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超声波探伤仪的相关专业知识
[ 2012/10/11 8:30:45 ] [转载请注明来源:就是要仪器网]

运用超声检测的方法来检测的仪器称之为超声波探伤仪。它的原理是:超声波在被检测材料中传播时,材料的声学特性和内部组织的变化对超声波的传播产生一定的影响,通过对超声波受影响程度和状况的探测了解材料性能和结构变化的技术称为超声检测。超声检测方法通常有穿透法、脉冲反射法、串列法等

超声波探伤是利用超声能透入金属材料的深处,并由一截面进入另一截面时,在界面边缘发生反射的特点来检查零件缺陷的一种方法,当超声波束自零件表面由探头通至金属内部,遇到缺陷与零件底面时就分别发生反射波来,在荧光屏上形成脉冲波形,根据这些脉冲波形来判断缺陷位置和大小。

利用材料及其缺陷的声学性能差异对超声波传播的影响来检验材料内部缺陷的无损检验方法。现在广泛采用的是观测声脉冲在材料中反射情况的超声脉冲反射法,此外还有观测穿过材料后的入射声波振幅变化的穿透法等。常用的频率在0.55MHz之间。

常用的检验仪器为 A型显示脉冲反射式超声波探伤仪。根据仪器示波屏上反射信号的有无、反射信号和入射信号的时间间隔、反射信号的高度,可确定反射面的有无、其所在位置及相对大小。仪器的基本结构和原理见图1

超声波在介质中传播时有多种波型,检验中最常用的为纵波、横波、表面波和板波。用纵波可探测金属铸锭、坯料、中厚板、大型锻件和形状比较简单的制件中所存在的夹杂物、裂缝、缩管、白点、分层等缺陷;用横波可探测管材中的周向和轴向裂缝、划伤、焊缝中的气孔、夹渣、裂缝、未焊透等缺陷;用表面波可探测形状简单的制件上的表面缺陷;用板波可探测薄板中的缺陷。

A型探伤仪的基础上发展而成的 B型、C型探伤仪,可得到不同方向反射面的信号,也可将B型、C型显示组合以得到材料的内部反射面的三维显示图。

上述各种探伤仪均利用脉冲电信号激励压电换能器发射超声波,但也可用涡流声换能器来检验导电材料。这种换能器的换能过程在被探伤件表面进行,无须与材料接触,也不需要耦合剂,就可检验表面粗糙和温度高至500℃以上的金属材料,在冶金工业中应用较多。

超声波在材料中传播,由于吸收和散射等,强度会衰减,因此测量在诸如真空自耗炉中熔炼的合金材料中的衰减,有可能无损地了解材料组织均匀性的情况。

脉冲反射式超声波法同其他无损检验方法相比

主要优点是:

穿透能力强,探测深度可达数米;

灵敏度高,可发现与直径约十分之几毫米的空气隙反射能力相当的反射体;

在确定内部反射体的位向、大小、形状及性质等方面较为准确;

仅须从一面接近被检验的物体;

可立即提供缺陷检验结果;

操作安全,设备轻便。

主要缺点是:

要由有经验的人员谨慎操作;

对粗糙、形状不规则、小、薄或非均质材料难以检查;

对所发现缺陷作十分准确的定性、定量表征仍有困难。

 

什么是无损探伤

无损探伤是在不损坏工件或原材料工作状态的前提下,对被检验部件的表面和内部质量进行检查的一种测试手段。

无损检测:Nondestructive Testing(缩写 NDT) 

常用的探伤方法有哪些? 

无损检测方法很多据美国国家宇航局调研分析,认为可分为六大类约70余种。但在实际应用中比较常见的有以下几种:

常规无损检测方法有:

-超声检测 Ultrasonic Testing(缩写 UT) 

-射线检测 Radiographic Testing(缩写 RT) 

-磁粉检测 Magnetic particle Testing(缩写 MT) 

-渗透检验 Penetrant Testing (缩写 PT) 

-涡流检测Eddy current Testing(缩写 ET) 

非常规无损检测技术有: 

-声发射Acoustic Emission(缩写 AE) 

-泄漏检测Leak Testing(缩写 UT) 

