《超声探伤方法讲义》课件

超声探伤方法讲义本讲义深入探讨超声探伤技术，涵盖基本原理、操作流程、常见缺陷类型以及应用案例。课程大纲超声波检测概述介绍超声波检测技术的概念、原理、方法和应用。声波特性与传播阐述声波的基本性质，包括波长、频率、速度和声阻抗等。超声探伤仪器与探头讲解超声探伤仪器的工作原理、主要部件和探头的类型选择。缺陷检测与分析重点讲解各种常见缺陷的超声检测方法和信号分析。超声波检测概述非破坏性检测超声波检测是一种重要的非破坏性检测方法，用于评估材料内部缺陷和结构完整性。声波原理超声波检测利用声波在材料中的传播特性，通过分析声波反射和透射信号，判断材料内部是否存在缺陷。广泛应用超声波检测广泛应用于航空航天、电力、机械、船舶、桥梁等领域，对确保产品质量和安全至关重要。声波的基本特性波长声波的波长是指两个相邻波峰或波谷之间的距离。波长决定了声波的穿透能力，波长越长，穿透能力越强。频率声波的频率是指每秒钟声波振动的次数，单位是赫兹（Hz）。频率决定了声波的音调，频率越高，音调越高。振幅声波的振幅是指声波振动的最大位移，单位是米（m）。振幅决定了声波的响度，振幅越大，响度越大。速度声波的速度是指声波在介质中传播的速度，单位是米每秒（m/s）。声波的速度取决于介质的性质，不同的介质，声波的速度不同。声波在固体中的传播1纵波纵波是一种压缩波，声波的传播方向与质点振动方向一致。2横波横波是一种剪切波，声波的传播方向与质点振动方向垂直。3表面波表面波是一种沿固体表面传播的波，其振幅随着深度增加而衰减。超声波检测的基本原理11.声波反射超声波遇到材料内部缺陷会反射回来，形成回波信号。22.信号分析分析回波信号的强度、时间和波形，可判断缺陷的位置、大小和性质。33.图像显示根据接收到的回波信号，生成超声波探伤图像，直观显示材料内部缺陷。声波发射与接收发射超声波探头利用换能器将电能转换为高频机械振动，形成超声波。传播超声波以一定速度在介质中传播，并携带有关材料内部结构的信息。接收当超声波遇到缺陷或材料边界时，会产生反射或散射，这些信号被接收并转换为电信号。分析接收到的电信号被处理和分析，以识别缺陷类型、大小和位置。超声波检测设备组成信号发生器产生高频电信号，驱动探头发射超声波。探头将电信号转换为超声波，并接收回波信号。信号接收器接收探头发出的超声波信号，并进行放大、滤波和处理。显示器显示超声波检测结果，例如缺陷的位置、大小等。超声波测厚技术1原理超声波在材料中传播，通过测量声波往返时间，可计算材料厚度。2设备超声波测厚仪包含发射器、接收器、计时器等，可测量各种材料厚度。3优势快速、准确、非破坏性，适用于各种金属和非金属材料的厚度测量。4应用广泛应用于金属加工、管道检测、锅炉压力容器、机械设备等领域。超声波无损检测应用超声波无损检测在工业领域应用广泛，例如：材料内部缺陷检测、焊缝质量检测、管道检测、机械设备检测等。超声波检测可用于识别材料内部的缺陷，例如裂纹、孔洞、夹杂物等，从而确保产品质量和安全。此外，超声波检测还可以用于评估材料的厚度、硬度、弹性模量等参数，以及评估焊接质量和机械设备的磨损程度。材料内部缺陷的识别裂缝超声波遇到裂缝时，会发生反射，形成强烈的回波信号。孔洞超声波遇到孔洞时，会发生散射，形成弱的回波信号。夹杂物超声波遇到夹杂物时，会发生反射和散射，形成复杂的回波信号。脱层超声波遇到脱层时，会发生反射，形成延迟的回波信号。缺陷信号的特征分析幅度缺陷反射信号的幅度反映了缺陷的大小和反射率。形状缺陷的形状、大小、方向等因素都会影响回波信号的形状。时间回波信号到达的时间可以确定缺陷的位置，并间接反映缺陷的深度。频率缺陷的性质、材质和缺陷大小都会影响信号频率。缺陷高度和尺寸测量方法描述A扫描法显示缺陷反射信号的波形，根据信号时间差和声速计算缺陷深度。B扫描法显示缺陷横截面图像，根据图像形状和尺寸估算缺陷大小。C扫描法显示缺陷平面图像，根据图像面积计算缺陷面积。焊缝质量检测超声检测技术可以有效地检测焊缝的内部质量，例如气孔、裂纹、未熔合等缺陷。检测人员需要选择合适的探头和参数，并根据焊缝的形状和位置进行探伤操作。超声波检测仪器可以将检测结果以图像或曲线形式显示，方便分析判断焊缝的质量。超声检测技术可以帮助确保焊缝的质量，提高焊接结构的可靠性和安全性。锻件与铸件探伤锻件探伤锻造过程中可能产生内部缺陷，如裂纹、夹杂物和气孔等。超声波探伤可有效检测这些缺陷，确保锻件质量。铸件探伤铸件在凝固过程中也可能产生内部缺陷，如气孔、缩孔和裂纹等。超声波探伤可帮助识别这些缺陷，提高铸件质量。探伤方法选择直探头斜探头管材与管线检测管材检测识别管材内部缺陷，如裂纹、夹杂物、气孔等。