超声波探伤
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第三章超声波探伤超声波探伤是利用超声波在物体中的传播、反射和衰减等物理特性来发现缺陷的一种无损检测方法。
它可以检查金属材料、部分非金属材料的表面和内部缺陷,如焊缝中裂纹、未熔合、未焊透、夹渣、气孔等缺陷。
超声波探伤具有灵敏度高、设备轻巧、操作方便、探测速度快、成本低、对人体无害等优点,但对缺陷进行定性和定量的准确判定方面还存在着一定的困难。
第一节超声波的产生及其性质超声波是频率大于20000Hz 的声波,它属于机械波。
在金属探伤中使用的超声波,其频率为0.5~10MHz,其中以2~5MHz最为常用。
一、超声波的产生与接收探伤中采用压电法来产生超声波。
压电法是利用压电晶体片来产生超声波的。
压电晶体片是一种特殊的晶体材料,当压电晶体片受拉应力或压应力的作用产生变形时,会在晶片表面出现电荷;反之,其在电荷或电场作用下,会发生变形,前者称为正压电效应,后者称为逆压电效应。
超声波的产生和接收是利用超声波探头中压电晶体片的压电效应来实现的。
由超声波探伤仪产生的电振荡,以高频电压形式加载于探头中的压电晶体片的两面上,由于逆压电效应的结果,压电晶体片会在厚度方向上产生持续的伸缩变形,形成了机械振动。
若压电晶体片与工件表面有良好的耦合时,机械振动就以超声波形式传播进入被检工件,这就是超声波的产生。
反之,当压电晶体片受到超声波作用而发生伸缩变形时,正压电效应的结果会使压电晶体片两表面产生具有不同极性的电荷,形成超声频率的高频电压,以回波电信号的形式经探伤仪显示,这就是超声波的接收。
二、超声波的性质1.超声波具有良好的指向性由于超声波的波长非常短,因此,它在弹性介质中能象光波一样沿直线传播。
而且超声波在固定的介质中传播速度是个常数,所以,根据传播时间就能求得其传播距离,这样就为探伤中缺陷的定位提供了依据。
2.超声波能在弹性介质中传播,不能在真空中传播一般探伤中通常把空气介质作为真空处理,所以认为超声波也不能通过空气进行传播。
超声波探伤方法和探伤标准超声波探伤是一种非破坏性检测方法,通过超声波在材料中的传播和反射来检测材料内部的缺陷和异物。
它在工业领域广泛应用于金属、塑料、陶瓷等材料的质量检测和安全评估。
本文将介绍超声波探伤的方法和标准,以帮助读者更好地理解和应用这一技术。
超声波探伤方法主要包括脉冲回波法、相控阵法和多普勒法。
脉冲回波法是最常用的一种方法,它通过发射脉冲超声波,然后接收回波信号来检测材料内部的缺陷。
相控阵法则是利用多个发射和接收元件来形成波束,实现对材料内部的全方位检测。
而多普勒法则是通过测量超声波在材料中的传播速度变化来检测材料中的动态缺陷,如裂纹和腐蚀等。
在进行超声波探伤时,需要根据具体的材料和缺陷类型选择合适的探头和频率。
对于不同材料,需要选择不同的超声波频率,以获得更好的探伤效果。
同时,探头的尺寸和形状也会影响到探伤的精度和灵敏度。
在实际应用中,操作人员需要根据具体情况进行合理选择和调整。
除了探头的选择外,超声波探伤还需要考虑材料的声速和衰减系数。
不同材料的声速和衰减系数会影响超声波在材料中的传播和反射特性,因此需要对这些参数进行准确的测量和计算,以确保探伤结果的准确性和可靠性。
此外,超声波探伤还需要根据相关的探伤标准进行操作和评定。
目前国际上常用的探伤标准包括美国材料和试验协会(ASTM)的标准、国际电工委员会(IEC)的标准以及国际协会认证联盟(IAF)的标准等。
这些标准对于超声波探伤的设备、操作和结果评定都有详细的规定,可以作为操作人员的参考依据。
总的来说,超声波探伤是一种非常有效的材料缺陷检测方法,它具有高灵敏度、高分辨率和高可靠性的特点。
