《無損檢測新技術》PPT課件

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1、 1） TOFD超 聲 檢 測 2) 超 聲 波 相 控 陣 檢 測 3） 超 聲 導 波 檢 測 4） 磁 記 憶 檢 測 衍 射 時 差 法 (TOFD)是 一 種 依 靠 從 待 檢 試 件內(nèi) 部 結 構 （ 主 要 是 指 缺 陷 ） 的 “ 端 角 ” 和“ 端 點 ” 處 得 到 的 衍 射 能 量 來 檢 測 缺 陷 的方 法 。 超 聲 TOFD法 可 用 于 材 料 探 傷 、 缺 陷 定 位 和定 量 。 與 常 規(guī) 的 超 聲 技 術 不 同 ， TOFD法 不用 脈 沖 回 波 幅 度 對 缺 陷 大 小 做 定 量 測 定 ，而 是 靠 脈 沖 傳 播 時 間 來 定

2、 量 。 衍 射 現(xiàn) 象 裂 紋 衍 射 波衍 射 波折 射 波 入 射 波 發(fā) 射 探 頭 橫 向 波LW 上 端 點 下 端 點內(nèi) 壁 反 射 波 BW接 收 探 頭 D掃 D掃上 表 面 內(nèi) 壁A掃LW BW 應 用 相 控 陣 技 術 ， 對 施 加 于 線 陣 探 頭 的 所 有 振 元的 激 勵 脈 沖 進 行 相 位 控 制 ， 亦 可 以 實 現(xiàn) 合 成 波 束的 扇 形 掃 描 ， 應 用 此 技 術 實 現(xiàn) 波 束 掃 描 的 B型 超 聲波 探 傷 稱 為 高 速 電 子 扇 掃 即 相 控 陣 掃 描 B超 儀 。 對 成 線 陣 排 列 的 多 個 聲 學 上 相 互

3、 獨 立 的 壓 電 振 元同 時 給 予 電 激 勵 ， 可 以 產(chǎn) 生 合 成 波 束 發(fā) 射 ， 且 合成 波 束 的 方 向 與 振 元 排 列 平 面 的 法 線 方 向 一 致 ，這 種 激 勵 方 式 稱 為 同 相 激 勵 。 如 果 對 線 陣 排 列 的 各 振 元 不 同 時 給 予 電 激勵 ， 而 是 使 施 加 到 各 振 元 的 激 勵 脈 沖 有 一個 等 值 的 時 間 差 ， 如 圖 11的 相 控 陣 掃 描原 理 ， 則 合 成 波 束 的 波 前 平 面 與 振 元 排 列平 面 之 間 ， 將 有 一 相 位 差 。 Wave frontTime D

4、elayElementFocal law 如 果 均 勻 地 減 少 值 ， 相 位 差 也 將 隨 著減 少 。 當 合 成 波 束 方 向 移 至 =0時 ， 使 首末 端 的 激 勵 脈 沖 時 差 取 反 并 逐 漸 增 大 ， 則合 成 波 束 的 方 向 將 向 - 增 大 的 方 向 變 化 ，如 果 對 超 聲 振 元 的 激 勵 給 予 適 當 的 時 間 控制 ， 就 可 以 在 一 定 角 度 范 圍 內(nèi) 實 現(xiàn) 超 聲 波束 的 扇 形 掃 描 。 這 種 通 過 控 制 激 勵 時 間 而實 現(xiàn) 波 束 方 向 變 化 的 掃 描 方 式 ， 叫 做 相 控陣 掃 描

5、 。 各 相 鄰 振 元 激 勵 脈 沖 的 等 差 時 間 與 波 束 偏 向 角 之 間 的 關系 由 下 式 給 出 或 式 中 ， C=5900米 /秒 ， 為 超 聲 波 在 工 件 中 傳 播 的 平 均 速 度 ；d為 相 鄰 振 元 的 中 心 間 距 。 扇 形 掃 查 截 面 圖 如 圖 的 相 控 陣掃 描 。 當 超 聲 波 在 板 中 傳 播 時 ， 將 會 在 板 界 面 來 回 反 射 ， 產(chǎn) 生 復 雜的 波 形 轉 換 以 及 相 互 干 涉 。 這 種 經(jīng) 介 質(zhì) 邊 界 制 導 傳 播 的 超 聲波 稱 為 超 聲 導 波 。 因 為 導 波 沿 其 邊

