超声探伤仪检定装置（精选10篇）
超声探伤仪检定装置 篇1
参考文献:[1]朱晓恒, 高晓蓉, 王黎, 等.超声探伤技术在无损检测中的应用[J].现代电子技术, 2010 (21) :112-113.
摘要：超声探伤仪检定装置是超声探伤仪量值溯源的上级标准器, 其频率和衰减是影响量值传递的两个关键参数。以频率计和测量接收机为标准器, 对超声探伤仪检定装置进行测量, 并对测量结果进行不确定度评定。
关键词：不确定度,超声探伤仪检定装置,频率,衰减
参考文献
[1]朱晓恒, 高晓蓉, 王黎, 等.超声探伤技术在无损检测中的应用[J].现代电子技术, 2010 (21) :112-113.
超声探伤仪检定装置 篇2
一、无损检测的方法: 无损检测的常规方法有直接用肉眼检查的宏观检验和用射线照相探伤、超声波探伤、磁粉探伤、渗透探伤、涡流探伤等仪器检测。肉眼宏观检测可以不使用任何仪器和设备，但肉眼不能穿透工件来检查工件内部缺陷，而射线照相等方法则可以通过各种各样的仪器或设备来进行检测，既可以检查肉眼不能检查的工件内部缺陷，也可以大大进步检测的正确性和可靠性。至于用什么方法来进行无损检测，这需根据工件的情况和检测的目的来确定。
二、超声波的常识: 超声波频率超过人耳听觉，频率比20千赫兹高的声波叫超声波。用于探伤的超声波，频率为0.4-25兆赫兹，其中用得最多的是1-5兆赫兹。利用声音来检测物体的好坏，这种方法早已被人们所采用。例如，用手拍拍西瓜听听是否熟了；医生敲敲病人的胸部，检验内脏是否正常；用手敲敲瓷碗，看看瓷碗是否坏了等等。但这些依靠人的听觉来判定声响的检测法，比声响法要客观和正确，而且也比较轻易作出定量的表示。由于超声波探伤具有探测间隔大，探伤装置体积小，重量轻，便于携带到现场探伤，检测速度快，而且探伤中只消耗耦合剂和磨损探头，总的检测用度较低等特点，目前建筑业市场主要采用此种方法进行检测。
三、超声波探伤在焊接中的应用: 首先要了解图纸对焊接质量的技术要求。目前钢结构的验收标准是依据GB50205-95《钢结构工程施工及验收规范》来执行的。标准规定：对于图纸要求焊缝焊接质量等级为一级时评定等级为Ⅱ级时规范规定要求做100%超声波焊接；对于图纸要求焊缝焊接质量等级为二级时评定等级为Ⅲ级时规范规定要求做20%超声波探伤；对于图纸要求焊缝焊接质量等级为三级时不做超声波内部缺陷检查。在此值得留意的是超声波探伤用于全熔透焊缝，其探伤比例按每条焊缝长度的百分数计算，并且不小于200mm。对于局部探伤的焊缝假如发现有不答应的缺陷时，应在该缺陷两真个延伸部位增加探伤长度，增加长度不应小于该焊缝长度的10%且不应小于200mm，当仍有不答应的缺陷时，应对该焊缝进行100%的探伤检查，其次应该清楚探伤时机，碳素结构钢应在焊缝冷却到环境温度后、低合金结构钢在焊接完成24小时以后方可进行焊缝探伤检验。另外还应该知道待测工件母材厚度、接头型式及坡口型式。截止到目前为止在实际工作中接触到的要求探伤的尽大多数焊缝都是中板对接焊缝的接头型式，所以下面主要就对焊缝探伤的操纵做针对性的总结。
一般地母材厚度在8-16mm之间，坡口型式有I型、单V型、X型等几种形式。在弄清楚以上这此东西后才可以进行探伤前的预备工作。在每次探伤操纵前都必须利用标准试块（CSK-IA、CSK-ⅢA）校准仪器的综合性能，校准面板曲线，以保证探伤结果的正确性。具体的方法如下：
1、探测面的修整：应清除焊接工作表面飞溅物、氧化皮、凹坑及锈蚀等，光洁度一般低于▽4。焊缝两侧探伤面的修整宽度一般为大于即是2KT+50mm，（K:探头 K值，T：工件厚度）。一般的根据焊件母材选择K值为2.5探头。例如：待测工件母材厚度为10mm,那么就应在焊缝两侧各修磨100mm。
2、耦合剂的选择应考虑到粘度、活动性、附着力、对工件表面无腐蚀、易清洗，而且经济，综合以上因素选择浆糊作为耦合剂。
3、由于母材厚度较薄因此探测方向采用单面双侧进行。
4、由于板厚小于20mm所以采用水平定位法来调节仪器的扫描速度。
5、在探伤操纵过程中采用粗探伤和精探伤。为了大概了解缺陷的有无和分布状态、定量、定位就是精探伤。使用锯齿形扫查、左右扫查、前后扫查、转角扫查、环绕扫查等几种扫查方式以便于发现各种不同的缺陷并且判定缺陷性质。
6、对探测结果进行记录，如发现内部缺陷对其进行评定分析。焊接对头内部缺陷分级应符合现行国家标准GB11345-89《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》的规定，来评判该焊否合格。假如发现有超标缺陷，向车间下达整改通知书，令其整改后进行复验直至合格。
四、焊缝检验 焊缝检验方法: 1,外观检查.2,致密性试验和水压强度试验.3,焊缝射线照相.4,超声波探伤.5,磁力探伤.6,渗透探伤.关于返修规定:具体情况具体对待,总之要力争减少返修次数在厂房建设及设备安装中大量使用钢结构，钢结构的焊接质量十分重要，无损检测是保证钢结构焊接质量的重要方法。一般的焊缝中常见的缺陷有：气孔、夹渣、未焊透、未熔合和裂纹等。到目前为止还没有一个成熟的方法对缺陷的性质进行正确的评判，只是根据荧光屏上得到的缺陷波的外形和反射波高度的变化结合缺陷的位置和焊接工艺对缺陷进行综合估判。对于内部缺陷的估判以及缺陷产生原因和防止措檀越有有以下几点：
