超声波检测中草状波缺陷的形成及消除
超声波检测的基本问题分析
超声波检测所使用的频率一般在0.5-10MHz之间,如何选择,一般应考虑以下因素: 由于波的绕射,使超声波检测灵敏度大约为λ/2,因此提高频率,有利于发现更小的缺。 频率高,脉冲宽度小,分辨力高,有利于区分相邻缺陷。
由θ=arcsin 1.22λ/D可知,频率高,波长短,则半扩散角小,声束指向性好,能量集中,有利于发现缺陷并对缺陷定位。 由N=D2/4λ可知,频率高,波长短,近场区长度大,对探伤不利。 频率增加,衰减急剧增加,对探伤不利。
检测的过程都可归纳为以下几个步骤:
① 试件的准备。 ② 检测条件的确定,包括超声波检测 仪、探头、试块等的选择。 ③ 检测仪器的调整。 ④ 扫查。 ⑤ 缺陷的评定。 ⑥ 结果记录与报告的编写
。
对检测对象的了解与要求-1
为了提高检测结果的可靠性,应对受检件的材料牌号、性能,制造方法和工艺特点,影响其使用性能的缺陷种类及形成原因、缺陷的最大可能取向及大小、受检部位受力状态及检收标准进行了解。
按探头数目分类: 单探头法:使用一个探头兼作发射和接收超声波的探伤方法。 双探头法:使用两个探头(一个发射,一个接收)进行探伤的方法。 多探头法:使用两个以上的探头成对的组合在一起进行探伤的方法。
按探头接触方式分类: 直接接触法: 探头与试件探测面之间,涂有很薄 的偶合 剂层的探伤方法。 液浸法: 将探头和工件浸于液体中以液体作耦 合剂进行探伤的方法。
表面波法
使用表面波进行探伤的方法,称为表 面波法。这种方法主要用于表面光滑的试件。表面波波长比横波波长还短,因此衰减也大于横波。同时,它仅沿表面传播,对于表面上的复层、油污、不光洁等,反应敏感,并被大量地衰减。利用此特点可以通过手沾油在声束传播方向上进行触摸并观察缺陷回波高度的变化,对缺陷定位。
超声波无损检测的局限性分析及解决措施
超声波无损检测的局限性分析及解决措施摘要:本文对超声波无损检测存在的局限性进行了详细分析,并针对性的提出了解决措施。
关键词:超声波无损检测;局限;措施abstract: this paper makes a detailed analysis of the limitation of ultrasonic nondestructive testing, and corresponding solving measures are put forward.key words: ultrasonic nondestructive testing; limitations; measures.中图分类号:tv698.1+5文献标识码:a文章编号:2095-2104(2013)前言无损检测的常规方法有直接用肉眼检查的宏观检验、用射线照相探伤、超声波探伤、磁粉探伤、渗透探伤、涡流探伤等仪器检测。
肉眼宏观检测可以不使用任何仪器和设备,但肉眼不能穿透工件来检查工件内部缺陷,而超声波检测等方法则可以通过各种各样的仪器或设备来进行检测,既可以检查肉眼不能检查的工件内部缺陷,也可以大大提高检测的准确性和可靠性。
一、超声波检测的局限性超声波检测具有以下优点:面积型缺陷的检出率较高;应用范围广;检测成本低、速度快、仪器体积小,重量轻,现场使用方便等优点,但是由于超声波自身原理和结构的缺点,使其也具有一定的局限性。
(一)体积型缺陷的检出率较低从理论上说,反射超声波额缺陷面积越大,回波越高,越容易检出。
因为面积型缺陷反射面积大而体积型缺陷反射面积小,所以面积型缺陷的检出率高。
实践中,对厚度(约30mm以上)焊缝的裂纹和未熔合缺陷检测,超声波检测确实比射线照相灵敏。
但是在较薄的焊缝中,这一结论是不成立的。