通过合理选择探头和频率、准确测量材料参数以及遵循相关的探伤标准,可以更好地发挥超声波探伤的优势,为工业生产和安全保障提供可靠的技术支持。
希望本文所介绍的超声波探伤方法和标准能够对读者有所帮助,促进这一技术的应用和发展。
超声波探伤标准超声波探伤是一种非破坏性检测技术,广泛应用于工业领域,特别是在金属材料的质量检测和缺陷检测中起着重要作用。
超声波探伤标准是指对超声波探伤技术的相关标准和规范,它对超声波探伤的设备、操作、数据分析和结果评定等方面进行了详细规定,是保证超声波探伤工作质量和结果准确性的重要依据。
超声波探伤标准的制定是为了规范超声波探伤工作流程,提高探伤结果的可靠性和准确性。
在实际工作中,遵循超声波探伤标准能够帮助操作人员正确操作设备,准确获取数据,并对结果进行科学评定,从而保证探伤工作的质量和效果。
超声波探伤标准主要包括以下几个方面的内容:1. 设备要求,超声波探伤设备是进行超声波探伤工作的基础,其性能和操作方式直接影响探伤结果。
因此,超声波探伤标准对设备的性能、精度、校准和维护等方面进行了详细规定,确保设备能够满足探伤工作的要求。
2. 操作规程,超声波探伤操作规程是指对探伤工作中操作人员的要求和操作流程进行规范。
包括操作人员的资质要求、操作步骤、数据采集方式、记录方法等内容,确保操作人员能够正确、规范地进行探伤工作。
3. 数据分析,超声波探伤的数据分析是对探伤结果进行科学评定和判读的重要环节。
超声波探伤标准对数据分析的方法、标准曲线的建立和使用、缺陷识别和评定等方面进行了规定,确保数据分析结果的准确性和可靠性。
4. 结果评定,超声波探伤标准对探伤结果的评定标准和方法进行了详细规定,包括对正常和异常结果的判定标准、缺陷的类型和大小评定等内容,确保探伤结果能够客观、准确地反映被检测物体的质量和状态。
总之,超声波探伤标准是保证超声波探伤工作质量和结果准确性的重要依据,遵循超声波探伤标准能够帮助操作人员规范操作、准确获取数据,并对结果进行科学评定,从而保证探伤工作的质量和效果。
因此,在超声波探伤工作中,必须严格遵循超声波探伤标准的要求,确保探伤工作的准确性和可靠性。
超声波探伤基础知识
超声波探伤是利用超声波在材料中传播和反射的特性来检测材料内部缺陷的一种无损检测技术。
以下是一些超声波探伤的基础知识:
1. 超声波:超声波是频率超过20kHz的机械波,它在材料中
的传播速度跟材料的密度、刚度等物理性质有关。
2. 超声波的传播:超声波在均匀材料中沿直线传播,当遇到界面或缺陷时会发生折射、反射和散射等现象。
3. 超声波的传感器:超声波传感器通常由压电材料制成,其中压电片会产生机械振动,将电能转换为超声波能量。
4. 超声波探头:超声波探头由超声波传感器和库仑耦合剂组成,用于将超声波能量传递到被检测材料中,并接收反射的超声信号。
5. 超声波的传播方式:超声波的常见传播方式包括纵波(沿着传播方向的振动方向与传播方向一致)和横波(沿着传播方向的振动方向与传播方向垂直)。
6. 超声波的缺陷检测:当超声波遇到材料中的缺陷(如裂纹、夹杂、气泡等),它会反射一部分能量回到探头。
通过分析反射信号的幅度、时间和形状等参数,可以判断缺陷的类型、大小和位置。
7. 超声波的图像生成:通过多次探测,将分析得到的超声信号以图像形式展示,可以获得材料内部缺陷的位置和形状信息。
超声波探伤在工业领域广泛应用,可用于检测金属、塑料、陶瓷等材料的缺陷,如焊接质量、母线接头、管道内部等。
它具有无损、快速、准确、可重复性好等优点,成为重要的材料检测技术。
超声探伤知识点总结一、超声波传播和检测原理超声探伤是一种利用超声波来检测材料内部缺陷的一种非破坏性检测方法。
它利用超声波在材料中的传播特性和反射特性来发现和确定材料内部的缺陷,如裂纹、气孔、夹杂等。
