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    超聲波探傷儀原理技術(shù)文章北京時(shí)代新天下載


    發(fā)布日期:[2009-05-11] 共閱[4116]次

    、什么是無(wú)損探傷/無(wú)損檢測(cè)?
    答:(1)無(wú)損探傷是在不損壞工件或原材料工作狀態(tài)的前提下,對(duì)被檢驗(yàn)部件的表面和內(nèi)部質(zhì)量進(jìn)行檢查的一種測(cè)試手段。
    (2)無(wú)損檢測(cè):Nondestructive Testing(縮寫(xiě) NDT)
    2、常用的探傷方法有哪些?
    答:無(wú)損檢測(cè)方法很多據(jù)美國(guó)國(guó)家宇航局調(diào)研分析,認(rèn)為可分為六大類約70余種。但在實(shí)際應(yīng)用中比較常見(jiàn)的有以下幾種:
    常規(guī)無(wú)損檢測(cè)方法有:
    -超聲檢測(cè) Ultrasonic Testing(縮寫(xiě) UT);
    -射線檢測(cè) Radiographic Testing(縮寫(xiě) RT);
    -磁粉檢測(cè) Magnetic particle Testing(縮寫(xiě) MT);
    -滲透檢驗(yàn) Penetrant Testing (縮寫(xiě) PT);
    -渦流檢測(cè)Eddy current Testing(縮寫(xiě) ET);
    非常規(guī)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)有:
    -聲發(fā)射Acoustic Emission(縮寫(xiě) AE);
    -泄漏檢測(cè)Leak Testing(縮寫(xiě) UT);
    -光全息照相Optical Holography;
    -紅外熱成象Infrared Thermography;
    -微波檢測(cè) Microwave Testing
    3、超聲波探傷的基本原理是什么?
    答:  超聲波探傷儀的種類繁多,但在實(shí)際的探傷過(guò)程,脈沖反射式超聲波探傷儀應(yīng)用的為廣泛。一般在均勻的材料中,缺陷的存在將造成材料的不連續(xù),這種不連續(xù)往往又造成聲阻抗的不一致,由反射定理我們知道,超聲波在兩種不同聲阻抗的介質(zhì)的交界面上將會(huì)發(fā)生反射,反射回來(lái)的能量的大小與交界面兩邊介質(zhì)聲阻抗的差異和交界面的取向、大小有關(guān)。脈沖反射式超聲波探傷儀就是根據(jù)這個(gè)原理設(shè)計(jì)的。
       目前便攜式的脈沖反射式超聲波探傷儀大部分是A掃描方式的,所謂A掃描顯示方式即顯示器的橫坐標(biāo)是超聲波在被檢測(cè)材料中的傳播時(shí)間或者傳播距離,縱坐標(biāo)是超聲波反射波的幅值。譬如,在一個(gè)鋼工件中存在一個(gè)缺陷,由于這個(gè)缺陷的存在,造成了缺陷和鋼材料之間形成了一個(gè)不同介質(zhì)之間的交界面,交界面之間的聲阻抗不同,當(dāng)發(fā)射的超聲波遇到這個(gè)界面之后,就會(huì)發(fā)生反射(見(jiàn)圖1 ),反射回來(lái)的能量又被探頭接受到,在顯示屏幕中橫坐標(biāo)的一定的位置就會(huì)顯示出來(lái)一個(gè)反射波的波形,橫坐標(biāo)的這個(gè)位置就是缺陷在被檢測(cè)材料中的深度。這個(gè)反射波的高度和形狀因不同的缺陷而不同,反映了缺陷的性質(zhì)。
    超聲波探傷與X射線探傷相比較有何優(yōu)的缺點(diǎn)?
    答:超聲波探傷比X射線探傷具有較高的探傷靈敏度、周期短、成本低、靈活方便、效率高,對(duì)人體無(wú)害等優(yōu)點(diǎn);缺點(diǎn)是對(duì)工作表面要求平滑、要求富有經(jīng)驗(yàn)的檢驗(yàn)人員才能辨別缺陷種類、對(duì)缺陷沒(méi)有直觀性;超聲波探 傷適合于厚度較大的零件檢驗(yàn)。