必须注意,面积型缺陷反射波并不是总是很高的,有些细小裂纹和未熔合反射波并不高,因而也有漏检的例子。
此外,厚焊缝中的未熔合缺陷反射面如果较光滑,单探头检测可能接受不到回波,也会漏检。
超声导波管道检测中伪缺陷信号识别及消除方法
超声导波管道检测中伪缺陷信号识别及消除方法摘要:激光超声检测技术具有高灵敏度、非接触性、超声信号模式丰富、检测分辨率高等优点,是工业质量监测、工业生产安全的重要保障。
依据伪缺陷信号出现的特征规律,对超声导波管道检测信号中缺陷波包信号进行识别和提取,并利用匹配追踪方法和数值比对赋值法对伪缺陷信号进行消除。
研究结果表明:提出的超声导波管道检测伪缺陷识别及其消除方法行之有效,实现了超声导波检测缺陷信号去伪成真目的,解决了超声导波检测信号识别难点问题,极大促进了超声导波无损检测技术的工程应用。
关键词:超声导波;管道检测;伪缺陷信号;识别及消除方法随着科学技术的迅猛发展,高温、高压、高速度、高负荷成为现代工业的标志性特征,这无疑对工业产品的质量提出了更高的考验与挑战。
在工业生产建设中,无损检测技术是进行全面“质量管理”的重要环节,在质量和安全保障体系中具有至关重要的意义和作用。
然而,超声导波具有频散特性,在构件中传播的超声导波反射信号通常比较复杂,给缺陷检测信号的识别带来极大难度。
在工程应用过程中,由于受到被检测管道的壁厚、管径、表面状态以及材质特性等因素影响,另外,受仪器激发功率大小影响,超声导波检测信号在第1个反射期内幅值比较小。
对微小缺陷检测时,受到噪声信号影响,第1个反射周期内的检测信号往往不能给出明显的缺陷信息,而从第2个反射周期开始,因超声导波反射信号在缺陷处产生多次叠加,缺陷信号幅值得到加强,而在管端处受信号功率流衰减影响管端反射信号幅值慢慢减小,这种特征有助于缺陷信号的识别。
因此,在实际检测时,往往通过观察第2个、第3个反射周期的检测信号来判断缺陷情况。
对于有限长管道检测,超声导波经过管道中缺陷处和管道两端头的多次来回反射时,同一个缺陷在检测信号中会出现两个不同位置的回波信号,其中一个称之为伪缺陷信号,这让人难以根据回波信号确定缺陷在管道中的个数和具体位置。
目前,大部分超声导波管道缺陷检测的研究集中在信号处理和缺陷定量化方面,只有少量研究提到伪缺陷信号。
超声波探伤中各种缺陷的波形特征
超声波探伤中各种缺陷的波形特征超声波探伤仪中各种缺陷的波形特征不同性质的缺陷,其缺陷波形的特征亦不相同,各种缺陷波形特征,如下所示:点状非金金属夹杂物:缺陷波波峰较原,而波幅较低且迟钝,当探头位置移动不大时,缺陷波很快消失。
聚集非金属夹杂物:缺陷波呈连串的波峰,波幅一般较弱,其波形间有一二个较高的缺陷波,当移动探头时,缺陷波在一定宽度范困内变化,波峰此起彼落,波形显得混淆杂乱、迟饨、几个缺陷波峰相混为一,呈圆球状或锯齿状,左右滚动。
缺陷分布愈密则波形愈乱,当降低探测灵敏度时,只有个别较高的缺陷波出现,而波幅下降,底波无明显的变化。
疏松:疏松对声波有显著的吸收和散射作用,故使底波明显降低甚至消失,硫松严重时,无缺陷波,当探头移动时,间或出现波峰很低的蟠动波形,当探测灵敏度时,会出现一些微弱而杂乱的波形,侃无底波。
缩孔:缺陷波高大,在缺陷波的前后尚有些微弱的反射波,当缺陷较大时,底波严重衰减或消失,多个方向探测均能得到缺陷波。
白点:缺陷波呈丛集状,数个波同时呈现,波峰清晰、尖锐有力,有重复呈现的倾向,当探头移动时,缺陷波变化迅速而敏感,若降低探测灵敏度时,缺陷波仍然很高,白点面积较大或密集时,底波显著降低,如从各个方向探测均能得到缺陷波。
中心锻造裂纹:探头移动时,缺陷波幅变化很大(有时很强有时很弱),且在炎光屏上移动,底波往往消失。
