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超聲波探傷儀測厚儀無損材料測試 - 基本原理詳細介紹

  • 發(fā)布日期:2018-10-17      瀏覽次數(shù):3924
    • 介紹

      無損檢測材料超聲波學(xué)40以上。從次考試開始,使用超聲波振動檢測缺陷在不同的材料中,它已經(jīng)成為一種基于測量的經(jīng)典測試方法充分考慮所有的影響影響因素。今天它是ExpCIE-TED超聲波測試,支持儀器技術(shù)的巨大進步,重現(xiàn)性試驗結(jié)果在狹窄范圍內(nèi)公差這假定知道影響因素及相關(guān)因素能夠應(yīng)用于測試技術(shù)。

      并非所有的影響都必須認真對待。被操作者視為。在許多情況下有些影響可以忽略不計。不超過允許測量的修復(fù)公差。由于此,測試簡化和測試時間減少。盡管如此,未來屬于對執(zhí)行的合格操作員他的責(zé)任和責(zé)任努力保持他的知識新藝術(shù)現(xiàn)狀。

      • 為什么使用超聲波進行無損檢測?

      在50年代初,除了材料表面的無損檢測方法之外,技術(shù)人員只知道射線照相(X射線或放射性同位素)作為檢測內(nèi)部缺陷的方法。染料滲透劑和磁性顆粒法。第二后 第二次世界大戰(zhàn)中的超聲波方法索科洛夫1935和應(yīng)用燧石1940,進一步發(fā)展。 因此,很快儀器就可以用于材料的超聲波測試。

      超聲波原理是基于固體材料是聲波的良好導(dǎo)體的事實。由此波不僅在界面處反射,而且還由內(nèi)部缺陷(材料分離、夾雜物等)反射。波長越小,聲波與材料的相互作用效應(yīng)越強,這意味著波的頻率越高。

      λ=C/f

      C=聲速[km/2s]

      f=頻率[MHZ]

      =波長度[mm]

      這意味著超聲波必須在大約0.5MHz和25MHz之間的頻率范圍內(nèi)使用,并且產(chǎn)生的波長為毫米。當頻率較低時,波與內(nèi)部缺陷的相互作用效應(yīng)將非常小,以至于檢測變得有問題。射線探傷和超聲波探傷是檢測不同試件內(nèi)部缺陷常用的方法,部分覆蓋了應(yīng)用范圍,部分擴大了應(yīng)用范圍。

      這意味著今天的許多體積測試是可能的,更經(jīng)濟和無風(fēng)險的超聲波測試方法,對其他手工測試問題,與以前一樣,使用RealGrPHY。在需要高安全要求的情況下(例如,核電站、航空航天工業(yè)),兩種方法都使用。

      • 超聲檢測任務(wù)

      是否有對超聲操作員指派的任務(wù)的主要分類?如果我們限制我們對可能存在的材料缺陷進行測試,則分類如下:

      • 反射鏡檢測
      • 反射器位置
      • 反射器的評價
      • 反射器的診斷(反射器類型、方向等)

      而不是使用這個詞“反射器”超聲操作者經(jīng)常使用這個術(shù)語。“不連續(xù)性”. 這被定義為“被懷疑為缺陷的測試對象中的不規(guī)則性”。實際上,只有在定位、評估和診斷之后,才能確定是否存在影響測試對象目的的缺陷。因此,術(shù)語“不連續(xù)性”總是被使用,只要它不確定它是否涉及一個缺陷,這意味著不允許的不規(guī)則性。

      • 不連續(xù)性檢測

      超聲波探傷儀的基本“工具”是探頭,

      1a + 1b。

       

      圖1A直探頭(剖面)

       

      圖1b角束探頭(剖面)

      壓電元件通過極短的放電激勵,產(chǎn)生超聲波脈沖。另一方面,相同的元件在接收到超聲波信號時產(chǎn)生電信號,從而使其振蕩。探針用液體或耦合膏劑耦合到測試對象的表面,使得來自探針的聲波能夠傳輸?shù)綔y試對象中。

      然后操作員掃描測試對象,即他將探針均勻地來回移動到表面上。在這樣做的過程中,他發(fā)現(xiàn)了一個儀器顯示的任何信號引起的反射從內(nèi)部盤旋錫,圖2。

      圖2A平面缺陷-直探頭

      圖2B平面缺陷角束探頭

      每個探頭都具有一定的指向性,即超聲波只覆蓋測試對象的某個部分。用于超聲檢測的有效區(qū)域稱為“聲束”,這是所應(yīng)用的探頭和聲波在其中傳播的材料的特征。

      聲束大致可分為會聚(聚焦)區(qū),近場和發(fā)散的部分,遠場圖3。

      近場長度n(近場) 長度)以及發(fā)散角在元素的直徑上

       

      圖3聲場

      被測材料的頻率和聲速。中心梁被稱為中心梁。聲軸. 聲束的形狀在選擇用于解決測試問題的探頭中起著重要的作用。繪制聲軸常常足以顯示測試任務(wù)的解決方案是什么樣子。Vulu度量間斷(空心空間,外來物質(zhì))在不同方向反射聲波,

