第7章 板材和管材超声检测

1、1主讲教师：王秋萍主讲教师：王秋萍Xi an Polytechnic University第第7 7章章 板材和管材超声检测板材和管材超声检测2u 钢板超声检测钢板超声检测u 管材超声检测管材超声检测主要内容主要内容37.1 钢板超声检测钢板超声检测u 钢板中常见缺陷钢板中常见缺陷 u 钢板的检测方法钢板的检测方法u 扫查方式扫查方式u 检测范围与灵敏度的调整检测范围与灵敏度的调整u 缺陷的判别与测定缺陷的判别与测定u 钢板质量级别判定钢板质量级别判定 Xi an Polytechnic University4一、钢板常见缺陷一、钢板常见缺陷u 分层是板柸中缩孔、夹渣等在轧制过程中未熔合而形成

2、的分离层。分层是板柸中缩孔、夹渣等在轧制过程中未熔合而形成的分离层。u 折叠是钢板表面局部形成互相折合的双层金属。折叠是钢板表面局部形成互相折合的双层金属。u 白点是钢板在轧制后冷却过程中氢原子来不及扩散而形成的。白点是钢板在轧制后冷却过程中氢原子来不及扩散而形成的。u 由于钢板中的分层、折叠等缺陷经过轧制等工序，因此它们大都平由于钢板中的分层、折叠等缺陷经过轧制等工序，因此它们大都平 行于板面。行于板面。Xi an Polytechnic University5 1. 1.钢板的分类钢板的分类二、钢板的检测方法二、钢板的检测方法。，用纵波直探头检测法厚板：中板：中厚板：，用板波检测法。薄板：

3、mm4040mm6mm6mm6Xi an Polytechnic University6 2. 2. 板波检测法板波检测法(1) (1) 定义：在板厚与波长相当的薄板中传播的波，称为板波。定义：在板厚与波长相当的薄板中传播的波，称为板波。 (2) (2) 分类：分类：SA对称性型兰姆波非对称性型Xi an Polytechnic University7(3) (3) 兰姆波的产生兰姆波的产生当外力的节奏与板中的振动合拍，及共振时，可以获得比较强的板波。当外力的节奏与板中的振动合拍，及共振时，可以获得比较强的板波。Xi an Polytechnic University8原理：原理：若板波中兰姆

4、波相速度的一个波长若板波中兰姆波相速度的一个波长 B与透声楔中纵波的一个波长与透声楔中纵波的一个波长 A相对应时，板的振动就刚好与透声楔中纵波的振动产生共振。相对应时，板的振动就刚好与透声楔中纵波的振动产生共振。PBAcc11sin式中：式中：c1 - 透声楔中纵波速度。透声楔中纵波速度。 cP - 板中相速度。板中相速度。 1 - 纵波入射角。纵波入射角。Xi an Polytechnic University9111111111221121S3mm2MHz6MHz mm5000m s3MHz9MHz mm3800m s27302730sin33.1sin45.950003800ppppdf

5、f dcSff dcScccScS例：要求用兰姆波 检测的薄板。当时，时，当时，时，。相应地，11112211112212122210MHz3600m s5300m sA4100m s27302730sin49.32sin31360053002730sin41.754100pppppppppAApf dcScSccccScSccA例：当时，。所以，Xi an Polytechnic University10(4) (4) 兰姆波探伤方法兰姆波探伤方法若在试件端面信号前面有信号出现时，则为缺陷信号。若在试件端面信号前面有信号出现时，则为缺陷信号。Xi an Polytechnic Univers

6、ity11 3. 3.中厚板检测方法中厚板检测方法u 直接接触法直接接触法u 水浸法水浸法Xi an Polytechnic University12(1) (1) 直接接触法直接接触法-采用脉冲反射垂直入射法检测采用脉冲反射垂直入射法检测Xi an Polytechnic University13& 一般应根据一般应根据F1来评价缺陷。来评价缺陷。& 当板厚当板厚20mm时用，时用，使使其其5 5mm平底孔平底孔第一次第一次回回波达波达50%作作为为基准灵敏度。基准灵敏度。Xi an Polytechnic University2223Xi an Polytechnic University

