㈠ 怎样选择超声波探头和试块,有什么标准,依据是什么
看一下网络的资料:
超声波探头
以构造分类
1.直探头: 单晶纵波直探头 双晶纵波直探头
2.斜探头: 单晶横波斜探头a1<aL<aⅡ , 双晶横波斜探头
单晶纵波斜探头 aL<a1为小角度纵波斜探头
aL在a1附近为爬波探头 爬波探头;沿工件表面传输的纵波,速度快、能量大、波长长探测深度较表面波深,对工件表面光洁度要求较表面波松。(频率2.5MHZ波长约2.4mm,讲义附件11、12、17题部分答案)。
3.带曲率探头: 周向曲率 径向曲率。
周向曲率探头适合---无缝钢管、直缝焊管、筒型锻件、轴类工件等轴向缺陷的检测。工件直径小于2000mm时为保证耦合良好探头都需磨周向曲率。
径向曲率探头适合---无缝钢管、钢管对接焊缝、筒型锻件、轴类工件等径向缺陷的检测。工件直径小于600mm时为保证耦合良好探头都需磨径向曲率。
4.聚焦探头: 点聚焦 线聚焦。
5.表面波探头:(当纵波入射角大于或等于第二临界角,既横波折射角度等于90形成表面波).
沿工件表面传输的横波,速度慢、能量低、波长短探测深度较爬波浅,对工件表面光洁度要求较爬波严格。
第一章“波的类型”中学到:表面波探伤只能发现距工件表面两倍波长深度内的缺陷。(频率2.5MHZ波长约1.3mm,讲义附件11、12题部分答案)。
压电材料的主要性能参数
1.压电应变常数d33:
d33=Dt/U在压电晶片上加U这么大的应力,压电晶片在厚度上发生了Dt的变化量,d33越大,发射灵敏度越高(82页最下一行错)。
2.压电电压常数g33:
g33=UP/P在压电晶片上加P这么大的应力.在压电晶片上产生UP这么大的电压,g33越大,接收灵敏度越高。
3.介电常数e:
e=Ct/A[C-电容、t-极板距离(晶片厚度)、A-极板面积(晶片面积)];
C小→e小→充、放电时间短.频率高。
4.机电偶合系数K:
表示压电材料机械能(声能)与电能之间的转换效率。
对于正压电效应:K=转换的电能/输入的机械能。
对于逆压电效应:K=转换的机械能/输入的电能.
晶片振动时,厚度和径向两个方向同时伸缩变形,厚度方向变形大,探测灵敏度高,径向方向变形大,杂波多,分辨力降低,盲区增大,发射脉冲变宽.(讲义附件16、19题部分答案)。
声 速: 324.0 M/S 工件厚度: 16.00MM 探头频率: 2.500MC
探头K值: 1.96 探头前沿: 7.00MM 坡口类型: X
坡口角度: 60.00 对焊宽度: 2.00MM 补 偿: -02 dB
判 废: +05dB 定 量: -03dB 评 定: -09 dB
焊口编号: 0000 缺陷编号: 1. 检测日期: 05.03.09
声 速: 324.0 M/S 工件厚度: 16.00 MM 探头频率: 5.00 MC
探头K值: 1.95 探头前沿: 7.00 MM 坡口类型: X
坡口角度: 60.00 对焊宽度: 2.00 MM 补 偿: -02 dB
判 废: +05 dB 定 量: -03 dB 评 定: -09 dB
焊口编号: 0000 缺陷编号: 1. 检测日期: 05.03.09
5.机械品质因子qm:
qm=E贮/E损,压电晶片谐振时,贮存的机械能与在一个周期内(变形、恢复)损耗的能量之比称……损耗主要是分子内摩擦引起的。
qm大,损耗小,振动时间长,脉冲宽度大,分辨力低。
qm小,损耗大,振动时间短,脉冲宽度小,分辨力高。
6.频率常数Nt:
Nt=tf0,压电晶片的厚度与固有频率的乘积是一个常数,晶片材料一定,厚度越小,频率越高. (讲义附件16、19题部分答案)。
7.居里温度Tc:
压电材料的压电效应,只能在一定的温度范围内产生,超过一定的温度,压电效应就会消失,使压电效应消失的温度称居里温度(主要是高温影响)。
8.超声波探头的另一项重要指标:信噪比---有用信号与无用信号之比必须大于18 dB。(为什么?)
