文档介绍：一、超声检测的基本知识
、超声波是一种机械波,次声波<20Hz,声波20~20000Hz,超声波>20000Hz;
、超声波的特点:方向性好、能量高、穿透能力强、能在界面上产生反射、折射、衍射、波型转换
、超声检测工作原理:a、声源产生超波,采用一定的方式进入工件。b、超声波在工件中传播并与工件材料以及其中的缺陷相互作用,使其传播方向或特征被改变。c、改变后的超声波通过检测设备被接收,并可对其进行分析处理。d、根据接收超波的特征,评估工件本身及其内部是否缺陷及缺陷的特性。
、超声检测的优点:a、适用于金属、非金属、复合材料的无损检测。b、穿透能力强。c、缺陷定位较准确。d、对面积型缺陷检出率较高。e、灵敏度高。f、检测成本低、速度快,设备轻便,现场使用方便。
、超声检测的局限性:a、对缺陷进行精确定性、定量仍需作深入研究。b、对具有不规则外形和复杂形状的工件进行检测有困难(包括小径管)。c、缺陷的位置、取向和形状对检测结果有一定的影响。d、工件材质、晶粒度等对检测有较大影响。e、常用的手工A型脉冲反射法检测时结果不直观,检测结果无直接见证记录
、波的类型:纵波、横波、表面波、板波
、声波强弱的表示方法:通常以能引起听觉的声强I1=10-16W/cm2作为声强的标准,另一声强I2与标准声强之比的常用对数的1/10为分贝⊿=10lg(I2/I1)=20lg(p2/p1) 举例:耳语:20dB;大炮声:100dB;超声波:200dB
、超声波倾斜入射到界面的反射、折射、波型转换
、园盘源辐射的纵波声场
波源轴线上的声压分布
根据叠加原理,作活塞振动的园盘波源上各点波源,在轴线上Q点引起的声压可线性叠加,经面积分和牛顿二项式(x>2Rs)、正函数(x>8Rs2/λ)简化得声压:P=P0FS/λX
即声压幅值与源面积成正比,与距离成反比。下图为远场中任意一声压推导图
⑴近场(菲涅耳)区:波源附近因干涉出现一系列声压极大极小值的区域。
近场长度N:最后一个声压极大值至波源的距离。
N=DS2/4λ
近场区探伤定量不利,较大缺陷回波可能低,较小缺陷回波可能高,容易引起误判、甚至漏检。
⑵远场(富琅和费)区:波源轴线上至波源距离X>N的区域。
远场区轴线上的声压随距离增加而单调减小。X>3N时,声压与距离成反比,近似球面波的规律P=P0FS/λX 。此因距离足够大时,波源各点声程差(相位)很小,引起的干涉可不计。
、A型显示原理
二、超声检测用仪器、设备
、超声波探伤仪的作用:产生电振动加于探头上、激励探头发射超声波,同时接收来自探头的电信号,将信号放大后以一定方式显示出来,从而得到被检工件中有关的信息。
、脉冲反射法超声检测常用仪器
1、模拟机 CTS-22(下图) CTS-23
2、数字机 HS-600 CTS-3000
、超声检测常用探头:直探头、斜探头、双晶探头、聚集探头等
1、耦合剂的作用
耦合:提高检测面上的声强透射率。
耦合剂:改善探头与工件间声能转递的液体薄层。
作用:排除探头与工件间的空气间隙、润滑(减少摩擦与磨损)、便于探头移动。
2、常用耦合剂
水、甘油、机油、变压器油、化学糨糊等。
1、试块:按一定用途设计制作的具有简单几何形状人工反射体或模拟缺陷的试样。用于检测系统校准,保证检测结果准确、可比、重复性。
2、试块的分类和作用
试块的分类:标准试块、对比试块、模拟试块。
⑴标准试块:权威机构制定,专门的特性(材料、形状、尺寸、表面状态)与制作标准。用于系统性能测试校准和检测校准。 IIW、CBⅠ-Ⅱ、CS-Ⅰ-Ⅲ、CSK-ⅠA-ⅣA。
⑵对比试块:以特定方法检测特定工件时、采用的含有明确人工反射体(平底孔、槽等)的试块。用于检测校准和缺陷当量评估。
⑶模拟试块:含有模拟实际缺陷而制作的样件或含有自然缺陷的样件。用于检测方法研究、人员资格考评、系统检测能力和检测工艺验证。
三、焊接方法与坡口形式
,主要有手工电弧焊、埋弧自动焊、气体保护焊、及电渣焊等。
焊缝接头型式主要有:对接接头、T型接头、角接接头和搭接接头
。用超声波探测部分焊透附近的缺陷是有困难的。
,焊前母材接合部分应加工成一定的形状,称为坡口。常见的坡口型式如图。
四、焊缝中常见缺陷
焊缝的内部缺陷主要有:气孔、夹渣、未焊透、未熔合和裂纹。
焊缝中气孔是由高温金属中吸收的过多气体或冶金反应中产生的气