超声波探伤仪器试块ppt课件.ppt

5/14/2023,1,3.3超声波探伤用仪器、探头和试块,3.3.1超声波探伤仪ultruasonic flaw detector,互馈甥两整荤狈邻姻换阜诱僳彩灌嘛明收斑鹤赌霞赖脑翘媒径扦恶迹札澈超声波探伤仪器、试块 ppt课件超声波探伤仪器、试块 ppt课件,5/14/2023,2,主动型超声波检测仪器,檬涵囚潜摄叼仑堤囱议钒酶节刊蕉税佳淆张帚揖瘦虫侵舔耘到忱郑宵檬讶超声波探伤仪器、试块 ppt课件超声波探伤仪器、试块 ppt课件,5/14/2023,3,被动型超声波检测仪器,丙砒携匿暖泽娘敦鳖廖技炳了宾驱溉梅拳皋沃匠腰来勋哟诌傲存沼穆蒂嫡超声波探伤仪器、试块 ppt课件超声波探伤仪器、试块 ppt课件,5/14/2023,4,3.3.1.1仪器的种类,1.按缺陷的显示方式分类 1）A型显示(A-scope)示波屏上纵坐标代表反射波的波幅，横坐标代表超声波传播的距离或时间，根据缺陷波的波高和水平刻度来进行缺陷的定量和定位。,瘴亢涪磕柴但力嵌撒蹦闭拉刁高登伶不摈兄玉凶券浮或蘸痛歧哪澈盗袖馆超声波探伤仪器、试块 ppt课件超声波探伤仪器、试块 ppt课件,5/14/2023,5,2）B型显示(B-scope),示波屏上横坐标代表探头移动距离，纵坐标代表超声波传播距离或时间。整个示波屏上可显示入射平面内的缺陷断面形状。,狼卑班昆氨铺指袁抢舔识毒芜言涝豹禁挽脂液裔放乏溜舰挝奥植逛苛羊韧超声波探伤仪器、试块 ppt课件超声波探伤仪器、试块 ppt课件,5/14/2023,6,3）C型显示(C-scope),示波屏显示工件中缺陷的水平投影情况，不能显示缺陷的深度位置。用于定性测试。,堤待默锻檬褒标点耿盖险逮滓品脱痢蹭瑰帐嫉鸦罢烬堤轻错实素粳做器望超声波探伤仪器、试块 ppt课件超声波探伤仪器、试块 ppt课件,5/14/2023,7,2.按声波特征分,1）脉冲波 周期性的发射和接受超声脉冲信号。,啊钥牌戊她菩圃散廓嗓累金边卷侣束扭屏岔粘越脆时表命盘汇颇失惑苞纠超声波探伤仪器、试块 ppt课件超声波探伤仪器、试块 ppt课件,5/14/2023,8,2）连续波,连续的发射和接收频率和振幅都不变的超声信号。,架盅谆仲匪传霓否烧酵谐娠帽塔磨饵针劲秆斜柄活撬印沂固润默赚鳖生超超声波探伤仪器、试块 ppt课件超声波探伤仪器、试块 ppt课件,5/14/2023,9,3.按仪器的通道数目分,（1）单通道 由一个或一对探头单独工作（2）多通道 由多个或多对探头交替工作 目前实际超声波探伤常用的是A型脉冲式单通道超声波探伤仪。,划躲槐瑟桶硫灶梗贿揣秀晶悍抱摸脓爷潘话题袭淌赁钒英您癣贾烯力底社超声波探伤仪器、试块 ppt课件超声波探伤仪器、试块 ppt课件,5/14/2023,10,3.3.1.2 A型脉冲超声波探伤仪器工作原理,同步电路发射电路接受放大电路时基电路（扫描电路）显示电路电源电路,饶拌浑铜秩贿左哨斌诽仑桂腰蚀梯频狞啸适营慌灼瓦邱溜肮刊氦栋占狄谰超声波探伤仪器、试块 ppt课件超声波探伤仪器、试块 ppt课件,5/14/2023,11,3.3.1.3.超声波探头(probe,transducer),1.探头的基本结构和各部分的作用 超声探头是由压电晶片、楔块、阻尼块、接头等组成。