振
量
檢測 表面缺陷
內容
表面及近 1.近表面及內部
表面缺陷 缺陷(表面缺陷
較差)
2.測厚
3.材料晶粒分析
材料 非多孔質材
限制 料
鐵磁性材 粗糙、晶粒粗大
料
工件靈敏度低
1.表面、近
表面及內部
缺陷
2.試件輪廓
形狀
1.表面及近表
面缺陷
2.物理性測定:
導電率
1.測厚及膜厚
測定
導體
(非鐵磁性較
佳)
29
非破壞性檢測的應用
液滲檢測 磁粒檢測 超音波檢測
(PT)
(MT)
(UT)
最佳檢 無方向性 磁力線垂 超音波垂直缺
測方向
直缺陷 陷
優點 1.操作研 1.操作簡 1.穿透力強,
判簡便快 便
可檢測很厚工
速
2.可攜性 件
2.價廉
高
2.對裂痕檢測
3.不需特 3.對於表 靈敏度高
殊儀器及 面及近表 3.可用電池電
面缺陷顯 源,攜帶性高
電源
1.適合多 示清晰 4.可立即研判
,並得知缺陷
數材料
2.可攜性
深度位置
高
5.可接紀錄器
項目
射線檢測
(RT)
射線方向平
行缺陷
1.可用於各
種材質
2.可做全材
料缺陷檢測
3.可做永久
紀錄
4.易判別缺
陷種類
5.射線不需
電源
渦電流檢測
(ET)
渦電流垂直缺
陷
1.可測厚、測
膜厚與缺陷檢
測
2.線圈探頭不
需接觸試件
3.適用於高溫
、高壓、輻射
區、形狀不規
則試件
4.結果可儲存
列印保存
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非破壞性檢測的應用
項目
液滲檢測
(PT)
缺點 1.僅能檢
測開口至
表面的缺
陷
2.檢測溫
度受限制
3.必須注
意通風
1.永久紀
錄較難
磁粒檢測
(MT)
超音波檢
測(UT)
1.僅適合
鐵磁性材
料
2.試件檢
測後常需
退磁
3.複雜形
狀磁化較
難
1.永久紀
錄較難
1不適合粗
糙,晶粒
粗大試件.
2.薄件、小
件、表面
缺陷檢測
不佳
3.需參考規
塊與耦合
劑
4.技術性較
高
射線檢測
(RT)
渦電流檢測
(ET)
1.輻射危險,1.僅能用於導
需特別管制 電材料
2.儀器昂貴 2.內部缺陷無
且笨重
法檢測
3.  射線會 3.需用參考規
塊,判定訊號
衰減
4.X射線需 不易
電源
4.對於曲折表
5.不易得知 面易產生錯誤
缺陷深度位 顯示或遮蓋適
置
切顯示
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非破壞性檢測在航空維修上的應
用實務
32
檢驗依據
修護手冊第3篇第4章第4節。
技術命令33B-1-1、各型機-36。
國際航太標準NAS410。
美軍軍規及商用規範。
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案例研討
F-104G Main Landing Gear。
F-5E/F 上下縱樑結構補強(固強專案)。
F-16A/B FS 341.8站下隔框裂紋檢查。
C-130H 機翼結構檢查。
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部隊運作實況
停機線維護(O/L)。
場站階段維護(I/L)。
工廠階段維護(D/L)。
國有民營及軍機商維(GOCO)。
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非破壞性檢測標準
36
非破壞檢測標準
1.CNS
2.ASNT
3.ASME
4.ASTM
5.ISO
6.JIS
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非破壞性檢測人員職責
38
人員職責
1. 初級檢測人員:依作業程序執行檢測工作。
2. 中級檢測人員:研判、擬定檢測作業程序。
3. 高級檢測人員:規劃、解釋、核定程序。
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非破壞性檢測程序
40
非破壞檢測程序
檢測標準
合約書
撰寫人員
(認證)
檢測設備
校準
選用
判讀人員
(認證)
檢測
程序書
檢測技術
方法 程序
檢測人員
(認證)
操作
結果判讀
合約書
接受基準
41
缺陷成因與種類
42
缺陷的種類
表面
缺陷
近表
面缺
陷
內部
缺陷
缺陷外露於材料表面
PT、MT、ET、
RT。UT注意探
頭的不感應區
(次表面缺陷) 缺陷在材料表面
下方接近表面處,但未外露於 MT、ET、RT、
表面。一般指在材料表面下方 UT
6mm內之缺陷。
缺陷完全埋在材料下面,且距
RT、UT
離材料表面較遠者。
43

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