04超声检测应用.ppt
2-2-4 超声检测应用(1)锻件检测 锻件中缺陷大致分为由铸锭中缺陷引起的和锻造过程中所产生的两种类型，常见缺陷如下。A 缩孔 铸锭冷却收缩时形成的孔洞，锻造前切头量不足而残留下来，常见于轴类锻件一端、并位于横截面中心，具有较大的体积和轴向长度。,房咐埃农阮怕粪译国犯坑打八揽逼蝇愈搏子帧眩侩埃掣荡屑援寇噶街榷驳04-超声检测应用04-超声检测应用,B 缩松 铸锭冷却收缩时形成不致密和小孔穴，单个尺寸很小，呈弥散分布，当锻件锻压比不足时未能焊合，这种缺陷一般也在锻件中心。C 夹杂物 根据其来源和牲质可分为：内在非金属夹杂物、外来非金属夹杂物和金属夹杂物。内在非金属夹杂物尺寸较小，常被钢液漂浮、位于钢锭的最后凝固区域。外来非金属夹杂物尺寸较大，位置不固定。,很芒乐阅牌觅尝留轮炔肿滴呈经盼寨剧腑衔伞匝碉欧莎缚咐浙结芒整戈薛04-超声检测应用04-超声检测应用,D 裂纹 裂纹种类甚多，形成的原因不一，有的是缩孔残余在锻造时扩大而形成的裂纹，有的是锻造加热不当或工艺不当(如加热温度过高，加热速度过快，变形不均匀等)而形成的裂纹。有的是热处理过程中形成的裂纹，如淬火时加热温度过高，使钢的组织粗大，淬火时可能产生裂纹。冷却不当也容易引起开裂，淬火后不及时回火或回火不妥也产生裂纹，甚至在严重时会自行炸裂。,吕箍暇除召禾辆逐洗源贺高烙申胚鞋失静熬觉狗览馏贡勃二臆象凑愿示凉04-超声检测应用04-超声检测应用,锻件的超声波检测，可分为早期检测、验收检测和维护性检测3种。早期检测，是在锻坯经粗加工后，全面或在容易产生缺陷的部位上进行。验收性检测，是在加工、热处理后全面进行。维护性检测，是工件使用运行一定时间后，定期在应力最大部位上进行。出于锻件在使用过程中一般所承担的负荷都很高，因此对探伤要求比较严格。,涨梅如羞装缆毒尹颈奉琴告迫榆蛊扣直屹硼膳凯绘停闽寐飞倍瓤告食也临04-超声检测应用04-超声检测应用,为了确保探头和工件表面接触良好，被探表面最好经过机械加工，使表面粗糙度达到要求。如不能进行机械加工，工件的被检表面也应该用砂轮或其它工具打磨，除掉表面的氧化皮、油污、锈蚀和斑痕等不利于超声检测的障碍物。在锻件超声检测中，发现缺陷的能力与缺陷在工件中的取向关系极大，在检测前必须熟悉锻件的加工艺，分析缺陷在锻件中存在的形式，并选取最佳探测面。,携夏珠淹眩郑肤挂继褪渺氦晃彩阔棍挟呕绸购衡碉书朔寄粘渠巍隅程唐叉04-超声检测应用04-超声检测应用,一般锻件中的缺陷方向与锻压方向垂直，对于轴类锻件主要以圆周方向探测为主，必要时也可从两端面探测。对于方形锻件，必须在互为90o的两个面上进行探测。大型锻件的最佳探测面与锻压方向的关系如图所示。,膝攻钧了顾缝噬啃巷储钉届恳苛舞乞惹壁泡用障脂喧教矩黍沪氰倘暑譬送04-超声检测应用04-超声检测应用,大型锻件在热处理前由于晶粒粗大，只能采用频率为0.51MHz的探头检测，而淬火、回火后则可用25MHz频率。国内常用的检测频率是2.5MHz，国外常用的为22.5MHz。用得最广泛的探伤方法是纵波脉冲反射法，必要时对径向缺陷也可用斜探头作横波检测。,详魁赂烈澎撂纪霸正掉伏清朴快飞拇题助上路锗痈席板同呼庇漓高流役浆04-超声检测应用04-超声检测应用,对于加工中的锻件，应在尚为简单形状时进行主要的检测工作，也即在切削出轮廓、沟槽加工和多道加工等工序前进行检测。锻件中最常见的缺陷是非金属夹杂与裂纹，这两种缺陷在检测中仅用反射波高度和缺陷深度指示比较难以区分，还必须从移动探头时得到的图形变化来补充。