1.气孔：单个气孔回波高度低，波形为单缝，较稳定。从各个方向探测，反射波大体相同，但稍一动探头就消失，密集气孔会出现一簇反射波，波高随气孔大小而不同，当探头作定点转动时，会出现此起彼落的现象。产生这类缺陷的原因主要是焊材未按规定温度烘干，焊条药皮变质脱落、焊芯锈蚀，焊丝清理不干净，手工焊时电流过大，电弧过长；埋弧焊时电压过高或网络电压波动太大；气体保护焊时保护气体纯度低等。假如焊缝中存在着气孔，既破坏了焊缝金属的致密性，又使得焊缝有效截面积减少，降低了机械性能，特别是存链状气孔时，对弯曲和冲击韧性会有比较明显降低。防止这类缺陷防止的措施有：不使用药皮开裂、剥落、变质及焊芯锈蚀的焊条，生锈的焊丝必须除锈后才能使用。所用焊接材料应按规定温度烘干，坡口及其两侧清理干净，并要选用合适的焊接电流、电弧电压和焊接速度等。2.夹渣：点状夹渣回波信号与点状气孔相似，条状夹渣回波信号多呈锯齿状波幅不高，波形多呈树枝状，主峰边上有小峰，探头平移波幅有变动，从各个方向探测时反射波幅不相同。这类缺陷产生的原因有：焊接电流过小，速度过快，熔渣来不及浮起，被焊边沿和各层焊缝清理不干净，其本金属和焊接材料化学成分不当，含硫、磷较多等。防止措施有：正确选用焊接电流，焊接件的坡口角度不要太小，焊前必须把坡口清理干净，多层焊时必须层层清除焊渣；并公道选择运条角度焊接速度等。
3.未焊透：反射率高，波幅也较高，探头平移时，波形较稳定，在焊缝两侧探伤时均能得到大致相同的反射波幅。这类缺陷不仅降低了焊接接头的机械性能，而且在未焊透处的缺口和端部形成应力集中点，承载后往往会引起裂纹，是一种危险性缺陷。其产生原因一般是：坡口纯边间隙太小，焊接电流太小或运条速度过快，坡口角度小，运条角度不对以及电弧偏吹等。防止措施有：公道选用坡口型式、装配间隙和采用正确的焊接工艺等。
超声波探伤方法原理及应用 篇3
【关键词】建筑钢结构；无损检测；钢结构焊缝；超声波探伤
1.建筑钢结构焊缝类型及焊缝内部缺陷
1.1焊缝类型及剖口型式
建筑钢结构体系主要有两种：门式钢架体系和网架空间结构体系，其中以门式钢架体系居多。其焊缝类型主要有对接焊缝和T型焊缝两种。对接焊缝是指将两母材置于同一平面内(或曲面内)使其边缘对齐，沿边缘直线(或曲线)进行焊接的焊缝：T型焊缝是指两母材成T字形焊接在一起的焊缝。为了保证焊缝部位两母材在施焊后能完全熔合，焊接前应根据焊接工艺要求在接头处开出适当的坡口，钢结构焊缝常见的坡口形式主要有c型(薄板对接)、V型(中厚板对接)、X型(厚板对接)、单V型(T型连接)和K型(T型连接)等。
1.2常见内部缺陷
由于在焊接过程中受焊接工艺、环境条件等因素的影响，钢结构焊缝不可避免地会产生内部缺陷。常见的内部缺陷有气孔、夹渣、未焊透、未熔合和裂纹等。在缺陷性质上，单个气孔、点状夹渣属一般缺陷，对焊缝整体强度影响较小；群状气孔或不规则状夹渣、未焊透、未熔合、裂纹属严重缺陷，会严重降低焊缝整体强度等性能。
2.超声波探伤方法原理及分类
超声波探伤是利用超声波经过不同的介质产生反射的特性。超声波通过构件检测表面的耦合剂进入构件，在构件中传播，碰到缺陷或构件底面就会反射回至探头，根据反射波在超声波探伤仪荧光屏中的位置及波幅高度就可计算出其位置及大小。根据波形显示的不同，超声波探伤仪分为A型、B型、C型，常见的是A型脉冲反射式探伤仪。
3.超声波探伤在建筑钢结构中的应用
3.1超声波探伤的主要要求
3.1.1探伤人员的要求
探伤人员必须取得相应检测方法的等级资格证书，3级为最高，2级次之，1级为最低。
3.1.2探测面的选择
根据构件的形状、焊接工艺、可能产生的缺陷部位、缺陷的延展方向及焊缝要求的经验等级等来选取探测面。
3.1.3探头频率及角度(K值或折射角β)的选择
探头频率高，衰减大，穿透力差，不宜用于厚板构件焊缝的检测。但频率高，分辨率高，因此在穿透能力允许下，频率选得愈高愈好。一般选用2-5MHz探头，推荐使用2-2．5MHz探头。探头角度一般根据材料厚度、焊缝坡口型式及预计主要缺陷种类来选择，由于建筑钢结构的板材厚度一般不大，推荐使用K2．0(β600)或K2．5(β700)。
3.1.4耦合剂的选择
必须具有良好的透声性和适宜的流动性，对材料和人体无害，且价廉易取，建议使用洗洁精。
3.2超声波在焊缝内部缺陷检测中的应用
3.2.1对接焊缝的探伤方法
（1）初探。将已调好的DAC曲线探伤灵敏度提高4-6dB，使评定线位于示波屏20％高度以上，调好补偿增益(一般为4dB)，用锯齿型、平行、斜平行扫查法，斜探头快速扫查整条焊缝，密切注视示波屏上的所有回波信号，一旦发现有波幅超过评定线的可疑回波立即在焊缝相应部位做出标记，为下一步缺陷定量测长做准备。
首先进行锯齿型扫查，锯齿型扫查是有效发现焊缝常见缺陷尤其是纵向和斜纵向缺陷的主要方法，也是斜探头检测焊缝的基本方式。为检测焊缝+熔合区十热影响区中可能出现的横向或斜横向缺陷，还应该使用斜平行和平行扫查两种方式，前者适用于带有余高的焊缝，后者适用于余高被磨平的焊缝。
以上三种扫查方法是斜探头探测对接焊缝的基本扫查方法。它们必须相互结合，互为补充。无论采用那种扫查方式，扫查速度都应≤150mm，s，相邻两次探头移动间隔保证至少有探头宽度10％ 的重叠， 以便最大限度地发现缺陷，避免漏检。
（2）精探。扫查方法同前，但速度较慢。对第一遍探测做出标记的部分进行仔细探测，找出真正缺陷的最高回波，并对其定位、定长，做好记录。精探时，要综合采用前后、左右、转角、环绕等四种基本探测方式。针对已发现的目标缺陷，精探通常又分以下步骤进行：
①找到目标缺陷最大回波并确定回波所在区域。粗查时为了发现缺陷采用较高的灵敏度，此时应对回波进行定区，即判定它所属的是DAC曲线上Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ 哪个区，原则上Ⅰ区以下的缺陷不作记录和评定(如果是凭经验怀疑为裂纹等危害性缺陷特征回波，则应采取改变探头K值、增加探测面、观察动态波形等措施做进一步分析探测)，当回波在Ⅱ、Ⅲ 区时须继续进行步骤②和⑧。