    5、超聲波探傷的主要特性有哪些?
    答:(1)超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí),在不同質(zhì)界面上具有反射的特性,如遇到缺陷,缺陷的尺寸等于或大于超聲波波長(zhǎng)時(shí),則超聲波在缺陷上反射回來(lái),探傷儀可將反射波顯示出來(lái);如缺陷的尺寸甚至小于波長(zhǎng)時(shí),聲波將繞過(guò)射線而不能反射;
    (2)波聲的方向性好,頻率越高,方向性越好,以很窄的波束向介質(zhì)中輻射,易于確定缺陷的位置。
    (3)超聲波的傳播能量大,如頻率為1MHZ(100赫茲)的超生波所傳播的能量,相當(dāng)于振幅相同而頻率為1000HZ(赫茲)的聲波的100萬(wàn)倍。

    6、超生波探傷板厚14毫米時(shí),距離波幅曲線上三條主要曲線的關(guān)系怎樣?
    答:測(cè)長(zhǎng)線 Ф1 х 6 -12dB
    定量線 Ф1 х 6 -6dB
    判度線 Ф1 х 6 -2dB

    7、用超生波探傷時(shí),底波消失可能是什么原因造成的?
    答:(1)近表表大缺陷;(2)吸收性缺陷;(3)傾斜大缺陷;(4)氧化皮與鋼板結(jié)合不好。
    8、簡(jiǎn)述超生波探傷中,超生波在介質(zhì)中傳播時(shí)引起衰減的原因是什么?
    答:(1)超聲波的擴(kuò)散傳播距離增加,波束截面愈來(lái)愈大,單位面積上的能量減少。
    (2)材質(zhì)衰減一是介質(zhì)粘滯性引起的吸收;二是介質(zhì)界面雜亂反射引起的散射。

    9、CSK-ⅡA試塊的主要作用是什么?
    答:(1)校驗(yàn)靈敏度;(2)校準(zhǔn)掃描線性。

    10、用超生波對(duì)餅形大鍛件探傷,如果用底波調(diào)節(jié)探傷起始靈敏度對(duì)工作底面有何要求?
    答:(1)底面必須平行于探傷面;
    (2)底面必須平整并且有一定的光潔度。

    11.超聲波探傷選擇探頭K值有哪三條原則?
    答:(1)聲束掃查到整個(gè)焊縫截面;
    (2)聲束盡量垂直于主要缺陷;
    (3)有足夠的靈敏度。

    12、超聲波探傷儀主要有哪幾部分組成?
    答:主要有電路同步電路、發(fā)電路、接收電路、水平掃描電路、顯示器和電源等部份組成。

    13、發(fā)射電路的主要作用是什么?
    答:由同步電路輸入的同步脈沖信號(hào),觸發(fā)發(fā)射電路工作,產(chǎn)生高頻電脈沖信號(hào)激勵(lì)晶片,產(chǎn)生高頻振動(dòng),并在介質(zhì)內(nèi)產(chǎn)生超聲波。

    14、超聲波探傷中,晶片表面和被探工件表面之間使用耦合劑的原因是什么?
    答:晶片表面和被檢工件表面之間的空氣間隙,會(huì)使超聲波*反射,造成探傷結(jié)果不準(zhǔn)確和無(wú)法探傷。

    15.JB1150-73標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的判別缺陷的三種情況是什么?
    答:(1)無(wú)底波只有缺陷的多次反射波。
    (2)無(wú)底波只有多個(gè)紊亂的缺陷波。
    (3)缺陷波和底波同時(shí)存在。

    16.JB1150-73標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的距離――波幅曲線的用途是什么?
    答:距離――波幅曲線主要用于判定缺陷大小,給驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)提供依據(jù)它是由判廢線、定量線、測(cè)長(zhǎng)線三條曲線組成;
    判廢線――判定缺陷的大允許當(dāng)量;
    定量線――判定缺陷的大小、長(zhǎng)度的控制線;
    測(cè)長(zhǎng)線――探傷起始靈敏度控制線。

