文档介绍：超声波探伤原理
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内容：
超声波探伤原理
陶瓷绝缘子的超声波探伤
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超声波探伤原理
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超声波
时），从仪器的计时电路获取
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缺陷的位置（斜声束）
C：声速 （需要知道波型：横波、纵波、表面波等）
钢：纵波5900m/s 横波3230m/s
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缺陷的大小-大缺陷
缺陷大于声束宽度
半波法
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相同位置、不同大小的缺陷
缺陷位置相同的情况下，面积大的反射的回波幅度高
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相同大小、不同位置的缺陷
缺陷大小相同，位置不同的情况下，反射回波的幅度构成DAC曲线
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DAC曲线
DAC曲线：
距离波幅曲线，表示某一大小的缺陷在不同的声程位置上波幅的变化曲线（在试块上制作）。
通过这条曲线，可以判定被检测到的缺陷相对于这条曲线的当量。
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陶瓷绝缘子的超声波探伤
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适用对象
材料：瓷质
产品：支柱绝缘子、瓷套
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支柱绝缘子断裂事故分布特点
1）2000年、2001年偏多，有逐年上升趋势
2）北方多于南方，东北（寒冷地区)偏多
3）运行年限分布均匀，％，％，％
4）集中在220KV、110KV、66KV电压等级
5）隔离开关占81％、％
6）％，开裂占62％
7）低强瓷（4KN）断裂的多，高强瓷（8KN及以上）断裂的少
--- 数据来源文件【2002】116号
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断裂原因
内因：原材料、烧结工艺导致的绝缘子强度偏低
外因：作用在支柱绝缘子水泥胶装部位的因力
现象：支柱绝缘子断裂部位95％以上在法兰口内30mm到第一伞裙之间
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电瓷产品所用的原料中含有一定铁
钛成分-电瓷焙烧过程中的还原阶
段-需要用还原焰的目的-主要是将
必须在1080度釉子玻化之前-完全还
。
危害：黄芯的产品比正常瓷质产品
的机械强度降低20％左右，孔隙率
也较大。在线的支柱绝缘子出现断
裂事故许多是由于黄芯缺陷所导致
的。
黄芯（典型的内因烧结工艺不当）
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应力
水泥膨胀应力：胶装水泥中的氧化镁、三氧化硫、氧化钾超标，防水处理措施不当，遇水产生化学反应导致体积膨胀。
温差引起的应力：铸铁法兰膨胀系数14*10（-6）/℃、*10（-6）/℃、北方地区昼夜温差大，温度变化时，例如温度降低时，铸铁收缩大于瓷的收缩
冰冻应力：胶装部位渗水，冰冻后产生较大的冰冻应力
操作应力：安装方式不当
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检测方法1：爬波
爬波：表面下纵波
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爬波探头
瓷件检测对爬波探头的要求
探头安放的位置
下图示意探头可以安放位置，在法兰到第一伞裙之间的位置通常
非常狭小所以要求探头的纵向尺寸尽可能的小。
爬波探头主要有两晶片串列式
和并列式两种结构。由于晶片串
列式在一定程度上限制了大尺寸
晶片的应用，不适合于放置较长
晶片，这里主要考虑并列式结构。
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探头接触面的弧度
绝缘子的结构（形状、几何尺寸等）影响支柱绝缘子的
超声波检测． 为获得良好的声耦合状态，如图中所示，需要
将探头的接触面加工出一定的弧度：
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电瓷材料的分类
绝缘子的材质（显微组织、密度、力学性能等）影响支
柱绝缘子的超声波检测．电瓷材料的种类，包括普通瓷、高
强瓷，两者之间的声速存在较大的差异。普通瓷声速通常在
5200m/s －6000m/s左右，而高强瓷的声速通常在6000m/s
6800 m/s。不同厂家、或者同一厂家不同批次的瓷件，均存
在差异。
爬波是以第一临界角入射的表面下纵波。根据SNELL公
式，不同声速的瓷件要求探头斜块的入射角不同。根据实际
的检测效果，将探头分为P型、G型两种，P型（拼音Pu）
用于检测普通瓷，而G型（拼音：Gao）用于检测高强瓷。
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探头的晶片大小、频率
在高压支