      圖。4a + 4b。

       

      圖4A體積不連續(xù)性-直探頭   

      圖4B體積不連續(xù)角束探頭

       

      聲波在不連續(xù)反射后回到探頭上的部分主要取決于聲波的方向,即用直角探頭或角束探頭進行掃描還是從不同的S上進行掃描并不重要。圖5中的測試對象上的URLACE。

      如果來自探頭的反射聲波的接收部分是足夠的,那么對現(xiàn)有體積的不連續(xù)性的檢測不是關(guān)鍵的,這意味著操作者能夠通過

       

       圖5不同方向的體積缺陷檢測

      從不同方向掃描。平面(二維)不連續(xù)性(例如,宏觀分離、裂紋)主要在一定方向上反射超聲波,如圖6所示。

       

      圖6角平面不連續(xù)的反射

       

      圖7側(cè)壁上聲束的視在變形

       

      如果聲波的反射部分未被探頭接收,則將檢測到不連續(xù)性。當平面不連續(xù)性被聲束垂直撞擊時,檢測的可能性僅增加。這適用于被隔離在測試對象內(nèi)的DIS連續(xù)性。

       

      對于對測試對象的表面開放的平面不連續(xù)性,例如從表面垂直進入測試對象的裂紋,裂紋的垂直掃描并不總是產(chǎn)生所需的連續(xù)過程。在這種情況下,由于在測試對象的側(cè)壁上的聲波反射,似乎聲波從相應(yīng)的側(cè)壁彎曲,發(fā)生波重疊(干擾),圖7。

       

      在這種情況下,裂紋檢測的概率是非常好的。角度反射 影響圖8A使用。 90℃ 邊緣, 在裂紋和測試對象的表面之間,由于雙重反射,聲波被反射回自身,圖8b。

       

      當垂直于表面的平面不連續(xù)性不延伸到表面并且在不連續(xù)性和表面的聲波反射被探頭接收的條件下,角度反射效應(yīng)的使用通常甚至也是可能的,圖9。

       

      圖8A 45掃描裂紋檢測

       

      圖8b角反射效應(yīng)

       

      圖9表面附近的平面、垂直反射器

      在具有垂直不連續(xù)性的厚壁測試對象中,這種條件常常不能滿足,使得來自不連續(xù)性和測試對象表面的重反射聲波不返回到探頭。在這種情況下,第二探針用于接收聲音的反射部分,從而能夠檢測不連續(xù)性。

       

      通過這種測試,串列 技術(shù)一個探頭作為一個跨接器,另一個探頭用作接收器。兩個探針都移動到測試對象的表面上,并且以固定的距離隔開。掃描是在測試對象的不同深度垂直定位的不連續(xù)性,在探頭間距上變深,圖。10A、10B和10C。

       

      雖然,對于薄測試對象中的角度掃描,存在不能垂直擊中平面離散度的可能性,圖11a,檢測靈敏度更高,特別是通過適當選擇掃描角度和測試頻率,以便用戶喜歡單探針試驗

      圖10a角反射效應(yīng)

       

      圖10B串聯(lián)測試:中心區(qū)

       

      圖10C TAMDEN測試:下區(qū)

       

      圖11a 70°掃描:不利角度

       

      圖11b 45°掃描:有利角度

       

      圖11C 70×2兆赫掃描;大檢測

       

      聲束發(fā)散

      而不是更復(fù)雜的TAN DEM方法。這通常是測試焊縫厚度約30毫米時的情況。

       

      當然,檢測不垂直擊中的DIS連續(xù)性的可能性降低了。然而,這種缺陷通常通過另一入射角的附加測試(圖11b)或使用較低頻率的探針(圖11c)來彌補。在焊接測試的相應(yīng)規(guī)范(結(jié)構(gòu)內(nèi)測試)中可以找到典型的過程。

       

      • 測試方法與儀器技術(shù)

       

      4.1超聲波探傷儀

       

      在我們考慮進一步的測試任務(wù)和解決方法之前,我們必須首先獲得關(guān)于常用超聲技術(shù)的更詳細的知識,包括測試儀器和探頭?;谝呀?jīng)陳述的關(guān)于不連續(xù)位置的內(nèi)容,我們必須將短聲脈沖發(fā)射到測試對象中,以便測量聲脈沖從探頭到反射器和后部的飛行時間。只有當有明確的開始時間和目標時間時,才可能這樣做。只要測試對象的聲速是已知的,那么就可以使用簡單的計算來確定反射器的距離,從而確定其在測試對象中的準確位置,圖12。

       

      圖12飛行時間測量原理

       

      聲音范圍內(nèi)的聲音反射稱為回聲(想想山上的游牧者)因此,為什么我們不應(yīng)該用這個合適的術(shù)語來重新解釋超聲脈沖呢?因此,該方法的名稱已經(jīng)在大多數(shù)應(yīng)用領(lǐng)域中得到應(yīng)用。

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