②对目标缺陷定位和排除伪缺陷，根据最高回波在示波屏上对应的水平和垂直距离确定目标缺陷所在的实际位置，判断其水平位置在检测区(焊缝十熔合区+热影响区)之外或之内：若之外，则排除焊缝内缺陷；若之内，则初步判定为缺陷，应根据其垂直距离并利用K值判定回波对应的实际深度和水平距离。
③缺陷定量(测长)和记录当缺陷反射波只有一个高点，且位于Ⅱ区或Ⅱ区以上时，则采用6dB法进行测长。当缺陷反射波峰值起伏变化有多个高点时，应分别找到左右两端的最高回波，按端点6dB法进行测长。当反射波峰位于I区认为有必要定量记录时，将探头左右移动使波幅分别降到评定线处为端点，此两端点之间的距离即为缺陷指示长度。应详细记录以上所述的回波信息，需要返修时应在焊缝上做出标记。
（3）复探。复探是对前两遍探测结果的复核和校验，这时探测方法基本同前，但速度稍快。
3.2.2 T型焊缝的探伤方法
T型焊接接头的坡口形式主要有单边V塑和双单边V型(K型)，如果采用埋弧自动焊工艺，厚度14mm以下焊接接头也可以不开坡口，但须留出配合间隙，一般称这种情况为I型坡口。T型焊缝的检验方法除平板对接接头的三遍探伤法外，对T型焊缝还要选择如下探测方式：
①采用斜探头在腹板一侧利用一、二次波进行探伤。
②采用直探头在翼板外侧沿焊缝探伤。
③采用斜探头利用一次波在翼板外侧探伤。
④采用K1斜探头利用二次波在翼板内侧探伤。一般优先选用小晶片高频率大K值。在位置1可以扫查到焊缝中部及以上截面。在位置2可以扫查到焊缝中部及以下截面。大部分缺陷如气孔、夹渣、未焊透、未熔合以及纵向或斜纵向裂纹等都可以有效地探出。但偶尔也由于角度等原因，有部分根部未焊透漏检的情况。
方式②对于未焊透、气孔、夹渣、平行或斜平行于翼板的裂纹、未熔合缺陷灵敏度很高，探测前调好距离一波幅曲线并确定好灵敏度。
斜平行扫查还要测定并标出焊缝的位置，并注意辨别缺陷波、底波和焊缝外轮廓回波。在探头的选择上， 由于钢结构构件板材较薄，需要用频率5MHz，晶片直径Φ14mm的双晶直探头：探伤前， 要使用CSⅡ试块，依次测试一组不同检测距离的中Φ4mm平底孔(至少3个)，调节衰减器(增益)，做出距离波幅曲线，并以此作为基准灵敏度。扫查灵敏度一般不低于最大检测距离处的Φ2mm平底孔当量直径。
方式③不但定位方便，而且探测灵敏度很高，不仅可以探测纵向缺陷，还可以探测横向缺陷，但不足之处是外侧看不到焊缝。此方式探测前同样需要测定并标出焊缝的位置，而且须注意排除焊缝外轮廓端角反射的影响。
方式④主要用来检测坡口未熔合和作为其它方式的辅助，以便于做出正确的综合判定。由于T型接头结构形式和焊接规范上的特殊性，不能像平板对接接头那样采用统一的探伤程序和方法，而应根据不同的板厚匹配、坡几形式、焊接工艺规范、容易出现的缺陷类型、母材材质、验收级别等采用不同的探测方式组合，在选择检测面和探头时应考虑到各种类型缺陷的可能性，并使声束尽可能垂直于该焊接接头的主要缺陷。
用直探头探测T型焊缝时，要注意区分底波与焊缝中未焊透和层状撕裂(由于低碳钢和低合金钢良好的可焊性，层状撕裂在钢结构中很少出现，仅在很厚的板T型焊缝中才会有)的回波。底波一般较稳定， 不随探头的移动而剧烈变化，而未焊透和层状撕裂则由于有一定的倾斜角度和不规则，往往波形变化剧烈且位置随探头的移动而移动。二是用斜探头在翼板外侧探伤时，在焊缝两侧沿垂直于焊缝方向扫查，焊角反射波强烈。当焊缝中存在缺陷时，缺陷波一般出现在焊角反射波前面，此时需注意区分。
4.结束语
空心车轴用超声波自动探伤装置 篇4
300系列以后的新干线电动车轴, 为减轻簧下质量及提高车轴的超声波探伤精度, 均采用在车轴中心部镗孔⌀60 mm的空心车轴。这之前的车辆几乎均使用实心车轴。按原运输部规定, 对车轴的检查中, 务必实施衰减度检测及垂直探伤。衰减度检测是从车辆端面入射超声波, 根据超声波的透射率来判断是否异常的检测方法。此外, 垂直探伤是以较大伤痕为检测对象的探测方法, 探伤精度不高。另一方面, 斜角探伤法虽说探伤精度高于垂直探伤法, 可是, 从车轴的外圆周表面对齿轮和车轮的配合部位实施探伤时, 由于其他配合部件或尺寸上的限制, 不得不按照检测灵敏度低的角度进行探伤。空心车轴由于中心部位有镗孔, 所以是不可能按这类方式来探伤的。因此, 开发了空心车轴的自动探伤装置 (见图1) , 能以远远高于实心车轴的探伤精度, 从镗孔内表面实施自动探伤。该装置由于从镗孔内表面进行斜角探伤, 且不受尺寸上的限制, 能对车辆进行全面检查, 是自动进行探伤作业、自动判定有无伤痕并显示检查结果的探伤装置。因此, 该探伤装置可实现车轴探伤的高精度化与高效化, 也在探伤作业技术的水准化方面发挥了作用。
超声探伤仪检定装置 篇5
关键词：车轮踏面探伤；超声波；问题；对策
中图分类号： U270 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）13-133-2
1 当前超声波探伤方法和步骤
1.1 探伤检测的基本方法
超声波探伤方法有其可靠性，也存在一定的局限性。其局限性是受位置缺陷的大小、材料、形状以及探头种类等决定的。因此在针对车轮踏面探伤时，通常会采用双晶体探头或者横波斜探头，采用纵波垂直入射和横波斜入射法。具体的操作是将探头放置在车箍内径面或者整个车轮的踏面及其内侧面上，用以对整个轮箍周边方向进行扫查，同时采用直探头对轮箍及整体车轮的内侧面进行透声性能检测和轴向检测，以保证检测的全面和准确。
1.2 探伤检测方法的选择
探伤检测方法在选择上，需要根据车轮裂损的情况来决定的。针对机车车轮，其疲劳的裂纹一般会发生在踏面以下约30mm范围的位置。对于这样的区域，目前，电磁测超声技术无法探测这样的区域，可采用压电超声波探伤技术，其检测深度大，能够充分的探测出这片区域的缺陷位置，也能够探测深度较大的车轮辐板位置。如果要对机车车轮同时进行小修和中修的工艺时，就需要将车轮内部的缺陷和相关的疲劳裂纹全部的探测出来，且还要同时选用小角度的探头在合适的角度上对车轮的踏面的应力集中区域进行探伤，才能将工艺做好，做细。