6、界 傳 播 ， 所 以 ， 結 構 的 幾何 邊 界 條 件 對 導 波 的 傳 播 特 性 有 很 大 的 影 響 。 與 傳 統(tǒng) 的 超 聲波 檢 測 技 術 不 同 ， 傳 統(tǒng) 的 超 聲 波 檢 測 是 以 恒 定 的 聲 速 傳 播 ，但 導 波 速 度 因 頻 率 和 結 構 幾 何 形 狀 的 不 同 而 有 很 大 的 變 化 ，即 具 有 頻 散 特 性 。 在 同 一 頻 率 激 勵 下 .導 波 也 存 在 多 種 不 同 的波 型 和 階 次 。 在 板 狀 結 構 中 ， 導 波 以 2種 不 同 的 波 型 傳 播 ， 分別 是 :對 稱 (S)和 非 對 稱 (A

7、)的 縱 波 (也 稱 Lamb波 )， 以 及 剪 切 波(SH) 金 屬 磁 記 憶 方 法 (MMM)是 一 種 非 破 壞 檢 測 方 法 ，其 基 本 原 理 是 記 錄 和 分 析 產(chǎn) 生 在 制 件 和 設 備 應 力集 中 區(qū) 中 的 自 有 漏 磁 場 的 分 布 情 況 。 這 時 ， 自 有 漏 磁 場 反 映 著 磁 化 強 度 朝 著 工 作 載 荷主 應 力 作 用 方 向 上 的 不 可 逆 變 化 ， 以 及 零 件 和 焊縫 在 其 制 造 和 在 地 球 磁 場 中 冷 卻 后 ， 其 金 屬 組 織和 制 造 工 藝 的 遺 傳 性 。 金 屬 磁 記 憶

8、 方 法 在 檢 測 中 ， 使 用 的 是 天 然 磁 化 強度 ， 和 制 件 及 設 備 金 屬 中 對 實 際 變 形 和 金 金 屬 組織 變 化 的 以 金 屬 磁 記 憶 形 式 表 現(xiàn) 出 來 的 后 果 。 應 力 集 中 區(qū) 破 損 發(fā) 展 的 主 要 根 源 ； 應 力 集 中 區(qū) 中 金 屬 組 織 的 損 傷 ； 金 屬 的 非 致 密 度 (宏 觀 缺 陷 ) 對 受 檢 物 件 不 要 求 任 何 準 備 (清 理 表 面 等 )不 要 求 做 人 工 磁化 ， 因 為 它 利 用 的 是 工 件 制 造 和 使 用 過 程 中 形 成 的 天 然 磁化 強 度

9、； 金 屬 磁 記 憶 法 不 僅 能 檢 測 正 在 運 行 的 設 備 ， 也 能 檢 測 修 理的 設 備 ； 金 屬 磁 記 憶 方 法 ， 唯 一 能 以 1mm精 度 確 定 設 備 應 力 集 中 區(qū)的 方 法 ； 金 屬 磁 記 憶 檢 測 使 用 便 攜 式 儀 表 ， 獨 立 的 供 電 單 元 ， 記 錄裝 置 ， 微 處 理 器 和 4MB容 量 的 記 憶 體 ； 對 機 械 制 造 零 件 ， 金 屬 磁 記 憶 法 能 保 證 百 分 之 百 的 品 質(zhì) 檢測 和 生 產(chǎn) 線 上 分 選 ； 和 傳 統(tǒng) 無 損 檢 測 方 法 配 合 能 提 高 檢 測 效 率 和 精 度 。