    17.什么是超聲場(chǎng)?
    答:充滿超聲場(chǎng)能量的空間叫超聲場(chǎng)。

    18.反映超聲場(chǎng)特征的主要參數(shù)是什么?
    答:反映超聲場(chǎng)特征的重要物理量有聲強(qiáng)、聲壓聲阻抗、聲束擴(kuò)散角、近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)。

    19.探傷儀重要的性能指標(biāo)是什么?
    答:分辨力、動(dòng)態(tài)范圍、水平線性、垂直線性、靈敏度、信噪比。

    20.超聲波探傷儀近顯示方式可分幾種?
    答:(1)A型顯示示波屏橫座標(biāo)代表超聲波傳遞播時(shí)間(或距離)縱座標(biāo)代表反射回波的高度;(2)B型顯示示波屏橫座標(biāo)代表超聲波傳遞播時(shí)間(或距離),這類顯示得到的是探頭掃查深度方向的斷面圖;(3)C型顯示儀器示波屏代表被檢工件的投影面,這種顯示能繪出缺陷的水平投影位置,但不能給出缺陷的埋藏深度。

    21.超聲波探頭的主要作用是什么?
    答:1、探頭是一個(gè)電聲換能器,并能將返回來(lái)的聲波轉(zhuǎn)換成電脈沖;2、控制超聲波的傳播方向和能量集中的程度,當(dāng)改變探 頭入射 角或改變超聲波的擴(kuò)散角時(shí),可使聲波的主要能量按不同的角度射入介質(zhì)內(nèi)部或改變聲波的指向性,提高分辨率;3、實(shí)現(xiàn)波型轉(zhuǎn)換;4、控制工作頻率;適用于不同的工作條件。

    22.為什么要加強(qiáng)超波探傷合錄和報(bào)告工作?
    答:任何工件經(jīng)過(guò)超聲波探傷后,都必須出據(jù)檢驗(yàn)報(bào)告以作為該工作質(zhì)量好壞的憑證,一份正確的探傷報(bào)告,除建立可靠的探測(cè)方法和結(jié)果外,很大程度上取決于原始記錄和后出據(jù)的探傷報(bào)告是非常重要的,如果我們檢查了工件不作記錄也不出報(bào)告,那么探傷檢查就毫無(wú)意義。

    23.無(wú)損檢測(cè)有哪些應(yīng)用

    應(yīng)用時(shí)機(jī):設(shè)計(jì)階段;制造過(guò)程;成品檢驗(yàn);在役檢查。
    應(yīng)用對(duì)象:各類材料(金屬、非金屬等);各種工件(焊接件、鍛件、鑄件等);各種工程(道路建設(shè)、水壩建設(shè)、橋梁建設(shè)、機(jī)場(chǎng)建設(shè)等)。
    24.超聲波焊縫探傷時(shí)為缺陷定位儀器時(shí)間掃描線的調(diào)整有哪幾種方法?
    答:有水平定位儀、垂直定位、聲程定位三種方法

    25.在超聲波探傷中把焊縫中的缺陷分幾類?怎樣進(jìn)行分類?
    答:在焊縫超聲波探傷中一般把焊縫中的缺陷 分成三類:點(diǎn)狀缺陷、線狀缺陷、面狀缺陷。
    在分類中把長(zhǎng)度小于10mm的缺陷叫做點(diǎn)狀缺陷;一般不測(cè)長(zhǎng),小于10mm的缺陷按5mm計(jì)。把長(zhǎng)度大于10mm的缺陷叫線狀缺陷。把長(zhǎng)度大于10mm高度大于3mm的缺陷叫面狀缺陷。

    26.超聲波試塊的作用是什么?
    答:超聲波試塊的作用是校驗(yàn)儀器和探頭的性能,確定探傷起始靈敏度,校準(zhǔn)掃描線性。

    27.什么是斜探頭折射角β的正確值?
    答:斜探頭折射角的正確值稱為K值,它等于斜探頭λ射點(diǎn)至反射點(diǎn)的水平距離和相應(yīng)深度的比值。