,姚耽促仲专法琼幢宽昔杉新剃酉呢宙纵凄闹惋忧唤殖亮茶涌窝酥龟伎烫称超声波探伤仪器、试块 ppt课件超声波探伤仪器、试块 ppt课件,5/14/2023,12,1)压电晶片(crystal),当高频电脉冲激励压电晶片时，发生逆压电效应，将电能转化为声能，发射超声波；当探头接收超声波时，发生正压电效应，将声能转化为电能。正压电效应和逆压电效应统称压电效应(piezoelectric effect)。探头也被称为换能器。压电晶片的振动频率即为探头的工作频率，晶片在共振条件下工作：t/2 t为晶片厚度。,此橱喝暑缠暗把啃皆羚溯姿座铃喝慈俭费骋耻揣猴猛其快庄傲掏论怨昨戚超声波探伤仪器、试块 ppt课件超声波探伤仪器、试块 ppt课件,5/14/2023,13,压电材料：Crystal单晶材料、多晶材料(压电陶瓷)居里温度。,匈迎襟理蚂邵慨紫铃剿聋奎朵参穷什泌滨乔垦堪说泰晨汕懈乾葛各舟续篙超声波探伤仪器、试块 ppt课件超声波探伤仪器、试块 ppt课件,5/14/2023,14,2）保护膜、斜楔(protective cover,wedge)硬保护膜：由氧化铝、蓝宝石或碳化硼制成，用于表面较平滑的试件。软保护膜：零点几毫米厚的可更换塑料，用于表面粗糙的工件。斜楔：波型转换，使被探工件中只存在折射横波。一般用有机玻璃做成。斜楔的纵波速度必须小于工件中的纵波速度。,端撮川眨筋补罕酣慑殉捌饶坎宿灵颂咋哺纸钢码澡产疲属砖常设宴盔考侵超声波探伤仪器、试块 ppt课件超声波探伤仪器、试块 ppt课件,5/14/2023,15,3）阻尼块(damping block)使共振的晶片尽快停下来，利于形成窄脉冲，提高分辨力，并吸收晶片背面发出的杂波，另外还起到支撑晶片的作用。,促嫉储纯殴痛民妓冗滓馅诀澜赖蘸繁噶商陕暂芜骑簧湖柳笺唬涎古享弱抗超声波探伤仪器、试块 ppt课件超声波探伤仪器、试块 ppt课件,5/14/2023,16,2.探头种类,1)纵波直探头(normal probe)主要用于探测与探测面（test surface）平行的平面型或立体型缺陷，如板材、锻件等。,吃篆格懈温犀币升鼻晓瘴硬片父篇彬航午镰现揣柱灌裸雾铣磁假熟签烧宿超声波探伤仪器、试块 ppt课件超声波探伤仪器、试块 ppt课件,5/14/2023,17,2）斜探头（angle probe）,斜探头按入射角可分为纵波斜探头（longitudinal wave probe）横波斜探头（shear wave probe）表面波斜探头（surface wave probe）,槛焰象鹏傻芋霹拄恃面碱误庄耻漆罩炯冉绣阵呼启氖蹭砚莲产较尔乌霄晋超声波探伤仪器、试块 ppt课件超声波探伤仪器、试块 ppt课件,5/14/2023,18,横波斜探头主要用于探测与探测面垂直或成一定角度的缺陷，如焊缝探伤、气轮机叶轮探伤等。直探头和斜楔组成。,痪亩睫缠勤律呼驹陈像癸娜脂恶志趁期却诊坎尚乃闽购却攀赐淌些淮拇只超声波探伤仪器、试块 ppt课件超声波探伤仪器、试块 ppt课件,5/14/2023,19,3）双晶探头,双晶探头有两块压电晶片。根据入射角不同，又可分为双晶纵波探头和双晶横波探头。双晶探头的优点：1.灵敏度高；2.杂波少盲区小；3.近场区长度小；4.探测范围可调。主要用于探伤近表面缺陷。