探头型号
(应注意的问题)
1.横波探头只报K值不报频率和晶片尺寸。
2.双晶探头只报频率和晶片尺寸不报F(菱形区对角线交点深度)值。
例:用双晶直探头检12mm厚的板材,翼板厚度12mm的T型角焊缝,怎样选F值?
讲义附件(2题答案)。
应用举例
1.斜探头近场N=a´b´COSb/plCOSa。 λ =CS/¦.
直探头近场N=D/4l。 λ=CL/¦.
2.横波探伤时声束应用范围:1.64N-3N。
纵波探伤时声束应用范围:³3N。
双晶直探头探伤时,被检工件厚度应在F菱形区内。
3.K值的确定应能保证一次声程的终点越过焊缝中心线,与焊缝中心
线的交点到被检工件内表面的距离应为被检工件厚度的三分之一。
4.检测16mm厚的工件用5P 9×9 K2、2.5P9X9K2、2.5P13X13K2那一种探头合适(聚峰斜楔).以5P9X9K2探头为例。
(1).判断一次声程的终点能否越过焊缝中心线?
(焊缝余高全宽+前沿)/工件厚度
(2).利用公式:
N?(工件内剩余近场长度)=N(探头形成的近场长度)—N?(探头内部占有的近场长度) =axbxcosβ/πxλxcosα–Ltgα/tgβ,计算被检工件内部占有的近场长度。讲义附件(14题答案)。
A. 查教材54页表:
材料 K值 1.0 1.5 2.0 2.5 3
有机玻璃 COSb/ COSa 0.88 0.78 0.68 0.6 0.52
聚砜 COSb/ COSa 0.83 0.704 0.6 0.51 0.44
有机玻璃 tga /tgb 0.75 0.66 0.58 0.5 0.44
聚砜 tga /tgb 0.62 0.52 0.44 0.38 0.33
COSb/COSa、tga/tgb与K值的关系
查表可知cosβ/cosα=0.6, tgα/tgβ=0.44, 计算可知α=41.35°.
B. λ=Cs/?=3.24/5=0.65mm
C. 参考图计算可知:
tgα=L1/4.5, L1=tg41.35°X4.5=0.88X4.5=3.96mm.
cosα=2.5/L2, L2=2.5/cos41.5°=2.5/0.751=3.33mm,
L=L1+L2=7.3mm, Ltgα/tgβ=7.3×0.44=3.21mm,(N?)
由(1)可知,IS=35.8mm, 2S=71.6mm
N=axbxcosβ/pxλxcosa=9×9×0.6/3.14×0.65=23.81mm,
1.64N=39.1mm, 3N=71.43mm.
工件内部剩余的近场(N?)=N-N?=20.6mm(此范围以内均属近场探伤).
(1.64N-N?)与IS比较, (3N-N?)与2S比较,
使用2.5P13X13K2探头检测16mm厚工件,1.64N与3N和5P9X9K2探头基本相同,但使用中仍存在问题,2.5P9X9K2探头存在什么问题?
一.探伤过程中存在的典型问题:
不同探头同一试块的测量结果
反射体深度 1#探头 2#探头
横波折射角 声程 横波折射角 声程
mm ( ) mm ( ) mm
20 21.7 21.7 32.8 24.3
40 24.4 45.0 32.5 49.8
60 25.8 70 30.9 75.6
80 28.9 101.8 29.1 102.0
注:1.晶片尺寸13´13 2.晶片尺寸10´20.