残余缩孔性裂纹:缺陷波幅强,常出现于工件中部,沿轴向探测时,缺陷波连续不断地出规,缺陷严重时,底波显著降低或消失。
夹杂性裂纹:这种缺陷和夹杂物混杂在一起,探测时难以和夹杂物波形区别,当夹杂物严重或存在较大的单个夹杂物时,应考虑这种缺陷产生的可能。
气孔:缺陷波形尖锐、陡峭、波根清晰,当探头绕缺陷移动时,均有缺陷波出现,当探头沿焊缝水平转动时,单个气孔及针状气孔的缺陷波很快消失。
连续气孔则连续不断地出现缺陷波,密集气孔则出现数个此起彼落的缺陷波,当探头垂直焊缝移动时,除针状气孔外,缺陷波均很快消失。
超声波探伤常见缺陷波形特征
超声波探伤常见缺陷波形特征标准化管理部编码-[99968T-6889628-J68568-1689N]分析超声波探伤仪常见八大缺陷的波形特征疏松锻件中的疏松,在低灵敏度时伤波很低或无伤波,提高灵敏度后才呈现典型的疏松波形,中心疏松多出现心部,一般疏松出现始波与底波之间。
疏松对底波有一定影响但影响不大,随着灵敏度提高,底波次数有明显增加。
铸件中的疏松对声波有显着的吸收和散射作用,常使底波显着减少,甚至使底波消失,严重的疏松既无底波又无伤波,探头移动时会出现波峰很低的蠕动波形。
白点缺陷波为林状波,波峰清晰,尖锐有力,伤波出现位置与缺陷分布相对应,探头移动时伤波切换,变化不快,降低超声波探伤灵敏度时,伤波下降较底波慢。
白点对底波反射次数影响较大,底波1~2次甚至消失。
提高灵敏度时,底波次数无明显增加。
圆周各处探伤波形均相类似。
纵向探伤时,伤波不会延续到锻坯的端头。
内裂纹1、横向内裂纹轴类工件中的横向内裂纹直探头探伤,声速平行于裂纹时,探伤仪既无底波又无伤波,提高灵敏度后出现一系列小伤波,当探头从裂纹处移开,则底波多次反射恢复正常。
斜探头轴向移动探伤和直探头纵向贯穿入射,都出现典型的裂纹波形即波形反射强烈,波底较宽,波峰分枝,成束状。
斜探头移向裂纹时伤波向始波移动,反之,向远离始波方向移动。
2、中心锻造裂纹??伤波为心部的强脉冲,圆周方向移动探头时伤波幅度变化较大,时强时弱,底波次数很少或者底波消失。
3、纵向内裂纹??轴类锻件中的纵向内裂,直探头圆周探伤,声束平行于裂纹时,既无底波也无伤波,当探头转动90°时反射波最强,呈现裂纹波形,有时会出现裂纹的二次反射,一般无底波。
底波与伤波出现特殊的变化规律缩孔伤波反射强烈,波底宽大,成束状,在主伤波附近常伴有小伤波,对底波影响严重,常使底波消失,圆周各处伤波基本类似,缩孔常出现在冒口端或热节处。
缩孔残余伤波幅度强,出现在工件心部,沿轴向探伤时伤波具有连续性,由于缩孔锻造变形,圆周各处伤波幅度差别较大,缺陷使底波严重衰减,甚至消失。
大锻件超声波检测中草状波缺陷的形成及消除
争 磊
…
热
:1 5
度 下 保 温一 定 时 间就 可 以使 裂 纹 得 到修 复 。对 高温
随 着温 度的 降低 ,当 内外层在 较低 的温度 下 达到 均匀一致 的温度 时 ,则 内部金属 的收缩受 到 外 层金属的 牵制而产 生拉应 力 ,表 层金属则受 到
压 应 力 。这 种 残 余 应 力 的 特 点 为 表 层 为 压 应 力 ,
高压氢环境下3 4 0 不锈钢 中产生的氢腐蚀 甲烷 气泡 和裂纹进行 6 0 X6 热处理 ,氢蚀气泡和裂纹发 o ℃ h 生了完全愈合 。2 Mn  ̄中长6 0 Mo mm×03 . mm的人
工 预 制裂 纹 90 0 ℃以下 修 复速 度 较 慢 ,9 0 0 0 0 ~15  ̄
内部为 拉应力 ,如果 内部的拉应 力过大 ,则有 可
3 锻件 内微小裂纹 的产 生及预 防 .