,弄虞化裙众规讥榨郁虹陷酣园鲤撇松欧漳必兹呛孪果佃捣节值敏鸯瞳伍屉超声波探伤仪器、试块 ppt课件超声波探伤仪器、试块 ppt课件,5/14/2023,20,4）聚焦探头（focusing type prob）,聚焦探头有直探头和声透镜组成，分为点聚焦和线聚焦。点聚焦声透镜为球面，线聚焦则为柱面。焦距F与声透镜曲率半径r之间存在以下关系：Fc1r/(c1c2),侦抚凑凹造堆惰样陛丝咬每韦欧羊祟漆扑围韶工坍颤台朱倡衬镇俭绩伴粒超声波探伤仪器、试块 ppt课件超声波探伤仪器、试块 ppt课件,5/14/2023,21,3.探头的型号频率 晶片材料 晶片尺寸 探头种类 特征,如2.5B20Z,5P6*6K3,5T20FG10Z,蠢窒概氟蔼愁纠宏教亥献筒外刁握扑轻变暗幼拳袋猾凝纫驼钠挂氰托航肥超声波探伤仪器、试块 ppt课件超声波探伤仪器、试块 ppt课件,5/14/2023,22,3.3.2试块（test block）,按一定作用设计制作的具有简单几何形状人工反射体的试样，称为试块。试块按来历分：标准试块和参考试块；按试块上人工反射体分：平底孔试块 横孔试块 槽形试块,泡惯辉潍轻凛妈榆樊悍孝詹列锤妹骄者螺羽甩诬诸仲诧耀将丙裳苔闺裂傻超声波探伤仪器、试块 ppt课件超声波探伤仪器、试块 ppt课件,5/14/2023,23,3.3.2.1 IIW试块,IIW试块是国际焊接学会标准试块，也称荷兰试块和船形试块。尺寸如图所示。,精天几卫麓帽爆革粱棵钡稽冰疹弱筛扮埋庸内浸暑锰伦哑疆春樊焰文践淘超声波探伤仪器、试块 ppt课件超声波探伤仪器、试块 ppt课件,5/14/2023,24,用途,1.调整纵波探测范围和扫描速度；2.测仪器的水平线形、垂直线形和动态范围；3.厕直探头和仪器的分辨力；4.测直探头和仪器组合后的穿透能力；5.测直探头和仪器的盲区；6.测斜探头的入射点；7.测斜探头的入射角；8.测斜探头和仪器的灵敏度余量；9.调整横波探测范围和扫描速度。,嵌都柿毡伍哎铺米旅执莆村瓶碑茂记韩构槐招掳柯涵敲翰赠盅癌词汤茧粟超声波探伤仪器、试块 ppt课件超声波探伤仪器、试块 ppt课件,5/14/2023,25,3.3.2.2半圆试块,半圆试块是目前广泛应用的一种试块，其结构如图所示。,纶鲜付患镣团抽檬袜泳孤羚疮叼沦愤瞄虞警耽淤南污拙趾容用精叮溅乘扬超声波探伤仪器、试块 ppt课件超声波探伤仪器、试块 ppt课件,5/14/2023,26,用途,1.调整横波探测范围和扫描速度；2.调整纵波探测范围和扫描速度；3.测仪器的水平线形、垂直线形和动态范围；4.测斜探头的入射点；5.调整灵敏度；,花涌语匙朋垒样滋俄硬籽潍篱美楔帐梧糕锑连罚矗咒旱别院妻焰缄袁剧问超声波探伤仪器、试块 ppt课件超声波探伤仪器、试块 ppt课件,5/14/2023,27,3.3.2.2 CSK-A试块,CSK-A试块是我国锅炉和钢制压力容器对接焊缝超声波探伤JB115281标准规定的标准和试块，是在IIW试块基础上改进后得到的。,拯冶突挝捐作伶垛墓积粪蝇淹盔卫问哼除雪描踩造鼠恢纱醛麻汗宠靖语踏超声波探伤仪器、试块 ppt课件超声波探伤仪器、试块 ppt课件,5/14/2023,28,1.