超聲波探傷儀簡單介紹

作者：消防檢測設(shè)備
發(fā)布時間：2020-08-16 07:05:25
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超聲波探傷是利用超聲能透入金屬材料的深處，并由一截面進入另一截面時，在界面邊緣發(fā)生反射的特點來檢查零件缺陷的一種方法，當超聲波束自零件表面由探頭通至金屬內(nèi)部，遇到缺陷與零件底面時就分別發(fā)生反射波來，在熒光屏上形成脈沖波形，根據(jù)這些脈沖波形來判斷缺陷位置和大小。

　　利用材料及其缺陷的聲學性能差異對超聲波傳播的影響來檢驗材料內(nèi)部缺陷的無損檢驗方法。現(xiàn)在廣泛采用的是觀測聲脈沖在材料中反射情況的超聲脈沖反射法，此外還有觀測穿過材料后的入射聲波振幅變化的穿透法等。常用的頻率在0.5～5MHz之間。

　　常用的檢驗儀器為 A型顯示脈沖反射式超聲波探傷儀。根據(jù)儀器示波屏上反射信號的有無、反射信號和入射信號的時間間隔、反射信號的高度，可確定反射面的有無、其所在位置及相對大小。

　　超聲波在介質(zhì)中傳播時有多種波型，檢驗中最常用的為縱波、橫波、表面波和板波。用縱波可探測金屬鑄錠、坯料、中厚板、大型鍛件和形狀比較簡單的制件中所存在的夾雜物、裂縫、縮管、白點、分層等缺陷；用橫波可探測管材中的周向和軸向裂縫、劃傷、焊縫中的氣孔、夾渣、裂縫、未焊透等缺陷；用表面波可探測形狀簡單的制件上的表面缺陷；用板波可探測薄板中的缺陷。

　　在A型探傷儀的基礎(chǔ)上發(fā)展而成的 B型、C型探傷儀，可得到不同方向反射面的信號，也可將B型、C型顯示組合以得到材料的內(nèi)部反射面的三維顯示圖。

　　上述各種探傷儀均利用脈沖電信號激勵壓電換能器發(fā)射超聲波，但也可用渦流聲換能器來檢驗導電材料。這種換能器的換能過程在被探傷件表面進行，無須與材料接觸，也不需要耦合劑，就可檢驗表面粗糙和溫度高至500℃以上的金屬材料，在冶金工業(yè)中應用較多。

　　超聲波在材料中傳播，由于吸收和散射等，強度會衰減，因此測量在諸如真空自耗爐中熔煉的合金材料中的衰減，有可能無損地了解材料組織均勻性的情況。

　　脈沖反射式超聲波法同其他無損檢驗方法相比

　　主要優(yōu)點是：

　　①穿透能力強，探測深度可達數(shù)米；

　　②靈敏度高，可發(fā)現(xiàn)與直徑約十分之幾毫米的空氣隙反射能力相當?shù)姆瓷潴w；

　　③在確定內(nèi)部反射體的位向、大小、形狀及性質(zhì)等方面較為準確；

　　④僅須從一面接近被檢驗的物體；

　　⑤可立即提供缺陷檢驗結(jié)果;

　　⑥操作安全,設(shè)備輕便。

　　主要缺點是：

　　①要由有經(jīng)驗的人員謹慎操作；

　　②對粗糙、形狀不規(guī)則、小、薄或非均質(zhì)材料難以檢查；

　　③對所發(fā)現(xiàn)缺陷作十分準確的定性、定量表征仍有困難。

　　機械振動在介質(zhì)中的傳播過程叫做波。通常，人耳能夠感受到頻率高于16次/秒（赫茲），低于20000赫茲的彈性波，所以在這個頻率范圍內(nèi)的彈性波又稱為聲波。頻率小于10赫茲的彈性波叫做次聲波，頻率高于20000赫茲的彈性波叫做超聲波。次聲波和超聲波人耳都不能感受，即人耳聽不到。

　　超聲波與聲波具有下列不同的特點：（1）超聲波的聲束能集中在特定的方向上，在介質(zhì)中沿直線傳播，具有良好的指向性；（2）超聲波在介質(zhì)中的傳播過程中，會發(fā)生衰減和散射；（3）超聲波在異種介質(zhì)的界面上將產(chǎn)生反射、折射和波型轉(zhuǎn)換。利用這些特性，可以獲得從缺陷界面反射回來的反射波，從而達到探測缺陷的目的；（4）超聲波的能量比聲波大得多；（5）超聲波在固體中的傳輸損失小，探測深度大。由于超聲波在異質(zhì)界面上會發(fā)生反射、折射等現(xiàn)象，尤其不能通過氣體與固體的界面。如果金屬中有氣孔、裂紋、分層之類的缺陷（缺陷中有氣體）或夾渣之類的缺陷（缺陷中有異種介質(zhì)），超聲波傳播到金屬與缺陷的界面處，就會全部或部分被反射。反射回來的超聲波被探頭接收，通過儀器內(nèi)部的電路處理，在儀器的熒光屏上就顯示出不同高度和有一定間距的波形。探傷人員則根據(jù)波形的變化特征，判斷缺陷在工件中的深度、大小和類型。超聲波探傷的優(yōu)點是檢測厚度大、靈敏度高、速度快、成本低、對人體無害，能對缺陷進行定位和定量。然而，超聲波探傷對缺陷的顯示不直觀，探傷技術(shù)難度大，容易受到主、客觀因素的影響，以及探傷結(jié)果不便保存等，使超聲波探傷也有其局限性。

　　超聲檢測方法有哪些？

　　通常有穿透法、脈沖反射法、串列法等。

　　超聲檢測有哪些應用？

　　水浸（噴水）法檢測鋼管、鍛件；單（雙）探頭檢測焊縫；多探頭檢測大型管。

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