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无损检测 UT.ppt

无损检测 UT

正新愉
2012-10-12 0人阅读 举报 0 0 0 暂无简介

简介:本文档为《无损检测 UTppt》,可适用于其他资料领域

无损检测介绍无损检测介绍一、无损检测的目的:主要是发现产品质量问题具体有以下几方面:、保证产品质量、保障使用安全、改进制造工艺、降低生产成本二、无损检测的方法:常规检测方法有:射线检测(RadiographicTesting简称RT)、超声检测(UltrasonicTesting简称UT)、磁粉检测(MagneticTesting简称MT)和渗透检测(PenetrantTesting简称PT)四种。其中RT和UT主要用于探测试件内部缺陷MT和PT主要用于探测试件表面缺陷。其他无损检测方法有:涡流检测(EddyCurrentTesting简称ET)、声发射检测(AcousticEmission简称AE)等等。几种常规检测方法的优缺点几种常规检测方法的优缺点几种常规检测方法的优缺点几种常规检测方法的优缺点几种无损检测方法所能测定或检出的缺陷特征几种无损检测方法所能测定或检出的缺陷特征超声检测超声检测一般工作原理:、声源产生超声波采用一定的工作方式使声波进入工件、声波在工件中传播并与工件材料以及其中的缺陷相互作用使其传播方向、特征被改变、改变后的声波通过检测设备接收对其分析处理、评估工件本身及其内部缺陷的特征对其评判。超声检测的优缺点超声检测的优缺点优点:、适用于金属、非金属和复合材料等多种材料的检测、穿透能力强可检测较大厚度范围内的工件内部缺陷、缺陷定位较准确对面积型缺陷检出率较高、灵敏度高可检测工件内部尺寸很小的缺陷(尺寸)、成本低速度快设备轻便对人体及环境危害小等。缺点:、对工件中的缺陷精确的定性、定量仍然不够、对形状复杂、不规则外形的工件检测有困难、缺陷的位置、取向、形状等对检测结果有一定影响、工件的材质、晶粒度等对检测有较大影响。主要是影响声波的衰减系数。一般晶粒大衰减快。、常用的手工A型脉冲反射法检测结果不直观且无直接见证记录。检查中容易误判的情况主要是由于被检工件的形状特殊造成与缺陷类似的回波容易引起误判。检查中容易误判的情况端角反射不规则裂纹检查中容易误判的情况检查中容易误判的情况超声检测的理论超声检测的理论一、常用的声波波型:主要有:纵波、横波、表面波和板波二、波的叠加、干涉和衍射、对于两端固定的弦线只有当弦线长度等于半波长的整数倍时才能形成驻波。这就是超声探头中压电晶片(波源)的设计依据即晶片厚度一般为。、波的衍射和障碍物尺寸D及波长λ的相对大小有关。当Dλ时波的衍射强反射弱缺陷回波很低容易漏检。超声检测灵敏度约为当Dλ,反射强衍射弱声波几乎全反射。三、超声场的特征值:主要是三个物理量声压、声强和声阻抗。、声压P声场中某一点在某一时刻所具有的压强P与没有声波存在时的静态压强P之差称为该点的声压即P=PP。超声检测仪器显示的信号幅值本质就是声压P显示屏上的波高与声压成正比。在超声检测中就缺陷而论声压值的大小反应缺陷的大小。、声阻抗Z声场中任一点的声压与该处质点振动速度之比称为声阻抗即、声强I单位时间内垂直通过单位面积的声能称为声强即、分贝的概念:通常规定引起听觉的最弱声强为:I=Wcm另一声强I与标准声强I之比的常用对数称为声强级单位为贝(尔)。即:实际应用上贝尔这个单位太大通常取其即分贝(dB)来作单位即:一般在超声检测中检测仪的垂直线性较好时仪器显示屏上波高H与声压P成正比因而有以上等式。超声波的反射、折射和透射超声波的反射、折射和透射如下图所示当超声波入射到两种介质的分界面时除产生同种波型的反射、折射波外还会产生不同波型的反射、折射波这个现象就是所谓的波型转换。图示中假定:声阻抗Z>Z各种反射、折射波符合反射、折射定律:式中:第一种介质中的纵波、横波波速第二种介质中的纵波、横波波速纵波入射角、反射角纵波、横波折射角横波反射角。由于在同一种介质中纵波波速不变因此。