7、24五、缺陷的判别与测定五、缺陷的判别与测定 1. 1. 缺陷的判别缺陷的判别JB-T 4730-2005规定发现以下几种情况之一即作为缺陷：规定发现以下几种情况之一即作为缺陷：(1)(1) 缺陷第一次反射波缺陷第一次反射波F150%。(2)(2) 第一次底波第一次底波B1 100%，第一次缺陷波，第一次缺陷波F1与与B1之比之比 F1 / B1 50%。(3)(3) 第一次底波第一次底波B1 50%。Xi an Polytechnic University25 2. 2. 缺陷的测定缺陷的测定( (定位和定量定位和定量) )u 缺陷的定位缺陷的定位v 缺陷的深度可根据示波屏上缺陷波所对应的刻

8、度确定。缺陷的深度可根据示波屏上缺陷波所对应的刻度确定。v 缺陷的平面位置可根据探头的位置确定。缺陷的平面位置可根据探头的位置确定。Xi an Polytechnic University26JB-T 4730-2005规定：规定：v 当当F150%或或F1/ B1 50%（B1100%）时，使）时，使F1达达25% 或或F1/ B1 达达50%时探头中心移动距离为缺陷的指示长度，时探头中心移动距离为缺陷的指示长度， 探头中心轨迹即为缺陷边界。探头中心轨迹即为缺陷边界。v 当当B10.5xS。当当 H0.5xS 时，水时，水/钢界面的第二钢界面的第二次回波次回波 S2将位于管子的缺陷波将位于管

9、子的缺陷波F内内( (一次一次波波) )、 F外外( (二次波二次波) )之后。之后。2132301480S2SccxH水Xi an Polytechnic University51(3)(3) 焦距的选择焦距的选择 用水浸探头检测小径用水浸探头检测小径管，应使探头的焦点落在管，应使探头的焦点落在与声束轴线垂直的管心线与声束轴线垂直的管心线上。上。 由图中几何关系可得：由图中几何关系可得：22xRHFXi an Polytechnic University52Xi an Polytechnic University解：解：(1)(1) 偏心距偏心距例例1 1：水浸聚焦检测：水浸聚焦检测 606

10、0mm8 8mm 小径管，声透镜曲率半径小径管，声透镜曲率半径 r =36mm，求，求偏心距偏心距 x 和水层厚度和水层厚度 H。 mm8 . 82830458. 030251. 023230148059001480rRx(2)(2) 焦距焦距mm2 .79362 . 22 . 2148027302730211rrrcccF(3)(3) 水层厚度水层厚度mm5 .508 . 8302 .792222xRFH53 u 扫查扫查探头不动，管材旋转的同时做轴向移动；探头不动，管材旋转的同时做轴向移动；探头作轴向移动，管材转动；探头作轴向移动，管材转动；管材不动，探头沿螺旋线运动；管材不动，探头沿螺旋

11、线运动；探头转动，管材作轴向移动。探头转动，管材作轴向移动。探头沿径向按螺旋线进行扫查。探头沿径向按螺旋线进行扫查。螺距应螺距应探头声束有效宽度且应有探头声束有效宽度且应有15%的覆盖率。的覆盖率。探头与管材轴向相对移动速度为：探头与管材轴向相对移动速度为：mmmin/rad螺距，；转速，tnntvXi an Polytechnic University54u 检测灵敏度的调整和质量评定检测灵敏度的调整和质量评定 检测中若缺陷回波幅度检测中若缺陷回波幅度基准灵敏度，则判为不合格。基准灵敏度，则判为不合格。 转动水中试块先使内壁人转动水中试块先使内壁人工槽回波达到满幅度的工槽回波达到满幅度的 50%