2 针对车轮踏面径向探伤情况提出问题
根据2005年至2006年，我国在对德国BVV公司进口的大批货车辗钢整体车轮，进行组装过程中发现，车轮辐板、轮辋、轮毂的表面和内部出现明显的缺陷，为了保障运输的安全，相关部门对该批车轮组装的轮对进行了全面的探伤检测，并对已装车使用且不合格的车轮进行排查，以此来消除安全隐患，保障运输的通畅。本文就以此为例，对车轮踏面超声波径向探伤出现的异常波进行分析。
2.1 具体的探伤实例
对该批车轮轮毂、轮辋进行超声波探伤，主要采用25MHZ.直径为20mm的直探头进行轴向探伤，另有25P14FG30Z双晶纵波探头对其踏面进行车轮径向超声波探伤检查，通过这样的方式，从而发现了车轮踏面在平行方向上，在其内部存在明显的缺陷。具体超声波探伤情况为，以正常探伤灵敏度为前提，探头所发射的超声波其反射波在底面即轮辋与辐板的过渡部位的回波之前，有明显的反射波出现如图1所示：
2.2 径向探伤所发现的异常波形
采用25P14FG30Z双晶纵波探头对车轮的踏面进行径向超声波探伤检查时，其在底面的回波出现较强的反射波，如图2所示。
图2为25P14FG30Z双晶纵波探头对车轮的踏面进行径向超声波探伤检查，图中的单位为mm。从图中可以明显的看出，回波在车轮底面的回声声程在5mm的位置上，出现了强的反射波。因此该车轮可以被认定为其踏面是经过旋修处理过的。但对比另一对经过同种方式处理过的车轮时，超声波探伤波形并未出现异常的反射回波，这就说明探伤波形显示为正常。再将对照车轮旋修5mm后，探伤其内部，发现异常波形仍旧出现在5mm的位置上。这就能够说明，该波形的异常情况并不是缺陷回波所引起的，应是一种波形发生特定转换形成了特殊的反射回波。
2.3 问题解析
2.3.1 双晶纵波探头的结构具有特殊性
针对25P14FG30Z这种双晶探头，属于2个纵波单探头的组合，两个探头的分工明确。一种用于发射超声波，另一种则用以接收回声波。该结构的优势可以避免单探头所引起的仪器放大器的阻塞而造成探伤距离的误差，从而影响探测缺陷的准确位置。因此，双晶体探头相对于单晶体探头来说，其探测的精确度更高。除此之外25P14FG30Z这种双晶体探头，其收发探头各自都有一个延迟块，而这2个延迟块的声束入射平面都具有一定且相同的倾斜角，这倾斜角度可以决定探测的深度。
2.3.2 纵波的波形转换
波形转换是超声波倾斜的射入两个不同物质界面时，其投射波必然会发生转换，从而引起折射纵波和折射横波的出现。这也是双晶体探头的探伤监测原理，即是利用其折射纵波所发生的波形转换来进行近距离的探伤实验。举个简单的例子，已知纵波在有机玻璃中的传播速度为2680m/s，在钢表面的速度为2950m/s。当一束纵波（已知入射角度为65.3°）穿过玻璃表面，接触钢表面时就必然会发生折射现象，从而在钢表面生产表面横波。
2.3.3 纵波在粗糙表面的波形转换分析
针对上述的实例，已知车轮经过车削加工，那么在车轮的踏面上必然会形成一些深浅不一的刀痕。因此车轮子在不同的车削条件下，所产生的刀痕粗糙程度不同，这就必然导致了当双晶体探头射出一道纵对粗糙表面进行探伤时，不同的刀痕位置就会使得入射角度有所不同，而出现的波形情况也会有所差别。刀痕表面粗糙度的不同，纵波束入射的角度也可能会有所变化。而当粗糙度达到一定程度时，刀痕不同位置所出现的纵波束入射角可能达到65.3°而产生表面波。而当粗糙度低时，纵波的入射角度就有可能小于65.3°而不产生表面波。这这样的情况，就可以解释，前文所提到的对照探测检测中，车轮踏面未出现异常波的原因。
当晶体探头所发射出纵波声束在第一种介质传播时，其入射角度未达到临界角的位置时，也会产生折射纵波，对其正常探伤的底面回波不造成影响，从而其产生的表面波能够直接经过车轮踏面被接头探头所接收，因此，其声程与其接收探头间的距离有关。而声束在不同刀痕位置所产生的表面波传到接收探头的声程也不相同，这就导致了异常波的根部都相对较宽，而且范围较大。
2.3.4 根据上述实例进行验证
将探伤检查出来的异常波形发生位置标记出来，通过使用砂轮对标记处进行局部打磨，从而消除车削加工时不同程度的刀痕，降低踏面的表面的粗糙层度。然后再用相同的方式探伤检查，主要对照组不变。观察探伤检查的图像，可以发现，原先出现的异常波纹消失不见了。
3 结束语
综上所述，车轮踏面超声波径向探伤的基本步骤，首先是要就踏面的具体情况，选择合适的探伤方法及检查技术，其次再根据具体的要求进行探伤检查。通过上述的实例，可以做一个简单的分析，可以看出，工件表面的粗糙程度，对探伤的回波存在较大的影响，因此要解决这一问题，就需要在探伤检查之间，对车轮踏面进行旋修，从而改善车轮踏面的粗糙度以消除其对车削加工所留下的刀痕对探伤检查的影响。另外，车轮踏面如果出现了擦伤、剥离等缺陷严重的情况时，在探伤前也必须要进行旋修，且还要在踏面进行精加工，防止超声波探伤过程出现异常波情况。通过对上述内容的总结分析，笔者希望相关企业在对机车车轮加工或组装时，不要能忽视超声波探伤检查的相关步骤，一方面是为了确保产品的质量，另一方面是为了确保运输的安全。而在使用超声波探伤检查时，也要对文中提到的有关步骤和准备有所注意，以免产生错误的影响，导致探伤检查的异常或不合理性的发生。这也是凸显相关企业行业竞争力的重要方式之一。
参 考 文 献
[1] 何先清.车轮踏面超声波径向探伤异常波的分析[J].铁道车辆，2008，07：38-39。
[2] 刘宪.机车车轮在线探伤自动检测装置[J].机车电传动，2013，05：84-87.
