超声波探伤培训.ppt

无损检测 范舟2014年10月 无损检测概论声学基础知识超声波的产生 探头与声场探伤原理 透射 反射 串列 探伤仪 数据显示 A 扫描 B 扫描 C 扫描 耦合方法探伤参数 入射方向 频率 频带宽度 晶片尺寸 探伤仪的调整 时基线 灵敏度 评判 影响因素 可探缺陷应用技术 测厚 焊缝 铁路 UTEinf hrungWDJuni02 Seite2 目 录 第一章无损检测概论1 1无损检测的定义无损检测技术 Non DestructiveTesting 简称NDT 是第二次世界大战后迅速发展起来的一门新兴的 多学科综合应用的工程科学 此项技术是在不改变及损伤被检对象的各种性能 其中包括物理性能 化学性能 几何形状 表 面状态 等 的前提下 采用多种适用的方法对被检对象 进行检测 以确定其质量 即确定该被检对象的实际使用性能是否能满足事先设计的需要 以及确定其某些特性 如几何尺寸 所使用的材料 表面状况 均匀性 密度等 UTEinf hrungWDJuni02 Seite3 UTEinf hrungWDJuni02 Seite4 1 2无损检测的方法及适用范围基本分类 机械 光学方法目视 光学法全息照相干涉法光弹性复膜法应力涂料法应变计法微硬度法液浸法挥发液法过滤微粒法检漏法 MechanicalOpticalVisual OpticalHolographicInterferometryPhotoelasticCoatingBrittleCoatingStrainGageMicrohardnessLiquidPenetrateVolatileLiquidFilteredParticleLeakDetection 声学法声冲击法声振动法涡流声振动法声发射法超声脉冲反射法超声透射法超声共振法超声表面波法超声临界角法电磁超声法 Sonic UltrasonicAcoustic ImpactSonicVibrationEddySonicVibrationAcousticEmissionPulse EchoUltrasonicTransmissionUltrasonicsResonanceUltrasonicsSurface WaveUltrasonicsCritical AngleUltrasonicsElectromagneto Acoustic UTEinf hrungWDJuni02 Seite5 射线透照方法 射线照相法 射线照相法中子射线照相法透照射线测量法后背散乱射线测量法自动射线照相法放射性气体渗透法正电子湮没法电磁方法静磁场法磁粉探伤法核磁共振法巴克豪森效应涡流法电阻法 PenetratingRadiationX RadiographyGammaRadiographyNeutronRadiographyPenetratingRadiometryBackscatterRadiometryAutoradiographyRadioactiveGasPenetrantPositronAnnihilationElectromagneticStaticMagneticFieldMagneticParticleNuclearMagneticReson BarkhausenEffectEddyCurrentElectricCurrent 热力学方法接触测温法热电势法红外线放射测量法液晶法电热法化学 分析方法化学定位试验电解检测法激光检测法离子散射法离子检测法俄歇分析法荧光 射线法 射线衍射法中子放射化法 ThermalContactThermometryThermoelectricProbeInfraredRadiometryThermochromicElectrothermalChemical AnalyticalChemicalSpotTestElectrolyticProbeLaserProbeIonScatterIonProbeAugerAnalysisX rayFluorescenceX rayDiffractionNeutronActivation 带电粉末法 ElectrifiedParticle 带电粒子放射化法Charged ParticleActivation 莫斯鲍尔分析法外激电子发射法 MossbauerAnalysisEXo ElectronEmission 电晕放电法绝缘法微波射线法 CoronaDischargeDielectricMicrowaveRadiation 辅助分类 