在線亞洲日產一區二區:不銹鋼管進行在線亞洲日產一區二區:超聲波探傷前需要做一些準備工作,首先根據待測件結構、檢測要求、現場條件等因素來選擇儀器、探頭、試塊,然后調節儀器并確定檢測靈敏度,測定表面耦合損耗與補償,選定耦合劑、掃查方式,之后才可以開始對待測件進行缺陷的測定、記錄、等級評定,最后對儀器和探頭系統復核。
1. 檢測面的選擇和準備
不銹鋼(gang)管(guan)超(chao)聲(sheng)波探傷通常是(shi)針對某一特定待(dai)測鋼(gang)管(guan)進行(xing)檢測,因此(ci)首先就要考(kao)慮(lv)缺(que)陷(xian)的(de)最(zui)大可(ke)能取向。如果(guo)缺(que)陷(xian)的(de)主(zhu)反射(she)面與待(dai)測件的(de)某一規則面近(jin)似平行(xing),則使(shi)用從該規則面入射(she)的(de)垂(chui)直縱波,使(shi)聲(sheng)束軸線(xian)與缺(que)陷(xian)的(de)主(zhu)反射(she)面近(jin)乎垂(chui)直,對探傷是(shi)最(zui)為有利的(de)。缺(que)陷(xian)的(de)最(zui)大可(ke)能取向要根(gen)據(ju)待(dai)測件的(de)材(cai)料、坡口(kou)形(xing)式(shi)、焊接工藝(yi)等因素綜合分(fen)析。
多數情況下,待測(ce)(ce)(ce)不銹鋼管上可供放置探頭的(de)平面(mian)(mian)(mian)或規(gui)則圓(yuan)周面(mian)(mian)(mian)是(shi)有限(xian)的(de),因(yin)此,檢(jian)測(ce)(ce)(ce)面(mian)(mian)(mian)的(de)選(xuan)擇要和檢(jian)測(ce)(ce)(ce)技術的(de)選(xuan)擇結合起來考量。例如,對鍛件中(zhong)冶金(jin)缺(que)陷的(de)檢(jian)測(ce)(ce)(ce),由于(yu)(yu)缺(que)陷大(da)多平行(xing)(xing)(xing)于(yu)(yu)鍛造表(biao)面(mian)(mian)(mian),通常采用(yong)縱波(bo)垂直(zhi)入射(she)檢(jian)測(ce)(ce)(ce),檢(jian)測(ce)(ce)(ce)面(mian)(mian)(mian)可選(xuan)為與鍛件流線相平行(xing)(xing)(xing)的(de)表(biao)面(mian)(mian)(mian)。對于(yu)(yu)棒(bang)材(cai)的(de)檢(jian)測(ce)(ce)(ce),可能的(de)入射(she)面(mian)(mian)(mian)只有圓(yuan)周面(mian)(mian)(mian),采用(yong)縱波(bo)檢(jian)測(ce)(ce)(ce)可以(yi)檢(jian)出位于(yu)(yu)棒(bang)材(cai)中(zhong)心區域的(de)、延伸方向(xiang)與棒(bang)材(cai)軸向(xiang)平行(xing)(xing)(xing)的(de)缺(que)陷,若要檢(jian)測(ce)(ce)(ce)位于(yu)(yu)棒(bang)材(cai)表(biao)面(mian)(mian)(mian)附近垂直(zhi)表(biao)面(mian)(mian)(mian)的(de)裂(lie)紋,或沿(yan)圓(yuan)周延伸的(de)缺(que)陷,由于(yu)(yu)檢(jian)測(ce)(ce)(ce)面(mian)(mian)(mian)仍是(shi)圓(yuan)周面(mian)(mian)(mian),所以(yi)仍需采用(yong)聲束斜入射(she)到周向(xiang)。
有些情況下(xia),需要從(cong)多(duo)個(ge)檢(jian)測(ce)(ce)(ce)面(mian)人射進行檢(jian)測(ce)(ce)(ce)。如:變形(xing)過程使缺陷有多(duo)種取向時;單(dan)面(mian)檢(jian)測(ce)(ce)(ce)存在盲區,而另一面(mian)檢(jian)測(ce)(ce)(ce)可(ke)以補償時;單(dan)面(mian)的靈敏度(du)無法在整個(ge)待測(ce)(ce)(ce)件厚度(du)尺寸(cun)內達到時等(deng)情況。
為了確保檢(jian)測(ce)面能有(you)較好的(de)聲耦合,在檢(jian)測(ce)之前應對待測(ce)件(jian)表(biao)面進(jin)行(xing)目(mu)視檢(jian)查(cha),清(qing)除油污、銹(xiu)蝕、毛刺等,條(tiao)件(jian)允許時(shi)可對表(biao)面探(tan)頭移動(dong)區域進(jin)行(xing)打磨。
2. 儀(yi)器的(de)選(xuan)擇
超(chao)聲波檢(jian)(jian)測儀是超(chao)聲波探傷的主要設(she)備,當前國內外(wai)檢(jian)(jian)測儀器種(zhong)類(lei)繁(fan)多,適用情(qing)況也大不(bu)相同,所以根據(ju)不(bu)銹鋼管(guan)探傷需要和現(xian)場情(qing)況來(lai)選擇檢(jian)(jian)測儀器。一(yi)般根據(ju)以下幾種(zhong)情(qing)況來(lai)選擇儀器:
a. 對于(yu)定位(wei)要求高的情況(kuang),應選(xuan)擇水平線性誤差小的儀(yi)器。
b. 對(dui)于定量要求(qiu)高的情況,應選擇(ze)垂直線性好,衰減器(qi)(qi)精(jing)度高的儀器(qi)(qi)。
c. 對于大(da)型零件的檢測,應選擇靈(ling)敏(min)度余量(liang)高、信噪比好、功率(lv)大(da)的儀器。
d. 為了有效地發(fa)現近表面缺陷(xian)和區分相鄰缺陷(xian),應選擇盲(mang)區小、分辨力好的儀(yi)器。
e. 對于室外(wai)現場檢(jian)測,應選擇重量輕、熒光屏亮度好、抗干擾(rao)能(neng)力強的攜帶式儀(yi)器。
