超聲(shēng)波探傷(shāng)ultrasonic inspection
利用材料及其缺(quē)陷的(dí)聲學(xué)性能差異(yì)對(duì)超(chāo)聲波傳播的影響來(lái)檢(jiǎn)驗材料(liào)內(nèi)部缺陷的無(wú)損(sǔn)檢驗方法。現在廣泛采(cǎi)用(yòng)的(dí)是觀測(cè)聲脈(mài)衝在(zài)材(cái)料中反(fǎn)射情況的超聲(shēng)脈(mài)衝反(fǎn)射法,此(cǐ)外(wài)還有觀測穿(chuān)過(guò)材(cái)料後(hòu)的入(rù)射(shè)聲波(bō)振幅變化的(dí)穿透法(fǎ)等。常用的頻率(shuài)在0.5~5MHz之(zhī)間。
常(cháng)用的檢(jiǎn)驗儀(yí)器(qì)為A型顯(xiǎn)示(shì)脈衝反射式(shì)超(chāo)聲波探傷儀。根據(jù)儀器示波屏上(shàng)反(fǎn)射(shè)信(xìn)號(hào)的(dí)有(yǒu)無(wú),反射信號和(hé)入射信(xìn)號(hào)的(dí)時間間(jiān)隔(gé),反射信號的高(gāo)度,可確定(dìng)反(fǎn)射(shè)麵的(dí)有(yǒu)無,其所(suǒ)在位置及相(xiāng)對(duì)大小(xiǎo)。儀器(qì)的基本結(jié)構(gòu)和原理見圖1。
超聲波(bō)在(zài)介質中傳播(bō)時有(yǒu)多(duō)種(zhǒng)波型,檢(jiǎn)驗(yàn)中(zhōng)zui常(cháng)用的(dí)為縱波,橫(héng)波(bō),表(biǎo)麵波和(hé)板(bǎn)波(bō)。用(yòng)縱波可探(tàn)測金屬鑄(zhù)錠(dìng),坯料,中厚板,大型鍛(duàn)件(jiàn)和形(xíng)狀比較(jiào)簡單(dān)的(dí)製件(jiàn)中所(suǒ)存在(zài)的夾(jiā)雜物,裂(liè)縫(féng),縮管,白(bái)點,分層等(děng)缺(quē)陷;用(yòng)橫波可(kě)探測(cè)管(guǎn)材中(zhōng)的周(zhōu)向和軸向裂(liè)縫,劃(huá)傷(shāng),焊(hàn)縫中(zhōng)的氣(qì)孔,夾渣,裂(liè)縫,未(wèi)焊透等缺陷;用表麵波(bō)可探(tàn)測形狀簡(jiǎn)單(dān)的製件上(shàng)的表麵(miàn)缺(quē)陷;用板波可(kě)探測(cè)薄板(bǎn)中(zhōng)的(dí)缺(quē)陷(xiàn)。
在A型探傷(shāng)儀的基(jī)礎上(shàng)發(fā)展而(ér)成(chéng)的B型(xíng),C型(xíng)探傷儀,可得到(dào)不同方(fāng)向(xiàng)反(fǎn)射麵(miàn)的信號,也可將B型,C型(xíng)顯示(shì)組合(hé)以得到材(cái)料(liào)的(dí)內部反(fǎn)射麵(miàn)的三(sān)維顯(xiǎn)示圖。 上述各(gè)種(zhǒng)探傷儀(yí)均(jūn)利用脈衝電(diàn)信(xìn)號激勵壓電換(huàn)能器發(fā)射超聲波,但(dàn)也可(kě)用(yòng)渦流(liú)聲(shēng)換(huàn)能器(qì)來檢驗導電材料。這種換(huàn)能(néng)器(qì)的(dí)換(huàn)能(néng)過(guò)程在(zài)被探傷件(jiàn)表麵(miàn)進(jìn)行,無須(xū)與材(cái)料接觸,也不需(xū)要耦合劑,就(jiù)可檢(jiǎn)驗表(biǎo)麵粗糙和溫(wēn)度高(gāo)至(zhì)500℃以上的金(jīn)屬(shǔ)材(cái)料,在冶金工(gōng)業中應用(yòng)較多(duō)。
超(chāo)聲波(bō)在(zài)材(cái)料中傳播,由(yóu)於吸收和(hé)散(sàn)射等(děng),強(qiáng)度(dù)會(huì)衰(shuāi)減(jiǎn),因此(cǐ)測(cè)量(liáng)在諸(zhū)如真(zhēn)空自耗(hào)爐中(zhōng)熔煉(liàn)的合(hé)金材料中(zhōng)的(dí)衰減,有(yǒu)可(kě)能無損(sǔn)地了(liǎo)解材料(liào)組(zǔ)織均匀(yún)性的情況(kuàng)。
脈衝(chōng)反(fǎn)射(shè)式超聲波法(fǎ)同其(qí)他(tā)無損(sǔn)檢驗(yàn)方(fāng)法相比主(zhǔ)要優點是(shì):
穿(chuān)透能力強,探(tàn)測深(shēn)度(dù)可達數(shù)米
靈敏度(dù)高,可發現(xiàn)與直(zhí)徑約十分之(zhī)幾毫米的(dí)空氣隙(xì)反射能力相(xiāng)當(dāng)的反射(shè)體
在(zài)確(què)定(dìng)內部(bù)反射體(tǐ)的(dí)位(wèi)向,大小(xiǎo),形(xíng)狀及(jí)性質等(děng)方(fāng)麵較(jiào)為(wéi)準確(què)
僅(jǐn)須(xū)從(cóng)一麵(miàn)接近(jìn)被(bèi)檢(jiǎn)驗的(dí)物(wù)體(tǐ)
可立即(jí)提供(gōng)缺陷檢(jiǎn)驗(yàn)結(jié)果
操作安全(quán),設備輕(qīng)便(biàn)
主要缺點(diǎn)是:
要由有經(jīng)驗(yàn)的(dí)人(rén)員(yuán)謹(jǐn)慎(shèn)操作(zuò)
對粗糙,形(xíng)狀不規(guī)則,小,薄或非(fēi)均質材料難(nán)以檢查(chá)
對所發現缺陷作十(shí)分(fēn)準確的定性(xìng),定(dìng)量(liáng)表(biǎo)征仍(réng)有困難(nán)
參考(kǎo)書目(mù)
日本(běn)學(xué)術振興(xīng)會(huì)製(zhì)鋼(gāng)第19委員會編:《超音(yīn)波探傷法》改訂新版(bǎn) 日(rì)刊工業新(xīn)聞(wén)社(shè) 東(dōng)京 1974
J.Krautkr mer and H.Krautkr mer,UltrasonicTesting of Materials 2nded Springer Verlag Berlin 1977
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