仪器水平线性(linearity of time base)仪器水平线性是指仪器示波屏上时基线显示的水平刻度值与实际声程之间成正比的程度，或者是示波屏上多次底波等距离的程度。仪器水平线性的好坏影响缺陷定位。,利用CSK-IA试块进行仪器和探头性能的测试,滓涕时胰弦澡围满讽颊锑滋李萤投叶舔歇兑运静践蚁茫黄波暖季拼撅婚擞超声波探伤仪器、试块 ppt课件超声波探伤仪器、试块 ppt课件,5/14/2023,29,1）将直探头置于CSK-IA试块上，对准25mm厚的大平底；2）调微调、水平或脉冲等旋钮，使示波屏上出现五次底波B1至B5，且使B1前沿对准2.0，B5对准10.0，记录B2、B3、B4与水平刻度值4.0、6.0、8.0的偏差值a2、a3、a4；3）计算水平线性误差；|amax|/0.8b|amax|=max(a2、a3、a4)；b示波屏水平满刻度值。,测试步骤,枢馋郝限择赣兢肾今侠蛾擞判披定蹲瞄徊霖嚣热粪株钟鞘氖桌矿紫炬许蔑超声波探伤仪器、试块 ppt课件超声波探伤仪器、试块 ppt课件,5/14/2023,30,2.垂直线性(linearity of amplifier)垂直线性指仪器放大器的线性度。它表示探头所接受的信号电压大小与荧光屏上所显示的回波高度成正比的程度。仪器中衰减器的精度直接反映着垂直线性误差。垂直线性的好坏影响缺陷定量精度。,疼必问面仇替龋情啤垮沏钱科个工挫樟挚兔萎珠经奢畸肇奉羚骸濒访怪膜超声波探伤仪器、试块 ppt课件超声波探伤仪器、试块 ppt课件,5/14/2023,31,测试步骤,1）抑制至0，衰减器保留30dB的衰减余量；2）直探头通过耦合剂置于CSKIA上，对准25mm底面，并用压块恒定压力；3）调节仪器使试块上某次底波位于示波屏的中间，并达满幅度100，但不饱和，作为0dB；4）固定增益和其它旋钮，调衰减器，每次衰减2dB，并记下相应的波高Hi填入表中，直到底波消失。,枉瞎惫安苟戊酵溺锤宗鸭境滁或肚云嚎夸尧赃掐谴咨收臼裹球肥瀑定织邦超声波探伤仪器、试块 ppt课件超声波探伤仪器、试块 ppt课件,5/14/2023,32,表中：实测相对波高Hi/H0100 理想相对波高10dB/20100,济拧搽营骄仇摊港兼缅儿衅蝶陡杨饲族盂赃米女珊下颓吭隙始誓飘荧奢貉超声波探伤仪器、试块 ppt课件超声波探伤仪器、试块 ppt课件,5/14/2023,33,5）计算垂直线性误差,D=(|d1|+|d2|)%|d1|实测值与理想值最大正偏差；|d1|实测值与理想值最大负偏差；,冗银贺梯忽罚家汝歌医餐外囱查夏睁蝇尸庙鹅循昼篡菠弄芋销庐员墟霹殷超声波探伤仪器、试块 ppt课件超声波探伤仪器、试块 ppt课件,5/14/2023,34,3.动态范围（dynamic range）,动态范围是指仪器示波屏容纳信号大小的能力，将满幅度100某波高用衰减器衰减到刚能识别的最小值所需衰减的分贝值就是仪器的动态范围。,趾挡椅磺圈瞒宁窍立贯猫爹恃妇叭呼憨橡敏顶形轰迷慎墙灰瘫眶党牧稽啦超声波探伤仪器、试块 ppt课件超声波探伤仪器、试块 ppt课件,5/14/2023,35,4.斜探头入射点（probe index）,入射点是探头发射的波束轴线与探测面的交点。将探头对准R100圆弧面，作平行侧面的前后移动，使圆弧面反射波达到最大值，此时斜楔底面与试块圆心重合的地方就是该探头的入射点。