试验中发现:同一探头(入射角不变)在不同深度反射体上测得的横波折射角不同,进一步试验还发现,折射角的变化趋势与晶片的结构尺寸有关,对不同结构尺寸的晶片,折射角的变化趋势不同,甚至完全相反,而对同一
晶片,改变探头纵波入射角,其折射角变化趋势基本不变,上表是两个晶片尺寸不同的探头在同一试块上测量的结果.
1#探头声束中心轨迹 2#探头声束中心轨迹
1.纵波与横波探头概念不清.
第一临界角:由折射定律SinaL/CL1=SinbL/CL2,当CL2>CL1时,bL>aL,随着aL增加,bL也增加,当aL增加到一定程度时,bL=90,这时所对应的纵波入射角称为第一临界角aI,
aI=SinCL1/CL2=Sin2730/5900=27.6,当aL<aI时,第二介质中既有折射纵波L¢¢又有折射横波S¢¢.
第二临界角:由折射定律SinaL/CL1=SinbS/CS2, 当Cs2>CL1时,bS>aL,随着aL增加,bS也增加,当aL增加一定程度时,bS=90,这时所对应的纵波入射角称为第二临界角aⅡ.aⅡ
=SinCL1/CS2=Sin2730/3240=57.7.当aL=aI--aⅡ时,第二介质中只有折射横波S,没有折射纵波L,常用横波探头的制作原理。
利用折射定律判断1#探头是否为横波探头。
A. 存横波探伤的条件:Sin27.6/2730=Sinb/3240, Sinb=Sin27.6´3240/2730=0.55,b=33.36,K=0.66。
B.折射角为21.7时: Sina/2730=Sin21.7/3240,Sina=Sin21.7´2730/3240,a=18.15,
小于第一临界角27.6。
折射角为28.9时:
Sina/2730=Sin28.9/3240,Sina= Sin28.9´2730/3240,a=24,也小于第一临界角27.6。
C.如何解释1#探头随反射体深度增加,折射角逐渐增大的现象,由A、B
可知,1#探头实际为纵波斜探头,同样存在上半扩散角与下半扩散角,而且上半扩散角大于下半扩散角。(讲义附件9题答案)。
纵波入射角aL由0逐渐向第一临界角aI(27.6)增加时,第二介质中的纵波能量逐渐减弱,横波能量逐渐增强,在声束的一定范围内,q下区域内的纵波能量大于q上区域内的纵波能量,探测不同深度的孔,实际上是由q下区域内的纵波分量获得反射回波最高点。
由超声场横截面声压分布情况来看,A点声压在下半扩散角之内,B点声压在上半扩散角之内,且A点声压高于B点声压。再以近场长度N的概念来分析,2.5P 13´13 K1探头N=36.5mm,由此可知反射体深度20mm时,声程约21.7mm,b=21.7时N=40.07mm为近场探伤。
在近场内随着反射体深度增加声程增大,A点与B点的能量逐渐向C点增加,折射角度小的探头角度逐渐增大,折射角度大的探头角度逐渐减少。
2.盲目追求短前沿:
以2.5P 13´13 K2探头为例,b=15mm与b=11mm,斜楔为有机玻璃材料;
(1).检测20mm厚,X口对接焊缝,缺陷为焊缝层间未焊透.
(2).信噪比的关系:有用波与杂波幅度之比必须大于18dB.
(3).为什么一次标记点与二次标记点之间有固定波?
由54页表可知:COSb/COSa=0.68,K2探头b=63.44°,
COS63.44°=0.447,COSa=0.447/0.68=0.66,
COSa=6.5/LX,前沿LX=6.5/0.66=9.85mm。(讲义附件6题答案)。
3.如何正确选择双晶直探头:
(1).构造、声场形状、菱形区的选择;
(2).用途:为避开近场区,主要检测薄板工件中面积形缺陷.
(3).发射晶片联接仪器R口,接收晶片联接T口(匹配线圈的作用).