成相法 ImageGeneration 超声全息法 Ultrasonic Holography 照相法 Photoimaging 电视温度记录法 VideoThermography 射线照相法 FilmRadiography 信号 图像分析法Signal ImageAnalysis 干版射线照相法 Xeroradiography 照相抽取法 PhotographicExtraction 轨迹腐蚀射线照相法Track EtchRadiography激光过滤法 Laserfiltering 透视法 Fluoroscopy 图像扫描数字化法ImageScanDigitization 电视射线照相法 VideoRadiography 电视增强法 VideoEnhancement 超声水浸法超声电视摄像法 ImmersionUltrasonics超声频谱分析法UltrasonicVideography声信号分析法 UltrasonicSpectroscopySonicSignatureAnalysis UTEinf hrungWDJuni02 Seite6 UTEinf hrungWDJuni02 Seite7 UTEinf hrungWDJuni02 Seite8 UTEinf hrungWDJuni02 Seite9 1 3无损检测五大常规手段的应用范围及性能对比 UTEinf hrungWDJuni02 Seite10 UTEinf hrungWDJuni02 Seite11 UTEinf hrungWDJuni02 Seite12 t t A T2 0 5 s 0 5 s 1 s 1 s 1 5 s 1 5 s T1 1 s f1 1 1 s 1MHz xAT2 0 5 sf2 1 0 5 s 2MHz 0 0 A振动与频率 UTEinf hrungWDJuni02 Seite13 第二章 声学基础知识xAT1 波长 波前 始点 t x 波的传播 UTEinf hrungWDJuni02 Seite14 橡皮条 波长 振动方向 传播方向 纵波 UTEinf hrungWDJuni02 Seite15 纵波 传播方向 振动方向 纵波 UTEinf hrungWDJuni02 Seite16 横波 UTEinf hrungWDJuni02 Seite17 横 波 传播方向 振动方向 UTEinf hrungWDJuni02 Seite18 振动方向 表面 表面波 板波 UTEinf hrungWDJuni02 Seite19 振动方向 表面 入射波声压pe 反射波声压pr R pe 透射波声压pd D pe Z1 1 c1介质1介质2 Z2 2 c2 界面 垂直入射 UTEinf hrungWDJuni02 Seite20 L 2 T 2 T 1 L 1 反射横波反射纵波 折射纵波 折射横波 法线 L 1入射纵波介质1cL 1 cT 1介质2cL 2 cT 2 界面 斜入射 UTEinf hrungWDJuni02 Seite21 90 45 70 long90 镜像反射 UTEinf hrungWDJuni02 Seite22 压电效应 反效应 作用 效果 施压力于晶体上施拉力于晶体上 施正向电压 施负向电压 产生正电压产生负电压 晶体膨胀 晶体收缩 00 压电效应 UTEinf hrungWDJuni02 Seite23 第三章 超声波的产生 探头与声场 直探头的构造 UTEinf hrungWDJuni02 Seite24 电气适配器阻尼块 晶片 保护膜 D 近场区 10 远场区 r 声压p100 50 10 r晶片被检材料 距材料表面的距离探头的声场 UTEinf hrungWDJuni02 Seite25 接触法探伤 UTEinf hrungWDJuni02 Seite26 直探头既发射也接受 d d d RWE 2RWE 3RWE4RWE d d发射脉冲 SI 被检工件 超声波信号 dV d d d 带有延迟块的直探头 UTEinf hrungWDJuni02 Seite27 d 延迟块 2dV OE RWE 2RWE3RWE dV发射脉冲 SI 发射晶片dV 接收晶片倾斜角度延迟块 声学绝缘电气适配器 d双晶探头 UTEinf hrungWDJuni02 Seite28 检测灵敏度 不可检测区 小角度 双晶探头的倾斜角度 UTEinf hrungWDJuni02 Seite29 大角度 不可检测区 最大检 