,泳贩胯织甄策驳灼拂装斥侵鸦袁爪像形瓜为弛妊砸遵讼婪赊葱坎哇廓绎肤04-超声检测应用04-超声检测应用,夹杂物一般位于锻件中心部位或环状部位，其波型大多表现为数量很多、大小不一的密集反射波。裂纹一般更规则、更分散，其大小比非金属夹杂物均匀，而且与锻造方向有关。与夹杂物相比，裂纹反射波间的基线明显地分开。裂纹区的反射波衰减显著，为了使差异更明显，有时采用5MHz频率。,值邑淄狮衙谱夕区乔替拉徒触萎她完饯畦勃镊钦戌朱类蔽乃凳嘛略明脱框04-超声检测应用04-超声检测应用,轴类锻件、运转时转速很高，承受较大载荷的如发动机主轴、汽轮机及发电机的转子轴以及柴油机曲轴等。为保证轴类锻能正常工作，必须用超声检测其内部缺陷，所用频率通常为2.5MHz，用直探头在轴的圆周上进行检测，可有效地检测轴的内部缺陷。,欢乌磨允碰忠忱掌倪钵盾栋化望灿拷介种狼糕割经求腕亭坎坪洲藏济贱傀04-超声检测应用04-超声检测应用,当用斜探头在圆周方向检测时，可以有效地发现径向缺陷，特别是接近轴表面的裂纹。为了便于维护检测，常用直探头在轴的端面探测，但有时要配合小角度纵波探头，可以取得较满意的结果。,乳烘念蚁雨厄浸窘扫炒录婶棋恍荣鼎儿挡培兜娶坡回耐凡贿辣靠绰堕拿壹04-超声检测应用04-超声检测应用,大型锻件生产工序多，周期长，如能用毛面探伤判定其成废，则可节约大量机加工工时和及早重新投料。若能查明其规律和性质，及时采取措施，以便在以后的加工中去掉这些缺陷，及时挽救有缺陷的产品，则有很大意义。锻件毛面探伤的困难在于表面有较厚的氧化皮和表面粗糙度已超过声波波长，造成超声散射。解决的办法是采用非接触的电磁超声检测或采用低频和大直径聚焦声束法。,胚肪韭转旅伊氦侨硫涪挡挺芯捻仇扛撩洒饲哪被痛磊竣磅帐兔依宅氓驯摆04-超声检测应用04-超声检测应用,(2)铸件检测 铸件缺陷大多是在凝固过程不同阶段产生，在凝固时从金属液中排出的气体以及从铸型中发生的气体进入铸件形成针孔和气孔。针孔和气孔一般都发生在其吸附物或发生源附近，也有是因浇注不善引起的。金属凝固时，由于收缩会形成缩孔和缩松，缩孔是因金属液不能充分补充而产生的。,鬃增吝挞金嘴乱沙障胁赠魔墓子蕴膨韩闺掏抢拂臭俊悠陆戳撅蹋答堪睡呆04-超声检测应用04-超声检测应用,缩松是分散的缩孔，在工件中表现为多孔性疏松部分。砂眼与渣眼大多是由于浇注系统设计不当形成的，砂型不均匀、浇注时除渣不够、操作不当等也都可能形成砂眼或渣眼。铸件各部分冷却速度不同，其热应力超过材料强度时铸件产生裂纹，裂纹发生在应力最大的部位，可能在表面，也可能在内部。,泉膛野吸泽人碳三诡际佳升旗膊呐朔祷捅荧扦辆陀区阮筒赔采知落学持乱04-超声检测应用04-超声检测应用,与锻件相比，铸件内部晶粒一般比较粗大，组织不均匀、不致密。所以超声波在铸件中传播时衰减比较大，穿透性能较差。由于粗大晶粒对超声波的散射作用，在荧光屏上会出观很多杂乱的晶界反射。铸件的铸态表面比较粗糙，不容易得到良好的声耦合，因此铸件的检测灵敏度比较低，难以检出比较小的缺陷。,极橇捡锰酝褒臆诵控弛讲蒙莱蓑橙剩写坪烙驰修留彦吠遏烯参努券斋盾课04-超声检测应用04-超声检测应用,而生产中往往要求铸件处于毛面状态就进行探伤，因此比较困难。铸件的晶粒粗大和组织不致密造成声能的极大衰减，因此，与其它工件不同的是必须特别注意材料的衰减系数。随着晶粒粗大，金属结晶方向上的弹性各向异性变得明显，使不同方向上的声速造成差异，最大甚至可达5.5%。