4.探头应用举例:
二.超声波探头的工作原理:
1.通过压电效应发射、接收超声波。
2.640V的交变电压加至压电晶片银层,使面积相同间隔一定距离的两块金属极板分别带上等量异种电荷形成电场,有电场就存在电场力,压电晶片处在电场中,在电场力的作用下发生形变,在交变电场力的作用下,发生变形的效应,称为逆压电效应,也是发射超声波的过程。
3.超声波是机械波,机械波是由振动产生的,超声波发现缺陷引起缺陷振动,其中一部分沿原路返回,由于超声波具有一定的能量,再作用到压电晶体上,使压电晶体在交变拉、压力作用下产生交变电场,这种效应称为正压电效应,是接收超声波的过程。正、逆压电效应统称为压电效应。
※以仪器的电路来说,只能放大电压或电流信号,不能放大声信号。
试块
※强调等效试块的作用。
1.常用试块的结构尺寸、各部位的用途,存在问题;(讲义附件8、10、13、18题答案)。
2.三角槽与线切割裂纹的区别;
3.立孔与工件中缺陷的比较:
4.几种自制试块的使用方法;
A.奥氏体试块:
B.双孔法校准(主要用于纵波斜探头探伤,如螺栓)(讲义附件5、7题答案)。
计算公式:令h2/h1=n;
a=[n(t1+f/2)-(t2+f/2)]/(n-1) …… 1式
t1与t2为一次声程分别发现h1与h2孔时的声程(包含a);
COSb=h1/(t1+f/2-a),b=COSh1/(t1+f/2-a);
tgb=K,K=tgCOSh1/(t1+f/2-a) …… 2式
b=(L2-nL1)/(n-1) …… 3式
C.外圆双孔法校准原理(外径f>100mm的工件周向探伤用):
计算公式:q=( - )180/Rp …… 1式
…… 2式
j=Sin[Sinq(R-h2)/A¢B] …… 3式
b=Sin(R-h1)Sinj/R …… 4式
tgb=K=tgSin(R-h1)Sinj/R …… 5式
=ÐeR/57.3- …… 6式
Ðe=Ðj-Ðb.
D.双弧单孔法校准(外径Φ<100mm的工件周向探伤用):
(1)距离校准同CSK-ⅠA校圆弧;
(2).K值校准 b=COS[R2+(S+f/2)-(R-h)]/2R2(S+f/2) tgb=K
(讲义附件3、15题答案)。
常用的两种探伤方法
1.曲线法;
2.幅值法.
㈡ 超声波用直探头检测螺栓的扫查灵敏度,不用对比试块,如何在现场加dB值,是不用对比试块的调节方法
CSK-ⅢA试块使用的是Φ1×6mm短横孔,CSK-ⅡA试块使用的是Φ2×40mm长横孔。
目前来看,上述两种试块都已经不构成发展趋势,最终会被Φ3×40mm试块所替代。经过试验发现不同的缺陷,在不同距离范围内超声波的反射规律有所不同。
所以,你想用用CSK-ⅢA试块调节出CSK-ⅡA试块的灵敏度是不可能的。
在报告里面注明使用的试块,而不要想用一种试块调出另一种试块的灵敏度,如果两者可以互相替代,那就没有必要出两种试块了。
㈢ 超声波探伤中怎样看缺陷的大小
超声检测技术中的缺陷定性方法 夏纪真内容提要:本文对目前超声检测技术中缺陷定性评定所应用的主要方法进行了综合介绍。 超声无损检测技术中的三大关键问题是缺陷的定位、定量和定性评定。迄今为止,广大的超声检测技术人员已作了大量实验研究工作,在对缺陷的定位和定量评定方面取得了很大进展,并逐步趋于成熟与完善。如在众多有关超声检验的技术规范中,对诸如确定缺陷埋藏深度及在探测面上的投影位置,评定缺陷的当量大小,延伸长度以及缺陷投影面积等都有明确的方法规定,对保证产品构件的质量和安全使用具有重大作用。然而,在对缺陷定性评定方面却存在相当大的困难,这主要是由于缺陷对超声波的反射特性取决于缺陷的取向、几何形状、相对超声波传播方向的长度和厚度、缺陷的表面粗糙度、缺陷内含物以及缺陷的种类和性质等等,并且还与所使用的超声检测系统特性及显示方式有关,因此,在超声检测时所获得的缺陷超声响应是一个综合响应。在目前常用的超声检测技术上还难以将上述各因素从综合响应中分离识别出来,给定性评定带来了困难。 在实际检测过程中,由于难以判明缺陷性质,往往会使一些含有对使用条件是非危险性的、或者在后续加工过程中可以被改善甚至消除的缺陷的产品被拒收,造成不必要的浪费,同时也可能忽视了一些含有危险性缺陷(如裂纹类缺陷)的产品,对产品的安全使用造成潜在威胁。 本文的目的是试图把迄今为止广大超声检测人员在缺陷定性评定方面进行的主要研究工作做一综合介绍,以期促进对缺陷定性评定方法研究的发展。
㈣ 超声波探伤中斜探头探伤怎样计算缺陷当量值
斜探头没有当量值计算的,用标准,调好曲线,按标准评定就行,里面多大当量的缺陷是直探头.