超声波是一种机械波,它通过材料中的分子间的弹性传递能量,具有穿透性和反射性。
当超声波遇到材料内部的缺陷时,会发生反射、折射和散射现象,根据这些现象可以确定缺陷的位置、形状、大小等信息。
二、超声探伤设备超声探伤设备主要包括超声波发射装置、接收装置、信号处理装置和显示装置。
超声波发射装置用于产生超声波信号,一般采用压电晶体或磁致伸缩换能器。
接收装置用于接收超声波信号并将其转化为电信号,一般也采用压电晶体或磁致伸缩换能器。
信号处理装置用于放大、滤波、延迟控制等对接收到的信号进行处理,以便于分析和显示。
显示装置用于显示探测到的缺陷和材料的内部结构,一般采用示波器、闪存图像仪等。
三、超声波的传播特性超声波在材料中的传播特性受到材料的声速、密度和声衰减系数的影响。
在各种材料中,声速越大,密度越小,声衰减系数越小,超声波的穿透性越好。
另外,材料的晶粒结构、组织、应力等因素也会对超声波的传播特性产生影响。
因此,在进行超声探伤时,需要根据被测材料的性质和要检测的缺陷类型来选择合适的超声波检测方法和参数。
四、超声探伤方法根据超声波的传播方式,超声探伤方法可以分为纵波检测和横波检测。
纵波检测是指超声波在材料中的传播方向和振动方向一致的检测方式,适用于发现和定位表面和近表面的缺陷。
横波检测是指超声波在材料中的传播方向和振动方向垂直的检测方式,适用于发现和定位材料内部的缺陷。
此外,超声探伤方法还包括脉冲回波法、多普勒效应法、相控阵法、声照相法等多种技术方法,可以根据具体的应用需求和条件选择合适的方法。
五、超声探伤参数在进行超声探伤时,需要确定合适的超声探伤参数,包括超声波频率、脉冲宽度、发射能量、探头直径等。
这些参数的选择应根据被测材料的性质和要检测的缺陷类型来确定。
实验十五超声波探伤一、实验目的1、了解超声波探伤仪的简单工作原理。
2、掌握超声波波探伤仪的使用方法。
3、熟练探测SG-Ⅱ试块上人工缺陷。
二、工作原理超声波探伤是利用超声波在物体中的传播、反射和衰减等物理特性来发现缺陷的一种探伤方法。
超声波是由频率大于20000HZ的机械震动在弹性介质中的一种传播过程,因此超声波是机械波。
超声波是由超声波探伤仪产生的电振荡并施加于探头,利用其晶片的压电效应而获得。
当高频电压加于晶片两面电极上时,由于逆压电效应,晶片会在厚度方向上产生伸缩变形的机械振动。
若晶片与工件有良好的耦合时,机械振动就以超声波的形式传播出去,这就是发射。
反之,当晶片受到超声波作用(遇到异质界面反射回来)而发生伸缩变形时,正压电效应又会使晶片两面产生不同极性电荷,形成超生频率的高频电压,这就是接受。
利用压电效应使探头(压电晶片)发射或接受超声波,就使发现缺陷成为可能。
探伤时,超声波通过探测表面的耦合剂传入工件,超声波在传播途中若遇到缺陷时,部分超声波反射回到探头,其余的超声波传播到工件底部也反射回探头,由探头内晶片的压电效应将超声波转变为电讯号,再传至探伤仪,在荧光屏的扫描线上出现始脉冲(表面反射波T)、伤脉冲(缺陷反射波F)和底脉冲(底面反射波B)。
他们在时间扫描线上呈现的距离与工件表面、缺陷及底部之间的距离相对应,因此,便可确定缺陷所在的位置。
同时由伤脉冲的高度亦可反映缺陷的大小。
三、仪器的校准方法和步骤在使用仪器进行检测之前,首先进行校准:依据被测工件的材料、尺寸和相关标准,选择合适的探伤方法和探头,进行材料声速、探测范围和工作频率等仪器参数及探头参数的设置,并校正探头零点等。
1、探头参数设置(1)首先根据有关行业标准或现场要求,确定探伤方法和选择合适的探头。
(2)在计测主菜单中的角度值(探头折射角)。
直探头角度值设置为“0”。
(3)采用单探头工作模式时,应将收发菜单里的双探头置为“off”。