此(ci)外要求(qiu)選(xuan)擇性(xing)能(neng)穩(wen)定(ding)、重復性(xing)好(hao)和可(ke)靠性(xing)好(hao)的儀器。
3. 探頭的(de)選擇
不銹鋼管超(chao)聲檢(jian)(jian)測(ce)中(zhong)(zhong),超(chao)聲波的發射(she)和(he)接收都是通過探(tan)(tan)頭來(lai)實現的。在檢(jian)(jian)測(ce)前應根據被測(ce)對象的外(wai)觀(guan)、聲學特(te)點、材(cai)質等來(lai)選擇探(tan)(tan)頭,選擇參數包括探(tan)(tan)頭種類、中(zhong)(zhong)心頻率、帶寬、晶片大(da)小(xiao)(xiao)、斜探(tan)(tan)頭K值大(da)小(xiao)(xiao)等。
a. 探頭類型的選擇
常用的探(tan)(tan)(tan)頭(tou)有縱波(bo)(bo)直探(tan)(tan)(tan)頭(tou)、縱波(bo)(bo)斜探(tan)(tan)(tan)頭(tou)、橫波(bo)(bo)斜探(tan)(tan)(tan)頭(tou)、表面波(bo)(bo)探(tan)(tan)(tan)頭(tou)、雙晶探(tan)(tan)(tan)頭(tou)、聚焦探(tan)(tan)(tan)頭(tou)等,一般根(gen)據待測件(jian)的外(wai)觀和易(yi)出現(xian)缺(que)陷的區(qu)域、取向等情況來選擇(ze)探(tan)(tan)(tan)頭(tou)的類(lei)型,盡可(ke)能(neng)使聲(sheng)束軸(zhou)線同缺(que)陷角度接近90°。
縱波(bo)直探(tan)頭發射(she)、接收縱波(bo),聲(sheng)束(shu)軸線(xian)與探(tan)測面(mian)角度在90°左(zuo)右(you)。多用(yong)在尋(xun)找與面(mian)近乎平行的瑕疵。
縱(zong)波斜探(tan)(tan)頭在待測件中既有(you)縱(zong)波也有(you)橫波,但(dan)由于(yu)縱(zong)波和橫波的速度不同加(jia)以識別。主要用于(yu)尋(xun)找與探(tan)(tan)測面垂直(zhi)或(huo)成(cheng)一定角度的缺陷。
橫波斜探(tan)頭是(shi)通過波型轉換實現橫波檢測(ce)(ce)的(de)。主要用于尋(xun)找與探(tan)測(ce)(ce)面垂(chui)直或成(cheng)一定角(jiao)度(du)的(de)缺陷。
表面(mian)波探頭(tou)用(yong)于(yu)(yu)尋找待(dai)測件表面(mian)缺陷(xian),雙晶探頭(tou)用(yong)于(yu)(yu)尋找待(dai)測件近表面(mian)缺陷(xian),聚焦探頭(tou)用(yong)于(yu)(yu)水(shui)浸式檢測管材(cai)或板(ban)材(cai)。
b. 探測原理的選擇
按(an)檢測原(yuan)理(li)來分類,超(chao)聲探(tan)傷方法(fa)(fa)有脈沖反(fan)射法(fa)(fa)、穿(chuan)透法(fa)(fa)、共振法(fa)(fa)和TOFD法(fa)(fa)等(deng)。本書主要介紹脈沖反(fan)射法(fa)(fa)。脈沖反(fan)射法(fa)(fa)又包括缺陷回波法(fa)(fa)、底波高度法(fa)(fa)和多次底波法(fa)(fa)等(deng)。
缺陷(xian)回波法(fa)通(tong)過探傷儀顯示屏中的波形判斷是否(fou)存(cun)在(zai)缺陷(xian),其(qi)基本原理如圖(tu)2.19所示。當待測(ce)件(jian)(jian)完好時,聲波可直接到達待測(ce)件(jian)(jian)底(di)(di)部(bu),波形信號只有初(chu)始脈(mo)沖T和底(di)(di)部(bu)回波B,若(ruo)存(cun)在(zai)瑕(xia)疵(ci),缺陷(xian)回波F就會在(zai)初(chu)始脈(mo)沖T和底(di)(di)部(bu)回波B之間(jian)出現(xian)。

底(di)(di)波高(gao)度(du)(du)法是指當待(dai)測(ce)(ce)(ce)(ce)件的材料(liao)和厚薄固定(ding)時,底(di)(di)部回(hui)波幅值(zhi)維持不(bu)變,如果待(dai)測(ce)(ce)(ce)(ce)件內有瑕(xia)疵,底(di)(di)部回(hui)波幅值(zhi)會減弱(ruo)甚至消(xiao)失,基于此判斷待(dai)測(ce)(ce)(ce)(ce)件內部情況(kuang),如圖2.20所示。底(di)(di)波高(gao)度(du)(du)法的特點(dian)是相同(tong)投影大小的缺(que)陷(xian)可以取得(de)到相同(tong)的指示,但是需要待(dai)測(ce)(ce)(ce)(ce)件的探測(ce)(ce)(ce)(ce)面與底(di)(di)部平行。底(di)(di)波高(gao)度(du)(du)法缺(que)點(dian)同(tong)樣明顯(xian),其(qi)檢出瑕(xia)疵的靈敏度(du)(du)不(bu)夠好,對(dui)缺(que)陷(xian)定(ding)位定(ding)量(liang)也不(bu)方(fang)便。因此實際檢測(ce)(ce)(ce)(ce)中很少作(zuo)為一種(zhong)獨(du)立的檢測(ce)(ce)(ce)(ce)方(fang)法,多是作(zuo)為一種(zhong)輔助手(shou)段,配合缺(que)陷(xian)回(hui)波法發現(xian)某些傾斜的、小而密集的缺(que)陷(xian)。