    28.當(dāng)局部無(wú)損探傷檢查的焊縫中發(fā)現(xiàn)有不允許的缺陷時(shí)如何辦?
    答:應(yīng)在缺陷的延長(zhǎng)方向或可疑部位作補(bǔ)充射線探傷。補(bǔ)充檢查后對(duì)焊縫質(zhì)量仍然有懷疑對(duì)該焊縫應(yīng)全部探傷。

    29.超聲波探傷儀中同步信號(hào)發(fā)生器的主要作用是什么?它主要控制哪二部分電路工作?
    答:同步電路產(chǎn)生同步脈沖信號(hào),用以觸發(fā)儀器各部分電路同時(shí)協(xié)調(diào)工作,它主要控制同步發(fā)射和同步掃描二部分電路。

    30.無(wú)損檢測(cè)的目地?
    答:1、改進(jìn)制造工藝;2、降低制造成本;3、提高產(chǎn)品的可能性;4、保證設(shè)備的安全運(yùn)行。

    31.超探儀的作用及主要應(yīng)用行業(yè)

    超探儀是一種便攜式工業(yè)無(wú)損探傷儀器,它能夠快速便捷、無(wú)損傷、地進(jìn)行工件內(nèi)部多種缺陷(焊縫、裂紋、夾雜、折疊、氣孔、砂眼等)的檢測(cè)、定位、評(píng)估和診斷。既可以用于實(shí)驗(yàn)室,也可以用于工程現(xiàn)場(chǎng)。本儀器能夠廣泛地應(yīng)用在制造業(yè)、鋼鐵冶金業(yè)、金屬加工業(yè)、化工業(yè)等需要缺陷檢測(cè)和質(zhì)量控制的領(lǐng)域,也廣泛應(yīng)用于航空航天、鐵路交通、鍋爐壓力容器等領(lǐng)域的在役安全檢查與壽命評(píng)估。它是無(wú)損檢測(cè)行業(yè)的*儀器.

    編號(hào)
    應(yīng)用行業(yè)
    1
    電力
    2
    鍋爐與壓力容器
    3
    機(jī)械
    4
    鋼鐵工業(yè)
    5
    鋼結(jié)構(gòu)
    6
    石油
    7
    化工
    8
    鐵路
    9
    航天航空
    10
    船舶
    11
    管道
    12
    高校
    13
    永磁
    14
    科研院所
    15
    軍工
    16
    陶瓷
    32.有關(guān)超聲波探傷的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
    超聲波探傷國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)有:
    1、QB/T 12604.1–90 無(wú)損檢測(cè)術(shù)語(yǔ) 超聲檢測(cè)
    2、JB/T 10061-1999 A型脈沖反射式超聲探傷儀通用技術(shù)條件
    3、JJG 746-91 超聲探傷儀 中華人民共和國(guó)國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程
     
    33.斜探頭K值與角度的對(duì)應(yīng)關(guān)系
     
     
    NO.
    K值
    對(duì)應(yīng)角度

    1

    K1
    對(duì)應(yīng)45度

    2

    K1.5
    對(duì)應(yīng)56.3度

    3

    K2
    對(duì)應(yīng)63.4度

    4

    K2.5
    對(duì)應(yīng)68.2度

    5

    K3
    對(duì)應(yīng)71.6度
    34.焊縫探傷超聲波探頭的選擇方案參考

    編號(hào)

    被測(cè)工件厚度

    選擇探頭和斜率

    選擇探頭和斜率

    1

    4—5mm

    6×6 K3

     

    不銹鋼:1.25MHz

    鑄鐵:0.5—2.5 MHz

    普通鋼:5MHz

    2

    6—8mm

    8×8 K3

    3

    9—10mm

    9×9 K3

    4

    11—12mm

    9×9 K2.5

    5

    13—16 mm

    9×9 K2

    6

    17—25 mm

    13×13 K2

    7

    26—30 mm

    13×13 K2.5

    8

    31—46 mm

    13×13 K1.5

    9

    47—120 mm

    13×13( K2—K1)

    10

    121—400 mm

    18×18 ( K2—K1)

    20×20 ( K2—K1)

    注:以上方案僅作參考,各企業(yè)可視具體情況稍作改動(dòng).