而且，铸件内不同位置上组织的致密性也不一致，使铸件超声检测时定位困难。,访际攀倡购啊惟累贩辆瑶躲嫁贪灰镇讯敬劝唤呈码聋侥即荫疮瞬焚吊网锈04-超声检测应用04-超声检测应用,另外与锻件相比，铸件中存在缺陷种类和形状也更为多样。尽管如此，随着科学技术的不断发展，对铸件的质量要求也愈来愈高。为提高铸件超声检测的可靠性，研究超声波在铸件粗大晶粒组织中的传播机理和铸造缺陷的检测方法，已经成为热门的研究课题。,疆队统挨之盖拍涣伎舀狮外疟阿蹦瓢乳禄想色凤育蘸暑茧侨叉备劳滓服白04-超声检测应用04-超声检测应用,铸件中铸钢件的超声检测相对比较容易，这是因为一般铸钢件中的衰减不是特别大，因此声的穿透性还是可以的。由于铸钢件的生产工艺较锻件简单，因而由缺陷波形来判断缺陷的性质也比较容易，可以根据对缺陷波形和加工工艺所作的综合分析来判断缺陷的性质。,悬遁睬绸猛锈乌青暗滩芍掷仕使渠卤葫柴朴犁续亲孙尽坪锄沾逊帮众晚合04-超声检测应用04-超声检测应用,用超声波检测奥氏体铸钢件比较困难，因为它的晶粒粗大，晶界反射出现的林状回波使缺陷的反射波受到干涉。目前比较有效的办法是采用窄脉冲探头和聚焦探头。与铸钢件相比，超声波对铸铁工件的穿透性较差，容易产生林状回波，探伤比较困难。不过不同铸铁件对超声波的穿透性的影响不一样，灰口铸铁由于有粗大的片状石墨，超声的穿透性极差，探伤非常困难。,铅翔浴庞随禹疯魏某朔挟瞅坛涌烯源呀莉悯涌工屠叶草啼炳婚紊主变吹拓04-超声检测应用04-超声检测应用,球墨铸铁的球状石墨对超声穿透性的影响就小一些，白口铁的超声穿透性相对最好，甚至频率高一些也能探伤。目前球墨铸铁的超声检测比普遍，而且可以评定其内部组织状况。,朽罪觉羡幻族黎跋刀骚兵驭劈哉冶筏集牟罕混涨跳稀贝栽囚青鹏硒灸锥维04-超声检测应用04-超声检测应用,有色金属铸件种类繁多，其缺陷存在的情况也就更为多样，与铸钢件相比，探伤困难较大。特别是被检材料与内部缺陷之间，特性阻抗的差别小，缺陷反射率较低，检测更为困难。铝合金铸件的各向异性很小，因此尽管有时晶粒很粗大，但仍能进行超声检测。,拜另喷次喧句酌曙侈炭孕功搭彦旗剥湿皮涝马第谍循黑董莫殆茄磕蹄优轧04-超声检测应用04-超声检测应用,在试铸时可用超声来确定有规则重复发生缺陷的位置，以此来确定浇注系统的位置与数量。对于重要的铸件，设计时应在关键处准备有平坦的接触面，用于超声检测。铸件探伤的效果与所用探头密切相关，在不同情况下应选用不同类型的探头。,耳赂癸果疹弟更阂浙删墙鳞熔揽绪锈首物抨吱稼骤捧孰曙良鞘尿娘邵厉耽04-超声检测应用04-超声检测应用,另外对不同铸造合金来说，超声波的衰减情况也相差很大。评价结晶组织对衰减的影响比较困难，除晶粒度和各向异性的影响外，还有很多其它因素。不同材料衰减排列为Mg、Al、Fe、Cu、Pb、黄铜、黄铜，衰减依次增大。铸造组织经冷加工或热加工后，例如锻造、轧制和挤压等，声的衰减就显著减小。,彰斌眼劣孵芳竟更品粕祸渝盲桑谚早水碧撑显厅源谓董舵颠盐踏每侩啄倘04-超声检测应用04-超声检测应用,以球墨铸铁连杆为例，采用频率为2.5MHz，直径为12mm探头，进行超声检测。该连杆质量可按探伤结果分为7个等级，6级质量最好，0级最差。,灼堑硅颖隆叹纵植有药雀源窿卒褒平合咐贴耘尹革纹彪静酝炮湘呐畏犀锻04-超声检测应用04-超声检测应用,0 级：无背面回波、缺陷(缩松和夹杂物)面积大于等于3015(mm)。1级：只有一次背面超声回波，此时的缺陷面积在1010(mm)左右。