高温 塑性 变 形 本 身 就是 一 个 裂 纹 不 断 产 生和 修 复 的 过程 ,在 某 些 情况 下 ,锻 造过 程 中会 有 一 些微 小 裂 纹没 有 得 到 修 复而 保 留下 来 。 因而 ,在 锻造 过
( )锻 件 超 声波 检 测 中 出 现 的 草 状 波 ,除 通 2 常 认 为是 由粗 晶所 造 成 外 ,数量 较 多 的微 小 裂 纹或 孔 洞也 可 能会 产 生 草 状波 。
显微孔洞。
另外 ,大型锻件锻后热处理过程中会产生残余
应 力 ,残 余 应 力 的 产生 是 由于 锻件 冷 却 过程 中 ,内
外温差较大 ,收缩不一致所造成的。当表面层金属
降 至 较 低温 度 时 ,如果 内部 温 度仍 较 高 ,则表 层 收
人 们普 遍 认 为 正 火 消 除 草 状波 的 原 因是 因为 细 化 了晶 粒 。 但我 们 同 时应 该 看 到 除 细 化 晶粒 之 外 ,
超声波检测典型缺陷-PPT精品文档
说明 是 根部和LCP 否 较高一侧渡越时间长,与 之相关的较低一侧渡越时 间短 NA
长度
在根部通道上的TOF“偏移”或出现突然的不连续性 在LCP和根部通道上都能看到信号,但他们是不对称的。 (即上游和下游端通道有不同的信号)。两个根部通道的TOF 要么沿不同方向或TOF出现突然的跳跃。 识别在根部通道上的TOF“偏移”或出现突然的不连续性的步 骤: 1. 查看相关联的根部和LCP的图像。 2. 查看上、下游通道之间的TOF差。 3. 查看整个焊缝通道的全部TOF。或者,两个TOF逐渐向不同 方10向移动,或TOF出现突然的不连续性。 4. 查看TOF通道,应该没有明显的图像,尽管可能出现内壁信 号中断。 5. 如果焊道偏移,一般的ECA不适用。 这表明焊道偏移。它不是一种缺陷,任何长度都是合格的, 但仍需要准确地识别出来。 短距离的可能由于焊道重叠引起,此处内侧的一头的根焊道 位于以前堆积的根部金属之上。
由错边引起的未焊透(Misfire)
内侧焊枪没有引弧,没有堆积金属。理想状态下,有 两个光滑的要部表面;然而,焊工从外侧可以发现这种 情况,而且热焊buy要经过该区域两次。这样能使部分金 属熔透从而减少根部表面未熔合区域的表面积。 特征 缺陷显示超过阈值 受影响的通道 对称性(US和DS) 渡越时间 长度 说明 是 根部和LCP 是 在校准目标距离并且平滑 合格/判废
错边(Missed Edge) 由于内部接口处没对齐或有错口,根部坡口的一侧 金属可能无法堆积。示意图中在焊缝右侧是错边。咬边( Undercut)在焊缝左侧,它是由于焊根母材处被烧熔形成 的凹陷。我们仅能检出较深的咬边,但我们仍无法将U/C (咬边)和错边很妥善地区分开来。 特征 缺陷显示超过阈值 受影响的通道 对称性(US和DS) 渡越时间 长度 说明 是 仅有根部 否 在校准目标距离并且平滑 合格/判废
超声波检测混凝土缺陷的原理
超声波检测混凝土缺陷的原理超声波检测混凝土缺陷的原理混凝土是一种广泛应用的建筑材料,但它在使用过程中也会出现一些缺陷,如裂缝、空洞、气孔等。
这些缺陷会对混凝土的强度和耐久性产生不利影响,因此需要及时进行检测和修复。
超声波检测技术是一种常用的非破坏性检测方法,可用于检测混凝土中的缺陷。
本文将介绍超声波检测混凝土缺陷的原理。
一、超声波的基本原理超声波是指频率超过20kHz的声波。
它的产生和传播与普通声波相似,但它的能量更高,传播距离更远,穿透力更强。