多層底(di)(di)波(bo)(bo)(bo)(bo)法是基(ji)于多次(ci)(ci)底(di)(di)面(mian)回(hui)波(bo)(bo)(bo)(bo)的(de)變化來判斷待(dai)(dai)測件(jian)內是否(fou)有(you)瑕(xia)疵。當待(dai)(dai)測件(jian)較薄(bo),聲(sheng)(sheng)波(bo)(bo)(bo)(bo)能(neng)量比較強時(shi),聲(sheng)(sheng)波(bo)(bo)(bo)(bo)會(hui)在(zai)(zai)探測面(mian)和(he)底(di)(di)面(mian)之(zhi)間來回(hui)多次(ci)(ci)往復,在(zai)(zai)探傷儀(yi)顯示屏中(zhong)就會(hui)有(you)多次(ci)(ci)底(di)(di)波(bo)(bo)(bo)(bo)B1、B2、B3、···.如果待(dai)(dai)測件(jian)內部存在(zai)(zai)有(you)缺陷,由于缺陷的(de)反射、散射等(deng)會(hui)損(sun)耗部分聲(sheng)(sheng)波(bo)(bo)(bo)(bo)能(neng)量,底(di)(di)面(mian)回(hui)波(bo)(bo)(bo)(bo)次(ci)(ci)數也會(hui)減(jian)少,同(tong)時(shi)還會(hui)擾亂待(dai)(dai)測件(jian)完好情況下(xia)底(di)(di)面(mian)回(hui)波(bo)(bo)(bo)(bo)高度依次(ci)(ci)衰(shuai)減(jian)的(de)現象,并(bing)顯示出(chu)缺陷回(hui)波(bo)(bo)(bo)(bo),如圖2.21所示。

c. 探頭頻率的選(xuan)擇
超聲(sheng)波探(tan)傷頻率(lv)通常在0.5~10 MHz范圍內,實際選擇時(shi)要(yao)考慮(lv)以下(xia)因素(su):
①. 超聲波檢測的靈敏度約為介質中聲波自身波長長度的1/2,所以較高的頻率有助于檢測人員發現更細微的缺陷,但另一方面,較高的頻率在待測件中聲波能量的衰減也會更快。
②. 探頭頻率越高,聲波的脈沖寬度越窄,對缺陷的分辨能力越高,有利于區分相鄰的缺陷。
③. 探頭頻率越高,聲波波長越短,會使近場區范圍增大,不利于檢測。實際檢測中需要整體考量各種因素,選擇適當頻率。通常情況下,檢測人員需要在確保較好的檢測靈敏度的前提條件下,盡量選擇頻率較低的探頭。
d. 探頭晶(jing)片尺寸(cun)的選擇
探頭矩形晶(jing)片(pian)尺寸通(tong)常(chang)不大于(yu)500m㎡,對(dui)于(yu)圓形晶(jing)片(pian)而言(yan),其直(zhi)徑(jing)通(tong)常(chang)不大于(yu)25mm,晶(jing)片(pian)大小對(dui)探傷效果也有(you)較大影響。通(tong)常(chang)要考(kao)慮以(yi)下因素:
①. 由θ0 =arcsin 1.22 λ/D 可知,隨著晶片增大,θ0 就越小,波束指向性越好,聲波能量也更集中,對于聲束軸線附近的缺陷檢測有利。
②. 由N= D2/4λ 可知,隨著晶片增大,N與D2成正比也會跟著增大,是不利于實際探傷的。
③. 晶片尺(chi)寸越(yue)大,探頭所發出的能量也越(yue)大,未擴散區掃(sao)查范圍(wei)也會增加,與此同時,遠(yuan)距離掃(sao)查范圍(wei)會減(jian)小,對遠(yuan)距離缺陷(xian)的檢(jian)測能力會提高。
所以,探頭晶(jing)片(pian)尺寸會影響(xiang)到未擴散區掃查范圍、遠距離檢測能力(li)、聲束指向性和近場區長度(du)(du)等。在實(shi)際(ji)檢測中(zhong),如(ru)果(guo)(guo)(guo)檢測面(mian)(mian)積(ji)(ji)范圍較大(da),常選(xuan)擇大(da)面(mian)(mian)積(ji)(ji)的壓電晶(jing)片(pian);如(ru)果(guo)(guo)(guo)檢測厚度(du)(du)較大(da),也常選(xuan)用大(da)面(mian)(mian)積(ji)(ji)晶(jing)片(pian)探頭以增強遠距離缺陷(xian)探傷(shang)能力(li);如(ru)果(guo)(guo)(guo)是小型(xing)待測件(jian),常選(xuan)用小面(mian)(mian)積(ji)(ji)晶(jing)片(pian)提高定(ding)位精度(du)(du);如(ru)果(guo)(guo)(guo)檢測區域(yu)表面(mian)(mian)較為粗糙,常選(xuan)用小面(mian)(mian)積(ji)(ji)晶(jing)片(pian)來減少耦合時出(chu)現的損失。
e. 斜探(tan)頭(tou)折射角的選擇
對于斜探頭而言,折射角對檢測靈敏度、聲束軸線、一次波聲程等有較大制約。由K=tanβs 可知,K值越高,βs也越大,一次波聲程也越大。所以在探傷中,當待測件較薄時,常選用K值較高的探頭,來提高一次波聲程,避免處于近場區檢測;當待測件較厚時,選用較低的K值探頭,來減小由于聲程過大引起的衰減,有利于發現較遠處的缺陷。
4. 耦合劑的選擇
聲學意義(yi)上的(de)耦(ou)合是(shi)指聲波(bo)在(zai)兩個(ge)界面間的(de)聲強透射(she)(she)能力。透射(she)(she)能力越高,意味著(zhu)耦(ou)合效(xiao)果越好,能量傳入(ru)待測(ce)(ce)(ce)件越強。為(wei)了提高耦(ou)合性(xing)能,通常在(zai)探頭(tou)與被(bei)檢測(ce)(ce)(ce)表面之間加入(ru)耦(ou)合劑。其目的(de)是(shi)為(wei)了排除因待測(ce)(ce)(ce)面不(bu)平整而與探頭(tou)表面間接觸不(bu)好存在(zai)的(de)空氣層,使聲波(bo)能量有效(xiao)傳人待測(ce)(ce)(ce)件實施檢測(ce)(ce)(ce),此外也(ye)有助于減小摩(mo)擦(ca)。
一般耦(ou)合劑需要滿足以下幾點(dian)要求:
a. 能保護好探(tan)頭表面(mian)和待測表面(mian),流動性、黏度和附(fu)著(zhu)力大小適(shi)當,易于(yu)清洗(xi);
b. 聲阻抗高,透(tou)聲性能(neng)良好;
c. 來源廣(guang),價格便宜(yi);
d. 對(dui)待測件沒(mei)有腐蝕,對(dui)檢測人(ren)員沒(mei)有潛在危(wei)險,對(dui)環境友好;