实验十五超声波探伤一、实验目的1、了解超声波探伤仪的简单工作原理。
2、掌握超声波波探伤仪的使用方法。
3、熟练探测SG-Ⅱ试块上人工缺陷。
二、工作原理超声波探伤是利用超声波在物体中的传播、反射和衰减等物理特性来发现缺陷的一种探伤方法。
超声波是由频率大于20000HZ的机械震动在弹性介质中的一种传播过程,因此超声波是机械波。
超声波是由超声波探伤仪产生的电振荡并施加于探头,利用其晶片的压电效应而获得。
当高频电压加于晶片两面电极上时,由于逆压电效应,晶片会在厚度方向上产生伸缩变形的机械振动。
若晶片与工件有良好的耦合时,机械振动就以超声波的形式传播出去,这就是发射。
反之,当晶片受到超声波作用(遇到异质界面反射回来)而发生伸缩变形时,正压电效应又会使晶片两面产生不同极性电荷,形成超生频率的高频电压,这就是接受。
利用压电效应使探头(压电晶片)发射或接受超声波,就使发现缺陷成为可能。
探伤时,超声波通过探测表面的耦合剂传入工件,超声波在传播途中若遇到缺陷时,部分超声波反射回到探头,其余的超声波传播到工件底部也反射回探头,由探头内晶片的压电效应将超声波转变为电讯号,再传至探伤仪,在荧光屏的扫描线上出现始脉冲(表面反射波T)、伤脉冲(缺陷反射波F)和底脉冲(底面反射波B)。
他们在时间扫描线上呈现的距离与工件表面、缺陷及底部之间的距离相对应,因此,便可确定缺陷所在的位置。
同时由伤脉冲的高度亦可反映缺陷的大小。
三、仪器的校准方法和步骤在使用仪器进行检测之前,首先进行校准:依据被测工件的材料、尺寸和相关标准,选择合适的探伤方法和探头,进行材料声速、探测范围和工作频率等仪器参数及探头参数的设置,并校正探头零点等。
1、探头参数设置(1)首先根据有关行业标准或现场要求,确定探伤方法和选择合适的探头。
(2)在计测主菜单中的角度值(探头折射角)。
直探头角度值设置为“0”。
(3)采用单探头工作模式时,应将收发菜单里的双探头置为“off”。
超声波探伤基础知识超声波探伤是一种非破坏性检测技术,广泛应用于各个领域,如工业制造、医学诊断等。
本文将介绍超声波探伤的基础知识,包括原理、设备和应用。
一、原理超声波探伤是利用超声波在材料中传播的特性来检测材料内部的缺陷或异物。
超声波是一种机械波,具有高频率和短波长的特点,能够穿透材料并在材料内部的缺陷处发生反射、散射或透射。
通过检测超声波的传播时间、幅度和频谱等参数,可以判断材料内部的缺陷类型、位置和大小。
二、设备超声波探伤设备主要由发射器、接收器、传感器和显示器组成。
发射器负责产生超声波信号,接收器负责接收反射、散射或透射的超声波信号,传感器将超声波信号转化为电信号,显示器用于显示检测结果。
根据具体应用需求,超声波探伤设备可以选择不同的传感器和工作模式。
三、应用超声波探伤广泛应用于工业制造领域。
在金属材料的生产过程中,超声波探伤可以检测材料的内部缺陷,如裂纹、夹杂等,以保证产品的质量。
在焊接、铸造等工艺中,超声波探伤可以检测焊缝的质量,排除潜在的缺陷。
超声波探伤也广泛应用于航空航天、汽车制造、电力设备等领域。
在航空航天领域,超声波探伤可以检测飞机零部件的缺陷,如发动机叶片的裂纹,以确保飞机的安全飞行。
在汽车制造领域,超声波探伤可以检测汽车零部件的缺陷,如车轮的裂纹,以提高汽车的安全性。
在电力设备领域,超声波探伤可以检测电力设备的绝缘状况,以保证电力设备的正常运行。
总结:超声波探伤是一种非破坏性检测技术,通过利用超声波在材料中传播的特性来检测材料内部的缺陷或异物。
超声波探伤设备主要由发射器、接收器、传感器和显示器组成,可以根据具体应用需求选择不同的传感器和工作模式。
超声波探伤广泛应用于工业制造、航空航天、汽车制造和电力设备等领域,用于检测材料的内部缺陷,保证产品的质量和安全性。