《《無(wú)損檢測(cè)培訓(xùn)》PPT課件.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《《無(wú)損檢測(cè)培訓(xùn)》PPT課件.ppt（100頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、無(wú)損檢測(cè)概論 武進(jìn) 無(wú)損檢測(cè)（ NDT)： 就是利用聲 、光、磁和電等特 性，在不損壞或不影響被檢對(duì)象使用性能的前提下， 檢測(cè)被檢對(duì)象中是否存在缺陷或不均勻性，給出缺 陷大小、位置、性質(zhì)和數(shù)量等信息，進(jìn)而判定被檢 對(duì)象所處技術(shù)狀態(tài)（如合格與否、使用壽命等）的 所有技術(shù)手段的總稱。無(wú)損檢測(cè)方法很多（目視檢 測(cè)、聲發(fā)射 、 超聲波衍射時(shí)差法等），并且隨著科 學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，出現(xiàn)了紅外等新的檢測(cè)技術(shù)手 段，但根據(jù)美國(guó)國(guó)家宇航局調(diào)研分析，其認(rèn)為可分 為六大類約 70余種。但在實(shí)際應(yīng)用中比較常用的， 也就是我們說(shuō)的 常規(guī) 無(wú)損檢測(cè)方法仍指為渦流檢測(cè)、 磁粉（漏磁）檢測(cè)、射線檢測(cè)、滲透檢測(cè)和超聲檢 測(cè)五
2、種。 無(wú)損檢測(cè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位 無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是一門在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重 要位置的新興技術(shù)，它的重要地位是由其 可靠性 、安全性與經(jīng)濟(jì)性所決定的。 （ 1)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的可靠性是指它可以在不 損壞工件（材料）完好性情況下 100%地檢測(cè)， 所以不會(huì)產(chǎn)生象破壞性取樣檢測(cè)方法所固有 的漏檢問(wèn)題。又由于它可實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)，所 以可將檢測(cè)結(jié)果及時(shí)提供出來(lái)，避免缺陷的 進(jìn)一步發(fā)展。 （ 2）無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的安全性指的是，它 能把隱藏在工件（材料）與結(jié)構(gòu)中的危 害性缺陷檢測(cè)出來(lái)，因而它的使用會(huì)使 被檢工件（材料）能安全使用。 （ 3）無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性，無(wú)損檢測(cè) 技術(shù)的采用與企業(yè)巨大的經(jīng)濟(jì)效益之間 關(guān)系已是國(guó)
3、內(nèi)外人所共知的事實(shí)。 無(wú)損檢測(cè)是工業(yè)發(fā)展必不可少的有效工具，在一定 程度上反映了一個(gè)國(guó)家的工業(yè)發(fā)展水平，其重要性 已得到公認(rèn)。由于無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的三大優(yōu)越性， 無(wú) 損檢測(cè) 技術(shù)已應(yīng)用到各個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域。我國(guó)在 1978 年 11月成立了全國(guó)性的無(wú)損檢測(cè)學(xué)術(shù)組織 中國(guó) 機(jī)械工程學(xué)會(huì)無(wú)損檢測(cè)分會(huì)以來(lái)。冶金 、電力、石 油化工、船舶、宇航、核能等行業(yè)還陸續(xù)成立了各 自的無(wú)損檢測(cè)學(xué)會(huì)或協(xié)會(huì)。部分省、自治區(qū)、直轄 市和地級(jí)市陸續(xù)成立了省（市）級(jí)、市地級(jí)無(wú)損檢 測(cè)學(xué)會(huì)或協(xié)會(huì)，東北、華東、西南等區(qū)域還各自陸 續(xù)成立了區(qū)域性的無(wú)損檢測(cè)學(xué)會(huì)或協(xié)會(huì)。 無(wú)損檢測(cè)人員資格鑒定與認(rèn)證 ， GB/T9445-2008 無(wú) 損