超声探伤仪检定装置 篇6
自动化超声波检测系统通常包括超声波探伤仪器 (一般均采用多通道以提高检测效率) 、机械传动机构、记录装置三大基本部分, 本文就其中的超声探伤仪部分的高速通信接口技术进行研究。
1 整机架构图与功能分析
根据实际应用需求, 本系统采用8通道检测单元, 系统架构见图1。
整机系统由五个功能模块组成:
1.1 超声探头:为了更加全面的对被
检工件进行监测, 需要从多个角度观察, 采用多角度的探头组合, 包括45度、63度、70度斜探头各2个, 0度双晶1个。
1.2 收发模块
(1) 发射采用非谐振式电路, 平衡穿透力与分辨力;
(2) 接收电路采用预放、滤波、主放大这样一个流程;
(3) 采用低噪声高增益放大器件, 增益调节范围可达114dB;
(4) 硬件滤波电路, 频带范围有0.5—20m、1—6m、3—25m三种可选;
1.3 数字信号处理与收发控制模块
(1) 负责接收ADC送过来的射频数字信号流, 经检波、抽取, 然后经网络接口送给PC模块;
(2) 根据需要, 可以实现全波、+/-半波检波;
(3) 不同的探测深度, 固定的屏幕显示分辨率;
(4) 为了避免缺陷漏判, 考虑峰值保持, 如此压缩过程就是一个非均匀的处理;
1.4
PC模块;
1.5
电源模块。
2 千兆以太网的嵌入式解决方案概述
2.1 千兆以太网简介
以太网技术是当今应用广泛的网络技术, 千兆以太网技术继承了以往以太网技术的许多优点, 同时又具有诸多新特性, 例如传输介质包括光纤和铜缆, 使用8B/10B的编解码方案, 采用载波扩展和分组突发技术等。正是因为具有良好的继承性和许多优秀的新特性, 千兆以太网已经成为目前局域网的主流解决方案[1]。
2.2 整体设计方案
一个完整的以太网系统结构是包括用户应用程序 (Application) 、以太网通信协议栈 (TCP/IP Stack) 、以太网控制器 (Ethernet LAN Controller) 和以太网网络 (Ethernet) 四个部分[2], 该以太网控制器的总体结构设计框图如图2所示, 整个系统分为MAC模块、主机接口模块和管理数据输入输出模块。其中MAC模块主要执行在全双工模式下的流量控制, MAC模块实现发送和接收功能。管理数据输入输出模块提供了标准的IEEE 802.3介质独立接口, 可用于连接以太网的链路层和物理层。主机接口则提供以太网控制器与上层协议 (如TCP/IP协议) 之间的接口用于数据的发送、接收以及对控制器内各种寄存器的设置。
3 关键技术分析
由于科技水平的发展, 高性能多通道超声无损探伤仪需要在工作时将实时采集到的图像数据传输给PC机进行图像的处理, 然而随着实时成像要求的不断提高和图像质量的不断改善, 要求的数据传输速率呈现出几何级的增长趋势。同时, 在采集传输数据的过程中要求数据的完整性和正确性是非常重要的, 少量的数据丢失都可能无法生成正确的图像, 给最终的物体探伤检测判断造成影响。所以, 如何保证数据高速可靠的传输, 成为超声探伤仪设计中越来越重要的问题。
本系统中, 图像显示存储与操作控制均在PC机上实现, 受机械传动机构的限制, 要求PC机与超声检测单元相距至少6m;大容量实时数据传输速度要求达到10MB/s。
当今可用于工业环境的高速通信接口包括:PCI、PCI-E、USB3.0、蓝牙2.0、WIFI和有线网络等。但受6m距离的限制, PCI、PCI-E、USB3.0三种接口不可用;蓝牙2.0的实际稳定速度建议为10kB/s, 不满足速度要求;WIFI理论速度13.5MB/s, 速度达到要求, 但由于工业环境比较复杂, 在准确性稳定性方面存在一定的不确定性;而有线网络, 尤其是千兆网络, 采用TCP/IP协议速度可以达到18MB/s, 且稳定可靠, 是一个理想的选择。
4 总结
随着SOPC、嵌入式操作系统以及嵌入式千兆以太网技术的发展, 为超声探伤仪的数据传输, 提供了高效廉价的嵌入式千兆以太网解决方案。嵌入式千兆以太网使得数据传输的实时性得到保证, 同时千兆以太网采用的传输介质大大提高了数据传输的稳定性, 并且由于采用了通用性强的基于网络SOCKET编程的TCP/IP协议, 有着很强的通用性和移植性。
摘要：嵌入式千兆以太网具有数据传输的实时性和稳定性的优点, 将其应用在自动化超声波检测系统中的多通道超声探伤仪器的高速通信接口中起到了非常好的效果。
关键词：千兆以太网,多通道超声探伤仪,高速通信接口
参考文献
[1]张旭辉, 马宏伟.超声无损检测技术的现状和发展趋势.现状·趋势·战略, 2002:24-26.
[2]Altera Corp.Accelerating Nios II Networking Applications, 2009.
[3]Marvell Semiconductor, Inc.88E1111Datasheet:Integrated10/100/1000Ultra Gigabit Ethernet Transceiver, 2004.
油田套管超声探伤技术研究 篇7
1. 套管超声波探伤方法研究
套管超声波探伤技术是利用超声波在传输过程中的反射和折射规律来进行探伤的, 当超声波传输到套管表面时, 在套管的表层会发生超声波的折射和反射现象, 超声波的折射和反射规律和光的折射反射规律一致, 当超声波折射到套管内部时, 就会在套管内壁和外壁之间来回的反射。套管内部如果出现裂纹和孔隙, 这些裂纹和孔隙可以作为一个新的波源, 波源反射的超声波将会被超声波接受探头接受。如果套管内部没有损坏, 探头则接收不到相应的反射波。通过对探头接受到的回波信号分析, 可以确定套管内部损坏程度的大小。横向超声波探伤技术, 主要用来探伤套管的横向损坏, 通过将探头对准套管的中心, 在套管的上部以一定的角度, 利用超声波发射探头向套管表面发射超声波, 超声波会在套管内外壁之间来回的反射, 通过对每个点发射波信号的强弱分析, 就可以判断出该位置套管是否发生损坏。同时还可以确定在横向方向上套管内部损坏程度的大小。纵向超声波探伤技术主要是用来探测套管内部圆周方向的套管损伤, 该方法在套管圆周截面上, 超声波探头和套管截面存在一定的角度, 超声波发射探头在套管的上部发射超声波, 超声波会在套管截面方向上, 在套管的内外壁之间来回的反射, 由于截面形状因素的限制, 探头发射的超声波会被探头接受一部分, 其余大部分还是入射到套管内部中。