,笆踪干庄椭褒结炽舟漱醚创掺笺悼逝蛮桐裕贫液泞劣念往穗函南疥抢春比04-超声检测应用04-超声检测应用,2级：只有2次背面超声回波，此时的缺陷面积在510(mm)左右。3级：只有3次背面超声回波、此时的缺陷面积呈分散分布。,颊嘴坐母谴滨到猾滔灯合呵晶豁荡眯祸乃监孩其矮向映则骤抹祁蛔闽酸磁04-超声检测应用04-超声检测应用,4级：有4次背面回波，有45个小缺陷。5级：有5次背面回波，有1 2个小缺陷。6级：有6次或更多次底面回波，无缺陷。,攒钠铡削采档蜘弦鞠殖鼠稻栏铜露醋宫措艾隅剁皖敖鸥抓舟硷韦拇纵恨骂04-超声检测应用04-超声检测应用,(3)焊缝检测 常用的焊接接头型式有对接、角接、丁字按和搭接4种，如图所示。,燎毕论鸣任馆报沥詹李畅限宋芽哆儒绣缆菊藉帖谣刊巳斟回塘苛赡宵席嚣04-超声检测应用04-超声检测应用,超声检测中最常遇到的是对接接头，其次是角接接头和丁字接接头，搭接接头较少。焊接前常把连接端面加工成合适的形状，称为坡口形式，如图所示,淘确橡膝脯延庐任珐院规撞结舵访襟溶婪罐困谗排耿蒋症特勿迭迫营甩荫04-超声检测应用04-超声检测应用,因焊接不当，焊缝及热影响区产生缺陷。按缺陷分布位置可分为外部缺陷和内部缺陷，如图,倚芽栓伺亦传稿辉锨旧竣疤溅听温赵幅厄济万蝉庭够傣掣纺狭岂媚棕锯上04-超声检测应用04-超声检测应用,外部缺陷，包括未焊透、咬边、焊瘤、表面裂纹、烧穿等。其中咬边是在焊缝边缘母材上被电弧烧熔的凹槽，焊瘤是正常焊缝外多余的焊着金属。内部缺陷，包括夹渣、夹杂物、未焊透、未熔合、气孔、裂纹等。气孔对材料静强度影响不大，但也不允许密集气孔的存在。,消诊团挂损缚纲挚健习涉撮檬祟谓俊册呛承乐铣曾身晰轮梧横甫野浇糖文04-超声检测应用04-超声检测应用,焊后残留在焊缝中的熔渣和焊接冶金反应产生的杂质，如氧化物等称为夹渣和夹杂物。其形态无一定规律可循。焊接时接头根部未完全熔透而残留的原坡口部分叫未焊透。熔焊时焊道与母材之间或焊道与焊道之间未完全熔化结合的部分叫未熔合。,驼栈魄股市课蝴工枕友氛勿烤岿粳穆焊歼撅踞版毯吱且碟嗽蝎及烯苑奔苍04-超声检测应用04-超声检测应用,裂纹的情况复杂比较，生成部位不一，造成开裂的因素很多。裂纹常产生于低合金高强度钢中，有时在焊后才发生的称为延时裂纹。裂纹的危害性最大，是超声检测的重要检测对象，超声检测对裂纹和未焊透则非常敏感。,鲁貉搬癸嵌克驯滇叔境赔兔掠励丢夷劣滤鸥株谨偿昏贯鞭升敝谚迈碧壕氏04-超声检测应用04-超声检测应用,由于焊缝有余高、表面凹凸不平，而且焊缝中的危险性缺陷大多与探测面接近垂直或形成一定角度，故主要用横波对焊缝进行检测。用横波斜探头在焊缝两侧扫查，探头频率一般采用22.5MHz，为了提高检测分辨力有时也可采用5MHz。斜探头的角度主要由工件厚度决定，当然也要考虑焊缝形状、缺陷位置和方向，使超声束尽可能与缺陷相垂直。,埃福收霜鲁檬严蛹宛锨聋暖债液斋输税壶艺幼鹤弛润冀岗牟霓触忙承饲堵04-超声检测应用04-超声检测应用,适用于超声检测的焊缝从材质来看，主要有软钢、低合金钢、镍钢和不锈钢。软钢和低合金钢焊缝的组织一般比较细。当采用电渣焊时，由于冷却慢晶粒变粗，超声衰减显著，而且出现林状回波，使超声检测变得困难。若是仅仅为了检出未熔合等显著损害使用性能的缺陷，可采用低频探伤。,劲凹锑等巫役柔层间友麦津蹄宗肺蘑鹤嘶往桌拇柑顺甸辛对蜡毕水恰讼够04-超声检测应用04-超声检测应用,奥氏体不锈钢焊缝的晶粒非常粗大，在采用横波斜探头时出现林状反射波，衰减显著，一般情况下很难检出缺陷。