超声波在介质中传播时会发生折射、反射、散射等现象,这些现象可以用来检测介质中的缺陷。
超声波的产生一般采用压电效应。
将压电晶体加上电压,就会使其振动,产生超声波。
超声波的频率、振幅和波形可以通过调节电压、晶体尺寸和形状、驱动电路等方式来控制。
二、混凝土中的超声波检测混凝土是一种复杂的多相介质,其中包含水泥胶体、砂石骨料、水和气孔等组分。
不同组分的声阻抗(声波在介质中传播时遇到的阻力)不同,会对超声波的传播和反射产生影响。
因此,混凝土中的超声波检测需要考虑多种因素。
1、超声波在混凝土中的传播超声波在混凝土中的传播速度受混凝土的密度、弹性模量和泊松比等因素的影响。
一般来说,混凝土越密实、弹性模量越大,超声波的传播速度越快。
泊松比表示混凝土在拉伸时横向的变形比例,一般为0.15左右。
超声波在混凝土中传播速度可通过实验测量得到,一般为3000~6000m/s。
2、缺陷的检测混凝土中的缺陷表现为声阻抗不同的区域,会对超声波的传播和反射产生影响。
缺陷的检测可以通过超声波的反射和散射来实现。
(1)反射:当超声波遇到缺陷时,一部分能量会反射回来,形成回波。
回波的强度和时间可以用来确定缺陷的位置和尺寸。
回波的强度取决于缺陷的形状、大小、位置和深度等因素。
(2)散射:当超声波遇到粗糙表面或小尺寸的缺陷时,会发生散射,形成多个方向的反射波。
散射波的强度和方向可以用来确定缺陷的形状和位置。
超声波检测中的波形识别
实践经验超声检测中的波形识别与缺陷定性吴德新,杨小林(中国人民解放军空军第一航空学院,信阳 464000)IDENTIFICATION OF WAVEFORMS AN D DEFECTS IN U LTRASONIC INSPECTIONWU De 2xin ,YANG Xiao 2lin(The First Aeronautical Institute of the Chinese PLA Air Force ,Xinyang 464000,China ) 中图分类号:TG 115.28 文献标识码:B 文章编号:100026656(2002)0720312203 超声检测技术中对缺陷评定的三大关键内容是缺陷的定位、定量和定性。
缺陷定位与定量方法已较成熟,而对缺陷定性仍存在许多实际困难。
目前,在原位检测中应用最广泛的是A 型超声脉冲反射式检测仪,根据其示波屏显示的缺陷回波静态波形与动态波形,再结合具体产品或材料特点和制造工艺等来评估缺陷的性质。
缺陷的超声波反射特性取决于缺陷的取向和几何形状、相对超声波传播方向的长度和厚度、缺陷的表面粗糙度、缺陷内含物以及缺陷性质等,还与所用超声检测系统特性有关,因此,超声检测中获得缺陷的超声响应是一个综合响应。
如何观察波形并把反映缺陷性质的有用信息从综合响应中分离出来,这对缺陷的定性评定尤为重要。
1 脉冲干扰噪声的识别与波形分析1.1 脉冲噪声的来源在超声波探伤中,脉冲干扰噪声的来源很广泛。
首先是检测仪器,质量较差的仪器工作时性能不稳定,自身会产生脉冲干扰噪声。
在超声波探伤现场,如果电源的输出不稳定将会干扰检测仪器,引起脉冲噪声。
多种仪器(如探伤仪、示波屏、频谱仪和计算机等)组合或同一地点多台不同检测仪器联机运行(如超声与涡流组合探伤)时,仪器之间也会互相干扰而产生脉冲噪声。
此外,强烈的机械振动与冲击也会导致脉冲干扰噪声的产生[1]。
1.2 脉冲噪声的特征分析(1)偶然性 在超声波探伤中出现的脉冲噪声收稿日期:2001201225无规则可循,不可重复,具有强烈的偶然性。
中厚板超声波探伤不合格成因调查及对策分析