4、檢測(cè)人員資格鑒定與認(rèn)證 ，技術(shù)等級(jí)也做了相 關(guān)規(guī)定。 無(wú)損檢測(cè)的應(yīng)用特點(diǎn) 1）無(wú)損檢測(cè)的最大特點(diǎn)是能在不損壞試件 （工件 )材質(zhì) 、結(jié)構(gòu)的前提下進(jìn)行檢測(cè)，所以 實(shí)施無(wú)損檢測(cè)后，產(chǎn)品的檢查率可達(dá) 100%， 但是，并不是所有需要測(cè)試的項(xiàng)目和指標(biāo)都 能進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，它也存在自身的局限性。 某些試驗(yàn)只能采用破壞性試驗(yàn)，因此在目前 無(wú)損檢測(cè)還不能代替破壞性檢測(cè)。也就是說(shuō)， 對(duì)于一個(gè)工件、材料、設(shè)備的評(píng)價(jià)，必須與 破壞性試驗(yàn)結(jié)果互相對(duì)比和配合，才能作出 準(zhǔn)確的評(píng)定。 例如中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢疫總局和中國(guó) 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì) 2008年 9月 11日發(fā)布的 GB/T7736-2008 鋼的低倍缺
5、陷超聲波檢驗(yàn)方法 規(guī)定此標(biāo)準(zhǔn)適用于方坯 、矩形、圓型等簡(jiǎn)單截面的 軋制、鍛造鋼材（坯）低倍缺陷的超聲波檢驗(yàn)，也 適用于其他剛直備件、坯料的缺陷檢驗(yàn)。其中 9.2條： 經(jīng)超聲波檢驗(yàn)，凡缺陷波低于判傷界限，該爐批應(yīng) 判為超聲波低倍檢驗(yàn)合格，無(wú)需做酸蝕試驗(yàn)，結(jié)果 報(bào)告按“低倍合格”報(bào)出。 9.3條：經(jīng)超聲波檢驗(yàn)，凡缺陷波不低于判傷界限， 應(yīng)按 GB/T226做酸蝕試驗(yàn)，報(bào)告按 酸蝕 試驗(yàn)結(jié)果報(bào) 出。 2）正確選用實(shí)施無(wú)損檢測(cè)的時(shí)機(jī)：在無(wú) 損檢測(cè)時(shí)，必須根據(jù)無(wú)損檢測(cè)的目的， 正確選擇無(wú)損檢測(cè)實(shí)施的時(shí)機(jī)。 3）正確選用最適當(dāng)?shù)臒o(wú)損檢測(cè)方法：由 于各種檢測(cè)方法都具有一定特點(diǎn)，為提 高檢測(cè)準(zhǔn)確結(jié)果，應(yīng)根據(jù)設(shè)
6、備材質(zhì)、制 造方法、工作介質(zhì)、使用條件和失效模 式，預(yù)計(jì)可能產(chǎn)生的缺陷種類、形狀、 部位和取向，選擇核實(shí)的無(wú)損檢測(cè)方法 。 4） 綜合應(yīng)用各種無(wú)損檢測(cè)方法 :任何一種無(wú)損檢測(cè) 方法都不是萬(wàn)能的，每種方法都有各自的優(yōu)點(diǎn)和缺 點(diǎn)。應(yīng)盡可能多用幾種檢測(cè)方法，互相取長(zhǎng)補(bǔ)短， 以保障試件（工件）產(chǎn)品質(zhì)量。例如有些企業(yè)引進(jìn) 渦流、超聲聯(lián)合 自動(dòng)化 檢測(cè)線或漏磁、超聲聯(lián)合 自 動(dòng)化 檢測(cè)線等，此外，在無(wú)損檢測(cè)的應(yīng)用中，我們 還應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到，檢測(cè)的目的不是片面的追求過(guò)高 要求的“高質(zhì)量”，而是應(yīng)充分保證安全性和合適 風(fēng)險(xiǎn)率的前提下，著重考慮其經(jīng)濟(jì)性。只有這樣， 無(wú)損檢測(cè)的應(yīng)用才能達(dá)到預(yù)期的目的。 五大常規(guī)無(wú)損
7、檢測(cè)介紹 渦流檢測(cè)（ ET）法的簡(jiǎn)介 渦流檢測(cè)法 指運(yùn)用電磁 感應(yīng)原理，通過(guò)確定被測(cè) 工件內(nèi)部感應(yīng)渦流的變化 來(lái)檢測(cè)缺陷，探頭內(nèi)的電 流變化的大小反映了缺陷 的情況。 優(yōu)點(diǎn)：對(duì)管材而言，渦流探傷是可取代水壓試驗(yàn)的 檢測(cè)方法之一。渦流檢測(cè)時(shí)線圈不需要與被檢物直 接接觸，易于 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化 ， 可進(jìn)行 高速檢測(cè) （ 100m/min)?？蛇M(jìn)行脫碳層 、涂層、鍍層的無(wú)接 觸測(cè)厚，可根據(jù)電導(dǎo)率磁導(dǎo)率來(lái)分選鋼種及合金種 類，測(cè)量硬度等。 缺點(diǎn)：不適用于形狀復(fù)雜的工件，而且只能檢測(cè)導(dǎo) 電材料表面和近表面缺陷，缺陷深度一般不大于 5mm,渦流檢測(cè)必須有高頻信號(hào)存在，給信號(hào)處理帶 來(lái)一定困難，容易引起信號(hào)相互干