㈤ 超声波探伤过程中发现缺陷,这么算对么
这时回波相对就弱,检出率就低。至于最小缺陷的检出能力,你可以根据要求检测出的最小缺陷尺寸,并利用波速公式计算得出所需要的探头频率。还要补充一点(
㈥ 超声波如何判定缺陷
有缺陷的地方,也就是有裂纹、孔洞的地方,存在材料与空气界面,超声波在这些地方会强烈反射,于是探头会检测到回波。
在材料的边沿也会有回波,但是可以根据回波的时间计算出反射面的位置,在不是材料边沿的地方出现回波,就是有缺陷。
㈦ 超声波探伤依据什么确定缺陷的水平位置和垂直位置
用超声波束自零件表面由探头通至金内部,遇到缺陷与零件底面时就分别发生反射波来,在荧光屏上形成脉冲波形,根据这些脉冲波形来判断缺陷位置和大小。超声波探伤仪的种类繁多,但脉冲反射式超声波探伤仪应用最广。脉冲反射式超声波探伤仪大部分都是A扫描式的,在A型探伤仪的基础上发展而成的 B型、C型探伤仪,可得到不同方向反射面的信
第一、工程项目交接,主要的内容:
1、移交工程的文件和技术文件;
2、工程施工的图纸和设计文件;
3、工程交付使用的报告文件
4、固定的资产的交接的清单;
5、工程运行期间的处理的报告;
6、设备的配置清单和设备分发祥表;
7、工单的执行资料;
8、隐蔽工程的详细说明;
第二、工程交接的注意事项:
1、主要看各种的表格使用的是否完善;
2、技术文件的资料是否齐全和准确;
3、固定资产查看是否有三方的签字。
(7)超声波直探头怎么定缺陷扩展阅读
对于不同行业、不同类型的项目,国家或相应的行业主管部门出台有项目交接的规程或规范。
(1)对于个人作为项目业主(如外商投资的项目)的项目交接,由项目承约商与项目业主按合同进行移交。项目交接的范围除全部项目实体成果外,还包括完整的项目资料档案、项目合格证书、项目产权证书等。
(2)对于企(事)业单位作为项目业主的项目交接,由企业的法人代表代表项目业主进行项目交接工作。
(3)对于国家作为项目业主的项目交接,分两个步骤和过程进行:第一步,由项目承约商向项目业主进行项目验收和交接;第二步,由项目业主国家
㈧ 如何确定超声波探伤缺陷的当量大小 斜探头
超声波探伤超声波发射接收都通探实现探种类结构型式探伤前应根据检象形状、衰减技术要求选择探探选择包括探型式、频率、晶片尺寸斜探K值选择等
1.探型式选择
用探型式纵波直探、横波斜探表面波探、双晶探、聚焦探等般根据工件形状能现缺陷部位、向等条件选择探型式使声束轴线尽量与缺陷垂直
纵波直探能发射接收纵波束轴线垂直于探测面主要用于探测与探测面平行缺陷锻件、钢板夹层、折叠等缺陷
横波斜探通波形转换实现横波探伤主要用于探测与深测面垂直或定角缺陷焊缝未焊透、夹渣、未溶合等缺陷
表面波探用于探测工件表面缺陷双晶探用于探测工件近表面缺陷聚焦探用于水浸探测管材或板材
2.探频率选择
超声波探伤频率O.5~10MHz间选择范围般选择频率应考虑索
(1)由于波绕射使超声波探伤灵敏度约提高频率利于发现更缺陷