e. 性能穩(wen)定,不易(yi)變質,可長期保存。
探(tan)傷用耦(ou)合(he)劑多為(wei)甘油、水(shui)玻璃、水(shui)、機油和化學(xue)漿糊(hu)等。其中,甘油的(de)(de)聲(sheng)阻(zu)抗高,耦(ou)合(he)性能好,常用于一些(xie)重要(yao)待測(ce)(ce)(ce)件(jian)的(de)(de)精確檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce),但其價格較貴,而且(qie)對(dui)待測(ce)(ce)(ce)件(jian)有(you)一定(ding)程(cheng)度的(de)(de)腐蝕(shi);水(shui)玻璃聲(sheng)阻(zu)抗較高,常用于表面較為(wei)粗糙的(de)(de)待測(ce)(ce)(ce)件(jian)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce),缺點是(shi)清洗起來不易(yi)(yi),并且(qie)對(dui)待測(ce)(ce)(ce)件(jian)有(you)一定(ding)程(cheng)度的(de)(de)腐蝕(shi);水(shui)來源廣,價格低,常用于水(shui)浸式檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce),但易(yi)(yi)流(liu)(liu)失(shi),易(yi)(yi)使(shi)待測(ce)(ce)(ce)件(jian)生銹,需要(yao)對(dui)待測(ce)(ce)(ce)件(jian)及時吹干;機油黏度、附著力(li)、流(liu)(liu)動性大小適當,對(dui)待測(ce)(ce)(ce)件(jian)沒有(you)腐蝕(shi),價格也易(yi)(yi)于接受,是(shi)現在實驗(yan)室和實際探(tan)傷中最常用的(de)(de)耦(ou)合(he)劑類型;化學(xue)漿糊(hu)耦(ou)合(he)效(xiao)果好,成本低,也常用于現場(chang)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)。
此外,除了耦合(he)(he)劑自身的聲阻抗(kang)性能(neng),影(ying)響耦合(he)(he)效(xiao)果(guo)的還有探傷時(shi)(shi)耦合(he)(he)層的厚(hou)度(du)(du)、待測(ce)(ce)件表(biao)面(mian)(mian)(mian)的粗糙(cao)度(du)(du)、待測(ce)(ce)件表(biao)面(mian)(mian)(mian)形狀(zhuang)等。當(dang)耦合(he)(he)層厚(hou)度(du)(du)為(wei)(wei)λ/4的奇數倍(bei)時(shi)(shi),聲波透射(she)弱,反(fan)射(she)回(hui)波低,耦合(he)(he)效(xiao)果(guo)不好,而厚(hou)度(du)(du)為(wei)(wei)λ/2的整數倍(bei)或很薄時(shi)(shi),透射(she)強,反(fan)射(she)回(hui)波高,耦合(he)(he)效(xiao)果(guo)好。待測(ce)(ce)件表(biao)面(mian)(mian)(mian)粗糙(cao)度(du)(du)越大,反(fan)射(she)回(hui)波越低,耦合(he)(he)效(xiao)果(guo)越差,一(yi)般要求表(biao)面(mian)(mian)(mian)粗糙(cao)度(du)(du)不高于6.3μm.由于探傷常用的探頭多數表(biao)面(mian)(mian)(mian)較(jiao)為(wei)(wei)平(ping)(ping)整,因此待測(ce)(ce)件表(biao)面(mian)(mian)(mian)形狀(zhuang)也(ye)是平(ping)(ping)面(mian)(mian)(mian)時(shi)(shi)兩者耦合(he)(he)性能(neng)最(zui)優,次之是凸(tu)弧面(mian)(mian)(mian),凹弧面(mian)(mian)(mian)最(zui)差。
5. 表面耦合損耗的測(ce)定與補償(chang)
由于耦合過(guo)程(cheng)中會出(chu)現(xian)一(yi)定損(sun)耗(hao),為了對(dui)其(qi)進行適(shi)當的補償,需要先測出(chu)待測件(jian)與對(dui)比試塊表面損(sun)失的分貝差。即在其(qi)他(ta)條件(jian)都相同,除了表面耦合狀(zhuang)態(tai)不同的待測件(jian)和對(dui)比試件(jian)上(shang)測定兩(liang)者(zhe)回波或(huo)是穿透(tou)波的分貝差。
一(yi)(yi)次波測(ce)(ce)定方(fang)法為:先制作兩塊(kuai)材質(zhi)與(yu)待(dai)測(ce)(ce)件一(yi)(yi)致(zhi)(zhi)、表面狀況不一(yi)(yi)的對比試(shi)塊(kuai)。其中一(yi)(yi)塊(kuai)為對比試(shi)塊(kuai),表面粗糙度(du)同試(shi)塊(kuai)一(yi)(yi)樣(yang),另一(yi)(yi)塊(kuai)為待(dai)測(ce)(ce)試(shi)塊(kuai),表面狀態(tai)同待(dai)測(ce)(ce)件一(yi)(yi)樣(yang)。各(ge)自在(zai)相(xiang)同深度(du)對制作尺寸一(yi)(yi)致(zhi)(zhi)的長(chang)橫(heng)孔(kong),然后將探(tan)頭放在(zai)試(shi)塊(kuai)上,測(ce)(ce)出兩者長(chang)橫(heng)孔(kong)回波信號高度(du)的分貝(bei)差,就是(shi)耦合的損耗(hao)差。