     
     
    35.探頭型號(hào)表
    注:下表所列探頭型號(hào)僅供探傷時(shí)參考
    產(chǎn)品名稱 頻率(MHZ) 晶片面積(mm2) 說(shuō)明
    直探頭(硬保護(hù)膜) 0.5~10 Φ8 Φ10 Φ14 Φ20 Φ24Φ30  
    直探頭(軟保護(hù)膜) 0.5~5 Φ10 Φ14 Φ20 Φ24  
    雙晶片直探頭 2.5~5 10×12×2Φ14×2Φ20×2 F5 F10 F15 F20 F30
    斜探頭 1~5

    9×9 8×8 10×12 Φ14

    12×15 14×16 13×13Φ20
    30o40o50oK1 K1.5 K2 K2.5 K3
    斜探頭 1~5 18×18
    雙晶片斜探頭 2.5 5 8×8×2 10×12×2

    K1 K2 K3

    F10 F20 F30
    表面波探頭 2.5 5 9×9 10×12 13×13 HB-50
    回波探頭      
    小角管探頭 2.5 5 Φ14 Φ20  
    小角管探頭 5 6×6 5×7 K1 K2 K2.5 K3
    小角管探頭 5 雙晶曲面片  
    板波探頭 1~5 20×20? 30×30 入射角由用戶定
    爬波探頭 1~5    
    薄波探頭 5   可檢測(cè)5MM以下薄板
    可變角探頭 2.5 5 10×10 角度可變范圍0o~90o
    液浸式探頭 1~5 Φ10 Φ12 Φ14 Φ20  
    充水探頭 1~5 Φ14 Φ20  
    雙晶充水探頭 1~5 Φ14 Φ20 交距由用戶定
    液浸聚焦探頭 1~5 Φ14 Φ20 點(diǎn)聚焦線聚焦
    接觸式聚焦直探頭 2.5? 5 Φ14 Φ20 焦距10~60
    接觸式聚焦斜探頭 2.5? 5 Φ14 Φ20 焦距10~60
    常規(guī)測(cè)厚探頭 1~5    
    小徑管測(cè)厚探頭 1~5 Φ8  
    中溫測(cè)厚探頭 1~5   上限300℃
    高溫測(cè)厚探頭 1~5   上限500℃
    深水探頭 1~5   用于水下超聲探傷
     

    31.超探儀的作用及主要應(yīng)用行業(yè)

    超探儀是一種便攜式工業(yè)無(wú)損探傷儀器,它能夠快速便捷、無(wú)損傷、地進(jìn)行工件內(nèi)部多種缺陷(焊縫、裂紋、夾雜、折疊、氣孔、砂眼等)的檢測(cè)、定位、評(píng)估和診斷。既可以用于實(shí)驗(yàn)室,也可以用于工程現(xiàn)場(chǎng)。本儀器能夠廣泛地應(yīng)用在制造業(yè)、鋼鐵冶金業(yè)、金屬加工業(yè)、化工業(yè)等需要缺陷檢測(cè)和質(zhì)量控制的領(lǐng)域,也廣泛應(yīng)用于航空航天、鐵路交通、鍋爐壓力容器等領(lǐng)域的在役安全檢查與壽命評(píng)估。它是無(wú)損檢測(cè)行業(yè)的*儀器.

