超聲波無損檢測(cè)原理及應(yīng)用課件

1超聲波無損檢測(cè)原理及應(yīng)用1超聲波無損檢測(cè)原理及應(yīng)用2前蘇聯(lián)Sokolv首先提出用超聲波探查金屬物體內(nèi)部缺陷的建議美國(guó)和英國(guó)開發(fā)出A型脈沖回波式超聲檢測(cè)儀發(fā)展了自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，配備了自動(dòng)報(bào)警、記錄等裝置的B、C型顯示超聲檢測(cè)儀數(shù)字式超聲檢測(cè)儀出現(xiàn)20世紀(jì)30年代20世紀(jì)60年代20世紀(jì)80年代超聲波檢測(cè)發(fā)展簡(jiǎn)史2前蘇聯(lián)Sokolv首先提出用超聲波探查金屬物體內(nèi)部缺陷的建超聲檢測(cè)基本原理1.超聲波的定義指質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)頻率高于20kHz的機(jī)械波。無損檢測(cè)用的超聲波頻率范圍為0.2-25MHz。2.超聲波的特性指向性好穿透能力強(qiáng)在界面處會(huì)發(fā)生反射、折射和波型轉(zhuǎn)換超聲波對(duì)人體基本無害，不存在類似射線檢測(cè)的安全隱患，操作安全3超聲檢測(cè)基本原理1.超聲波的定義指向性好穿透能力強(qiáng)在界面處會(huì)超聲檢測(cè)基本原理3.超聲波的產(chǎn)生和接收聲波是一種機(jī)械波，超聲波是一種頻率很高的聲波。使用具有壓電或磁致伸縮效應(yīng)的材料便可產(chǎn)生超聲波。當(dāng)在壓電材料兩面的電極上加上電壓，他就會(huì)按照電壓的正負(fù)和大小，在厚度方向產(chǎn)生伸、縮的特點(diǎn)。利用這一性質(zhì)，若加上高頻電壓，就會(huì)產(chǎn)生高頻伸縮現(xiàn)象。如果把這個(gè)伸縮振動(dòng)設(shè)法加到被檢工件的材料上，材料質(zhì)點(diǎn)也會(huì)隨之產(chǎn)生振動(dòng)，從而產(chǎn)生聲波，在材料內(nèi)傳播。超聲波的接收是同超聲波的發(fā)射完全相反的過程，即超聲波傳到被檢材料表面，使表面產(chǎn)生振動(dòng)，并使壓電晶片隨之產(chǎn)生伸縮，在電極就可在儀器示波屏上進(jìn)行觀察和測(cè)定。4超聲檢測(cè)基本原理3.超聲波的產(chǎn)生和接收超聲波的接收是同超聲波51.缺陷回波法根據(jù)儀器示波屏上顯示的缺陷波形進(jìn)行判斷的方法，稱為缺陷回波法。該方法以回波傳播時(shí)間對(duì)缺陷定位，以回波幅度對(duì)缺陷定量，是脈沖反射法的基本方法。圖5—l所示為缺陷回波檢測(cè)法的基本原理，當(dāng)工件完好時(shí)，超聲波可順利傳播到達(dá)底面，檢測(cè)圖形中只有表示發(fā)射脈沖T及底面回波B兩個(gè)信號(hào)，如圖5—1a所示。若工件中存在缺陷，則在檢測(cè)圖形中，底面回波前有表示缺陷的回波F超聲檢測(cè)技術(shù)51.缺陷回波法超聲檢測(cè)技術(shù)6超聲檢測(cè)技術(shù)2.多次底波法當(dāng)透入工件的超聲波能量較大，而工件厚度較小時(shí)，超聲波可在檢測(cè)面與底面之間往復(fù)傳播多次，示波屏上出現(xiàn)多次底波B1、B2、B3、…。如果工件存在缺陷，則由于缺陷的反射以及散射而增加了聲能的損耗，底面回波次數(shù)減少，同時(shí)也打亂了各次底面回波高度依次衰減的規(guī)律，并顯示出缺陷回波，如圖5—3所示。這種依據(jù)多次底面回波的變化，判斷工件有無缺陷的方法，稱為多次底波法。多次底波法主要用于厚度不大、形狀簡(jiǎn)單、檢測(cè)面與底面平行的工件檢測(cè)，缺陷檢出的靈敏度低于缺陷回波法。a）無缺陷b）小缺陷c）大缺陷6超聲檢測(cè)技術(shù)2.多次底波法a）無缺陷b）小缺陷c）超聲檢測(cè)技術(shù)垂直入射法是采用直探頭將聲束垂直入射工件表面進(jìn)行探傷。該法是利用縱波進(jìn)行探傷，故又稱縱波法垂直法探傷能發(fā)現(xiàn)與探傷面平行或近似于平行的缺陷，適用于厚鋼板、軸類、輪等幾何形狀簡(jiǎn)單的工件。7超聲檢測(cè)技術(shù)垂直入射法是采用直探頭將聲束垂直入射工件表面進(jìn)行超聲檢測(cè)技術(shù)斜角探傷法是將縱波通過楔塊、水等介質(zhì)傾斜的入射至工件的探測(cè)面，利用波型轉(zhuǎn)換得到橫波進(jìn)行檢測(cè)的方法該法是利用橫波進(jìn)行探傷，故又稱橫波法橫波法主要用于管材、焊縫等的檢測(cè)對(duì)于其他的工件的檢測(cè)，則經(jīng)常作為一種有效的輔助手段。8超聲檢測(cè)技術(shù)斜角探傷法是將縱波通過楔塊、水等介質(zhì)傾斜的入射至超聲檢測(cè)的應(yīng)用1.金屬板材的超聲波檢測(cè)鋼板的缺陷可分為表面缺陷和內(nèi)部缺陷兩大類。表面缺陷主要有裂縫、重皮和折疊；內(nèi)部缺陷主要有分層和白點(diǎn)，一般超聲波可以檢測(cè)鋼板中的重皮、折疊、分層和白點(diǎn)，且以探測(cè)分層缺陷為主。分層折疊白點(diǎn)9超聲檢測(cè)的應(yīng)用1.金屬板材的超聲波檢測(cè)分層折疊白點(diǎn)9超聲檢測(cè)的應(yīng)用（1）中厚板檢測(cè)聲耦合法T

