超声探伤技术

1、超声探伤技术3.1无损探伤3.1.1无损探伤种类及特点无损探伤是在不损坏工件或原材料工作状态前提下，对被检验部件的表面和内部质量进行检查一种测试手段。常用的无损探伤方法有射线探伤、超声探伤、磁粉探伤、渗透探伤和涡流探伤。下面分别介绍。（1）射线探伤射线探伤（RT）是利用电磁波穿透工件，完好部位与缺陷部位透过剂量有差异，其程度与这两部分的材质、射线强度和透过方向与缺陷尺寸有关，从而形成缺陷影像。射线探伤的主要特点如下：1）图片上有完好部位与缺陷部位的黑度差形成的缺陷平面投影影象，一般无法测量缺陷的深度;2）基本不受焊缝厚度限制；3）要求焊缝双面靠近，检验成本高，时间长；4）对操作人员有射线损伤射

2、线探伤有利于检验出夹渣、气孔等体积形缺陷。对平行于射线方向的开口性缺陷有检出能力（2）超声探伤超声探伤是利用弹性波在缺陷部位形成反射或衍射的方法提取缺陷信号，其信号强度与波的类型、探伤频率，缺陷的尺寸、取向及其表面状态以及完好部位和缺陷部位的材质有关。超声探伤的主要特点如下：1）显示器屏幕上缺陷波的幅度与位置代表缺陷的尺寸与深度，一般较难测量缺陷真实尺寸，只有采用衍射波法可测缺陷高度；2）厚度小于8mm时，要求特殊检验方法；3）焊缝只须单面靠近，检验时间短，成本低；4）对操作人员无损害。超声探伤有利于检出裂纹类面积形缺陷。（3）磁粉探伤磁粉探伤是将焊缝磁化利用缺陷部位的漏磁通可吸附磁粉的现象得

3、以形成缺陷痕迹以达到探伤效果的检测手段。磁粉探伤限于检验铁磁材料，要完全接近与工件表面，缺陷性质容易辨认，油漆与电镀面基本不影响检验灵敏度，但应做层膜厚度对灵敏度影响的试验。磁粉检测可以用来检表面与近表面缺陷。（4）渗透探伤渗透探伤的原理是利用毛细作用将带有颜色的渗透液喷涂在焊缝表面上，使其渗入缺陷内，清洗后施加显象剂显示缺陷彩色痕迹。渗透检测适用于各种金属工件，不要电源，缺陷性质容易辨认，渗透操作到显示缺陷约半小时。能够检测出光洁与清洁表面开口缺陷。（5）涡流探伤涡流探伤是利用探头线圈内流动的高频电流可在焊缝表面感应出涡流的效应，有缺陷会改变涡流磁场引起线圈输出（如电压或相位）变化来反映缺陷

4、。涡流探伤检验参数控制相对困难，检验结果的解释稍微困难。可检验各种导电材料焊缝与堆焊层表面与近表面缺陷3.1.2焊缝探伤方法的选择焊接结构的无损检测是检验其焊缝质量的有效方法，一般包括超射线探伤、超声波探伤、磁粉探伤、渗透探伤、声发射和涡流探伤等方法。其中超声和射线探伤适合于焊缝内部缺陷的检测，磁粉、渗透和涡流探伤则适用于焊缝表面的检验。每一种无损检测方法都有其优点和局限性，因此应根据焊缝的材质与结构形状来选择合适的检测。综合分析各种检测方法的特点。不同材质焊缝探伤方法的选择见下表3-1.表3-1不同材质焊缝探伤方法的选择检验方法超声探射线探磁粉探渗透探涡流探检验对象伤伤伤伤伤铁素体钢焊缝内部

5、缺陷XX表面缺陷奥氏体钢焊缝内部缺陷xx表面缺陷x铝合金焊缝内部缺陷xx表面缺陷x其他金属焊缝内部缺陷xx表面缺陷塑料接头焊缝OxO注：:很适合O：适合:有附加条件时适合x：不适合3.2超声探伤3.2.1超声波探伤方法超声波探伤作为无损检验的一种重要手段，在工业上已获得广泛的应用。目前，从仪器品种、探头种类、探伤方法、自动化水平等各方面都在不断的革新和发展中。在超声波探伤中，由于使用的波型、发射和接收的方法、信号的显示方式、探头与工件耦合的特点、工件形状和缺陷类型、实现探伤的手段等都不相同，所以从不同的方面出发，就可以按不同的归纳方式分类。如按自动化程度可以分为自动化探伤、半自动化探伤、手工探

6、伤：按缺陷在荧屏上显示的方式可以分为：显示缺陷深度及反射波幅度的A型显示、显示在横截面上缺陷的形状和分布情况的B形显示、显示水平截面上缺陷形状和分布情况的C型显示。所以，要想把探伤的方法按一种格式严格分类是不可能的，现仅就常用的金属超声波探伤方法综合归纳于下表。表3-2常用超声波探伤方法的分类収探头I2Im崔面波由A邯nif)Tr剧惯A45七旳H补临舒耒kM阳I单年头门滴ii按按牺注I板波I脉冲反射法是目前运用最广泛的一种超声波探伤法。它使用的不是连续波，而是有一定持续时间按一定频率发射超声脉冲。探伤结果用示波器显示。脉冲发射法包括纵波直探头探伤法及横波斜探头探伤法两种。322超声探伤的设备与

7、器材超声检测设备与器材包括超声检测仪、探头、试块、耦合剂等，其中仪器和探头对超声检测系统的能力起关键性作用。了解其原理、构造和作用及其主要性能，是正确选择检测设备与器材并进行有效检测的保证。(1)超声波探伤仪超声探伤仪是超声检测的主体设备，它的主要作用是产生电震荡并施加于换能器（探头）上，激励探头发射超声波，同时接收来自探头的电信号，将其放大后以一定方式显示出来，从而得到被检工件中有关缺陷的信息。超声波检测仪按其指示参量可以分为以下三类：第一类指示声的穿透能量，称为穿透视检测仪。这种仪器发射频率不变的超声连续波，根据透过工件的超声波强度变化判断工件中有无缺陷及缺陷大小。这种仪器灵敏度低，且不能

8、确定缺陷深度位置，须从两侧接近工件，目前已很少使用。第二类指示频率可变的超声连续波在工件中形成驻波的情况，可用于共振测厚，但由于只适宜检查与检测面平行的缺陷，目前已很少使用。第三类指示脉冲波的幅度和运行时间，称为脉冲波检测仪。这类仪器通过探头向工件周期性地发射一持续时间很短的电脉冲，激励探头发射脉冲超声波，并接收从工件中反射回来的脉冲波信号，通过检测信号的返回时间和幅度判断是否存在缺陷和缺陷大小等情况，称为脉冲反射式超声检测仪。目前还出现了采用一发一收双探头方式，接收从工件中衍射回来的脉冲波信号，通过检测信号的返回时间来判断是否存在缺陷和缺陷大小等情况，称为衍射时差法超声检测仪，目前也在迅速的发展之中。脉冲波检测仪的信号显示方式可分为A型显示和超声成像显示，其中超声成像显示又可分为B、C、D、S、P型显示等类。其中A型脉冲反射式超声检测仪是适用范围最广、最基本的一种类型。按缺陷显示方式分类，超声波探伤仪分为三种。A型：A型显示是一种波形显示，探伤仪的屏幕的横坐标代表声波的传播距离，纵坐标代表反射波的幅度