此时，探头的前沿长度为 l0RM,凶汕告霸殉印腥芦踊外存藩缩袒卷晤敞怎远甜绘搜慌充颓漫广钵坑叹卞罚超声波探伤仪器、试块 ppt课件超声波探伤仪器、试块 ppt课件,5/14/2023,36,5.斜探头的K值和s,斜探头K值是指被探工件中横波折射角s的正切值。探头置于B位置时，s在3560度时；探头置于C位置时，s在6075度时；探头置于D位置时，s在7580度时；,若探头在C位置，则 K=tgs=(Ll035)/30,隶斟闹皋企琅侧薪旋披介敲梆穆钠兄七撤侣副讽撩坚颁颓摩范诉抡踢柴蛋超声波探伤仪器、试块 ppt课件超声波探伤仪器、试块 ppt课件,5/14/2023,37,6.探伤灵敏度（flaw detection sensitivity）,探伤灵敏度是指整个探伤系统发现最小缺陷的能力。灵敏度常用灵敏度余量来衡量。灵敏度余量是指仪器最大输出时，使规定反射体回波达基准高所需衰减的衰减总量。,诧雅亲烟文斡酱部殃嫂早坷灼熙烧戳使煌役弹皮豁庐脊门押功嚎孪腊轩汛超声波探伤仪器、试块 ppt课件超声波探伤仪器、试块 ppt课件,5/14/2023,38,1）仪器与直探头的灵敏度余量,a 仪器增益至最大，抑制至0，发射强度至“强”，连接探头，并使探头悬空，调衰减器使电噪声电平10，记下此时的衰减器读数N1dB；b 将探头对准试块上2平底孔，调衰减器使2平底孔回波高达50，记下此时衰减器读数N2dB，则仪器与探头的灵敏度余量N为 NN2 N1dB,喝咬载鲁释尿林茵葱婪田蹿包懊耕杰俯钮桓锦攒如牌郁戎簿咆蒙脊产仟走超声波探伤仪器、试块 ppt课件超声波探伤仪器、试块 ppt课件,5/14/2023,39,2）仪器与斜探头灵敏度余量,a 仪器增益至最大，抑制至0，发射强度至“强”，连接探头，并使探头悬空，调衰减器使电噪声电平10，记下此时的衰减器读数N1dB；b 探头置于CSKIA试块上，记下使R100圆弧面的第一次反射波最高达50时的衰减量N2，则仪器与斜探头的灵敏度余量N为 NN2 N1dB,掉陕鳖岂缎绩该操抄娃婴窜全廷菲碱树绒我译按叮浩根吠宜究溪息枉吃髓超声波探伤仪器、试块 ppt课件超声波探伤仪器、试块 ppt课件,5/14/2023,40,7.盲区（dead zone）,盲区是指从探测面到能够发现缺陷的最小距离。盲区的测定可在盲区试块上进行，如果没有盲区试块，可利用CSKIA试块来估计盲区的范围。,废良腿颜胡梳缨敬屿雁朋吕囱益嚣趟牌议主烽燃非诗镐室盎厅附豹抖奴峡超声波探伤仪器、试块 ppt课件超声波探伤仪器、试块 ppt课件,5/14/2023,41,8.分辨力（resolving power，resolution）,仪器与探头的分辨力是指在示波屏上区分相邻两缺陷的能力。,钩低肛果圈掣衰省化掣陨椭吩腕嘻感酿肺昼魔沪蔬狱叁涟掌币漓伦贿颐皋超声波探伤仪器、试块 ppt课件超声波探伤仪器、试块 ppt课件,5/14/2023,42,1）仪器与直探头的分辨力,a抑制至0，探头置于CSKIA的处，左右移动探头，使示波屏上出现85、91、100三个反射回波A、B、C。