二次波(bo)測定時多選(xuan)擇一(yi)發一(yi)收(shou)的一(yi)對探頭(tou),通過穿透(tou)法(fa)測定兩者反射(she)波(bo)高的分(fen)(fen)(fen)貝差。具體方法(fa)為(wei):先(xian)用“衰(shuai)(shuai)減(jian)(jian)器”測定衰(shuai)(shuai)減(jian)(jian)的分(fen)(fen)(fen)貝差,把探頭(tou)放(fang)在試(shi)塊上(shang)調節好,然后再用“衰(shuai)(shuai)減(jian)(jian)器”測定增益的分(fen)(fen)(fen)貝差,即減(jian)(jian)少測定分(fen)(fen)(fen)貝差衰(shuai)(shuai)減(jian)(jian)量,此時試(shi)塊與待測件上(shang)同一(yi)反射(she)體的回波(bo)波(bo)高一(yi)致(zhi),耦合損耗恰好得到(dao)補償。
6. 掃描速(su)度的調節
掃描(miao)速度(du)或時基掃描(miao)線比(bi)例是指探傷儀顯示屏中時基掃描(miao)線的水平刻度(du)值τ與實(shi)際聲程x(單(dan)程)的比(bi)例關系,即τ : x=1 : n,類似于地圖(tu)上的比(bi)例尺(chi)。
掃描速(su)(su)度的(de)增減通常(chang)需要(yao)根據探(tan)測范圍,利用(yong)尺寸已知(zhi)的(de)試塊或待測件上的(de)兩次(ci)不同反射波(bo)的(de)前沿(yan),與(yu)相應(ying)的(de)水平刻度值分別對照來進(jin)行。掃描速(su)(su)度的(de)調節主要(yao)包括(kuo)以下(xia)幾種:
a. 縱波掃描速度的調節
縱波(bo)檢(jian)測時通常根據縱波(bo)聲程來實(shi)現調節,具體(ti)需要首先將縱波(bo)探頭同厚度合適的平底面或曲底面對準,使得兩次不同的底面回波(bo)與相應的水平刻(ke)度值分別對準。
b. 表面(mian)波掃描(miao)速度的(de)調節
表(biao)面波檢測時與縱波檢測時的(de)掃(sao)描速(su)度調節方法類似(si),但是由于(yu)表(biao)面波無法在同一反(fan)(fan)射體達成多次反(fan)(fan)射,所(suo)以(yi)調節時要通過(guo)兩個不一樣(yang)的(de)反(fan)(fan)射體形成的(de)兩次反(fan)(fan)射波分別對準相應的(de)水平刻度值來調節。
c. 橫波掃(sao)描(miao)速(su)度(du)的調節
使用橫(heng)波進行探傷時(shi),缺陷具體方(fang)位(wei)可通過折射角(jiao)以及聲程來確(que)定,亦(yi)可通過水平(ping)距離以及深度來確(que)定。而橫(heng)波掃描速(su)度的(de)調節方(fang)法(fa)較多,有(you)三種:
①. 聲程(cheng)調節法,使屏幕上的水平刻度值同橫(heng)(heng)波聲程(cheng)成比(bi)例,進而直接(jie)顯示橫(heng)(heng)波聲程(cheng);
②. 水平(ping)(ping)調節法(fa),使屏幕上的水平(ping)(ping)刻度值同(tong)反(fan)射體(ti)的水平(ping)(ping)距離成比(bi)例,進而直接顯示反(fan)射體(ti)的水平(ping)(ping)投影距離,一般(ban)用于薄待測(ce)件橫波探傷;
③. 深度(du)(du)調節法,使屏幕上(shang)的水平刻度(du)(du)值同反射體(ti)的深度(du)(du)成比例(li),進而直接顯(xian)示深度(du)(du)距離(li),多用在較(jiao)厚(hou)待(dai)測件焊縫的橫(heng)波探傷。
7. 檢測靈敏度的調節
調節檢(jian)測靈敏(min)度(du)(du)的(de)目(mu)的(de)是為了探測待(dai)測件(jian)中特定尺寸的(de)缺(que)陷,并(bing)對缺(que)陷定量。靈敏(min)度(du)(du)太(tai)高會使(shi)屏幕上的(de)雜波變多、難(nan)以判斷,但是太(tai)低(di)又(you)容(rong)易引起漏檢(jian),所以可經(jing)由儀器上的(de)“增益”“衰減器”“發射強度(du)(du)”等旋(xuan)鈕來調整(zheng)(zheng)。調整(zheng)(zheng)方法有三種:試塊調整(zheng)(zheng)法、待(dai)測件(jian)底波調整(zheng)(zheng)法、AVG曲線(xian)法。
a. 試塊調整法
依據待(dai)測件(jian)對靈敏度(du)的(de)要(yao)求選用適當的(de)試塊(kuai),把探頭(tou)對準試塊(kuai)定制尺寸的(de)缺(que)陷,調(diao)整靈敏度(du)相關的(de)旋鈕,使屏幕中的(de)最高反射回波(bo)達到基(ji)準波(bo)高,即調(diao)整完(wan)畢。
b. 待測件底波調(diao)整法
通過待(dai)測件(jian)底(di)面(mian)回(hui)波(bo)來調節檢測靈敏度(du)(du),待(dai)測件(jian)底(di)面(mian)回(hui)波(bo)與同深度(du)(du)的人工缺陷回(hui)波(bo)的分貝(bei)差是(shi)一定值,這個定值可通過下式計算得出:

將探頭對準待測件底面,儀器保留足夠余量,一般大于Δ+(6~10)dB,“抑制”調至“0”,調節儀器使底波B1達到基準波高,然后增益ΔdB,這時就調好了。
c. AVG曲線法
AVG曲線是(shi)(shi)描(miao)述規則反射(she)體的(de)(de)距離(A)、回波(bo)高度(du)(V)與當量(liang)尺寸(cun)(G)之間(jian)關(guan)系的(de)(de)曲線,A、V、G分別是(shi)(shi)德(de)文的(de)(de)字頭縮(suo)寫,英文中縮(suo)寫為DGS.AVG曲線常(chang)利用(yong)待測件(jian)直接繪制,利用(yong)半波(bo)法配(pei)合“增益”等旋鈕重復即可獲得,極大(da)地方(fang)便了野(ye)外檢測工作(zuo)。
8. 實施掃(sao)查及缺陷判定