接触式超声波套管探伤技术主要指的是将测量探头直接和套管接触, 这种方式可以保证探头和套管良好的连接, 在探头的设计中要保证探头和套管的良好接触, 需要根据套管的曲率半径来设计相应曲率半径的探头, 从而保证探头和套管表面良好的耦合, 同时在套管和探头之间要涂抹相应的超声波耦合剂。这种探头和套管直接接触的方式, 超声波的能量损失小, 因此监测的范围相对大一些。但是该方法在操作的过程中, 受到人为操作方式限制, 超声波入射套管方式差别较大, 造成了套管内超声波各种波形的混杂, 从而降低了超声波探伤的精度。套管的半径越小, 这种现象越明显, 因此该类型的探伤方法不适合小直径的套管探伤。水浸法超声波探测技术的探头和套管不直接接触, 而是利用水作为套管和探头的耦合剂, 在探测的过程中, 将套管浸到水中。该技术可以避免探头和套管的直接接触, 从而有效的减少了探头的损坏, 同时该方法可以使用大功率的超声波探头, 而且适用于套管的自动化探伤, 极大的减少了套管探伤的时间, 提高了探伤的效率。该方法采用的耦合剂为水, 不需要特殊的耦合剂, 使用成本低, 因此得到了广泛的应用。但是由于该方法探头和套管不直接接触, 超声波在水中传播时会损耗一定的能量, 到达套管的超声波能量不是很高, 该技术超声波探头检测的范围要相对的小一些, 为了能够保证超声波探伤能够完全的监测整个套管表面, 需要将套管不断的旋转, 该方法的使用需要配备相应的机械设备。局部水浸超声探测探伤技术指的是将待监测的套管一部分放入到水中, 再把超声波探头放到水中或者部分放到水中, 这种方式可以节约大量的水资源, 而且在探伤的过程中, 套管放到水中的时间较短, 减少了套管在水中的浸泡时间。这种方式也是利用水作为耦合剂, 超声波在水中传输时能量会衰减, 所以该方法也不能一次完全的将套管整个表面检查完, 需要一定的机械装置来辅助移动和转动套管。
2. 新型套管超声探伤复合探头技术研究
在套管超声波探伤的过程中, 套管的探伤速率是探头设计的重要参数, 在利用自动套管超声探伤技术中, 通常情况下采用的是螺旋式前进方式, 通过研究可以得到, 探头的探伤速度和探伤的螺旋间距以及探头的检测范围有关, 在探伤的过程中, 探头在横向上的探伤面积和纵向的探伤面积不同, 探头在横向上的监测面积要比纵向上的监测面积要大, 在本设计中探头的横向监测范围为纵向的监测范围的两倍, 这样可以提高套管超声探伤的效率。超声波探头的探测范围和探头的形状也有很大关系, 我们改变了探头晶片的参数, 提高了探头的探测范围, 将现有的探头晶片分成的两部分, 将其对称的放置。套管超声探伤探头的频率和套管的组成、制造工艺、探头结构参数等有关, 因此需要综合考虑影响探头频率的各种因素。在使用焦点探头时, 探头的频率增加, 会导致超声波束焦距的减小, 这样可以提高薄壁套管的检测精度, 对于厚壁的套管探测的精度要相对降低。而且当探头的焦距减小时, 探伤的速度也会相应的减小。因此不能盲目的增加超声波探伤探头的频率, 要根据实际条件确定合适的探头频率, 本设计采用的探头频率为四兆赫兹。超声波在入射到套管表面时, 一部分的超声波会反射到水中, 另外一部分的超声波会折射到套管中, 当超声波以不同的角度入射时, 折射后套管中的折射波也不同, 通过实验可以得到当超声波的折射角为四十度时, 超声波的透射能量最高, 因此选择该角度相对应的入射角为
20°。
3 结束语
油田套管的探伤是保证套管质量, 减少油气生产事故的有效途径, 因此需要加强油田套管超声探伤技术研究, 文章研究了套管超声探伤技术的原理方法, 并且提出了一种新型的超声波探伤探头技术, 确定了该套管超声探头的关键参数。通过研究提高了油田套管探伤的精度, 对于促进油田的安全稳定生产具有一定的意义。
摘要：在石油开采过程中, 需要用到大量的套管, 套管是油井生产重要材料。近年来随着油田油井数量的增多, 使用套管数量也在不断的增加。油田套管的质量缺陷会影响到油田的正常生产, 严重的会给油田带来巨大的经济损失。文中通过调研分析, 研究了套管超声波探伤的原理方法, 并且研究了一种新型的超声波复合探头技术。通过研究对于提高油田套管的探伤质量具有重要的意义。
关键词：油田,套管,超声波,探伤,探头,精度
参考文献
[1]沈里亚.超声波探伤原理及其应取[M].北京:机械工业出版社, 1982.
建筑钢结构超声波探伤研究 篇8
近现代建筑技术在设计、制造和安装等技术方面都达到了较高水平, 建筑结构不断地向自重轻、可靠性高的方向发展。钢结构在现代化建筑的建设中使用率日益增高, 全国各地已建造许多大规模而且结构复杂的钢结构, 尤其频繁应用于厂房建设和设备安装。焊接在钢结构连接中用得最多, 其施工质量对钢结构的建成质量有巨大的直接影响。在项目建设过程中, 常采用超声波无损探伤技术检验焊缝质量, 以确保钢结构的建成质量。
一、超声波探伤技术
利用超声波经过焊缝结构的不同介质产生的反射, 遇到缺陷和构件底面时就分别发生反射波束, 在超声波探伤仪显示屏上形成了脉冲波型, 根据显示屏上脉冲波型的位置和波幅高度来判断缺陷位置和指示长度。现在普遍用的是数字式超声波探伤仪, 一般可进行数据采集、计算、记录和判别, 可自动设置灵敏度。因此, 操作简捷、探测效率高、可高空操作, 适用于检测建筑钢结构各种焊缝结构质量。超声波探伤技术依据超声波探头的K值大小和类型、标准试块表面粗糙度、焊缝探伤面宽度以及校准仪器的综合性能的标准数据进行检测, 查看回波曲线的特征, 确定焊缝内部缺陷的类型。
1. 检测要求
(1) 探伤检测人员必须掌握超声波探伤的基础技术, 具有足够的焊缝超声波探伤经验, 并掌握一定的材料、焊接基础知识。检测人员只有考取相关的资格证书, 才能从事相应的检验工作。
(2) 根据建筑钢结构的构件形状、焊接技术, 产生的缺陷部位的可能性、缺陷延展方向的可能性和验收焊缝等级要求等选择探测面。
(3) 注重选择探头频率和K值, 根据探头频率和构件厚度分析构件衰减度和穿透力。对高频率探头、大衰减度和差穿透力的构件, 超声波探伤不适用于检测其焊缝。因为频率高探头具有大区场度的近场和较大的衰减, 不利于超声波探伤。但频率和分辨率都很高的构件, 在可穿透的条件下, 频率愈高愈便于探测。在超声波探伤实际进行中, 必须全面分析各种因素, 合理选择探头的频率。但选择的探头频率一定要保证探伤灵敏度, 所以应尽量选择频率较低的探头。一般地, 钢结构焊缝超声波探伤检测选择使用2~5 MHz探头, 薄壁构件和钢网架杆件两种钢结构的焊缝选用5 MHz的探头。
