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特種設(shè)備無(wú)損檢測(cè)相關(guān)知識(shí)2010年3月長(zhǎng)春,第九章超聲波檢測(cè)基礎(chǔ)知識(shí),第九章、超聲檢測(cè),一、超聲波的性質(zhì)1、聲波次聲波超聲波聲波、次聲波、超聲波都是機(jī)械波，有聲速、頻率、波長(zhǎng)、聲壓、聲強(qiáng)等參數(shù)，在界面也會(huì)發(fā)生反射、折射。我們能夠聽(tīng)到聲音是因?yàn)槁暡▊鞯搅宋覀兊亩鷥?nèi)，聲波的頻率在20HZ～20000HZ，頻率低于或超過(guò)上述范圍時(shí)人們無(wú)法聽(tīng)到聲音，頻率低于20HZ的聲波稱(chēng)為次聲波，頻率超過(guò)20000HZ的聲波稱(chēng)為超聲波。,工業(yè)探傷上常用的超聲波范圍是：0.5～20MHz;其中金屬探傷最常用的頻率是：1～5MHz；探水泥構(gòu)建用的頻率是：120㎜，用兩種K值在工件的雙面雙側(cè)檢測(cè)，兩種K值的探頭折射角相差不小于100；應(yīng)進(jìn)行橫向缺陷的檢測(cè)。焊縫余高要磨平。,六、超聲波探傷工藝,C級(jí)要求：采用C級(jí)檢測(cè)時(shí)應(yīng)將焊縫余高磨平，探頭掃查經(jīng)過(guò)區(qū)要用直探頭檢測(cè)；母材厚度為8～46㎜，一般用兩種K值探頭在在工件的單面雙側(cè)進(jìn)行檢測(cè)，兩探頭的折射角相差不小于100，其中一個(gè)為450母材厚度為46～400㎜，一般用兩種K值探頭在在工件的雙面雙側(cè)進(jìn)行檢測(cè)，兩探頭的折射角相差不小于100，對(duì)單側(cè)坡口角度小于50的窄間隙焊縫，增加對(duì)與坡口表面平行缺陷的有效方法；應(yīng)進(jìn)行橫向缺陷的檢測(cè)，檢測(cè)時(shí)將探頭放在焊縫及熱影響區(qū)上作兩個(gè)方向的平行掃查。,六、超聲波探傷工藝,檢測(cè)區(qū)檢測(cè)區(qū)的寬度為焊縫本身，再加上焊縫兩側(cè)各相當(dāng)于母材厚度的30%的區(qū)域，這個(gè)區(qū)域最小為5㎜，最大為10㎜探頭移動(dòng)區(qū)寬度a一次反射法檢測(cè)時(shí)探頭移動(dòng)應(yīng)大于或等于1.25P,P=2KT,,,,,,,檢測(cè)面,位置1,位置2,,,,,,,檢測(cè)區(qū),,,六、超聲波探傷工藝,b直射法檢測(cè)時(shí)探頭的移動(dòng)區(qū)應(yīng)大于或等于0.75PP=2KT。,,,,,,,,檢測(cè)面,位置2,,,,,,檢測(cè)區(qū),,,,,,位置1,,,,（2）工件表面準(zhǔn)備探頭移動(dòng)區(qū)應(yīng)清除焊接飛濺、鐵屑、油污及其他雜質(zhì)，檢測(cè)表面平整，便于探頭的掃查其表面的粗糙度Ra小于6.3μm,六、超聲波探傷工藝,（3）儀器的調(diào)試（a）時(shí)間掃描線（深度、水平）儀器上時(shí)間掃描線可以按反射體的深度調(diào)試，這時(shí)顯示的刻度值即為缺陷深度。也可按水平距離調(diào)試這時(shí)顯示的值為探頭入射點(diǎn)至缺陷的水平距離。,,,六）超聲波探傷工藝,(b)靈敏度調(diào)試（試塊法、工件大平底法、當(dāng)量計(jì)算法）按標(biāo)準(zhǔn)要求，選用一定形狀、大小的規(guī)則反射體，深度與工件厚度相當(dāng)，使反射體的波高到一定高度，如80%顯示屏。當(dāng)工件厚度大于三倍的近場(chǎng)區(qū)長(zhǎng)度時(shí)，聲波衰可按理論計(jì)算，計(jì)算工件底面與人工反射體的差異，調(diào)節(jié)靈敏度。