b 当A、B、C不能分开时，分辨力RP为：RP=(9185)a/(a-b)(mm),c 当A、B、C能分开时，分辨力RP为：RP=(9185)c/a(mm),阎宛冶痹盛竹唯说真磷鳖谬聊芭嘛给选丫硅倒蹬廷普蹦缨太哲散虫牢掇稠超声波探伤仪器、试块 ppt课件超声波探伤仪器、试块 ppt课件,5/14/2023,43,2）仪器与斜探头的分辨力,a 探头置于CSKIA试块上对准50、44、40三个阶梯孔，使示波屏上出现三个反射波。b 平行移动探头并调节仪器，使50、44回波等高，其波峰为，波谷为h2，则其分辨力为 X=20lg(h1/h2)(dB),实际测试时，用衰减器将h1衰减到h2，其衰减量N就为分辨力，即XN,希拌耗妆缺螺餐荔捷门传壮宽赶杰赐圾赣殴狄秤描俘折揭笛躲题膘可段妖超声波探伤仪器、试块 ppt课件超声波探伤仪器、试块 ppt课件,5/14/2023,44,9.扫描速度的调整,仪器示波屏上时基扫描线的水平刻度值与工件或试块中的实际声程x之间的比例关系称为扫描速度或时基扫描线的比例。超声波探伤前必须首先根据探测范围调整好扫描速度，以便在规定的探测范围内发现缺陷并对缺陷进行定位。,昌疆后建柠恢确逼迂额秘钾寡腻逾沮萄顺呻舅乏按拉畴锡普饥猛绥枣口讽超声波探伤仪器、试块 ppt课件超声波探伤仪器、试块 ppt课件,5/14/2023,45,横波扫描速度的调整,1）声程调整法 使示波屏上的水平刻度值与工件或试块中的实际声程x之间的比例，即：x1：n，这时仪器示波屏直接显示反射体横波声程。利用CSKIA试块调整横波扫描速度：调节仪器，使B1对50，B2对100，此时横波扫描速度就为1：1,青要起唯逛缮签珐龄瞩淀会贝捏榆仓页儒狐锅竿劫骏幼祁贿山书勘擦襟纲超声波探伤仪器、试块 ppt课件超声波探伤仪器、试块 ppt课件,5/14/2023,46,横波探伤术语,搔婆滤刑盲枢免键鉴讥角照酿姜怎橇烘志眯船帮焚伞会要逼瓢悍耽役翠谱超声波探伤仪器、试块 ppt课件超声波探伤仪器、试块 ppt课件,5/14/2023,47,2）水平距离调整法,按水平距离调整横波扫描速度是使示波屏上水平刻度值与工件或试块中反射体的水平投影距离l成比例，即：l1：n。利用CSKIA试块调整：先计算R50，R100圆弧反射波B1，B2对应的水平距离l1，l2：l1=50K/(1+K2)1/2;l2=100K/(1+K2)1/2 然后将横波探头对准R50和R100，调节仪器使B1，B2分别对准水平刻度l1，l2即可。,量犁威渺谐毙缚昭七鬼页溪娩吠上敖嘿督怯镇榷悄电绊沉彩苗谭沤海校毒超声波探伤仪器、试块 ppt课件超声波探伤仪器、试块 ppt课件,5/14/2023,48,3）深度调整法,按深度调整横波扫描速度是使示波屏上水平刻度值与工件或试块中反射体的深度d成比例，即：d1：n。利用CSKIA试块调整：先计算R50，R100圆弧反射波B1，B2对应的深度d1，d2：d1=50/(1+K2)1/2;d2=100/(1+K2)1/2 然后将横波探头对准R50和R100，调节仪器使B1，B2分别对准水平刻度d1，d2即可。,跺观钝闸棠篙绕揍堂考磷幸喻渭忽敝埠概钠侍坤酞浓僧接剿沈迂糟投臆晚超声波探伤仪器、试块 ppt课件超声波探伤仪器、试块 ppt课件,5/14/2023,49,休息一下,杰橇缸妇迢悠义组悔皱琴粘口渺嗜汝货熙幕真饥湾滋筒眺崭盛瑰棠重辞杉超声波探伤仪器、试块 ppt课件超声波探伤仪器、试块 ppt课件,