UT檢測(cè) 第5章超聲檢測(cè)方法

1、ut檢測(cè) 第5章超聲檢測(cè)方法 第5章超聲檢測(cè)方法分 類與特點(diǎn)劉燕魁 淄博安信燃?xì)夤こ虣z測(cè)有限公司 2021.101 第5章超聲檢測(cè)方法分類與特點(diǎn) 超聲波探傷方法按波的類型可分為脈沖波 法和連續(xù)波法，按探傷方法原理可分為反 射法、穿透法和共振法，按波形可分為縱 波法、橫波法、表面波法、板波法和爬波 法，按耦合方式可分為直接接觸法和液浸 法，按探頭個(gè)數(shù)可分為單探頭法、雙探頭 法和多探頭法，現(xiàn)將各種探傷方法分類列 于下圖4.1:2 超聲波探傷方法圖例4-1.doc縱波斜射法 橫 板 縱波法 垂直入射 波 波 法 法 不銹鋼焊縫與螺檢檢測(cè) 管材檢測(cè) 薄板檢測(cè) 缺陷回波法 縱波垂直法 鋼板、鍛件、鑄件

2、等材料內(nèi)部檢測(cè) 底波高度法 多次底波法 斜角探傷法 橫 波 法 檢測(cè)焊縫、管材、筒體鍛件、板材等 檢測(cè)表面及近表面缺陷 表面下橫波 脈 沖 波 法 單 探 頭 法 反 射 法 反 射 法 液 浸 法 縱波法 斜入射 超 聲 波 探 傷 方 法 連 續(xù) 波 法 雙 探 頭 法 穿 透 法 直 接 接 觸 法 表面波法 板 檢測(cè)分層性缺陷 及衰減較大的材料 爬 波 波 法 法 檢測(cè)薄板、薄壁管、復(fù)合材料 檢測(cè)粗糙表面下缺陷 檢測(cè)與探測(cè)面垂直的缺陷 多探頭及雙探頭法 表面下縱波 并列式 交叉式 v 形式 k 型式 串列式 串列式法 共 振 法測(cè)厚及測(cè)腐蝕性 圖 4-1 5.1按原理分類的超聲檢測(cè)方法

3、超聲檢測(cè)方法按原理分類，可分為脈沖反 射法、衍射時(shí)差法(tofd)、穿透法和共 振法。 5.1.1脈沖反射法超聲波探頭放射脈沖波到被檢工件內(nèi)，通 過(guò)觀看來(lái)自內(nèi)部缺陷或工件底面反射波的 狀況來(lái)對(duì)工件進(jìn)行檢測(cè)的方法，稱為脈沖 反射法。 脈沖反射法包括缺陷回波法、底波高度法、 多次底波法。 1.缺陷回波法 以回波傳播時(shí)間(橫坐標(biāo))對(duì)缺陷定位，以回波幅度 (縱坐標(biāo))對(duì)缺陷定量。 t始波(校零時(shí)始波前沿置于零，校零后始波 前沿置于零刻度前。) f傷波(缺陷面積大于聲束截面，只有f1;缺陷 面積小于聲束截面，視聲能衰減狀況，會(huì)消失 f1f2f3) b底波(底波回波狀況視掃描比例、有無(wú)缺陷 及缺陷尺寸相對(duì)于

4、聲束截面大小。)6 2.底波高度法當(dāng)工件材質(zhì)和厚度不變時(shí)，底面回波高度 應(yīng)是基本不變的。假如工件內(nèi)存在缺陷， 底面回波高度會(huì)下降甚至消逝。 波高變化取決于聲束截面和缺陷相對(duì)大小 以及探頭和缺陷的相對(duì)位置。 有用中很少作為一種獨(dú)立的檢測(cè)方法，經(jīng) 常作為幫助手段協(xié)作缺陷回波法一起檢測(cè)。7 3.多次底波法 對(duì)厚度不大、外形簡(jiǎn)潔、檢測(cè)面與底面平行的工 件超探時(shí)，超聲波可在檢測(cè)面與底面之間 往復(fù)傳 播多次，示波屏上消失多次底波b1、b2、b3、b4。 有缺陷時(shí)，由于缺陷的反射和散射造成聲能的衰 減，會(huì)發(fā)生下列變化： 底面回波次數(shù)削減； 打亂了各次底波回波高度依次衰減的規(guī)律(疊 加效應(yīng)); 顯示缺陷回波，

5、轉(zhuǎn)變了回波間距。8 5.1.3穿透法 穿透法是采納一發(fā)一收雙探頭分別放置在 工件相對(duì)的兩端面，依據(jù)脈沖波或連續(xù)波 穿透工件后的能量變化來(lái)檢測(cè)工件的方法。 30多年前(80標(biāo)準(zhǔn)前),球罐r(nóng)t檢測(cè)一般 采納x射線拍片，不是100%檢測(cè)，也不提 前劃線，為保證對(duì)位貼片精確，不消失白 頭片，一般照幾張后就用穿透法找最大回 波中心定位。9 5.1.4共振法依據(jù)工件的共振特性來(lái)推斷缺陷狀況和工 件厚度變化狀況的方法稱為共振法。 用于工件測(cè)厚，現(xiàn)已很少使用。 5.2 a型顯示和超聲成像 5.2.1 a型顯示 a型顯示是一種波形顯示，是將超聲信號(hào)的幅度 與傳播時(shí)間的關(guān)系以直角坐標(biāo)的形式顯示出來(lái)， 橫坐標(biāo)代表聲