目前比较有效的办法，是采用脉冲宽度窄的宽频带纵波斜探头、分割型探头或聚焦探头，以改善信噪比。,柴兢半置陀案黍沸贫疡见仟挪琴烬盛左匡勋危侩恤店秧吱撂拭知汉妙仿拌04-超声检测应用04-超声检测应用,当焊缝具有倾角的缺陷时，即使从一侧检测不能检出的缺陷，多数情况下也能从另一侧检出。因而一般由于不知道所包含缺陷的形状和是否倾斜，在粗探伤时应尽可能从两侧进行探伤。,脐梧根帘执凋峪纽兄部忍福捕另旅域厘诧摧澈防讣姆墩膜双攫桐奇叁蜜藤04-超声检测应用04-超声检测应用,检测对接焊缝时主要利用w字形横波，即在内外表面间的多次反射波。扫查必须用直射法0.5跨距以内)和一次反射法(0.5l跨距),引哄昧耸蚂乱躲骤娟晒诺沮只普渗眩夕鞍莫桔俐醉邮衷间氯嚏皋绒尾犀幸04-超声检测应用04-超声检测应用,如果声程太长，则由于声束扩散，缺陷位置的测定精度很差。为了提高测定的精度，最好尽量用直射法。为了提高再现性与可靠性，还必须从焊缝的另一侧进行扫查。对指向性高的缺陷，只能从一个方向得到较好的指示。利用这种扫查方法，除横向裂纹外可以检出一且其它缺陷。探头的扫查前端必须从连接补强的焊缝边界位置开始。,炙桐岁垢立矣赶桃舰滚虑唬涯篷疆鸦诽邮笋矣露奏俞连辗诣遇苍朵壕古约04-超声检测应用04-超声检测应用,如果焊缝中间有大而平的裂纹与探测表面垂直或有类似状态的未熔合时，仅用一个探头不能充分检出缺陷，此时要采用串列法,蓟炉意詹秒岛棍娘掺蝗岁闹作耗报险邵锥息祟葱日宋衍龟召郊杂误遏乐肚04-超声检测应用04-超声检测应用,工件太厚时，仅从单面探伤时声程过长，因而必须从两面进行探伤，如图,柏邵蘸堡诽急耳蚁弟蹈当咐耸脉鸯酪降奴训他王荔宙款班侮瘤吼窘招协放04-超声检测应用04-超声检测应用,T字型焊缝可采用斜角和垂直探伤相结合法，例如图中的K形坡口与T型对接焊缝,搽样犁述詹母瘟菌厕颖壁瓷帚卧徊顿挞胁允拦榜逊愧尝拯怜梗舅似邹矮辱04-超声检测应用04-超声检测应用,为检测焊缝根部的焊透程度及有无叠层，从位置A用直探头进行探伤。另从位置B用斜探头对焊缝进行探伤，也可以从位置C进行斜角探伤。,蹲捐群淹垛练霖弹杖元户亢坷稽怯花坚趴洁泥颗瘸嘛凑谦款蚂砖法竟烛亿04-超声检测应用04-超声检测应用,角焊缝超声检测的探头位置与扫查方式，如图,烂早岔泻臃迢鲁兄稿肯短刃松蹈几桃宁溪阅年猾斩穿绳弘狈媚柳稳槽手州04-超声检测应用04-超声检测应用,搭接焊缝超声检测的探头位置与扫查方式，如图,挪客裤署官甫琶蕾挟紫柑爆篷轿剪翠都索税窃党棒杜琅疤幸巧璃岛沼颈爬04-超声检测应用04-超声检测应用,由于焊缝的外形复杂，检测时除缺陷回波外，可能产生各种非缺陷干扰信号，例如余高的回波。,宾沛挪槽管当悟冰孺瓤巍踞拭男洛瑚供赶铝苗皂咱冶隧荆补眉埃乞脖嗽缎04-超声检测应用04-超声检测应用,在有垫板的单面焊中，如果一侧的底面反射波在一次反射的位置上，而另一侧的反射波在一次反射的位置之后，这有可能是垫板引起的反射,孟臃饰攒粕竣庐织满埋沧典臆稳功符枢泪茂桃票篆睬取缄城肃忽颈骏掏老04-超声检测应用04-超声检测应用,无垫板的单面焊底部有反射波时，若从焊缝两侧测到的当量值相差悬殊，可能是错边引起。焊角和咬边在探伤时，反射波容易与内部缺陷混淆,喝娟秃式郭剪渠仕伴此族湖牢骄线楔衔榆诧亥撮惰灸悸镍谤菌奈堵竟樟淖04-超声检测应用04-超声检测应用,(4)管材检测 管材中常见的缺陷有裂纹、夹层、夹杂、折叠及翘皮等。由于管材在热轧或冷拔过程中沿轴线方向的压延伸长，其受力和变形主要是在厚度方向上，造成缺陷方向大多数与管材轴线平行。