8、涉。檢測(cè)結(jié)果也 易受到材料本身及檢測(cè)儀器功能和檢測(cè)條件等其它 因素干擾。 漏磁（磁粉）檢測(cè)（ MT）（ MFT）法的簡(jiǎn)介 漏磁（磁粉） 檢測(cè) 其原理是將一鐵磁性工件置于磁場(chǎng)中被磁化后，由 于不連續(xù)性的存在，使工件表面和近表面的磁力線 發(fā)生局部畸變而產(chǎn)生漏磁場(chǎng)，通過(guò)檢測(cè)漏磁場(chǎng)來(lái)發(fā) 現(xiàn)缺陷的。 從檢測(cè)漏磁場(chǎng)方式來(lái)分，人們習(xí)慣上把用通過(guò)磁粉 被 漏磁場(chǎng) 吸附來(lái)檢測(cè)漏磁場(chǎng)方式稱磁粉檢測(cè)。而把 用傳感器將此漏磁通檢測(cè)出來(lái)的方式稱為漏磁檢測(cè)。 優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn) (局限性） 1）磁粉檢測(cè)適用于鐵磁性材料表面和近表面尺寸很 小 、間隙窄，目視難于看到的不連續(xù)性。 2）可對(duì)原材料、半成品、成品工件和在役的零部件 檢測(cè)
9、，還可對(duì)板材、型材、棒材、鍛件等進(jìn)行檢測(cè)。 3）可發(fā)現(xiàn)裂紋、夾雜、發(fā)紋、白點(diǎn)等缺陷。 4） 漏磁 法可實(shí)現(xiàn)缺陷的初步量化。 5） 漏 磁法中的檢測(cè)漏磁場(chǎng) 的傳感器（ 檢測(cè)漏磁場(chǎng)的 “磁敏元件”主要有線圈 、霍爾元件、磁阻元件及 磁阻二級(jí)管等） 反映速度高 ，據(jù)相關(guān)資料查閱，探 傷速度 120m/min.所以 很適于自動(dòng)探傷 。 5）缺陷不能檢測(cè)奧氏體不銹鋼材料和用奧氏體不銹 鋼焊條焊接的焊縫。對(duì)于表面淺的劃線，埋藏較深 的孔洞和與工件表面夾角小于 20o的分層和折疊難于 發(fā)現(xiàn)。 6） 磁粉探傷 很容易探出深度為 0.05mm或更小表面 和近表面缺陷 ， 漏磁探傷靈敏度不如磁粉探傷靈敏 度 。但
10、查閱相關(guān)資料，有企業(yè)引進(jìn)德國(guó)的漏磁探傷 設(shè)備可以檢測(cè)棒材表面 0.1（深） mm* 0.1（寬） mm * 10（長(zhǎng)） mm裂紋。 7） 成品檢測(cè)需要退磁。 8） 對(duì) 被檢工件檢測(cè)結(jié)果影響較多，例如提離 值 、磁化強(qiáng)度、材料表面狀態(tài)、輥道的傳送 精度等都會(huì)影響工件的漏磁信號(hào)。需要在實(shí) 際檢查過(guò)程中更多方面考慮各種影響因素 ， 綜合調(diào)節(jié) ，才能得到準(zhǔn)確的檢測(cè)結(jié)果。 9）漏磁檢測(cè)不適合開(kāi)口很窄的裂紋，尤其是 閉合缺陷。 10）由于采用傳感器檢測(cè)漏磁場(chǎng)，漏磁檢測(cè) 不適合檢測(cè)形狀復(fù)雜的試件（工件）。 射線檢測(cè)（ RT）法的簡(jiǎn)介 射線 檢測(cè) 是指用 x射線和 r射線（中子射線 也逐漸用于探傷，但還不普遍
11、）透射試件 （工件 )，以膠片作為記錄信息的器材的無(wú)損 檢測(cè)方法。該方法是最基本的 、應(yīng)用最廣泛 的一種非破壞性檢驗(yàn)方法。 射線檢測(cè)原理：射線能透過(guò)肉眼無(wú)法穿 透的物質(zhì)使膠片感光，當(dāng) x射線和 r射線 照射膠片時(shí)，與普通光線一樣，能使膠 片乳劑層中的溴化銀產(chǎn)生潛影，由于不 同密度的物質(zhì)對(duì)射線的吸收系數(shù)不同， 照射到膠片各處的射線能量也就會(huì)產(chǎn)生 差異，便可根據(jù)暗室處理后的底片各處 黑度差來(lái)判別缺陷。 射線檢測(cè)法的優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)（局限性）： 1）可以獲得缺陷的直觀圖像，定性準(zhǔn)確， 對(duì)長(zhǎng)度 、寬度的定量也比較準(zhǔn)確。 2）檢測(cè)結(jié)果有直接記錄，可以長(zhǎng)期保存。 3）對(duì)體積性缺陷（氣孔、夾渣、咬邊、 凹坑等）檢測(cè)
12、手段很高。對(duì)面積性缺陷 （未焊透、裂紋等），如果照相角度不 適當(dāng)，容易漏檢。 4）適宜檢驗(yàn)厚度較薄的工件而不宜較厚 的工件，因?yàn)闄z驗(yàn)厚工件需要高能量射 線設(shè)備，而且隨著厚度增加，其檢驗(yàn)靈 敏度也會(huì)下降。 5）適宜檢驗(yàn)對(duì)接焊縫，不適宜檢驗(yàn)板材、 棒材和鍛件等 6）對(duì)缺陷在工件厚度中的位置 、尺寸（高度） 的缺定比較困難。 7）檢測(cè)成本高，檢測(cè)速度慢。 8）具有輻射生物效應(yīng)，能夠殺死生物細(xì)胞， 損害生物組織，危機(jī)生物器官的正常功能。 總的來(lái)說(shuō)，射線檢測(cè)法是定性準(zhǔn)確，有可靠 長(zhǎng)期保存的直觀圖像，總體成本相對(duì)較高， 而且射線對(duì)人體有害，檢驗(yàn)速度會(huì)較慢。 滲透檢測(cè)（ PT）法的簡(jiǎn)介 滲透 檢測(cè) 滲透 檢