(2)频率高脉冲宽度辨力高利于区相邻缺陷
(3) 知频率高波短则半扩散角声束指向性能量集利于发现缺陷并缺陷定位
(4) 知频率高波短近场区度探伤利
(5) 知频率增加衰减急剧增加
由析知频率离低探伤较影响频率高灵敏度辨力高指向性探伤利频率高近场区度衰减探伤利实际探伤要全面析考虑各面索合理选择频率般保证探伤灵敏度前提尽能选用较低频率
于晶粒较细锻件、轧制件焊接件等般选用较高频率用2.5~5.0MHz晶粒较粗铸件、奥氏体钢等宜选用较低频率用O.5~2.5MHz频率高引起严重衰减示波屏现林状波信噪比降甚至探伤
3.探晶片尺寸选择科朴道超声波探伤仪
探圆晶片尺寸般φ10~φ30mm晶片探伤定影响选择晶片尺寸要考虑素
(l) 知晶片尺寸增加半扩散角减少波束指向性变超声波能量集探伤利
(2)由N=等知晶片尺寸增加近场区度迅速增加探伤利
(3)晶片尺寸辐射超声波能量探未扩散区扫查范围远距离扫查范围相变发现远距离缺陷能力增强
析说明晶片声柬指向性近场区度、近距离扫查范围远距离缺陷检能力较影响实际探伤探伤面积范围工件提高探伤效率宜选用晶片探探伤厚度工件效发现远距离缺陷宜选用晶片探探伤型工件提高缺陷定位定量精度宜选用晶片探探伤表面太平整曲率较工件减少耦合损失宜选用晶片探
4.横渡斜探K值选择
横波探伤探K值探伤灵敏度、声束轴线向波声程(入射点至底面反射点距离)较影响由图l.39知于用机玻璃斜探探伤钢制工传βs=40°(K=O.84)左右声压往复透射率高即探伤灵敏度高由K=tgβs知K值βs波声程实际探伤工件厚度较应选用较K值便增加波声程避免近场区探伤工件厚度较应选用较K值
面给用超声波斜探选择案参考:
1.斜探K值与角度应关系
NO. K值 应角度
1 K1 应45度
2 K1.5 应56.3度
3 K2 应63.4度
4 K2.5 应68.2度
5 K3 应71.6度
2.焊缝探伤超声波探选择案参考
编号 测工件厚度 选择探斜率 选择探斜率
1 4—5mm 6×6 K3 锈钢:1.25MHz (同)
2 6—8mm 8×8 K3 铸铁:0.5—2.5 MHz(同)
3 9—10mm 9×9 K3 普通钢:5MHz (同)
4 11—12mm 9×9 K2.5
5 13—16 mm 9×9 K2
6 17—25 mm 13×13 K2
7 26—30 mm 13×13 K2.5
8 31—46 mm 13×13 K1.5
9 47—120 mm 13×13( K2—K1)
10 121—400 mm 18×18 ( K2—K1)
20×20 ( K2—K1)
感觉这样的提问没有意义
感觉这样的提问没有什么意义哈
㈨ 超声波缺陷大小
不规则缺陷,利用移动探头可以画出缺陷大小和形状,仅供参考
㈩ 超声波探伤中缺陷的定义如何理解
我的理解是,密集缺陷是单个缺陷的密集状态,密集缺陷中的每一个缺陷反射都要满足单个缺陷的定义,单个缺陷在标准中是有要求的。