缺陷判(pan)定是超(chao)聲探傷中的主(zhu)要任(ren)務之一,在常(chang)規(gui)檢測中主(zhu)要分為縱波直探頭(tou)定位和橫波斜探頭(tou)定位兩種。
a. 縱波直探(tan)頭與橫波斜探(tan)頭對比(bi)
①. 使用縱波直探頭探傷時,缺陷的水平位置就是探頭所在位置,而缺陷的深度需要通過儀器的水平刻度來計算。如果儀器按τ:n調節掃描深度,發現缺陷波的水平刻度為τf,則缺陷深度xf,為xy=nτf。
②. 使(shi)用(yong)橫波斜探(tan)(tan)頭進行探(tan)(tan)傷(shang)時,首次(ci)要考量相對于(yu)待測件(jian)的(de)移(yi)(yi)動方向、掃(sao)查(cha)路徑、探(tan)(tan)頭指向等。通(tong)常(chang)(chang)掃(sao)查(cha)時前后左(zuo)右移(yi)(yi)動探(tan)(tan)頭,而且通(tong)過左(zuo)右掃(sao)動可獲知缺(que)陷的(de)橫向范圍(wei),固定(ding)點轉(zhuan)動和(he)繞固定(ding)點環繞有助于(yu)確定(ding)缺(que)陷的(de)取向、形狀。根據掃(sao)查(cha)方式的(de)不同,常(chang)(chang)分為鋸齒形掃(sao)查(cha)和(he)柵格掃(sao)查(cha)。
橫波斜入射(she)(she)(she)檢測時(shi)(shi)對缺陷的(de)(de)(de)判(pan)定(ding)(ding)包括缺陷水平和(he)垂直(zhi)距離以(yi)及缺陷大(da)小評定(ding)(ding)。判(pan)定(ding)(ding)缺陷的(de)(de)(de)水平和(he)垂直(zhi)距離時(shi)(shi)通常根據反射(she)(she)(she)回(hui)波信號(hao)處于(yu)最大(da)幅(fu)值(zhi)時(shi)(shi),在(zai)(zai)事先(xian)校正(zheng)過的(de)(de)(de)屏幕時(shi)(shi)基線上找(zhao)到其回(hui)波的(de)(de)(de)前沿,然后讀出聲(sheng)程或者水平、垂直(zhi)距離,最后根據探(tan)頭折(zhe)射(she)(she)(she)角推算獲(huo)得(de)。通常認為(wei)橫波斜人射(she)(she)(she)方式獲(huo)得(de)的(de)(de)(de)缺陷數值(zhi)存在(zai)(zai)一定(ding)(ding)偏差,因(yin)為(wei)與縱波直(zhi)射(she)(she)(she)法不同,斜入射(she)(she)(she)的(de)(de)(de)時(shi)(shi)基線上最大(da)峰值(zhi)的(de)(de)(de)位置是在(zai)(zai)探(tan)頭移動中確(que)定(ding)(ding)的(de)(de)(de),其準確(que)度(du)受聲(sheng)束寬度(du)影(ying)響,且多數缺陷的(de)(de)(de)取向(xiang)、形(xing)狀、最大(da)反射(she)(she)(she)部位也是不確(que)定(ding)(ding)的(de)(de)(de)。
綜上,一般僅僅使用橫波斜探頭判定缺(que)(que)陷的水平(ping)或(huo)垂直距離,不(bu)用具(ju)體數(shu)值,然后通(tong)過相關標準(zhun)進一步判定缺(que)(que)陷等級即(ji)可(ke)。
對(dui)于缺(que)(que)(que)(que)陷具(ju)體尺(chi)寸(cun)的(de)判定,檢(jian)(jian)(jian)測(ce)人(ren)員通過待(dai)(dai)測(ce)件(jian)缺(que)(que)(que)(que)陷處與對(dui)比反射(she)體的(de)回波(bo)波(bo)高兩(liang)者(zhe)比值,以及缺(que)(que)(que)(que)陷的(de)延伸(shen)長度來(lai)(lai)判斷。使用斜(xie)入射(she)的(de)橫波(bo)來(lai)(lai)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)具(ju)有平整表面(mian)的(de)待(dai)(dai)測(ce)件(jian)時(shi),聲(sheng)(sheng)束(shu)中心線會(hui)在界面(mian)處折射(she),所以可以通過折射(she)角和(he)聲(sheng)(sheng)程(cheng)來(lai)(lai)判斷缺(que)(que)(que)(que)陷的(de)尺(chi)寸(cun)。如(ru)(ru)前所述,通過聲(sheng)(sheng)程(cheng)等(deng)參數可以調節(jie)掃(sao)描速度,所以對(dui)不同的(de)待(dai)(dai)測(ce)件(jian)如(ru)(ru)平板、圓柱面(mian)等(deng),或(huo)者(zhe)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)方法如(ru)(ru)一次波(bo)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)、二次波(bo)檢(jian)(jian)(jian)測(ce),相應的(de)缺(que)(que)(que)(que)陷尺(chi)寸(cun)計算方法也各有不同。通常,斜(xie)入射(she)的(de)折射(she)角越(yue)小,即K值越(yue)小,那么所能(neng)夠檢(jian)(jian)(jian)測(ce)的(de)待(dai)(dai)測(ce)件(jian)厚度就越(yue)大,檢(jian)(jian)(jian)測(ce)人(ren)員一般把能(neng)夠檢(jian)(jian)(jian)測(ce)的(de)圓柱面(mian)待(dai)(dai)測(ce)件(jian)的(de)內外徑范(fan)圍指定在r/R≥80%。
b. 橫波斜探頭對缺陷定(ding)量(liang)方法
橫波斜探(tan)頭對缺陷的定(ding)量方法(fa)有(you)當量法(fa)、底面高度法(fa)和測長(chang)法(fa)。