13、測(cè) 是指利用某些液體（ 滲透劑） 涂刷 在被檢工件表層，由于浸潤(rùn)作用和毛細(xì)現(xiàn)象， 這些液體會(huì)滲入被檢工件表面開(kāi)口的狹縫間 隙，隨后在毛細(xì)管作用下， 液體（ 滲透劑） 被顯象劑吸附顯像，通過(guò)放大，表面缺陷圖 像形狀和分布狀態(tài)在一定光源（紫外線或白 光）下可以被肉眼識(shí)別。 滲透 法優(yōu)點(diǎn) 1）可以檢測(cè)各種材料，金屬 、非金屬材 料；磁性、非磁性材料；焊接、鍛造、 軋制等加工方式。 2）滲透 法的靈敏度很高，一般，深為 0.02mm寬為 0.001mm的表面裂紋是容 易發(fā)現(xiàn)的 3）顯示直觀、操作方便 。 缺點(diǎn)（局限性） 1）只能檢出表面開(kāi)口的缺陷。 2）不適于檢查多孔疏松性材料制成的工 件和粗糙表面的
14、工件。 3）只能檢出缺陷的表面分布，難于確定 缺陷的實(shí)際深度，因而很難對(duì)缺陷做出 定量評(píng)價(jià)，檢測(cè)結(jié)果受操作者影響也較 大。 4）成本較高，場(chǎng)地環(huán)境污染大 。 超聲檢測(cè)（ UT）法 超聲檢測(cè)是五大常規(guī)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)之一，是 目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最廣泛 、使用頻率最高且發(fā) 展較快的一種無(wú)損檢測(cè)技術(shù)。它是產(chǎn)品制造 中實(shí)現(xiàn)質(zhì)量控制、節(jié)約原材料、改進(jìn)工藝、 提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的重要手段，也是設(shè)備維護(hù) 中不可或缺的手段之一。 超聲檢測(cè)的定義：通過(guò)超聲波與試件 （工件）相互作用，就反射 、透射和散 射的波進(jìn)行研究，對(duì)試件（工件）進(jìn)行 宏觀缺陷檢測(cè)、幾何特性測(cè)量、組織結(jié) 構(gòu)和力學(xué)性能變化的檢測(cè)和表征，并進(jìn) 而對(duì)其特定應(yīng)用
15、性進(jìn)行評(píng)價(jià)的技術(shù) 。 超聲波檢測(cè)工作原理 超聲檢測(cè)主要是基于超聲波在工件中的傳播 特性，如聲波在通過(guò)材料時(shí)能量會(huì)損失，在 遇到聲阻抗不同的兩種介質(zhì)分界面時(shí)會(huì)發(fā)生 反射等。其工作原理是： 1）聲源產(chǎn)生超聲波，采用一定的方式使超聲 波進(jìn)入工件。 2）超聲波在工件中傳播并與工件材料以及其 中的缺陷相互作用，使其傳播方向或特征改 變。 3）改變后的超聲波通過(guò)檢測(cè)設(shè)備被接收， 并可對(duì)其進(jìn)行處理和分析。 4）根據(jù)接收的超聲波的特征，評(píng)估工件 本身及其內(nèi)部是否存在缺陷及缺陷的特 征。 以脈沖反射式模擬探傷儀為例 A型脈沖反射式模擬超聲波檢測(cè)儀的主要組成部分是 :同步電路 、掃描電 路、發(fā)射電路、接受放大器電
16、路、顯示器和電源電路等。 儀器工作原理：同步電路產(chǎn)生觸發(fā)脈沖同時(shí)加至掃描電路和發(fā)射電路， 掃描電路受觸發(fā)開(kāi)始工作，產(chǎn)生鋸齒波掃描電壓，加至示波管水平偏轉(zhuǎn) 板，使電子束發(fā)生水平偏轉(zhuǎn)，在熒光屏上產(chǎn)生一條水平掃描線。與此同 時(shí)，發(fā)射電路受觸發(fā)產(chǎn)生高頻脈沖，施加至探頭，激勵(lì)壓電晶片振動(dòng)， 在工件中產(chǎn)生超聲波，超聲波在工件中以一定方式和速度向前傳播，遇 到缺陷或底面產(chǎn)生反射，返回探頭時(shí)，又被 壓電 晶片轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，經(jīng) 接收放大和檢波，加至示波管垂直偏轉(zhuǎn)板上，使電子束發(fā)生垂直偏轉(zhuǎn)， 在水平掃描線的相應(yīng)位置上產(chǎn)生缺陷回波和底波。 通常 用來(lái)發(fā)現(xiàn)缺陷和對(duì)其進(jìn)行評(píng)估的基本信息為： 1）是否存在來(lái)自缺陷的超聲波
17、信號(hào)及其幅度。 2）入射聲波與接收聲波之間的傳播時(shí)間。 3)超聲波通過(guò)材料以后能量的衰減 。 A型脈沖反射法 原理 及 A型顯示圖示： A型 顯示 -是將超聲信號(hào)的幅度與傳播時(shí)間的關(guān)系以直角坐標(biāo)的形式 顯示出來(lái)。 橫坐標(biāo)代表聲波傳播時(shí)間，縱坐標(biāo)代表信號(hào)幅度 。 超聲波檢測(cè)優(yōu)點(diǎn)： 1）適用與金屬 、非金屬和復(fù)合材料等多種試件（工件 )的無(wú) 損檢測(cè)工作。 2)穿透能力強(qiáng)?？蓪?duì)較大范圍內(nèi)的試件（工件）內(nèi)部缺陷進(jìn) 行檢測(cè)。如對(duì)金屬材料，可檢測(cè)厚度 1 2mm的薄壁管材和板 材，也可檢測(cè)幾米厚的鍛件。 3）缺陷定位較準(zhǔn)確。 4）對(duì)面積性缺陷的檢出率較高。 5）靈敏度高，可檢測(cè)試件（工件 )內(nèi)部尺寸很小的