管线检测评估管线腐蚀状况，探测管道内部壁厚，评估管线安全性能。轴承与齿轮检测滚动轴承检测超声波可检测滚动轴承的内部缺陷，如裂纹、剥落和疲劳损伤。滚动轴承检测可确保轴承的可靠性和延长其使用寿命。齿轮缺陷检测超声波可检测齿轮的各种缺陷，如裂纹、孔洞、磨损和疲劳损伤。齿轮检测可确保齿轮的啮合精度和延长其使用寿命。超声波探头选择选择合适的超声波探头和探伤方法，才能有效地检测轴承和齿轮的缺陷。选择探头时要考虑探头频率、尺寸和类型。涂层与金属腐蚀检测涂层厚度测量超声波可精确测量涂层厚度，例如，防腐涂层、镀层、电镀层等。涂层完整性评估检测涂层是否存在空洞、裂缝、脱落等缺陷，确保涂层质量。腐蚀检测识别金属材料表面的腐蚀程度，评估结构的安全性，防止腐蚀蔓延。腐蚀形态分析分析腐蚀类型，例如，点蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀等，帮助了解腐蚀机理。机械设备缺陷诊断超声检测的应用超声探伤可用于识别和定位机械设备中各种缺陷，例如裂纹、空洞和腐蚀。还可以用于评估材料的厚度和完整性，帮助预测机械设备的剩余使用寿命。诊断步骤超声检测技术人员首先需要选择合适的超声探头和扫描模式，以适应特定的设备和材料。然后，他们会对设备进行扫描，并分析接收到的信号，以确定是否存在缺陷。超声检测的优缺点优点灵敏度高速度快适用范围广成本相对低缺点操作人员需要专业技能对表面粗糙度敏感难以检测复杂形状不能检测封闭缺陷超声检测的局限性复杂形状的探伤超声波检测对于几何形状复杂、内部结构复杂的物体，探测结果可能难以准确判断，需要专业技术人员的经验和判断。材料的声阻抗超声波检测对于声阻抗差异较小的材料或存在多层材料结构的物体，探测效果可能会受到影响。超声波探头的选择频率频率决定探测深度，频率越高，探测深度越浅，反之亦然。选择合适频率的探头可以有效地提高探测精度。波形纵波探头适用于检测较大的缺陷，横波探头更适合探测较小的裂纹等缺陷。角度角度探头用于探测倾斜方向的缺陷，角度的选择取决于缺陷的预计位置和方向。直径直径决定探测范围，直径越大，探测范围越大，反之亦然。选择合适的探头直径可以保证探测的全面性。探伤样品的准备探伤样品的准备对超声探伤结果的准确性和可靠性至关重要。要确保样品表面清洁、平整，去除油污、锈蚀等杂质。对复杂形状的样品，要进行必要的修整或制作专门的探测台。1表面清洁清除油污、锈蚀2表面平整去除毛刺、凹凸3探测台制作针对复杂形状4探伤区域标记确定探测区域对于特殊材质或形状的样品，需要根据实际情况制定具体的准备方案，确保探测过程中能够获得准确可靠的数据。探伤数据的采集与处理1探头选择根据探伤目标选择合适的探头类型和频率。2数据采集使用探伤仪器进行数据采集，获取声波信号。3数据预处理对采集到的数据进行滤波、降噪等处理。4信号分析分析声波信号，判断缺陷类型和位置。超声探伤数据采集与处理是确保探伤结果准确可靠的关键步骤。数据分析与缺陷判断缺陷信号分析根据缺陷信号的形状、大小和位置等信息，判断缺陷的类型、严重程度和潜在风险。缺陷评估与判断结合超声探伤结果，进行缺陷评估，确定缺陷是否需要修复，并制定相应的修复方案。专家经验判断经验丰富的超声探伤专家，可以根据探伤结果和工程实际情况，做出更准确的缺陷判断。超声探伤的质量控制探头校准确保探头工作正常，并定期校准以保证准确性。操作人员资质操作人员需具备相关资质，并接受严格的培训，确保操作规范。探伤记录详细记录探伤过程，包括探伤参数、缺陷位置、大小等，为后续分析提供依据。数据分析对探伤数据进行分析，判断缺陷性质和严重程度，并做出合理的评估和判断。超声无损检测标准11.国家标准国家标准规范超声探伤的程序和方法，确保检测结果的可靠性。22.行业标准针对不同行业制定行业标准，确保不同行业材料和产品的检测标准一致。33.国际标准国际标准为全球范围内的超声探伤工作提供统一的标准，促进国际合作与交流。44.企业标准企业标准根据自身需求制定企业标准，以满足企业内部生产和质量控制要求。超声探伤测试案例超声探伤测试案例用于展示超声探伤技术的实际应用。案例分析包括对缺陷信号的识别、缺陷尺寸和位置的测量、缺陷性质的判断等。测试案例有助于理解超声探伤技术在实际工作中的应用方法和注意事项。案例分析与讨论通过具体的超声探伤案例，深入分析缺陷信号的特点，例如形状、大小、位置等，并与相关标准进行比对。讨论案例中遇到的问题，例如探头选择、探伤方法、缺陷判别等，并探讨解决方法，提升探伤技能和分析能力。探伤技术发展趋势自动化利用人工智能技术进行缺陷识别、数据分析和报告生成，减少人工干预。数字化利用数字信号处