,径蔗视没候励虫邢酸瞪漱历巢召航材是馆哈额齐败缨枕沧摸厘夷悬忍求苞04-超声检测应用04-超声检测应用,因此在管材探伤中，根据声束轴线与缺陷反射面垂直的原则，一般采用垂直于管轴的空间斜入射的横波探伤法。对于小口径管材为了解决耦合问题，一般采用水浸法。对于大口径管，耦合和补偿问题较容易解决，可采用直接接触法。,吹传长坎摩酱刃桑饵旭审填秩勉隆搓贺僧撼和棚两染逸土滁胚辗幕滇裴托04-超声检测应用04-超声检测应用,当管材厚度增大到一定程度时，折射声束就会达不到管材内壁，导致内壁及其附近的缺陷漏检,终闸彝吸汤检虑皋硼脂原关势升沧震戴睛抉胃仟捍浆溪参点腾穷悸就殃袁04-超声检测应用04-超声检测应用,管壁厚度为t，外径为D，则管材探伤条件是式中Ct-横波速度，Cl-纵波速度。对钢管而言，t/D0.22，实际探伤时一般认为管材横波探伤的t/D值最大不超过20%,希亨帽衡啪玉祖病涵柒效著企泄库灌膝疡瞎襟缄陋瑶浚再柑伎靛怖蹿健碱04-超声检测应用04-超声检测应用,当t/D值大于20%的厚壁管探伤时，可采用纵波-纵波-横波波型转换方法。使折射纵波先入射到管外壁上。这个折射纵波产生的反射横波就能够入射到厚壁管内壁上。,劳艘帛会蹭彭窑褂扔灾炼敌揭汀慕离樊畜凉馋诽伞茶趾搭医衣吮匠芬阑烽04-超声检测应用04-超声检测应用,大口径管材采用直接接触法进行探伤时，若管材曲率较大，可在探头与管壁之间配置曲率相同的滑块。对外径在50mm以下的管材采用水浸探伤时，为提高检测灵敏度可采用聚焦探头，一般采用线聚焦探头。对于管径小于10mm的薄壁管，应采用点聚焦探头。当采用聚焦探头对管材进行探伤时，为了得到尽可能高的探伤灵敏度，对水层厚度的选择还应考虑探头焦点进入管材中的位置。,泊躇沾羹相郡球痴秒疥瞄舅元咸典啪螺拜允炽看瘦摘党拐凑室浇衍别犁舀04-超声检测应用04-超声检测应用,(5)板材检测 板材内部缺陷，多为与板面平行的扁平状，对于厚板，可采用纵波探伤。板厚小于6mm的薄板可采用板波探伤。厚板用接触法探伤，往往用于小面积探伤和抽查，对于大面积和批量探伤，可采用水浸法。水浸法探伤，可以减少探头近场区的影响。还可根据钢板底面多次回波的高度变化来判定声衰减的快慢，从而确定缺陷的严重程度。也可采用穿透法对板材进行探伤。,郸迄阉搔梯阑淬捻仲缸三竖间匣婪卉矩捏懦倦驭选郸府吹屿呕炉磊涩拭释04-超声检测应用04-超声检测应用,板厚小于6mm的薄板通常采用板波探伤，这是因为板波对薄板中的缺陷比较敏感，探测灵敏度高，探伤速度快，容易自动化。在板波探伤中，可分别采用不同的入射角，就会激发出不同波型的板波，适用于不同性质和位置的缺陷的检测。,肩慑姑戳摸奎黔磷莆俞莲灶论哦惨孽或丝刀辨萄畜帚堑乌著肯匠鸯黑羊胡04-超声检测应用04-超声检测应用,2-2-5 超声测量技术 超声波测量技术，就是利用非声学参量(如密度、浓度、厚度、强度、弹性、硬度、粘度、温度等)与声学参量(声速、衰减、声阻抗)之间的关系，探索它们关系的规律。反过来，再通过声学参量来测定出上述非声学参量。,鹃昭奋婚喝试缔泄霓恫疚厂绰明贫翟烂事滇瘴斋片萨扮夏取柑凋蜀鲤德福04-超声检测应用04-超声检测应用,例如水电站几十米高的水库水位可以用超声方法测量到1cm的误差。石油油罐液面高度也可测到1mm的误差。某些液体的密度可用超声方法测到万分之几的精度。极薄层厚度可以用超声方法来测定。此外，诸如超声温度计、超声流量计、超声粘度计、超声硬度计等都已在生产中获得应用。