超声波探伤.ppt

1 1超声波探伤 1 1 1波段介绍1 1 2超声波的探伤原理1 1 3探伤仪介绍1 1 4超声检测1 1 5主要优点1 1 6主要缺点1 17超声波与声波具有下列不同的特点 1 波段介绍 利用材料及其缺陷的声学性能差异对超声波传播的影响来检验材料内部缺陷的无损检验方法 现在广泛采用的是观测声脉冲在材料中反射情况的超声脉冲反射法 此外还有观测穿过材料后的入射声波振幅变化的穿透法等 常用的频率在0 5 5MHz之间 常用的检验仪器为A型显示脉冲反射式超声波探伤仪 根据仪器示波屏上反射信号的有无 反射信号和入射信号的时间间隔 反射信号的高度 可确定反射面的有无 其所在位置及相对大小 仪器的基本结构和原理见图1 2 基本原理 超声波在介质中传播时有多种波型 检验中最常用的为纵波 横波 表面波和板波 用纵波可探测金属铸锭 坯料 中厚板 大型锻件和形状比较简单的制件中所存在的夹杂物 裂缝 缩管 白点 分层等缺陷 用横波可探测管材中的周向和轴向裂缝 划伤 焊缝中的气孔 夹渣 裂缝 未焊透等缺陷 用表面波可探测形状简单的制件上的表面缺陷 用板波可探测薄板中的缺陷 3 探伤仪介绍 在A型探伤仪的基础上发展而成的B型 C型探伤仪 可得到不同方向反射面的信号 也可将B型 C型显示上述各种探伤仪均利用脉冲电信号激励压电换能器发射超声波 但也可用涡流声换能器来检验导电材料 这种换能器的换能过程在被探伤件表面进行 无须与材料接触 也不需要耦合剂 就可检验表面粗糙和温度高至500 以上的金属材料 在冶金工业中应用较多 超声波在材料中传播 由于吸收和散射等 强度会衰减 因此测量在诸如真空自耗炉中熔炼的合金材料中的衰减 有可能无损地了解材料组织均匀性的情况 脉冲反射式超声波法同其他无损检验方法相比 3 1A型显示脉冲超声波探伤仪 A型脉冲反射式超声探伤仪具有缺陷定位精度高 能确定缺陷的当量尺寸 灵敏度高 只需单面接近试件 适用于各种形状等优点 是目前使用最广泛的探伤仪 然而由于其综合了声学 材料 传感器等多方面的知识 对使用人员的素质和经验提出了较高的要求 3 2B型显示脉冲超声波探伤仪 CST 7B型超声波探伤仪是我厂根据市场需要研制的新一代便携式A型脉冲反射式超声波探伤仪 适用于各种焊缝 锻件 管 棒 板材等金属材料的人工或自动探伤 特别适用于机车车辆等大型铸 锻件的探伤 主要特点 交 直流两用 具有交流工作自动充电 电池电压跌落指示 交直流机动自动切换功能 高亮度 大屏幕显示 具有抗干扰信号处理 回波压缩功能 灵敏度高 分辨率好 增益控制108dB 性能稳定 具备抗干扰功能 可多机联机同步工作 广泛适用于金属板材 管材 铸 锻件的手动超声探伤 是机械 冶金 电力 石油化工 造船 航空 航天 压力容器领域无损检测首选产品 3 3C型显示脉冲超声波探伤仪 CTS 1008数字超声波探伤仪 1008plus超声波探伤仪型超声探伤仪应用当今先进的模拟 数字电路技术 汇集 汕头超声 50年超声仪器设计 制造经验而研制的更新换代产品 仪器性能卓越 功能齐全实用 体积小 重量仅1 4kg 能实现图像化的超声探伤 并配备多种接口 以满足用户的各种检测需求 仪器在实现超声探伤的同时 还能作为一台方波发生器使用 主要特点 先进的电路设计 高达640MHz的采样频率 640 x480的显示分辨率 确保能快速 准确地对缺陷的回波信号进行显示和分析 对各种弱小信号的变化和细节都能及时响应 回波信号的实时性和真实性得到有效的保证 最新开发的 采用国内业界领先的可调方波激励技术 内置带有可调节选项的高性能 方波 脉冲发生器 实现与探头的最佳匹配 能对无感线圈探头进行最佳激励 见图 1 对检测高衰减材料或厚工件具有极佳的穿透力和信噪比 而对检测薄工件和复合材料又有高的分辨率 4 超声检测 4 1原理4 2应用4 3优缺点 4 1原理 超声波是频率高于20千赫的机械波 在超声探伤中常用的频率为0 5 5兆赫 这种机械波在材料中能以一定的速度和方向传播 遇到声阻抗不同的异质界面 如缺陷或被测物件的底面等 就会产生反射 这种反射现象可被用来进行超声波探伤 最常用的是脉冲回波探伤法探伤时 