(1)當量法
①. 當量(liang)試塊比(bi)較法,就是把待測(ce)件中的(de)(de)缺陷回波與人工試塊的(de)(de)缺陷回波對比(bi),進而確(que)定缺陷尺寸。顯(xian)然,這種方法結果(guo)直(zhi)觀易懂,且可靠(kao),但(dan)是對比(bi)過程中需要(yao)大量(liang)人工試塊,工作量(liang)大,所以使用(yong)范(fan)圍小(xiao),多用(yong)于極(ji)其(qi)重要(yao)的(de)(de)零件進行準確(que)定量(liang),或者小(xiao)工件的(de)(de)近場區探(tan)傷(shang);
②. 底面(mian)回波(bo)高度法,就(jiu)是首先獲(huo)得缺(que)陷回波(bo)的(de)(de)波(bo)高分貝值,然后根(gen)據規則反射體的(de)(de)聲學方(fang)程來(lai)推(tui)算(suan)缺(que)陷尺寸,是一(yi)種(zhong)較為常用的(de)(de)當量方(fang)法;
③. 當量AVG曲線(xian)(xian)法,就是通過(guo)通用的AVG曲線(xian)(xian)判(pan)斷(duan)待(dai)測件中的缺陷(xian)尺寸(cun)。
(2)底(di)面(mian)高度法
不(bu)像當(dang)量試塊比較法,不(bu)需要試塊,操(cao)作流程也簡單(dan)易上手,只用(yong)缺(que)陷波(bo)(bo)與底波(bo)(bo)的(de)相對波(bo)(bo)形信(xin)號高度就(jiu)能夠判斷(duan)缺(que)陷的(de)相對值,就(jiu)是(shi)(shi)說(shuo)得不(bu)到缺(que)陷的(de)準確尺寸,所以(yi)使用(yong)范圍也局限于同條(tiao)件下的(de)缺(que)陷對比或是(shi)(shi)對缺(que)陷的(de)密集程度進行判斷(duan)。主(zhu)要有三種(zhong):
①. 使用缺陷回波與缺陷處底波的波高比值F/BF來判斷缺陷,即F/BF法;
②. 使用缺陷回波與不存在缺陷處底波的波高比值F/BG來判斷缺陷,即F/BG法;
③. 使用缺陷處底波與不存在缺陷處底波的波高比值Bf/BG來判斷缺陷,即BG/Bf法。
(3)測長法
通過缺陷回波(bo)高度和探頭(tou)檢測時的(de)移(yi)動距離判斷(duan)缺陷的(de)大小。按照檢測時的(de)靈(ling)敏度基準分為三種:
①. 相對靈敏度法,檢測時探頭順(shun)著缺陷的(de)長(chang)度方向移動,可以(yi)根(gen)據降低到一定程(cheng)度的(de)分(fen)貝值來判(pan)斷缺陷尺寸;
②. 絕對靈敏度法,檢測時(shi)探(tan)頭沿著缺陷(xian)的長度方向左右移動,在回波(bo)高度降低到制(zhi)定(ding)高度時(shi),根據探(tan)頭的移動距(ju)離判斷缺陷(xian)尺寸;
③. 端點(dian)峰值(zhi)(zhi)法(fa),檢(jian)測時如果發(fa)現缺陷(xian)回波的波高包絡線存在數個(ge)極大值(zhi)(zhi)點(dian),可根據(ju)探頭在缺陷(xian)兩(liang)端回波的極大值(zhi)(zhi)點(dian)區(qu)間的移動距(ju)離判斷缺陷(xian)尺寸(cun)。
9. 影響缺陷定位定量的因素
a. 儀(yi)器(qi)的(de)影響
探(tan)傷儀(yi)的水(shui)平線性(xing)的優(you)劣會影響回波信號(hao)在屏(ping)幕(mu)上的水(shui)平刻(ke)度(du)(du)值,進而影響對缺(que)陷(xian)的推算,另外一旦屏(ping)幕(mu)的水(shui)平刻(ke)度(du)(du)分度(du)(du)不(bu)均勻,必然導(dao)致回波水(shui)平刻(ke)度(du)(du)值不(bu)準確,導(dao)致缺(que)陷(xian)定位的誤差。
b. 探頭的影(ying)響
①. 聲束(shu)偏(pian)離問題,理(li)想的探頭應該(gai)是(shi)與(yu)晶(jing)片幾何(he)中心重合,但(dan)實際(ji)中常常存在一定偏(pian)差(cha),若偏(pian)差(cha)較(jiao)大,定位精度就會降低;
②. 聲(sheng)(sheng)場雙峰問題,正常(chang)探頭輻(fu)射的聲(sheng)(sheng)場只(zhi)有(you)(you)一個主(zhu)聲(sheng)(sheng)束(shu),在遠場區(qu)主(zhu)聲(sheng)(sheng)束(shu)上聲(sheng)(sheng)壓最高,但是,有(you)(you)時(shi)由于探頭制造或(huo)使用的原因,可能存(cun)在兩個主(zhu)聲(sheng)(sheng)束(shu),導致發(fa)現(xian)缺陷時(shi)難(nan)以判定是哪個主(zhu)聲(sheng)(sheng)束(shu)發(fa)現(xian)的,也(ye)就(jiu)難(nan)以確定缺陷的實(shi)際位置;
③. 探(tan)頭(tou)指向性問題,探(tan)頭(tou)輻射的聲場半擴散角(jiao)小(xiao)(xiao),指向性好,那么(me)缺陷定位的誤(wu)差就(jiu)小(xiao)(xiao);
④. 探頭磨損問題,探頭的(de)壓電晶片前(qian)通常會有(you)一定厚度的(de)楔塊,由于楔塊材質多樣,如(ru)果(guo)檢(jian)測人員(yuan)用力不當,極(ji)易磨損楔塊,進而影(ying)響入射點、折射角等參(can)數,最(zui)終對缺陷的(de)定位(wei)造成(cheng)干擾。
c. 待測件的影(ying)響
①. 表面粗糙度問題,如前文所述,粗糙度會影(ying)響耦合性能,同時也會導致(zhi)(zhi)聲波進入(ru)待測(ce)件(jian)的時間出現差別(bie),可能導致(zhi)(zhi)互相(xiang)干(gan)涉,影(ying)響定位;