中厚板超声波探伤不合格成因调查及对策分析【摘要】目的:探讨中厚板超声波探伤不合格成因,寻找预防不合格对策。
方法:收集2010年中厚板超声波探伤合格率资料,通过对近年来,中厚板超声波探伤合格情况进行分析,总结和归纳中厚板超声波探伤不合格原因,针对超声波探伤不合格存在问题进行研究。
结果:中厚板超声波探伤不合格主要成因可能包括钢板中氢含量不达标,铸坯中心偏析严重和夹杂物较多。
结论:通过对试验研究得出,要提高中厚板超声波探伤合格率,可以减少炼钢、控制原材料水分,尽量延长板坯冷却时间,使得中厚板中氢元素能得到充分的扩散,进而达到控制铸坯中心偏西程度的效果,提高超声波探伤的合格率。
【关键词】超声波探伤;不合格成因;对策根据相关资料统计得知,某公司生产的部分中厚板需要经过超声波探伤检验,超声波探伤检验合格的中厚板才能投入到使用中,而很多中厚板经超声波探伤检验的合格率存在一定的波动。
因此,钢铁制造单位要提高自身的经济效益,就必须要提高中厚板制作超声波探伤的合格率,技术人员一定要归纳导致中厚板超声探伤不合格的原因,然后针对影响因素制定科学的控制方法,进而达到提高中厚板合格率的效果,使得钢板能顺利投入到生产中。
1 中厚板超声笔探伤不合格成因分析1.1 超声波探伤基本方法超声探伤方法为人工—水耦合—单(双)晶直探头—使用规定仪器进行探伤,然后按照检验结果,将产品为不同等级。
1.2 超声波探伤不合格评定标准在使用超声波检验中厚板的合格率时,主要通过超声波探伤对钢板缺陷状态区分不同等级的中厚板产品。
不合格的中厚板一般包括:钢板内缺陷呈片状、点状以及线状等多种形态分布,在同一炉次钢板所做拉力检验,拉力断口部分的数值合格,但是,钢板有层状裂纹。
当超声波探伤结果呈现这种状态时,此时中厚板为不合格。
1.3 超声波探伤不合格率调查1.3.1 中厚板超声探伤不合格原因的实际调查通过抽取某钢铁制造单位2010年4-10月中厚板超声探伤检验合格率进行调查。
超声波探伤常见缺陷的识别及缺陷回波类型显示
作业可视化指导书产品型号 全系列 零(部)件号通用工序号产品名称挖掘机零(部)件名称 工作装置、下部机构 工序名称 检验健康安全环保规范正确穿戴劳保用品:安全帽、工作服、劳保鞋设 计(日期)审 核(日期)会 签(日期)批 准(日期)共 页第 页标 记处 数更改文件号签 字日 期超声波探伤常见缺陷的识别及缺陷回波类型显示 一、常见缺陷回波 1、气孔:单个气孔回波高度低,波形稳定,从各个方向探测,反射波大致相同,稍一移动探头就消失。
密集气孔为一族反射波,其波高随气孔的大小而不同,当探头作定点转动时,会出现此起彼落的现象,如右图32、夹渣:点状夹渣的回波信号与点状气孔相似。
条状夹渣回波信号多呈锯齿状,反射率低,一般波幅不高,波形常呈树枝状,主峰边上有小峰,探头平移时波幅有变动,从各个方向探测,反射波幅高度不相同,如右图1。
3、未焊透:在板厚双面焊缝中,未焊透位于焊缝中部,声波在未焊透缺陷表面上类似镜面反射,用单斜探头探测时有漏检的危险。
对于单面探测根部未焊头,类似端角反射。
探头平移时,未焊透波形稳定。
焊缝两侧探伤时,均能得到人致相同的反射波幅,如右图1。
4、未熔合:当超声波垂直入射到其表面时,回波高度大,当探头平移时,波形较稳定,两侧探测时,反射波幅不同,有时只能从一面探测,如右图1。
5、裂纹:一般来说,裂纹回波较大,波幅宽,会出现多峰。
探头平移时,反射波连续出现,波幅有变化,探头转动时,波峰有上下错位的现象,如右图2。
图1:未熔合、未焊透、夹渣图3:气孔图2:裂纹。