测范围最大检测范围 不可检测区 小角度距材料表面的距离 大角度 阻尼块 外壳 吸收块插头 探头线 T 2 横波斜探头 UTEinf hrungWDJuni02 Seite30 晶片 延迟块纵波 电气适配器 20 24 47 6 塑料 钢材 33 4 90 45 90 两种波型 第一临界角 工作范围 第二临界角 表面波斜探头的波型 UTEinf hrungWDJuni02 Seite31 57 3 塑料 钢材 36 5 塑料 钢材 27 6 塑料 钢材 x apa a t1 d T 2 s斜探头s 声程a ssin 投影距离a a x 距探头前沿的距离ap 2dtan 一次声程t0 scos 缺陷计算深度t1 2d scos 缺陷实际深度斜探头探伤 UTEinf hrungWDJuni02 Seite32 E S E S E S E S E S E S 缺陷 声波被内部缺陷全部反射 入射波被全部反射 部分波被反射 显示不真实 接受探头透射波 接收到全部入射波 Bildschirm anzeigen 被检工 件 探头位置错误 透射法 UTEinf hrungWDJuni02 Seite33 第四章 探伤原理 透射 反射 串列 发射探头 缺陷 透射波 部分波被反射 荧光屏显示 发射脉冲 底波 RE 无缺陷 缺陷显示 无底波 缺陷显示 无底波 深度位置不同 SI 不同大小的缺陷反射 缺陷 探头发射并接受被检工 件 缺陷 缺陷显示 有底 波 反射法 UTEinf hrungWDJuni02 Seite34 缺陷显示 有底波 深度位置不同 位置 0 1 2 3 4 5 6 始脉冲底波不同缺陷的反射波 UTEinf hrungWDJuni02 Seite35 缺陷位置串列探伤 UTEinf hrungWDJuni02 Seite36 S E 超声波探伤仪原理图 UTEinf hrungWDJuni02 Seite37 脉冲位移延迟电路 滤波闸门 垂直放大 脉冲发生器 发射整流 放大SI FE RE 探头双晶插头 E 第五章 探伤仪 数据显示 A 扫描 B 扫描 C 扫描 S被检工件 水平放大 TIEFEmm VERSCHIEB MESSL NGEVERST RK SCHWELLE 0mm100mm80 0dB0 AMPLITUDE BSHSI FE L NGEmmRE 数字化转化 A 扫描图 数据存储数字式探伤仪的构成 UTEinf hrungWDJuni02 Seite38 S被检工件 探头 脉冲位移延迟电路 滤波闸门放大 脉冲发生器 发射整流 双晶插头E 全频显示 整流显示 正常显示相位旋转180 超声波探伤仪的显示方式 UTEinf hrungWDJuni02 Seite39 UTEinf hrungWDJuni02 Seite40 A 扫描图 缺陷闸门 人工缺陷超声波信号闸门高度 灰度 x扫查 B 超图 x SI FE RE z t z tzB扫描图 横截面剖视图 将反射信号强弱转换为不同灰度等级与探头位置共同组成的图形B 扫描图 UTEinf hrungWDJuni02 Seite41 x SI FE RE C 超图 将探头沿x y方向扫查 将反射信号强弱转换为不同灰度等级与探头位置共同组成的图形x探头 yyz被检工件C 扫描图 UTEinf hrungWDJuni02 Seite42 灰度 UTEinf hrungWDJuni02 Seite43 接触法 第六章 耦合方法 UTEinf hrungWDJuni02 Seite44 液浸法 UTEinf hrungWDJuni02 Seite45 局部液浸法 UTEinf hrungWDJuni02 Seite46 水膜法 UTEinf hrungWDJuni02 Seite47 用于射流的喷嘴 探头架的驱动 喷嘴与工件表面间隙的控制 射流法 UTEinf hrungWDJuni02 Seite48 纵向缺陷 横向缺陷 夹层 多探头射流法 UTEinf hrungWDJuni02 Seite49 自由水柱射流法 可发现 不可发现 不规则裂纹 UTEinf hrungWDJuni02 Seite50 第七章 探伤参数 入射方向 频率 频带宽度 晶片尺寸 罗纹 错误形状反射波罗纹反射错误 错误正确错误 正确正确与错误的入射方向 UTEinf hrungWDJuni02 Seite51 正确 正确 适配块钢管 外表面缺陷 钢管探伤 UTEinf hrungWDJuni02 Seite52 