利用通用的規(guī)一化處理過(guò)的曲線來(lái)調(diào)節(jié)靈敏度。,六）超聲波探傷工藝其特征量,2、缺陷大小測(cè)量A當(dāng)量法（比較、計(jì)算）探傷中發(fā)現(xiàn)缺陷后，測(cè)量其波高與試塊上同聲程的規(guī)則反射體波高相同，規(guī)則反射體的大小即為該缺陷的當(dāng)量大小。如果聲程大于三倍近場(chǎng)區(qū)長(zhǎng)度可用公式計(jì)算缺陷當(dāng)量大小。當(dāng)量法一般用于缺陷小于聲束截面時(shí)使用，大于聲束截面時(shí)用測(cè)長(zhǎng)法。,六、超聲波探傷工藝,B測(cè)長(zhǎng)法（半波高度法端點(diǎn)半波高度法）當(dāng)缺陷的尺寸大于聲束截面時(shí)，探頭移動(dòng)，當(dāng)缺陷波高降至一半時(shí)，認(rèn)為聲束中心是指向缺陷的邊緣。當(dāng)缺陷波不是一個(gè)最高點(diǎn)時(shí)，將缺陷波邊緣某高度的的波下降一半時(shí)，探頭位置為缺陷邊緣。C底波高度法用缺陷波的高度與工件完好處的底波或與缺陷處底波進(jìn)行比較。,,,,,,,,,,,,,,,,六、超聲波探傷工藝,3、非缺陷信號(hào)的識(shí)別A工件側(cè)壁回波縱波檢測(cè)細(xì)長(zhǎng)工件時(shí),由于擴(kuò)散波束在側(cè)壁產(chǎn)生波型轉(zhuǎn)換,由縱波轉(zhuǎn)換為橫波,此橫波在另一面又轉(zhuǎn)換為縱波,最后經(jīng)底面反射回到探頭。,,T,六、超聲波探傷工藝,B三角回波縱波徑向探測(cè)實(shí)心圓柱體時(shí)，探頭平面與柱面接觸面積小，使波束擴(kuò)散角增加，擴(kuò)散聲束會(huì)在圓柱在上形成三角反射路徑,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,B1,B2,d,1.3d,1.67d,2d,六）超聲波探傷工藝,C焊角回波焊縫余高過(guò)高時(shí)會(huì)在余高處反射和波型轉(zhuǎn)換。有時(shí)呈山形回波，可以根據(jù)山形回波的出現(xiàn)判斷焊縫中無(wú)大缺陷。,,,,,,,,,,,,,①,②,③,,,,,,,,,,,,①,②,③,,,,六、超聲波探傷工藝,4、掃查方式A以規(guī)定的掃查靈敏度（基準(zhǔn)靈敏度）先進(jìn)行掃查粗探傷，再以定量靈敏度對(duì)缺陷進(jìn)行定量、定級(jí)、定位。B為檢測(cè)縱向缺陷，斜探頭應(yīng)垂直于焊縫中心線放置在檢測(cè)面上，作鋸齒型掃查。探頭前后移動(dòng)的范圍應(yīng)保證掃查到全部焊接接頭截面，在保持探頭垂直焊縫作前后移動(dòng)的同時(shí)，還應(yīng)作10～15的左右轉(zhuǎn)動(dòng)。,六、超聲波探傷工藝,C基本掃查方式為觀察缺陷動(dòng)態(tài)波形和區(qū)分缺陷信號(hào)或偽缺陷信號(hào)，確定缺陷的位置、方向和形狀，可采用前后、左右、轉(zhuǎn)角、環(huán)繞等四種探頭基本掃查方式。D掃查覆蓋率為確保檢測(cè)時(shí)超聲聲束能掃查到工件的整個(gè)被檢區(qū)域，探頭的每次掃查覆蓋率應(yīng)大于探頭直徑的15%。E探頭的移動(dòng)速度探頭的掃查速度不應(yīng)超過(guò)150mm/s。當(dāng)采用自動(dòng)報(bào)警裝置掃查時(shí)，不受此限,,小結(jié)：超聲波檢測(cè)的特點(diǎn)1面積型缺陷檢出率高，體積型缺陷檢出率低2適合較大厚度工件的檢驗(yàn)3材質(zhì)晶粒度對(duì)檢測(cè)結(jié)果有影響,