②. 表面(mian)形狀問題(ti),若(ruo)是曲面(mian)待測件(jian),點接觸或線接觸時(shi)如果(guo)把(ba)握不當(dang),折(zhe)射角會發生變化;
③. 待測(ce)件(jian)材質問(wen)題,材質不(bu)同會影響待測(ce)件(jian)和試塊中(zhong)的(de)聲速,使K值發(fa)生變化,影響定位;
④. 待測件邊界問題,當缺陷(xian)于(yu)待測件邊界靠近時,邊界對聲波(bo)(bo)的(de)反射(she)與人射(she)的(de)聲波(bo)(bo)在(zai)缺陷(xian)位(wei)置(zhi)產(chan)生干涉,使聲束中心線偏移,導致(zhi)缺陷(xian)定位(wei)上(shang)的(de)誤差(cha);
⑤. 待測件溫度問題,聲波在待測件中傳(chuan)播速度會隨(sui)溫度變化,影響定位(wei);
⑥. 待測件(jian)內缺(que)陷自身(shen)取向問(wen)題,當缺(que)陷角度與折射聲(sheng)束(shu)存(cun)在一(yi)定角度時,可能出現擴散(san)波聲(sheng)束(shu)入(ru)射到缺(que)陷的(de)回波信號較高(gao),而定位時誤以為缺(que)陷在軸線上,導致定位偏(pian)差。
d. 操作(zuo)人員的影響
①. 時(shi)基(ji)線比例,對時(shi)基(ji)線比例進行(xing)調整(zheng)時(shi),波的(de)前沿未與(yu)相應(ying)水平刻(ke)度(du)對準,導致缺(que)陷定位出現誤(wu)差;
②. 入射點和K值(zhi),測定(ding)人射點和K值(zhi)時有所偏差,影響缺(que)陷定(ding)位;
③. 定位(wei)(wei)方法不當,橫波(bo)周向(xiang)探測圓柱形待(dai)測件(jian)時,若按(an)平板待(dai)測件(jian)定位(wei)(wei)方式處理,也將增加缺陷定位(wei)(wei)誤差。
影(ying)響(xiang)(xiang)缺陷定量的(de)(de)因素(su)同影(ying)響(xiang)(xiang)缺陷定位的(de)(de)因素(su)有(you)相(xiang)當多(duo)重合(he)部(bu)分(fen),如(ru)探頭(tou)的(de)(de)K值、晶片,待測(ce)件的(de)(de)形狀、表面(mian)狀態,耦合(he)情況,缺陷的(de)(de)取向、位置等。總(zong)而(er)言之,凡是會(hui)(hui)影(ying)響(xiang)(xiang)缺陷波高的(de)(de)因素(su)都會(hui)(hui)影(ying)響(xiang)(xiang)缺陷的(de)(de)定量,具體(ti)判定時應綜合(he)各方(fang)面(mian)影(ying)響(xiang)(xiang)因素(su),結合(he)具體(ti)情況仔(zi)細分(fen)析,以(yi)提高準確性。
10. 檢(jian)測記(ji)錄和報(bao)告
記錄(lu)(lu)(lu)的(de)目的(de)是為待測(ce)件無損檢(jian)(jian)測(ce)質(zhi)量評定(編發檢(jian)(jian)測(ce)報告)提(ti)供(gong)書面(mian)依據(ju),并提(ti)供(gong)質(zhi)量追(zhui)蹤所需(xu)的(de)原始資料。記錄(lu)(lu)(lu)的(de)內容應(ying)(ying)(ying)盡可能全面(mian),包(bao)括:送檢(jian)(jian)部門(men)、送檢(jian)(jian)日期(qi)、檢(jian)(jian)測(ce)日期(qi)、被(bei)檢(jian)(jian)待測(ce)件名稱、圖號(hao)、零件號(hao)、爐(lu)批號(hao)、工序號(hao)及數量、所用規(gui)(gui)程或說明圖表(biao)的(de)編號(hao),任何反(fan)(fan)射(she)波(bo)(bo)高(gao)超過規(gui)(gui)定質(zhi)量等級中(zhong)相應(ying)(ying)(ying)反(fan)(fan)射(she)體波(bo)(bo)高(gao)的(de)缺(que)陷平面(mian)位置(zhi)、埋藏深度(du)、波(bo)(bo)高(gao)的(de)相對分貝數,以及其他認(ren)為有(you)必要記錄(lu)(lu)(lu)的(de)內容。若規(gui)(gui)程中(zhong)未詳(xiang)細(xi)(xi)規(gui)(gui)定儀器和(he)探頭的(de)型號(hao)和(he)編號(hao)、儀器調整(zheng)參數及所用反(fan)(fan)射(she)體的(de)埋深等,則應(ying)(ying)(ying)在(zai)記錄(lu)(lu)(lu)中(zhong)詳(xiang)細(xi)(xi)記錄(lu)(lu)(lu)這些內容。記錄(lu)(lu)(lu)應(ying)(ying)(ying)有(you)檢(jian)(jian)測(ce)人員的(de)簽字并編號(hao)保(bao)存,保(bao)存期(qi)限按有(you)關(guan)部門(men)的(de)要求確定。
不銹鋼管超聲波探(tan)傷(shang)檢(jian)(jian)測報告可采用(yong)表格或文字敘述的形式,其內容至(zhi)少(shao)應包(bao)括:被檢(jian)(jian)待測件名稱、圖號及編(bian)號,檢(jian)(jian)測規(gui)(gui)程的編(bian)號,驗(yan)收(shou)標(biao)(biao)準,超標(biao)(biao)缺陷的位置(zhi)、尺(chi)寸,評(ping)定(ding)結(jie)(jie)論(lun)等。報告中最(zui)重要的部(bu)(bu)分是評(ping)定(ding)結(jie)(jie)論(lun),需根據顯示信號的情(qing)況和驗(yan)收(shou)標(biao)(biao)準的規(gui)(gui)定(ding)進行評(ping)判。若出現難以(yi)判別(bie)的異常情(qing)況,應在(zai)報告中注明并提請有關部(bu)(bu)門處理(li)。