18、缺陷。 6）從檢測(cè)缺陷部位來(lái)說(shuō)，既可以使表面缺陷，也可以是內(nèi) 部缺陷。 7）檢測(cè)成本低、速度快對(duì)人體及環(huán)境無(wú)害。便攜式儀器設(shè) 備輕便，現(xiàn)場(chǎng)使用方便。 超聲波檢測(cè)缺點(diǎn)（局限性）： 1）對(duì)試件（工件）中的缺陷進(jìn)行精確的定性 、定量 仍需做深入研究。 2）對(duì)具有復(fù)雜形狀和不規(guī)則外形的試件（工件 )進(jìn) 行超聲波檢測(cè)有困難。 3）缺陷位置、取向和形狀對(duì)檢測(cè)結(jié)果有一定影響。 4）材質(zhì)、晶粒度等對(duì)檢測(cè)有較大影響。 5）以常用的 A型手工脈沖反射法檢測(cè)時(shí)檢測(cè)結(jié)果顯 示不直觀，且檢測(cè)結(jié)果無(wú)直接見(jiàn)證記錄。 基本常識(shí) 次聲波、聲波 、超聲波 次聲波、聲波 、 超聲波都是在彈性介質(zhì)（質(zhì)點(diǎn)間以彈性力 連接在一起的介質(zhì)稱
19、為彈性介質(zhì)。一般固體、液體 、氣體 都可視為彈性介質(zhì) ）中傳播的機(jī)械波（機(jī)械振動(dòng)在彈性介 質(zhì)中的傳播過(guò)程） 機(jī)械振動(dòng) -物體（或質(zhì)點(diǎn)）在某一平衡位置附近作來(lái)回 往復(fù)的運(yùn)動(dòng)稱為機(jī)械振動(dòng)。如彈簧振子、 擺輪、音叉以及 蒸汽機(jī)活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)等。 人們把能引起聽(tīng)覺(jué)的機(jī)械波稱為 聲波，頻率在 20 20000Hz之間。頻率低于 20Hz的機(jī)械波稱 為次聲波，頻率高于 20000Hz機(jī)械波 稱為超聲波 。 1）介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向互相 平行的波稱為縱波。 凡能承受拉伸或壓縮應(yīng)力的介質(zhì)都能傳播縱波。固體介質(zhì)能承受拉伸或 壓縮應(yīng)力，因此固體介質(zhì)可以傳播縱波。液體和氣體雖然不能承受拉伸 應(yīng)力，但能承
20、受壓應(yīng)力產(chǎn)生的體積變化，因此液體和氣體介質(zhì)也可以傳 播縱波。 2）介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向互相垂直的波，稱為橫波。 橫波中介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)受到交變剪切應(yīng)力作用并產(chǎn)生形變。只有固 體介質(zhì)才能承受剪切應(yīng)力，液體和氣體不能承受剪切應(yīng)力， 故橫波只能在固體介質(zhì)中傳播，不能在液體和氣體介質(zhì)中傳 播。 超聲波 波型不同時(shí)介質(zhì)彈性形變形式不同，聲速也不一樣。 固體介質(zhì)中的聲速與介質(zhì)的密度和彈性模量等有關(guān)，不同的 介質(zhì)，聲速不同，介質(zhì)的彈性模量越大，密度越小，則聲速 越大。 一般鋼中縱波聲速為 5900M/S 鋼中橫波聲速為 3230M/S 根據(jù) =C/f 可知，相同頻率相同材質(zhì)縱波 大于橫波 縱波直探頭和
21、橫波斜探頭主要用途 探頭與工件的接觸方式： 1）直接接觸法 探頭與工件檢測(cè)面之間，涂 有很薄耦合劑層因此可以看作兩者直接接觸，故稱 為直接接觸法。 耦合劑的作用 當(dāng)工件和探頭之間有一層空氣時(shí)，超聲波的反射率 幾乎為 100%，即使很薄的一層空氣也可阻止超聲波 出入工件。因此，排除探頭與工件之間的空氣非常 重要。耦合劑可以填充探頭與空氣間的間隙，使超 聲波能夠傳入工件，這是耦合劑的主要目的。除此 之外，耦合劑油潤(rùn)滑作用，可以減少探頭與工件之 間的摩擦，防止工件表面磨損探頭，并使探頭便于 移動(dòng)。 水可以作為耦合劑，但容易流失，有時(shí)不易潤(rùn)濕工 件表面。直接接觸法中不作為主要選擇。 2） 液浸法 將探
22、頭和工件浸入水中，以液體作為耦合劑進(jìn) 行檢測(cè)的方法。耦合劑可以使水也可以是油。當(dāng)為水時(shí)，稱 為水浸法 。 1）檢測(cè)面的選擇和準(zhǔn)備 針對(duì)一個(gè)確定的工件，當(dāng)存在多個(gè)可能的入 射面時(shí)，檢測(cè)面的選擇首先要考慮缺陷的最 大可能取向。如果缺陷的主反射面與工件的 某一表面近似平行，則選用從改表面入射的 垂直入射縱波，這樣使聲束軸線與缺陷的主 反射面接近垂直。這對(duì)缺陷的檢測(cè)是最有力 的。 為了 保證檢測(cè)面能提供良好聲耦合，進(jìn)行超聲波檢 測(cè)前應(yīng)進(jìn)行目視檢查工件表面，去除氧化皮 、 毛刺 等。 2）探頭頻率的選擇 超聲波檢測(cè)頻率一般在 0.5 10MHz，選擇范圍大， 但在選擇頻率時(shí)要考慮以下幾點(diǎn)。 A，由于波的