探头角度必须根据材料的厚度、焊缝坡口类型和估测的缺陷种类来选择。建筑钢结构的板厚比较小, 一般使用K2.0或K2.5探头;钢网架杆件的板材的壁比较浅薄, 适宜使用K3探头。
(4) 耦合剂的透声性必须良好且流动性要适宜, 不应对材料和人体有损伤作用。为了容易使用和清理, 最好使用普通的浆糊。
2. 探测焊缝内部缺陷
(1) 对接焊缝探伤
1) 初探
检验前, 探伤人员应了解受检工件的材质、结构、厚度、焊接方法、焊接种类、坡口形式、焊缝余高、沟槽等情况。调好DAC曲线, 提高探伤灵敏度4~6 dB, 使评定线高于示波屏高度20%以上, 调好补偿增益到4 dB, 用锯齿型、平行、斜平行扫查焊缝。在斜探头扫查焊缝时, 注意显示屏上的回波信号。在焊缝上标记波幅超过评定线的回波位置, 定量缺陷。
锯齿型扫查极易探测焊缝的常见缺陷, 特别是纵向缺陷和斜纵向缺陷, 是斜探头检测焊缝的基本方法。受焊缝熔合区热影响, 熔合区中极易出现横向或斜横向缺陷, 必须使用平行和斜平行扫查进行探测。平行扫查适用于磨平余高的焊缝, 斜平行扫查适用于有余高的焊缝。平行扫查是使探头沿焊缝方向平行扫查;斜平行扫查要把探头放在焊缝余高的两侧, 前端面倾斜朝向焊缝, 中心轴线和焊缝呈10°~20°的夹角, 沿焊缝边缘进行两个方向扫查。对电渣焊缝还应增加与焊缝中心线成45°的斜向扫查。以上三种扫查方法是斜探头探测对接焊缝的基本方法, 必须相互结合和补充。三种方法的扫查速度都应在150 mm/s以下, 而且相邻两次探头移动间隔至少保证探头宽度10%能重叠, 以便能最大限度探测到缺陷。
2) 精探的扫查方法和初探雷同, 不同的是扫查速度较慢。精探仔细探测初探标记的曲波, 探测缺陷真正的最高回波, 并记录位置和指示长度。精探时, 综合前后、左右、转角、环绕等四种基本探测方式, 针对目标缺陷, 精探分为三个步骤。
(1) 探测目标缺陷最大回波, 确定回波的位置
初查能采用较高的灵敏度探测缺陷, 精探定回波区位, 判定回波在DAC曲线上Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的区位, 通常不记录和评定Ⅰ区以下的缺陷。超过评定线的信号, 应注意其是否具有裂纹等危害性缺陷特征。如有怀疑时, 应采取改变探头角度、增加探伤面、观测动态波型、结合结构工艺特征作判定。
(2) Ⅱ、Ⅲ区的回波要明确目标缺陷的定位, 排除伪缺陷
根据示波屏上最高回波的水平和垂直距离来确定目标缺陷的实际位置, 作出水平位置在检测区内与外的定论。若水平位置在检测区之外, 则目标缺陷为伪缺陷, 排除;若水平位置在检测区之内, 则可以初步判定为缺陷。根据垂直距离, 利用K值判定回波实际深度和水平距离。
(3) 缺陷的定量和记录
位于Ⅱ区或Ⅱ区以上的反射波只有一个波峰高点的缺陷, 采用降低6dB相对灵敏度法测长。如反射波峰值起伏变化, 有多个高点, 则以缺陷两端反射波极大值之间探头的移动长度确定为缺陷指示长度, 即端点峰值法。
(2) T型焊缝的探伤
T型焊接接头的坡口形式可分为单边V型和双单边V型 (即K型) , 采用埋弧自动焊技术, 14 mm厚度以下的焊接接头也可能不开坡口。用配合间隙代替, 即Ⅰ型坡口。检验T型焊缝除平板对接接头探伤外, 还要优先使用小晶片频率高的大K值探头进行如下探测方式:1) 采用斜探头在腹板一端利用前两次波探伤;2) 在翼板外侧沿焊缝采用直探头探伤;3) 采用斜探头在翼板外侧利用一次波探伤;4) 利用二次波在翼板内侧采用K 1斜探头探伤。T型焊缝大部分缺陷如气孔、夹渣、未焊透裂纹、未熔合裂纹、纵向裂纹或、斜纵向裂纹等都能极易探测出来。偶尔由于角度问题, 漏检部分未焊透至根部。
第二种方式探测未焊透、气孔、夹渣、平行或斜平行的翼板裂纹和未熔合缺陷的灵敏度很高。探测前调好距离波幅曲线和灵敏度, 测定、标记焊缝的位置, 辨别缺陷波、底波和焊缝外轮廓回波。钢结构构件板材较薄, 推荐选择频率2.5 MH z的双晶直探头。第三种探测方式定位非常方便, 探测灵敏度也很高, 适用于探测纵向缺陷和横向缺陷, 但外侧无法看到焊缝。探测前也要测定、标出焊缝的具体位置, 而且要避免焊缝外轮廓端角反射波的影响。第四种探测方式适用于检测坡口的未熔合和辅助其他探测方式, 便于进行正确综合判定。
T型接头结构和焊接形式很特殊, 不能采用统一的探伤程序。根据不同的坡口形式、焊接技术、缺陷类型、母材材质、板厚匹配、验收级别等组合不同的探测方法进行探伤。同时, 选择检测面和探头要考虑各种缺陷出现的可能性, 使声束垂直于焊接接头的主要缺陷。
二、识别评定
斜探头用于翼板外侧探伤, 沿焊缝两侧垂直方向扫查。焊角的反射波异常强烈, 但不一定存在焊缝内部缺陷。如果翼板外侧探伤探测到焊缝存在内部缺陷, 缺陷波出现的位置应是焊角反射波的前面。
T型焊缝使用直探头探伤, 要区分底波与层状撕裂、未焊透的回波。像层状撕裂, 钢结构中出现的机率小。只有比较厚的板T型焊缝才会出现, 因为低合金钢和低碳钢具有良好可焊性, 不易被撕裂破坏。底波比较稳定, 探测时移动探头不会剧烈变化。层状撕裂和未焊透由于不规则倾斜角度, 波形幅度剧烈变化, 移动探头位置也会随之移动。
三、缺陷评定
超声波探伤不会准确探出缺陷的性质和类型, 缺陷的性质特征和类型应根据缺陷回波的特征来确定。采用特定的探头在一个或多个声束方向进行转动、环绕、前后、左右等多种扫查方式, 寻找和观察回波的包络线和波形动态的规律。根据焊接技术、焊接接头结构、缺陷位置等特点, 尽可能准确地判断缺陷性质特征和类型, 用以综合评定单个或全部缺陷。
四、结语
超声波探伤常用于建筑各种钢结构各种焊缝内部探查的无损探测, 结合钢结构的制造技术, 运用不同检测组合的方法、技术和识别评定, 探测钢结构焊缝中各种内部缺陷。必要时采取相应的返修措施, 在保证各构件焊缝质量的基础上确保建筑物钢结构的整体质量。
摘要：建筑钢结构的构件需焊接制作才能完成, 焊缝的质量是直接影响构件质量的主要因素。超声波探伤是比较广泛使用的无损检测技术, 主要适用于探测钢结构焊缝内部缺陷。本文就对此问题进行了探讨, 以确保钢结构建设的质量。
关键词：建筑钢结构,超声波探伤
参考文献
[1]邹冰.建筑钢结构无损检测的质量控制[J].江西建材, 2011 (12) .
[2]蒋舟.超声波探伤在建筑钢结构焊缝检测中的应用[J].中华民居, 2011 (09) .