外表面缺陷 内部缺陷纵向缺陷探伤 内部缺陷横向缺陷探伤 KARL DEUTSCH ECHOGRAPH WestGermany 0 2 4 6 8 10 KARL DEUTSCH ECHOGRAPH WestGermany 0 2 4 6 8 10 KARL DEUTSCH ECHOGRAPH WestGermany 0 2 4 6 8 10 反射波的动态波形 UTEinf hrungWDJuni02 Seite53 UTEinf hrungWDJuni02 Seite54 超声波声场 与频率 晶片尺寸声速相关 检测频率的影响 UTEinf hrungWDJuni02 Seite55 SI SI SI RE RE RE FE 0 5MHz 1MHz 2MHz UTEinf hrungWDJuni02 Seite56 脉冲形式 窄频带 宽频带 长脉冲 短脉冲 振动形式 频谱与带宽 UTEinf hrungWDJuni02 Seite57 时间 频率 宽脉冲 窄频带 低阻尼冲击波 极宽频带 高阻尼短脉冲 宽频带 中阻尼 t0 aa s 100mm t0 t0 s 25mmaa s 50mm K2K2 K1 时基线调整 K1及K2试块 UTEinf hrungWDJuni02 Seite58 第八章 探伤仪的a调整 时基线 灵敏度 评判 a 波高 液体 探头 a1 a2 V a1 a2 距离 GAVG方法原理 UTEinf hrungWDJuni02 Seite59 G 0 8 0 5 0 0 102030 4050 60 A aN 100 50 30 20 10 5 3 2 1 0 5 0 3 0 2 0 1 0 V dB 102030 4050 60 V dB g Deff 1 5 1 0 064 0 3 0 2 0 1 05 NORMIERTESAVG DIAGRAMMGENERALIZEDDGSDIAGRAMKarlDeutschD 42115Wuppertal 正常AVG曲线 UTEinf hrungWDJuni02 Seite60 UTEinf hrungWDJuni02 Seite61 Pos 3 2 1 4 5 Pos 6 Test bohrungen KARL DEUTSCH ECHOGRAPH Germany 0 2 4 6 8 10 Vergleichslinie Pr fkopf Position12DAC 相对dB值 法 3 4 56 被检工件 KARL DEUTSCH ECHOGRAPH Germany 0 2 4 6 8 10 KARL DEUTSCH ECHOGRAPH Germany 0 2 4 6 8 10 KARL DEUTSCH ECHOGRAPHGermany 0 2 4 6 8 10 无缺陷处 夹层 夹层边缘 确认缺陷大小 UTEinf hrungWDJuni02 Seite62 UTEinf hrungWDJuni02 Seite63 无散射 散射 第九章 影响因素 可探缺陷 有高频散射 有散射 UTEinf hrungWDJuni02 Seite64 吸收 有高频吸收 有吸收 无吸收 SI SI SI SI SI SI 脉冲间隔足够大 脉冲间隔太小重复回波 UTEinf hrungWDJuni02 Seite65 变型波 UTEinf hrungWDJuni02 Seite66 1 2 2 3 3 3 探头被检工件 1 底波2 1次变型波3 2次变型波4 2次底波 1 2 3 4 附加波 UTEinf hrungWDJuni02 Seite67 2 3 4 1 3 1 2 3 4 1次底波三角反射产生的附加波 无变型波 三角反射产生的附加波 有变型波 2次底波 探头1 2被检工件 UTEinf hrungWDJuni02 Seite68 石化系统测量壁厚 第十章 应用技术 测厚 焊缝 铁路 tvtw 普通直探头 带延迟块的直探头 双晶直探头 KARL DEUTSCH ECHOGRAPH Germany 0 2 4 6 8 10 tw tw KARL DEUTSCH ECHOGRAPH Germany 0 2 4 6 8 10 tv tw 测量始波与一次底波间的间隔或两个相邻底波间的间隔 KARL DEUTSCH ECHOGRAPH Germany 0 2 4 6 8 10 tv tw tw 壁厚测量 UTEinf hrungWDJuni02 Seite69 测量界面波与一次