又由于在同一种介质中纵波波速大于横波波速因此。几个特殊情况:、第一临界角。由折射定律可知当时这时所对应的入射角称为第一临界角。此时第二种介质中只有横波。、第二临界角。当这时所对应的入射角称为第二临界角。此时第二种介质中没有声波但在介质的表面存在表面波这就是常用表面波探头制作原理。由上面讨论可知Ⅰ当时第二种介质中既有纵波又有横波Ⅱ当时第二种介质中只有横波这就是常用的横波斜探头的设计原理。Ⅲ当时第二种介质中没有声波声波发生全反射。波源轴线上声压分布:在连续简谐纵波且不考虑介质衰减的情况下如下图所示半径R的圆盘波源上一点ds辐射的球面波在波源轴线上Q点引起的声压有:式中P:圆盘波源起始声压。而根据波的叠加原理进行积分就有:声压幅值就有:圆盘波源辐射的纵波声场主要是模拟、分析一下超声检测中的探头工作情况。上述公式使用不方便有以下简化:当时可简化为:当时可简化为:(Fs:波源面积)上式表明,当时圆盘轴线上声压与距离成反比与波源面积成正比。声压PP离波源距离圆盘波源轴线上声压分布N:近场区长度。、近场区:波源附近由于波的干涉而出现的一系列声压极大值、极小值的区域称为近场区。波源轴线上最后一个声压极大值到波源的距离就称为近场区长度用N表示。有:、远场区:波源轴线上到波源的距离的区域称为远场区。远场区声压随距离增加单调递减。当时声压与距离成反比近似球面波的规律。这是因为距离足够大时波源各点到轴线上某一点的波程差很小这时干涉现象可以忽略不计。一、板材超声检测一、板材超声检测、常见缺陷:板材缺陷:折叠、裂纹、夹杂、白点等。焊接缺陷:裂纹、孔洞、夹杂、未焊透未熔合、形状和尺寸不良等、检测方法:主要有手工检测和机械检测两种方式。常用的手工检测一般采用相应的探头配合耦合剂如水、机油、化学浆糊等。在待测工件上往复扫查。由于板材晶粒通常较细为了获得较高分辨率宜选用频率较高的探头~MHz。如板材面积较大可选用直径较大的探头来提高检测效率。板厚较大时常选用单晶直探头较薄(~mm)时可选用双晶探头盲区很小。板材常用纵波直探头检测。被测工件晶粒度对回波的影响探头结构探头结构直探头双晶探头斜探头直探头检测示意图直探头检测示意图直探头检测示意图直探头检测示意图直探头检测示意图直探头检测示意图直探头透射检测示意图直探头透射检测示意图三种探头的区别三种探头的区别板材缺陷的判定板材缺陷的判定板材检测中一般根据缺陷波和底波来判定缺陷情况根据JBT规定发现以下情况之一即作为缺陷:()缺陷第一次反射波(F)波高大于或等于满刻度的即:()当底面第一次反射波(B)波高未达到满刻度此时缺陷第一次反射波(F)波高与底面第一次反射波(B)波高之比大于或等于即:()底面第一次反射波(B)波高低于满刻度的即:。板材质量级别评定板材质量级别评定检测过程中若确认板材中有白点、裂纹等危害性缺陷时应直接评为V级。二、焊接接头超声检测焊缝一般晶粒较细且声波各向异性。因此一般采用横波斜探头频率~MHz。在选取探头K值时应考虑以下方面:()声束能扫查到整个检测区截面()声束中心线尽量与焊缝可能出现的危险性缺陷垂直()尽量使用一次波判别缺陷减少误判并保证有足够的检测灵敏度。斜探头的K值可根据母材板厚来选取。板厚较薄的采用大K值以避开近场区提高检测准确度板厚较厚的采用小K值以便缩短声程、降低衰减(引起超声波衰减的主要原因是波束扩散、晶粒散射和介质吸收三方面)。条件允许时尽量采用较大K值。二、焊接接头超声检测焊接接头缺陷判定扫查中根据缺陷波高与底波降低情况来判别工件内部是否存在缺陷缺陷回波幅度达到或超过距离波幅曲线的定量线时均应确定其位置、最大反射波波幅和缺陷当量发现缺陷后一般采用半波高度法测定缺陷大小直尺、卷尺等工具测定缺陷的位置缺陷的埋入深度从检测仪器读出。焊接接头缺陷判定斜探头焊缝检测示意图斜探头焊缝检测示意图焊接质量级别评定焊接质量级别评定焊缝检测钢轨探伤钢轨探伤水流耦合水流耦合车轴探伤车轴探伤

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