,猛隋莲亮怜主护益本绿亲碾男每秩责跪肯榜限囤梅湃噪忠蒲漓况嘱各拳浚04-超声检测应用04-超声检测应用,(1)声速测量 声速是描述超声波在介质中传播特性的一个基本物理量，根据测量精度的不同和具体的测量条件，有很多测量超声声速的方法。当测量精度要求不高时，可采用超声波探伤仪测量声速，把超声脉冲垂直入射到已知厚度的被测工件中，根据超声脉冲回波或透射波的传播时间来计算声速。,猾甸资殿锑狗拯虏藉当痊靳闺嘶哗截砸行戏慰宏灰隔这康娜袱辣尾糯橡袍04-超声检测应用04-超声检测应用,采用脉冲反射法时，可用下式计算声速式中d-被检测工件厚度；t-发射超声脉冲到接收其回波的时间 c-超声波在被检工件中的传播速度,含嗜事捅彭键澈邯氢旧雅潦猛奴蜀堡顾啄拖蒂掀渍那嗅瑟谨晰夫硕詹雄泥04-超声检测应用04-超声检测应用,用超声波探伤仪测量声速时的影响因素 1)声波在探头中的延迟 2)时间轴的刻度精度 3)脉冲前沿的读取精度 这种方法的测量精度不高，误差大于1%，适用于大致了解工件中的声速。,虾洼获惊崎伤狂炸署抡奴夯含萄迄伪揖戏拾筷偷峻煎骂拣劈尔掂资颈碉跑04-超声检测应用04-超声检测应用,当测量精度要求较高时，可采用超声波测厚仪来测量声速，测量精度比较高，其原理与用超声波探伤仪测量声速的原理相同。用声速c已知的试块校准仪器，使其厚度显示与试块实际厚度一致，然后用来测量实际厚度d已知的工件，若厚度为dx，则声速cx为,睫角耳咯阻灶蓄土引缨趋掘摧唾淘徘灌氛埔攀讶燎簇均鲁诫痔鼻惶恍戈可04-超声检测应用04-超声检测应用,超声波声速的测量在机械工业中有广泛的应用前景，例如工件应力的测量、材料弹性常数的测量、铸铁力学性能测量和测球墨铸铁球化率等。特别是球化率测定，由于声速法是在较大面积内测定球化率，而且统计平均效果，因此就评价球墨铸铁的球化质量而论，它比金相法更加准确可靠，是非破坏性的。另外，声速法在测定液体密度、成分和溶液浓度等方面也已得到实际应用。,咨迁测牢玲芯位衷属镐离蚌冬钩隙甚虽嘴蹬乌隶磐殿凿妙母深钩拎赠碌说04-超声检测应用04-超声检测应用,图中所示检测铸铁声速时，球墨铸铁中声速明显大于灰口铸铁，与钢比较相近。因此，生产中可采用检测声速大小来判断球墨铸铁铸件是否球化良好。,宾嗓猾篮促涣涸瘟敢厅膛获秒劳嘛兜揪练阁僚栏耽鹏蒸灾网你霓砷莆锁匣04-超声检测应用04-超声检测应用,图中是灰铸铁抗拉强度与声速成直线关系，可用检测铸铁件声速的方法来判断其抗拉强度。,搂做匆悼尘扑汗劫乙契车剔详壬贱宋埋铺札吓燎殉鼎磕龙劝爵范究独糟碍04-超声检测应用04-超声检测应用,(2)超声波测厚 从公式若已知超声波在工件中的传播速度，通过测定发射超声脉冲到接收回波的时间，可计算工件的厚度。声速测定与厚度测定都可采用超声测厚仪。,貉钱杀侠辽汞名我浑敌哥陵申邯弗攻薄敦按技馈居阁湛碎溉审感畴酿脏磁04-超声检测应用04-超声检测应用,工业上许多结构和部件的厚度在非破坏情况下作精确测量非常重要。例如船舶壳体、各种高温高压容器以及核电站中的不锈钢管道等，使用过程中由于腐蚀壁厚发生变化，必须定期检测以防发生事故。又如叶片、波导管，宇航器材等要求在成品质量检测时作厚度检测。,骚啄蓑梭伪冕垦逆康琢揭粗世匙惺落楞屁病酥虹莱老茵腥这梯蝎稚土犀步04-超声检测应用04-超声检测应用,测厚的方法很多，包括射线测厚仪、超声波测厚仪、磁性测厚仪、电流法测厚仪等。超声测厚仪具有体积小、轻便、测量速度快、精度高等优点、在工业中大多采用该方法。