6、波的傳播時(shí)間，縱坐標(biāo)代表信號(hào)幅 度。 目前特種設(shè)備行業(yè)執(zhí)行的jb/t4730-2021標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 的就是a型脈沖反射法超聲檢測(cè)。 采納該方法時(shí)，檢測(cè)結(jié)果受檢測(cè)人員的素養(yǎng)、經(jīng) 驗(yàn)等人為因素較多。11 5.3按波形分類的超聲檢測(cè)方法依據(jù)采納的檢測(cè)波型，可分為縱波法、橫波法、 表面波法、板波法、爬波法等。 5.3.1縱波法 1.縱波直探頭法(又叫 垂直入射法，簡(jiǎn)稱垂直法) x3n,可用當(dāng)量計(jì)算法調(diào)整靈敏度及評(píng)定缺陷。 采納雙晶直探頭檢測(cè)，克服了單直探頭盲區(qū)影響， 適用于檢測(cè)近表面缺陷和薄壁工件。 2.縱波斜探頭法 將縱波傾斜入射至工件檢測(cè)面，利用折射縱波進(jìn) 行檢測(cè)的方法，稱為縱波斜探頭法。 入射角小于

7、第一臨界角 i ,工件中既有縱波又有 橫波，縱波聲速快，利用縱波來(lái)識(shí)別缺陷和定量。 對(duì)粗晶材料，如a體不銹鋼焊接接頭ut檢測(cè)，常 采納縱波斜探頭法檢測(cè)。 在tofd檢測(cè)技術(shù)中，使用的探。頭一般也為縱 波斜探頭 5.3.2橫波法 將縱波傾斜入射至工件檢測(cè)面，利用波形轉(zhuǎn)換得到的橫波 進(jìn)行檢測(cè)的方法，稱為橫波法。又稱斜射法。 斜射聲束的產(chǎn)生有兩種方法： 接觸法時(shí)采納斜探頭，入射角在第一臨界角和其次臨界 角之間，則工件中實(shí)現(xiàn)純橫波探傷； 水浸直探頭在水中轉(zhuǎn)變聲束入射角度。 橫波法主要用于焊接接頭和管材的檢測(cè)，是特種設(shè)備采納 最多的一種方法。檢測(cè)其他工件時(shí)，只作為有效的幫助手 段(合同注明)。 5.4按

8、探頭數(shù)目分類的超聲檢測(cè)方法 5.4.1單探頭法 使用一個(gè) 探頭兼做放射和接受。 與波束軸線垂直的面狀缺陷和立體性缺陷 檢出效果最好。 與波束軸線平行的面狀缺陷難以檢出。當(dāng)波束軸線與缺陷傾斜時(shí)，則依據(jù)傾角的 大小，回波很弱或沒(méi)有回波。15 5.4.2雙探頭法 使用兩個(gè)探頭(一個(gè)放射 ，一個(gè)接收)進(jìn)行檢測(cè) 的方法。 1.并列式 兩個(gè)探頭并列放置，檢測(cè)時(shí)兩者做同步同向移動(dòng)， 以便發(fā)覺(jué)與檢測(cè)面傾斜的缺陷。 2.交叉式 兩個(gè)探頭軸線交叉，交叉點(diǎn)為要檢測(cè)部位?？捎?來(lái)發(fā)覺(jué)與檢測(cè)面垂直的面狀缺陷。焊縫檢測(cè)中用 以檢測(cè)橫向缺陷。16 3.v型串列式 兩探頭相對(duì)放置同一檢測(cè)面上，主要用于檢測(cè)與 檢測(cè)面平行的面狀

9、缺陷。 4.k型串列式 兩探頭以相同的方向分別放置于工件的上下表面 上。主要用于檢測(cè)與檢測(cè)面垂直的面狀缺陷。 5.串列式 兩探頭一前一后，以相同方向放置在同一表面上。 主要用于檢測(cè)與檢測(cè)面垂直的片狀缺陷。如厚焊 縫中間未焊透、窄間隙焊縫的坡口未融合等。17 5.4.3多探頭法使用兩個(gè)以上的探頭組合在一起進(jìn)行檢測(cè) 的方法。 主要通過(guò)增加聲束來(lái)提高檢測(cè)速度或發(fā)覺(jué) 各種取向的缺陷。通常與多通道檢測(cè)儀和 自動(dòng)掃查裝置協(xié)作。 5.5按探頭接觸方式分類的超聲檢測(cè)方法 5.5.1接觸法和液浸法 探頭與工件檢測(cè)面之間涂有很薄的耦合劑層，因 此可以看做為兩者直接接觸，這種檢測(cè)方法叫直 接接觸法，簡(jiǎn)稱接觸法。 將

10、探頭和工件浸于液體中以液體作耦合劑進(jìn)行檢 測(cè)的方法稱為液浸法。當(dāng)以水作耦合劑時(shí)，叫水 浸法，包括：全浸沒(méi)式局部浸沒(méi)式通水式 滿溢式 1.接觸法和液浸法特點(diǎn)比較 接觸法優(yōu)點(diǎn):多為手工操作，操作簡(jiǎn)潔； 設(shè)備簡(jiǎn)潔，適用于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，成本較低； 直接耦合，入射聲能損失小，可供應(yīng)較大 的厚度穿透力；在相同檢測(cè)參數(shù)下，檢測(cè) 靈敏度高于液浸法。 接觸法缺點(diǎn):手工操作受人為影響因素影 響較大，耦合不易穩(wěn)定，要求被檢表面光 潔度較高。20 液浸法優(yōu)點(diǎn)：探頭與被檢工件不接觸，超聲波的放射與 接收均較穩(wěn)定，表面光滑度的影響較??；通過(guò)調(diào)整探頭角 度，可便利的轉(zhuǎn)變探頭放射的聲束方向；盲區(qū)小，可檢測(cè) 較薄工件；探頭不直接接觸工件，磨損小使