23、繞射，使超聲波檢測(cè)靈敏度約為 /2. 因此提高頻率有利于發(fā)現(xiàn)更小的缺陷。 B.頻率高，衰減越大，對(duì)金屬材料，若頻率過(guò)高或 晶粒粗大時(shí)，衰減很顯著，此時(shí)由于晶界的散射還 會(huì)出現(xiàn)草狀回波，信噪比下降，從而導(dǎo)致缺陷檢出 困難。 中棒作業(yè)區(qū)小規(guī)格直徑圓鋼及扁鋼手工接觸法檢測(cè) 選擇單晶縱波直探頭主要缺點(diǎn)和選擇雙晶縱波探頭 優(yōu)點(diǎn)。 在用單晶縱波直探頭以脈沖發(fā)射法進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，由 于發(fā)射脈沖自身有一點(diǎn)寬度，加上放大器阻塞現(xiàn)象， 在靠近始波的一段時(shí)間范圍內(nèi)，所要求發(fā)現(xiàn)的缺陷 往往不能發(fā)現(xiàn)，具體到被檢工件中，這段時(shí)間所對(duì) 應(yīng)的由入射面進(jìn)入工件的深度距離稱為盲區(qū)。 雙晶探頭優(yōu)點(diǎn) A靈敏度高。 B克服阻塞消除發(fā)射壓電
24、晶片與延遲塊 之間反射雜波，雜波少盲區(qū)小 。 C工件中近場(chǎng)區(qū)長(zhǎng) 度小。 D 檢測(cè)范圍可調(diào)。 T 探頭靜態(tài)實(shí)物展示 檢測(cè)靈敏度的調(diào)整 檢測(cè)靈敏度是指在確定的聲程范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)規(guī)定大小 缺陷的能力。一般根據(jù)產(chǎn)品技術(shù)要求或有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確 定，可通過(guò)調(diào)節(jié)儀器上的增益 、 衰減器 、發(fā)射強(qiáng)度 等靈敏度旋鈕來(lái)實(shí)現(xiàn)。 調(diào)整靈敏度的目的在于發(fā)現(xiàn)工件中規(guī)定大小的缺陷， 并對(duì)缺陷定量。檢測(cè)靈敏度太高或太低都對(duì)檢測(cè)不 利。靈敏度太高，示波屏上雜波多，缺陷判斷困難。 太低，容易發(fā)生漏檢。 調(diào)整靈敏度的常用方法有試塊調(diào)整法和工件底波調(diào) 整法兩種 。 近場(chǎng)區(qū)概念 波源附近由于波的干涉而出現(xiàn)一系列聲壓極大值極小值的區(qū) 域，稱為超聲
25、波近場(chǎng)區(qū)。波源軸線上最后一個(gè)聲壓極大值至 波源的距離稱為近場(chǎng)區(qū)長(zhǎng)度，用 N表示。 N=D2/4 在近場(chǎng)區(qū)檢測(cè)定量是不利的，處于聲壓極大 值處的小缺陷回波可能較高，處于 聲壓 極小 值 處的小缺陷回波可能 較低，這樣容易引起 誤判，甚至漏檢。因此盡可能避免在近場(chǎng)區(qū) 檢測(cè)定量。 1）試塊調(diào)整法 對(duì)于工件厚度 X3N或 不能獲得底波時(shí)，采用試塊調(diào)整法 較為 適宜，因?yàn)?X3N時(shí)不符合計(jì)算法的適用 條件，而且幅度隨距離的變化不是單調(diào) 的。 方法是，根據(jù)工件規(guī)格和對(duì)靈敏度的要 求選擇相應(yīng)的試塊，將探頭對(duì)準(zhǔn)試塊上 的人工反射體，調(diào)整儀器上相關(guān)靈敏度 旋鈕，使示波屏上人工反射體的最高反 射回波達(dá)到基準(zhǔn)高度。
26、 T 試塊調(diào)整法靜態(tài)展示 2）工件底波調(diào)整法 利用試塊調(diào)整靈敏度，操作簡(jiǎn)單方便，但需加工不 同聲程不同當(dāng)量尺寸的試塊，成本高，攜帶不便。 工件底波 調(diào)整法調(diào)整靈敏度是根據(jù)工件底面回波與 同深度的人工缺陷（如平底孔）回波分貝差為定值 的原理進(jìn)行的，其定值由相關(guān)理論公式，輸入檢測(cè) 缺陷當(dāng)量 、 聲波類型波長(zhǎng)和被檢工件規(guī)格等計(jì)算出 來(lái)。 其操作方法是將探頭對(duì)準(zhǔn)工件底波，調(diào)整旋鈕使底 波最高達(dá)基準(zhǔn)高度，然后用衰減器增益計(jì)算得出的 定值。 工件底波調(diào)整法只能用于厚度 X3N 的工件，同時(shí)要 求工件具有平行底面或圓柱曲底面，且底面光潔干 凈。 缺陷的評(píng)定 當(dāng)超聲檢測(cè)發(fā)現(xiàn)缺陷顯示信號(hào)后，要對(duì)缺陷進(jìn)行評(píng)定，以