-光全息照相Optical Holography 

-红外热成象Infrared Thermography 

超声波探伤专用名词解释

1. 脉冲幅度:脉冲信号的电压幅值。当采用A 型显示时,通常为时基线到脉冲峰顶的高度。

2. 脉冲长度:以时间或周期数值表示的脉冲持续时间。

3. 分贝:两个振幅或者强度比的对数表示。

4. 声阻抗:声波的声压与质点振动速度之比,通常用介质的密度p和速度c 的乘积表示。

5. 声阻抗匹配:声阻抗相当的两介质间的耦合。

6. 衰减:超声波在介质中传播时,随着传播距离的增大,声压逐渐减弱的现象。

7.总衰减:任何形状的超声束,其特定波形的声压随传播距离的增大,由于散射、吸收和声束扩散等共同引起的减弱。

8.衰减系数:超声波在介质中传播时,因材质散射在单位距离内声压的损失,通常以每厘米分贝表示。

9.缺陷:尺寸、形状、取向、位置或性质对工件的有效使用会造成损害,或不满足规定验收标准要求的不连续性。

10. A 型显示:以水平基线(X )表示距离或时间,用垂直于基线的偏转(Y)表示幅度的一种信息表示方法。

11. 发射脉冲:为了产生超声波而加到换能器上的电脉冲。

12. 时基线:A 型显示荧光屏中表示时间或距离的水平扫描线。

13. 扫描:电子束横过探伤仪荧光屏所作同一样式的重复移动。

14. 扫描范围:荧光屏时基线上能显示的最大声程。

15. 扫描速度:荧光屏上的横轴与相应声程的比值。

16. 延时扫描:在A 型或B 型显示中,使时基线的起始部分不显示出来的扫描办法。

17.水平线性:超声探伤仪荧光屏时间或距离轴上显示的信号与输入接收器的信号(通过校正的时间发生器或来自已知厚度平板的多次回波)成正比关系的程度。

18.垂直线性:超声探伤仪荧光屏时间或距离轴上显示的信号与输入接收器的信号幅度成正比关系的程度。

19.动态范围:在增益调节不变时,超声探伤仪荧光屏上能分辨的最大与最小反射面积波高之比。通常以分贝表示。

20. 脉冲重复频率:为了产生超声波,每秒内由脉冲发生器激励探头晶片的脉冲次数。

21. 检测频率:超声检测时所使用的超声波频率。通常为0.4 MHz ~15MHz

22. 回波频率:回波在时间轴上进行扩展观察所得到的峰值间隔时间的倒数。

23. 灵敏度:在超声探伤仪荧光屏上产生可辨指示的最小超声信号的一种量度。

24.灵敏度余量:超声探伤系统中,以一定电平表示的标准缺陷探测灵敏度与最大探测灵敏度之间的差值。

25.分辨力:超声探伤系统能够区分横向、纵向或深度方向相距最近的一定大小的两个相邻缺陷的能力。

26.抑制:在超声探伤仪中,为了减少或消除低幅度信号(电或材料的噪声),以突出较大信号的一种控制方法。

27. 闸门:为监控探伤信号或作进一步处理而选定一段时间范围的电子学方法。

28. 衰减器:使信号电压(声压)定量改变的装置。衰减量以分贝表示。

29. 信噪比:超声信号幅度与最大背景噪声幅度之比。通常以分贝表示。

30. 阻塞:接收器在接收到发射脉冲或强脉冲信号后的瞬间引起的灵敏度降低或失灵的现象。

31. 增益:超声探伤仪接收放大器的电压放大量的对数形式。以分贝表示。

32.距离波幅曲线(DAC):根据规定的条件,由产生回波的已知反射体的距离、探伤仪的增益和反射体的大小,三个参量绘制的一组曲线。实际探伤时,可由测得的缺陷距离和增益值,从此曲线上估算出缺陷的当量尺寸。

33. 耦合:在探头和被检件之间起传导声波的作用。

34. 试块:用于鉴定超声检测系统特性和探伤灵敏度的样件。

35.标准试块:材质、形状和尺寸均经主管机关或权威机构检定的试块。用于对超声检测装置或系统的性能测试及灵敏度调整。

36.对比试块:调整超声检测系统灵敏度或比较缺陷大小的试块。一般采用与被检材料特性相似的材料制成。

37.探头:发射或接收(或既发射又接收)超声能量的电声转换器件。该器件一般由商标、插头、外壳、背衬、压电元件、保护膜或楔块组成。

38. 直探头:进行垂直探伤用的探头,主要用于纵波探伤。

39. 斜探头:进行斜射探伤用的探头,主要用于横波探伤

 

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