    編號(hào)
    應(yīng)用行業(yè)
    1
    電力
    2
    鍋爐與壓力容器
    3
    機(jī)械
    4
    鋼鐵工業(yè)
    5
    鋼結(jié)構(gòu)
    6
    石油
    7
    化工
    8
    鐵路
    9
    航天航空
    10
    船舶
    11
    管道
    12
    高校
    13
    永磁
    14
    科研院所
    15
    軍工
    16
    陶瓷
    32.有關(guān)超聲波探傷的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
    超聲波探傷國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)有:
    1、QB/T 12604.1–90 無(wú)損檢測(cè)術(shù)語(yǔ) 超聲檢測(cè)
    2、JB/T 10061-1999 A型脈沖反射式超聲探傷儀通用技術(shù)條件
    3、JJG 746-91 超聲探傷儀 中華人民共和國(guó)國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程
     
    33.斜探頭K值與角度的對(duì)應(yīng)關(guān)系
     
     
    NO.
    K值
    對(duì)應(yīng)角度

    1

    K1
    對(duì)應(yīng)45度

    2

    K1.5
    對(duì)應(yīng)56.3度

    3

    K2
    對(duì)應(yīng)63.4度

    4

    K2.5
    對(duì)應(yīng)68.2度

    5

    K3
    對(duì)應(yīng)71.6度
    34.焊縫探傷超聲波探頭的選擇方案參考

    編號(hào)

    被測(cè)工件厚度

    選擇探頭和斜率

    選擇探頭和斜率

    1

    4—5mm

    6×6 K3

     

    不銹鋼:1.25MHz

    鑄鐵:0.5—2.5 MHz

    普通鋼:5MHz

    2

    6—8mm

    8×8 K3

    3

    9—10mm

    9×9 K3

    4

    11—12mm

    9×9 K2.5

    5

    13—16 mm

    9×9 K2

    6

    17—25 mm

    13×13 K2

    7

    26—30 mm

    13×13 K2.5

    8

    31—46 mm

    13×13 K1.5

    9

    47—120 mm

    13×13( K2—K1)

    10

    121—400 mm

    18×18 ( K2—K1)

    20×20 ( K2—K1)

    注:以上方案僅作參考,各企業(yè)可視具體情況稍作改動(dòng).

     
     
    35.探頭型號(hào)表
    注:下表所列探頭型號(hào)僅供探傷時(shí)參考
    產(chǎn)品名稱 頻率(MHZ) 晶片面積(mm2) 說(shuō)明
    直探頭(硬保護(hù)膜) 0.5~10 Φ8 Φ10 Φ14 Φ20 Φ24Φ30  
    直探頭(軟保護(hù)膜) 0.5~5 Φ10 Φ14 Φ20 Φ24  
    雙晶片直探頭 2.5~5 10×12×2Φ14×2Φ20×2 F5 F10 F15 F20 F30
    斜探頭 1~5

    9×9 8×8 10×12 Φ14

    12×15 14×16 13×13Φ20
    30o40o50oK1 K1.5 K2 K2.5 K3
    斜探頭 1~5 18×18
    雙晶片斜探頭 2.5 5 8×8×2 10×12×2

    K1 K2 K3

    F10 F20 F30
    表面波探頭 2.5 5 9×9 10×12 13×13 HB-50
    回波探頭      
    小角管探頭 2.5 5 Φ14 Φ20  
    小角管探頭 5 6×6 5×7 K1 K2 K2.5 K3
    小角管探頭 5 雙晶曲面片  
    板波探頭 1~5 20×20? 30×30 入射角由用戶定
    爬波探頭 1~5    
    薄波探頭 5   可檢測(cè)5MM以下薄板
    可變角探頭 2.5 5 10×10 角度可變范圍0o~90o
    液浸式探頭 1~5 Φ10 Φ12 Φ14 Φ20  
    充水探頭 1~5 Φ14 Φ20  
    雙晶充水探頭 1~5 Φ14 Φ20 交距由用戶定
    液浸聚焦探頭 1~5 Φ14 Φ20 點(diǎn)聚焦線聚焦
    接觸式聚焦直探頭 2.5? 5 Φ14 Φ20 焦距10~60
    接觸式聚焦斜探頭 2.5? 5 Φ14 Φ20 焦距10~60
    常規(guī)測(cè)厚探頭 1~5    
    小徑管測(cè)厚探頭 1~5 Φ8  
    中溫測(cè)厚探頭 1~5   上限300℃
    高溫測(cè)厚探頭 1~5   上限500℃
    深水探頭 1~5   用于水下超聲探傷
     常用試驗(yàn)塊

     

     

     
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