27、判 斷是否危害使用。缺陷評(píng)定的內(nèi)容主要是缺陷位置的確定和 缺陷尺寸的評(píng)定。缺陷位置的確定包括缺陷平面位置和埋藏 深度的確定；缺陷尺寸的評(píng)定包括缺陷回波幅度的評(píng)定、當(dāng) 量尺寸的評(píng)定和缺陷延伸長(zhǎng)度（或面積）的測(cè)量。 一 缺陷位置的確定 二缺陷尺寸的評(píng)定在實(shí)際檢測(cè)中，由于自然缺陷的形狀、性 質(zhì)多種多樣，要通過(guò)超聲回波信號(hào)確定缺陷的真實(shí)尺寸還是 比較困難，目前主要是利用來(lái)自缺陷的反射波高、沿工件表 面測(cè)出的缺陷延伸范圍以及存在缺陷時(shí)底面回波的變化來(lái)評(píng) 定。 缺陷尺寸評(píng)定方法主要有回波高度法 、當(dāng)量評(píng)定法和長(zhǎng)度測(cè) 量法， 1.回波高度法 根據(jù)回波高度給缺陷定量的方法稱為回 波高度法。 （ 1)缺陷回波高
28、度法 在確定的檢測(cè)條件下，缺陷尺寸 越大，反射聲壓就越大，對(duì)于垂直線性好的儀器，聲壓與回 波高度成正比，因此，缺陷的大小可以用缺陷的回波高度來(lái) 表示。 回波 高度法在自動(dòng)化或半自動(dòng)化檢測(cè)時(shí)十分方便。在實(shí)際檢 測(cè)是，用規(guī)定的反射體調(diào)好檢測(cè)靈敏度后，以缺陷回波高度 是否高于基準(zhǔn)回波高度，作為判定工件是否合格的依據(jù)，通 過(guò)閘門高度的設(shè)定，可以進(jìn)行自動(dòng)報(bào)警與紀(jì)錄。 （ 2）底面 回波高度法 2.當(dāng)量評(píng)定法 當(dāng)量評(píng)定法是將缺陷回波幅度與規(guī) 則形狀的人工反射體的回波幅度進(jìn)行比較的方法。 如果兩者埋藏深度相同，反射波高相等，則稱該人 工反射體的反射面尺寸為缺陷的當(dāng)量尺寸。 但由于影響缺陷反射體回波幅度的因素
29、很多，所以 當(dāng)量法確定的當(dāng)量尺寸并不是缺陷的真實(shí)尺寸。因 為人工反射體是一個(gè)規(guī)則形狀缺陷，且界面反射率 較大，通常情況下實(shí)際缺陷的實(shí)際尺寸要大于當(dāng)量 尺寸。 當(dāng)量評(píng)定法有試塊對(duì)比法 、當(dāng)量計(jì)算法和 AVG曲線法 （ 1）試塊對(duì)比法 試塊對(duì)比法是將缺陷波幅直接 與對(duì)比試塊中同聲程的人工反射體回波幅度相比較， 兩者相等時(shí)以該人工反射體尺寸作為缺陷當(dāng)量。 試塊 對(duì)比法給缺定量時(shí)，要保持檢測(cè)條件相同，即 所用試塊材質(zhì) 、表面粗糙度和形狀等都要與被檢工 件相同或相似，試塊中平底孔的埋藏深度與缺陷的 埋藏深度相同，并且所用儀器、探頭和對(duì)探頭施加 的壓力也要相同。如果缺陷的埋藏深度與所用對(duì)比 試塊中平底孔的
30、埋藏深度不同，則可用兩個(gè)埋藏深 度與之相近的平底孔，用插值法進(jìn)行評(píng)定。 試塊對(duì)比法的優(yōu)點(diǎn)是明確直觀，結(jié)果可靠，又不受 近場(chǎng)區(qū)限制，對(duì)儀器對(duì)水平線性和垂直線性要求也 不高，因此，對(duì)于要求給缺陷回波幅度準(zhǔn)確定量的 重要工件或要在 X3N情況下給缺陷定量時(shí)常采用試 塊對(duì)比法。 缺點(diǎn)最主要是需要制作一系列含不同聲程不同直徑 人工缺陷的試塊。造價(jià)較高。 （ 2）當(dāng)量計(jì)算法 是根據(jù)超聲檢測(cè)中測(cè)得的缺陷 回波與基準(zhǔn)波高（或底波）的分貝差值，利用各種 規(guī)則反射體的理論回波聲壓公式進(jìn)行計(jì)算，求出缺 陷當(dāng)量尺寸的定量方法。其應(yīng)用前提是缺陷位于 3N 以外。 （ 3） AVG曲線法 3.缺陷延伸長(zhǎng)度的測(cè)定 對(duì)于面積
31、大于聲束截 面直徑的缺陷，可根據(jù)檢測(cè)到缺陷的移動(dòng)范 圍來(lái)確定缺陷的大小，通常稱為缺陷指示長(zhǎng) 度的測(cè)量。 缺陷指示長(zhǎng)度測(cè)定的原理是：當(dāng)聲束整個(gè)寬 度全部入射到大于聲束截面的缺陷上時(shí)，缺 陷反射波幅為其最大值，當(dāng)聲束一部分離開(kāi) 缺陷時(shí)，缺陷反射面積減小，回波幅度降低， 完全離開(kāi)時(shí)，缺陷回波不在顯現(xiàn)，這樣，就 可以根據(jù)缺陷最大回波高度降低 情況和探頭的移動(dòng)距離來(lái)確定缺陷的邊 緣或長(zhǎng)度。實(shí)際檢測(cè)時(shí)，缺陷的回波完 全消失的臨界位置難于界定，所以，按 規(guī)定的方法測(cè)定的缺陷長(zhǎng)度稱為缺陷的 指示長(zhǎng)度，由于實(shí)際工件中缺陷的取向 、 性質(zhì)、表面狀況都會(huì)影響缺陷回波高度， 因此，缺陷的指示長(zhǎng)度總與缺陷的實(shí)際 長(zhǎng)度有
32、一定的差別 影響定量的一些因素 1） 耦合 與衰減的影響 耦合的影響：在實(shí)際檢測(cè)中，對(duì)探頭施加的壓力大小都會(huì)影 響缺陷回波高度，進(jìn)而影響缺陷的定量。 2）缺陷表面粗糙度的影響：對(duì)于粗糙表面的缺陷，當(dāng)聲波 垂直入射時(shí)，聲波散亂反射，同時(shí)各部分反射波由于有相位 差而產(chǎn)生干涉，使回波波高隨粗糙度的增大而下降。 3）缺陷位置的影響：缺陷位于近場(chǎng)區(qū)內(nèi)，同樣大小的缺陷 會(huì)隨位置不同而起伏變化，定量誤差大。所以實(shí)際檢測(cè)中盡 量避免在近場(chǎng)區(qū)中檢測(cè)。 4）缺陷的方位：實(shí)際缺陷表面相對(duì)于超聲波入射方向往往 不垂直，因此對(duì)缺陷幾何尺寸估計(jì)偏小可能性很大。 5）缺陷性質(zhì)的影響 超聲成像方法 2）超聲成像方法 -就是利