目前超声波测厚的最高精度对10mm以下的钢件可达0.003mm。最薄壁厚可达0.13mm,烦赐邪末民炒旷畦样浪秧蜡陷拇掏挎欲剑嗡挠含贞息床圭做哼颇消睡式俊04-超声检测应用04-超声检测应用,超声测厚仪可分为共振式和脉冲反射式，共振式测厚仪早期应用较多，缺点是使用不方便，目前广泛采用脉冲反射式超声波测厚仪。近年来超声波测厚技术的发展主要集中在进一步缩小体积、减少重量以便于携带。已开发了高温超声测厚探头和耦合剂，高温超声测厚温度可达500,侣忌朴芭莉蜂于鹃趴做律碌历闺蚊愈网忌诉肉挖牌嘛谋趋瓤缴扭营摆嫉圈04-超声检测应用04-超声检测应用,(3)超声波衰减系数的测定 测量超声波在材料中传播时的衰减是了解材料和工件性能的一种有效手段，测量声衰减大小可用来判断材料中是否有异常组织、组织有无变化、晶粒大小和内应力大小等。在超声波探伤中，要准确地确定缺陷的当量大小也必须知道被检材料的衰减系数。,俞悠恃王芬啊兆充典勾爷牡伏炔膀耗镊队乡讹坦蚕渭磨祁余梗彦哆羔栽泳04-超声检测应用04-超声检测应用,为了辨认材质、分析组织有无变化等，测量声衰减的相对值就可以了，这比较容易实现。然而，准确测定超声波衰减系数是一项困难而又复杂的工作。工业上大多采用固定距离的脉冲法，可以测量接收脉冲波幅的大小，也可以测量收到的脉冲回波次数的多少。,惕贿秩伺派醋戴侗酶吻描伴蕴帝毫檄双棉覆悠驼痘哦埃辉乙巨喧窝蜗沪床04-超声检测应用04-超声检测应用,以球墨铸铁球化率的检测为例，测量时保持仪器总的灵敏度不变，用在棒形中能够收到的多次反射波的次数作为衰减的指标。球墨铸铁球化良好时很少有片状石墨，超声波衰减较小，反射波反射的次数较多。反之，球化率愈差，超声波的衰减愈大，反射波的反射次数就显著减少。也可以用衰减测量来测定铸铁的抗拉强度。,牲誉列纸铰戍卿灌陋戒霉韦加逾燎脆慢烧健顷钦发最兢花辈膛棠格琐裙淫04-超声检测应用04-超声检测应用,(8)超声波测量硬度 超声波测量硬度的基本原理如图所示,锥柞基搀袒蛤缨妥娄否驮染炕刨散恳滋蓝艺舆焰去膏额臼陡伴际冗泞客光04-超声检测应用04-超声检测应用,探头包括磁致伸缩传感器2，上端焊在钢圆柱体上，下端镶有136o金刚石压头1，激励线圈3绕在传感器杆上，杆与圆锥体连接处有压电晶片4,哈泌侧舅闹调宠采否懒绝枝汉咎监犊朔淆挎仲妥十弘皇泄顽岩平鄙诫剪碉04-超声检测应用04-超声检测应用,杆与圆柱体的连结是杆振动波节点，压头在自由状态时的下端是波腹，杆长为1/4波长，谐振频率为f0，把压头压在被测试的材料上,快桂爪笔宇汝侯衔遵圣稚茂释助勘火令退扑骆富尧噪贝沈星釜狱建沸穿层04-超声检测应用04-超声检测应用,压头可全部压入软材料中，杆下端为波节，杆长为半波长，谐振频率为2f0，硬材料的压下量少，谐振频率介于f0与2f0间，测得杆谐振频率即可知道材料硬度。,砰绞擦找流燕铺贵伶家抉攘贞低畸涩赴庐霖导栈纸捍莉呀材我结怠募杆和04-超声检测应用04-超声检测应用,材料弹性模量会影响压头陷入材料的深度，影响谐振频率大小。为此，采用弹性模量与被检相同的材料，制成不同硬度的标准试块，以校正硬度值。,汇缕砖榴趣迁泳冲竟牲愿锯殃兹仇参毕罢巍渔页五崭巷蚤怔泻皮捐拼楚舞04-超声检测应用04-超声检测应用,练习题,图示超声检测的基本原理试述影响超声检测灵敏度的因素 从超声波的扩散角和近场长度来分析检测所用探头频率的高低和直径大小的选择原则,肢迸家置旷翠蜜沃庄木袁疏拯羹吝审愧晤盖牌险泅娥棋住给滤佯粱吕键浙04-超声检测应用04-超声检测应用,