脉冲振荡器发出的电压加在探头上 用压电陶瓷或石英晶片制成的探测元件 探头发出的超声波脉冲通过声耦合介质 如机油或水等 进入材料并在其中传播 遇到缺陷后 部分反射能量沿原途径返回探头 探头又将其转变为电脉冲 经仪器放大而显示在示波管的荧光屏上 根据缺陷反射波在荧光屏上的位置和幅度 与参考试块中人工缺陷的反射波幅度作比较 即可测定缺陷的位置和大致尺寸 除回波法外 还有用另一探头在工件另一侧接受信号的穿透法 利用超声法检测材料的物理特性时 还经常利用超声波在工件中的声速 衰减和共振等特性 4 2应用 脉冲回波探伤法通常用于锻件 焊缝及铸件等的检测 可发现工件内部较小的裂纹 夹渣 缩孔 未焊透等缺陷 被探测物要求形状较简单 并有一定的表面光洁度 为了成批地快速检查管材 棒材 钢板等型材 可采用配备有机械传送 自动报警 标记和分选装置的超声探伤系统 除探伤外 超声波还可用于测定材料的厚度 使用较广泛的是数字式超声测厚仪 其原理与脉冲回波探伤法相同 可用来测定化工管道 船体钢板等易腐蚀物件的厚度 利用测定超声波在材料中的声速 衰减或共振频率可测定金属材料的晶粒度 弹性模量 见拉伸试验 硬度 内应力 钢的淬硬层深度 球墨铸铁的球化程度等 此外 穿透式超声法在检验纤维增强塑料和蜂窝结构材料方面的应用也已日益广泛 超声全息成象技术也在某些方面得到应用 4 3优缺点 超声检测法的优点是 穿透能力较大 例如在钢中的有效探测深度可达1米以上 对平面型缺陷如裂纹 夹层等 探伤灵敏度较高 并可测定缺陷的深度和相对大小 设备轻便 操作安全 易于实现自动化检验 缺点是 不易检查形状复杂的工件 要求被检查表面有一定的光洁度 并需有耦合剂充填满探头和被检查表面之间的空隙 以保证充分的声耦合 对于有些粗晶粒的铸件和焊缝 因易产生杂乱反射波而较难应用 此外 超声检测还要求有一定经验的检验人员来进行操作和判断检测结果 5 主要优点 穿透能力强 探测深度可达数米 灵敏度高 可发现与直径约十分之几毫米的空气隙反射能力相当的反射体 在确定内部反射体的位向 大小 形状及性质等方面较为准确 仅须从一面接近被检验的物体 可立即提供缺陷检验结果 操作安全 设备轻便 6 主要缺点 要由有经验的人员谨慎操作 超声波探伤车 对粗糙 形状不规则 小 薄或非均质材料难以检查 对所发现缺陷作十分准确的定性 定量表征仍有困难 机械振动在介质中的传播过程叫做波 通常 人耳能够感受到频率高于16次 秒 赫兹 低于20000赫兹的弹性波 所以在这个频率范围内的弹性波又称为声波 频率小于10赫兹的弹性波叫做次声波 频率高于20000赫兹的弹性波叫做超声波 次声波和超声波人耳都不能感受 即人耳听不到 7 超声波与声波具有下列不同的特点 1 超声波的声束能集中在特定的方向上 在介质中沿直线传播 具有良好的指向性 2 超声波在介质中的传播过程中 会发生衰减和散射 3 超声波在异种介质的界面上将产生反射 折射和波型转换 利用这些特性 可以获得从缺陷界面反射回来的反射波 从而达到探测缺陷的目的 4 超声波的能量比声波大得多 5 超声波在固体中的传输损失小 探测深度大 由于超声波在异质界面上会发生反射 折射等现象 尤其不能通过气体与固体的界面 如果金属中有气孔 裂纹 分层之类的缺陷 缺陷中有气体 或夹渣之类的缺陷 缺陷中有异种介质 超声波传播到金属与缺陷的界面处 就会全部或部分被反射 反射回来的超声波被探头接收 通过仪器内部的电路处理 在仪器的荧光屏上就显示出不同高度和有一定间距的波形 探伤人员则根据波形的变化特征 判断缺陷在工件中的深度 大小和类型 8 局限性 超声波探伤的优点是检测厚度大 灵敏度高 速度快 成本低 对人体无害 能对缺陷进行定位和定量 然而 超声波探伤对缺陷的显示不直观 探伤技术难度大 容易受到主 客观因素的影响 以及探伤结果不便保存等 使超声波探伤也有其局限性 9 超声检测方法有哪些 通常有穿透法 脉冲反射法 串列法等 10 超声检测有哪些应用 超声检测常用的是无损探伤 经常用于锻件 焊缝及铸件等的检测 能发现工件内部较小的裂纹 夹渣 缩孔 未焊透等缺陷 但是 被探测物要求形状较简单 并有一定的表面光洁度 而在大企业 大的