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超聲波探傷原理

發布時間:2011-03-06   點擊次數:2640次

 

超聲波探傷原理
 
      超聲波探傷是利用超聲波在物質中的傳播、反射和衰減等物理特性來發現缺陷的一種探傷方法。與射線探傷相比,超聲波探傷具有靈敏度高、探測速度快、成本低、操作方便、探測厚度大、對人體和環境無害,特別對裂紋、未熔合等危險性缺陷探傷靈敏度高等優點。但也存在操作者的水平和經驗有關缺點。在探傷中,常與射線探傷配合使用,提高探傷結果的可靠性。超聲波檢測主要用于探測試件的內部缺陷。
 

超聲波探傷儀器和探頭的選擇方法介紹

•         一、探傷儀選擇


1.儀器和各項指標要符合檢測對象標準規定的要求。
2.其次可考慮檢測目的,如對定位要求高時,應選擇水平線性誤差小的儀器,
•         選擇數字式探傷儀更好。對定量要求高時,應選擇垂直線性誤差小,衰減器精度高的儀器
•         對大型工件或粗晶材料工件探傷,可選擇功率大,靈敏度余量高,信噪比高,低頻性能好的儀器。對近表面缺陷檢測要求高時,可選擇盲區小,近區分辨好的儀器。
•         主要考慮:靈敏度、分辨力、定量要求,定位要求和便攜、穩定等方面
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二、超聲波探頭選擇
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 1. 型式選擇:原則為根據檢測對象和檢測目的決定:
•         如:焊縫——斜探頭
•         鋼板、鑄件——直探頭
•         鋼管、水浸板材——聚焦探頭(線、點聚集)
•         近表面缺陷——雙晶直探頭
•         表面缺陷——表面波探頭
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 2. 探頭頻率選擇
•         超聲波檢測靈敏度一般是指檢測zui小缺陷的能力,從統計規律發現當缺陷大小為
•         時,可穩定地發現缺陷波,對鋼工件用2.5~5MHZ,λ為:縱波2.36~1.18,橫波1.29~0.65,則縱波可穩定檢測缺陷zui小值為:0.6~1.2mm之間,橫波可穩定檢測缺陷zui小值為:0.3~0.6之間
•         這對壓力容器檢測要求已能滿足。
•         故對晶粒較細的鑄件、軋制件、焊接件等常采用2.5~5MHZ。
•         對晶粒較粗大的鑄件、奧氏體鋼等因會出現許多林狀反射,(由材料中聲阻抗有差異的微小界面作為反射面產生的反射),也和材料噪聲干擾缺陷檢測,故采用較低的0.5~2.5MHZ的頻率比較合適,主要是提高信噪比,減少晶粒反射
此外應考慮檢測目的和檢測效果,如從發現zui小缺陷能力方面,可提高頻率,但對大工件因聲程大頻率增加衰減急劇增加。對粗晶材料如降低頻率,且減小晶片尺寸時,則聲束指向性變壞,不利于檢測遠場缺陷,所以應綜合考慮。
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3. 晶片尺寸選擇:
•         原則:①晶片尺寸要滿足標準要求,如滿足JB/T4730-2005要求,即晶片面積≤500mm2,任一邊長≤25mm。
②其次考慮檢測目的,有利于發現缺陷,如工件較薄,則晶片尺寸可小些,此時N小。鑄件、厚工件則晶片尺寸可大些,N大、θ0小。發現遠距離缺陷能力強
•         ③考慮檢測面的結構情況
•         如對小型工件,曲率大的工件復雜形狀工件為便于耦合要用小晶片,對平面工件,晶片可大一些。
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4. 斜探頭K值選擇:
•         原則:①保證聲束掃到整個檢測斷面,對不同工件形狀要具體分析選擇。
•         ②盡可能使檢測聲束與缺陷垂直,在條件許可時,盡量用K大些的探頭。薄工件K大些,厚工件K可小些。
•         ③根據檢測對象選K:
•         如單面焊根部未焊透,選K=0.7-1.5,即在K=0.84-1時檢測靈敏度zui高。

 

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