铸钢轮带的超声波探伤缺陷分析 篇9
关键词：超声波探伤,铸钢轮带,缺陷
0前言
回转窑是水泥厂的核心和关键设备, 轮带是回转窑最重要的大型支撑部件, 对回转窑的稳定运行起着非常关键的作用。轮带一般是体积大, 重量重的铸钢件, 技术要求高, 日常维护困难, 工作条件相当恶略, 且更换轮带周期长、难度大。所以在前期制造过程中, 如不能准确发现其内部缺陷并清除, 可能会在水泥厂正常生产中带来非常严重的影响和巨大的经济损失。因此, 对轮带内部质量的有效控制, 延长其使用寿命, 对回转窑长期运行具有很重要的实际意义。
1 超声波检测方法、原理
超声波检测方法是目前应用最广泛的无损检测方法之一。因该种无损检测技术检验成本低、检测速度较快、设备轻便, 可用于现场检测、灵敏度高、对缺陷定位准确等特性而被广泛应用于金属制品内部质量的检测。
超声波是一种频率大于20KHz的高频率机械波, 在实际应用中, 利用电脉冲激励超声探头的压电晶片, 使其产生机械振动, 这种振动在与其接触的介质中传播, 形成超声波。利用超声波在被检材料内传播过程中遇到声阻抗不同的异质界面时, 会产生反射、折射、散射和能量衰减的特性, 根据反射波在检测仪器的荧光屏上显示的位置、波幅高低及波形变换来对缺陷进行大小、位置定量的方法。
2 铸钢件轮带铸常见缺陷及波形分析
铸钢件轮带是将金属熔化直接填充在静止铸型中, 液体金属通过冷却, 凝固成型后得到的零件。产生的缺陷种类和形状复杂, 主要缺陷类型有孔洞类 (气孔、疏松、缩松、缩孔) 、裂纹冷隔类 (冷裂、热裂、冷隔和热处理裂纹) 、组织不均 (粗晶) 等。
2.1 孔洞类
2.1.1 气孔
缺陷波形尖锐、陡峭、波根清晰, 当探头移动时, 单个气孔及针状气孔的缺陷波很快消失, 底波几乎无损失。线状气孔、密集气孔则连续不断地出现缺陷波, 底波有损失, 随着严重程度底波可能会全部消失。 (图1)
2.1.2 疏松
铸件中的疏松对声波有明显的吸收和散射作用, 缺陷回波以杂波、草状波显示, 常使底波反射次数明显减少, (图2)
2.1.3 缩孔
缺陷波反射强烈, 当量大, 波底宽大, 成束状, 在主缺陷波附近常伴有小缺陷波, 对底波影响大。 (图3)
2.2 裂纹
当波束与裂纹垂直时, 缺陷波形明显、尖锐、波峰陡峭, 起波迅速, 消失也迅速;缺陷有一定延伸长度, 探头沿裂纹平行移动时, 波形在荧光屏上的位置随裂纹方向、曲折程度而变, 探头移动到一定距离后, 才逐渐减幅, 直至消失。 (图4) 。
2.3 粗晶
通常在一次底波前呈密集草状波显示, 缺陷波模糊不清, 波与波之间难于分辨。换用较低频率探头检测, 底波次数明显增多或恢复正常, 草状波幅度降低。 (图5)
3 结束语
缺陷性质不同, 其危害程度不同, 利用超声波检测方法对铸钢件轮带中常见缺陷波形分析, 能准确对缺陷进行定位、定量, 若经验丰富也能对缺陷定性, 对缺陷的处理起很重要指导作用, 从而提高轮带的使用寿命, 降低回转窑安全事故发生的概率。也可帮助铸造工艺的改进, 有效降低制造成本。
参考文献
超声波探伤中裂纹的定性分析 篇10
一、检测工艺
首先, 合理的检测工艺直接决定了检测项目能否顺利进行。标准中对裂纹类缺陷分别作规定并不是重复定义, 主要是强调了裂纹类缺陷的危险性, 需要在探伤过程中重点排除和留心观察。其次, 由于大多数裂纹类缺陷反射信号较大, 通常在探伤灵敏度下可以发现。但由于其具有一定的倾向性, 所以在扫查时需要特别注意方向角度及部位的覆盖, 防止漏检。此外, 对可疑部位有把握确认是危害缺陷如裂纹时, 可以运用标准中的规定予以判废, 但要慎重。在正常超声探伤作业中, 注意不低于规定的基准探伤灵敏度 (包括表面耦合及材质衰减、侧壁干扰等) , 掌握好标准中规定的扫查方向及区域覆盖等。
由于受波长的限制, 对于尺寸较小的裂纹用超声的方法检测是无法检出的, 因此, 不能仅凭超声检测合格, 就认为该焊缝 (构件、工件) 没有裂纹等危害性缺陷了。这个问题应该属于超声检测方法的测量不确定度的范畴, 磁记忆技术的出现为其提供了较为有效的解决途径。通过检出应力集中 (产生裂纹的主要因素) 较为严重的部位, 再辅以其他手段 (金相等) 的分析, 就可以判断出该焊缝 (构件、工件) 是否有产生裂纹的倾向, 从而避免失效事故的发生。
二、加工工艺分析
工件内所形成的各种缺陷与加工工艺密切相关。例如, 焊接过程中可能产生气孔、夹渣、未熔合、未焊透和裂纹等缺陷;铸造过程中可能产生气孔、缩孔、疏松和裂纹等缺陷;锻造过程中可能产生夹层、折叠、白点和裂纹等缺陷。下面, 笔者主要针对焊接件进行分析。
在焊接过程中, 裂纹是最严重的一种工艺缺陷。导致焊接接头金属开裂的因素主要有两类, 即冶金因素和力学因素。在焊接过程中, 由于不平衡的快速加热和快速冷却, 焊接接头承受了热循环的作用, 在接头的不同区域, 加热峰值温度不同, 冷却速度也不同, 这样就产生了不均匀的组织区域。此外, 由于热应变的不均匀, 不同区域间会产生不同的应力关系。在这些因素的作用下, 整个焊接接头金属处于复杂的应力应变状态。内在的热应力, 与外加的约束应力, 以及应力集中相叠加, 构成了导致焊接金属开裂的力学条件。
在进行缺陷定性时, 必须掌握整个施焊的工艺, 熟悉焊接材料的基本特性。比如, 碳钢不易产生裂纹, 而高合金如P91、P92就很容易产生裂纹, 特别是在点口处, 在检测这类焊缝时就需要特别谨慎, 如果在容易产生裂纹的位置产生了回波, 即使是回波很小, 也必须引起重视, 有可能就是裂纹。如果条件允许, 最好进行对比试块, 反复操作, 从而把握其中的技巧。
三、被检件工作环境分析
有些工件被长期使用, 在承受交变负荷作用时会产生疲劳开裂, 这种裂纹一般产生在表面及近表面, 裂纹中间粗、两头细。有些工件在热处理不当时, 如加热温度过高或冷却过于激烈, 也会由于应力引起裂纹, 这种裂纹一般在开槽、键孔或截面突变的部位产生。有些工件在与化学物质接触时, 酸与金属发生反应, 所析出的氢原子致使钢中渗氢, 使钢脆化而产生裂纹。在对这些类型裂纹进行超声波检验时, 要预先对裂纹可能产生的面进行分析, 正确选择产生波的检测面。
四、缺陷波形分析
超声波的波形分为静态波形和动态波形。静态波形通常是指在最大波高处的静止波形, 实际反映的是缺陷反射界面的性质。动态波形是指沿缺陷的长度方向移动探头时, 波峰的变化情况, 反映的是缺陷的长度和是否连续。静态波形和动态波形结合起来也只能反映缺陷的一部分信息, 并不能全面反映缺陷。
超声波判定裂缝缺陷波形最主要的依据有:一是裂缝的形状, 裂缝在长度方向有直的、有弯曲的, 但是在长度方向的某一点处的高度方向上, 从裂缝顶端到裂缝底端是一条直线, 这是超声波判定裂缝的主要依据之一。二是裂纹的缺陷波的包络线较宽, 而且在包络线的前方有一个尖角的突起, 该现象是裂纹的尖端产生的尖角衍射造成的。三是不要看反射波波幅的高低, 只要反射波跟着探头在移动, 就是再低的反射波也不能放过。
五、检测者
作为一名合格的探伤人员, 在日常工作中必须从以下几点来提高自己的检测水平。
1. 工作中要有自信心和耐心。
2. 要选择多个探头检测, 反复琢磨。
3. 多积累经验, 多思考, 多采用其他方法验证 (如采用射线、
解剖后做低倍金相、高倍电镜、了解加工及焊接工艺等) , 才有可能做好一些定性判断。
4. 超声波检测或射线检测只能作为参考, 不能一味相信其中一种。
5. 宜采用具有较高探伤灵敏度的仪器, 避免漏判。发现疑难缺陷波, 最好由多人商量后确定。