33、用超聲波獲得物體可見(jiàn) 圖像的方法?？商峁┲庇^和大量信息，直接顯示物 體內(nèi)部情況， 重復(fù)性高，可對(duì)缺陷進(jìn)行定量動(dòng)態(tài)監(jiān) 控。一般而言，超聲成像方法是基于 A型顯示形成的 工件不同截面的圖像顯示，大都具有自動(dòng)數(shù)據(jù)采集、 自動(dòng)數(shù)據(jù)處理，部分還具有自動(dòng)做出評(píng)價(jià)的功能。 超聲成像方法發(fā)展到今天，主要采用掃描接收信號(hào)、 再進(jìn)行圖像重構(gòu)的方式，因此又稱為超聲掃描成像 技術(shù)，起初主要為 B、 C掃描，隨后為檢測(cè)焊縫而開(kāi) 發(fā)出 D、 P(投影掃描成像）掃描；因?yàn)橄嗫仃嚰夹g(shù)的 出現(xiàn)，又出現(xiàn) S掃描（扇形掃描成像）等。 B、 C、 D顯示大致原理 A掃描顯示中，示波管的電子束是振 幅調(diào)制的，若將 示波管的 電子束做
34、強(qiáng)度調(diào)制，即用熒光屏上的每一點(diǎn) 代表被檢出工件某個(gè)截面上的一點(diǎn)， 而用該點(diǎn)的亮度大小代表從工件內(nèi) 對(duì)應(yīng)點(diǎn)測(cè)得的回波振幅大小，就得 到 B、 C、 D顯示方式。 示波管的電子束 P掃描是專門為焊縫檢測(cè)而開(kāi)發(fā)的，兩個(gè) 斜探頭位于焊縫兩側(cè)按事先規(guī)劃好方式 進(jìn)行手動(dòng)或自動(dòng)掃查，測(cè)得得聲波以 1db 甚至更小的精度記錄于硬盤，然后將測(cè) 得結(jié)果送入 P掃描處理器，以聲線理論為 基礎(chǔ)進(jìn)行計(jì)算，并將計(jì)算結(jié)果以兩個(gè)投 影圖方式顯示， P掃描實(shí)際上是一種同 時(shí)顯示 C掃描圖像（俯視）和 D掃描圖像 （側(cè)視） 的商品化成像技術(shù)。 P掃描顯示時(shí)，在兩個(gè)視圖的下方有 一個(gè)附加的顯示圖。該圖顯示出以 db（分貝）標(biāo)度的回
35、波振幅大小， 該振幅是沿焊縫寬度方向測(cè)得的所 有回波振幅的最大值，顯示圖中的 虛線表示兩個(gè)視圖中的顯示閥值， 該顯示圖有些類似 A掃描顯示。 由兩張視圖及附加圖可大致估計(jì) 焊縫中缺陷的形狀呵空間位置。 使用不同的顯示閥值，這相當(dāng)于 不同的靈敏度，會(huì)得到差別很大 的顯示圖形。確定正確的顯示閥 值通常要依靠經(jīng)驗(yàn)的積累。 相控陣和 S掃描成像 雷達(dá) 電磁波相控陣 技術(shù) -相 控陣?yán)走_(dá) 是由許多 輻射 單元排成陣 列組成，通過(guò)控制陣列天線中各單 元的幅度和相位，調(diào)整 電磁波 的輻 射方向，在一定空間范圍內(nèi)合成靈 活快速的聚焦掃描的雷達(dá) 波束去捕 捉空中目標(biāo)。 超聲相控陣技術(shù)的基本思想來(lái)自于 雷達(dá) 電磁
36、波相控 陣技術(shù) 。 如同 相控陣?yán)走_(dá) 是由許多 輻射 單元排成陣列 組成一 樣，超聲 相控陣 換能器 也 不再是個(gè)整體，而是由 多 個(gè)獨(dú)立的壓電晶片組成陣列 縱波直探頭 超聲相控陣換能器的工作原理是基于惠更斯 -菲涅爾 原理。當(dāng)各陣元被同一頻率的脈沖信號(hào)激勵(lì)時(shí)，它 們發(fā)出的聲波是相干波，即空中一些點(diǎn)的聲壓幅度 因?yàn)槁暡ㄍ喁B加而得到增強(qiáng)，另一些點(diǎn)的聲壓幅 度由于聲波的反相抵消而減弱，從而在空間中形成 穩(wěn)定的超聲場(chǎng)（充滿超聲波的空間），超聲相控陣 換能器的結(jié)構(gòu)是由多個(gè)相互獨(dú)立的壓電晶片組成陣 列，每個(gè)晶片稱為一個(gè)單元，按一定的規(guī)則和時(shí)序 用電子系統(tǒng)控制激發(fā)各個(gè)單元，使陣列中的給個(gè)單 元發(fā)射的超聲波疊加形成一個(gè)新的波陣面， 同樣接受反射波時(shí)，按一定的規(guī)則和時(shí)序控制接收 單元并進(jìn)行信號(hào)合成和顯示。因此可以通過(guò)單獨(dú)控 制相控陣探頭中 每個(gè)晶片的激發(fā)時(shí)間，從而控制產(chǎn) 生波束的角度 、聚焦位置和焦點(diǎn)尺寸。 常規(guī)超聲探傷特點(diǎn) -一次只能單一角度的超聲 波發(fā)射和接收 扇形掃描 成像 相控陣 可實(shí)現(xiàn)多種掃描成像，如前所述 B、 C、 D掃描 成像，較為特殊的是還可形成 S掃描成像，即在某一 入射點(diǎn)形成一定角度的扇形掃查范圍，又稱扇形掃 描成像。 謝謝大家
《無(wú)損檢測(cè)培訓(xùn)》PPT課件.ppt