S大尺寸缺陷的探傷圖形T—始沖波；S—延遲塊界面波；F—缺陷波T

S密集分布小缺陷的探傷圖形T—始沖波；S—延遲塊界面波；F—缺陷波10T

ST—始沖波；S—延遲塊界面波；B—底面回波超聲檢測(cè)的應(yīng)用（1）中厚板檢測(cè)聲耦合法T

S大超聲檢測(cè)的應(yīng)用（2）復(fù)合鋼板檢測(cè)SBTSB不完全脫層SBTS完全脫層復(fù)合鋼板脫層探傷圖形T—始沖波；S—界面波；F—缺陷波11SBTSB復(fù)合鋼板脫層探傷圖形T—始沖波；S—界面波；B—底波超聲檢測(cè)的應(yīng)用（2）復(fù)合鋼板檢測(cè)SBTSB不完全超聲檢測(cè)的應(yīng)用2.管材的超聲波檢測(cè)接觸法小口徑無縫管常見缺陷有分層、夾雜、重皮和裂紋等大口徑厚壁管常見缺陷有折疊、重皮、白點(diǎn)和裂紋等大口徑壁厚較薄和小口徑有縫鋼管常見缺陷有氣孔、夾渣、未焊透和裂紋等3.鍛件的超聲波檢測(cè)接觸法（1）軸類鍛件檢測(cè)方式以縱波徑向和橫波周向檢測(cè)為主，同時(shí)未發(fā)現(xiàn)各種取向的缺陷，也可輔以縱波和橫波的軸向檢測(cè)。（2）盤類鍛件鍛坯探傷，常采用縱波直探頭在端面進(jìn)行探測(cè)；精坯探傷，除橫波和縱波直探頭的端面檢測(cè)外，必要時(shí)還用聯(lián)合雙晶探頭垂直法進(jìn)行檢測(cè)。12超聲檢測(cè)的應(yīng)用2.管材的超聲波檢測(cè)接觸法12超聲檢測(cè)的應(yīng)用4.金屬焊縫的超聲波檢測(cè)（1）對(duì)接焊縫的超聲波檢測(cè)，一般采用斜探法。（2）對(duì)其他接頭形式的焊縫超聲波檢測(cè)，可參照對(duì)接焊縫進(jìn)行。所采用的掃查方式，應(yīng)使超聲波的發(fā)射聲束覆蓋焊縫整個(gè)橫斷面。13超聲檢測(cè)的應(yīng)用4.金屬焊縫的超聲波檢測(cè)13超聲檢測(cè)的應(yīng)用5.非金屬材料的超聲波檢測(cè)超聲波在非金屬材料中的衰減一般都比金屬大，為了減少衰減而多采用低頻檢測(cè)。塑料零件的檢測(cè)，多采用縱波法。陶瓷材料可用縱波，橫波或液浸聚焦探頭探測(cè)。橡膠可用穿透法探測(cè)。14超聲檢測(cè)的應(yīng)用5.非金屬材料的超聲波檢測(cè)14超聲波檢測(cè)的新近進(jìn)展傳統(tǒng)超聲檢測(cè)的一個(gè)主要局限是接觸式檢測(cè)，對(duì)于直接接觸檢測(cè)，需要在被檢測(cè)工件表面施加耦合劑；對(duì)于液浸法檢測(cè)，需要將被檢件置于水槽中，或在工件與探頭之間噴水流，因此在有些場(chǎng)合應(yīng)用不方便，為了克服傳統(tǒng)超聲檢測(cè)的不足，人