超声波探伤缺陷类型及识别
超声波探伤常见缺陷及识别
(技术培训教材)
一.底波严重降低或消失
1.空洞类缺陷
如缩孔、疏松、内部裂纹、白点、内部撕裂等,该类缺陷大量吸收声波。
2.粗晶
呈密集草状波形态,比较容易识别。
因为晶界较宽,原子排列紊乱,空隙也多,所以吸收声波情况严重。
二.底波降低量不大
1.固体类缺陷
如密集或单个夹杂物、钢锭冒口或底部夹渣、折叠裹入、异金属、偏析、析出物、局部混晶等,这些缺陷经锻造压实后,致密度还是比较高,吸收底波较少。
2.应力集中缺陷
该类缺陷的波形很像密集夹杂物,通常发生在轴类锻件因弯曲稍大,没有加热而冷较直,由内部应力集中所致。
一经回火便可消除。
三. 探伤假象
最常见于筒类锻件、矩形锻件、黑皮探伤薄管板、轴类锻件靠近台阶附近等。
因表面粗糙或存在台阶、棱角、锤印、斜面等因素,使声波大量反射、折射,造成类似“海市蜃楼”现象。
最典型的探伤现象是:只在一个方向上发现缺陷,其它方向没有。
但对于黑皮探伤的薄管板和轴类锻件靠近台阶附近等,就需要经验和了解过程等知识来判断了。
能够准确识别和判断缺陷,说出其产生的原因及环节,是一个探伤师(包括技术人员)的最高境界!这需要广博的理论知识和丰富的实践经验。
超声波检测中缺陷显示特性与解决对策
超声波检测中缺陷显示特性与解决对策摘要:在对于超声波检测压力容器焊缝过程中,发现危害性缺陷的特征及仪器(脉冲式超声仪器)波形的特征形式,对于缺陷的产生及预防的相关措施的概述。
关键词:超声波;压力容器;缺陷;特性1 未焊透在一次对于直径2000mm,厚度为45mm压力容器封头环缝焊缝超声检测时,(V型坡口)焊接工艺为氩弧焊打底,埋弧自动焊填充。
发现反射波幅高,并且显示深度在42mm左右,当探头沿焊缝平行移动时,在较大范围内,连续出现缺陷波且在荧光屏的同一位置上,且幅度变化不大。
探头沿焊缝垂直移动时,缺陷波消失比较慢,探头做环绕移动时,缺陷波小幅度的降低。
通过人孔进入设备后,发现内壁一圈为未焊透情况。
反射波表现为尖锐型,在探头平行移动时,波形不敏感,波幅度比较高,在焊道两边可以检测到类似情况。
此缺陷降低焊接部位的机械性能,在未焊透处的缺口处造成应力集中的情况,当容器投产使用后会有引发裂纹的风险,是具有危险性质的严重缺陷。
预防措施为(1)优化合理焊接工艺;(2)合理装配组对间隙,确定焊接坡口的尺寸和角度。
2 裂纹在检测壁厚为40mm、直径1400mm、材质Q345R、筒体纵缝时,发现有缺陷波形明显、尖锐、波峰陡峭。
探头平行移动时,波形在波峰高度和水平定位距离有变化,探头移动到较长距离后,才逐渐减幅,直至消失。
在零下的环境,进行厚壁压力容器自动焊焊接,若不按照焊接工艺要求,进行焊前预热,焊后保温工作,易产生冷裂纹缺陷。
分析裂纹缺陷:回波的高度明显,波幅较宽,有时会出现多个波幅,超声波探头在做平行移时,反射波会持续产生波幅起伏,超声探头旋转时,波峰有上下跳动情况。
常见的裂纹分为:热裂纹、冷裂纹和再热裂纹三种。
(1)热裂纹预防措施:控制焊接材料中如硫含量、镍元素等等危害较大的杂质和容易偏析的关键元素,提高锰元素的含量,提高焊剂或焊条中的碱性,通过降低有害杂质的含量来改变偏析状况,通过调整焊接顺序,调整焊接结构,控制好焊接中的收缩自由度预防热裂纹的产生;(2)冷裂纹预防措施:实施焊接前必须控制好预热温度,焊接后加强保温,避免温度下降过快,通过保留影响区足够的温度,消除奥氏体避免形成淬硬组织,并且能消除焊接应力的影响;(3)再热裂纹预防措施:严格按照焊接工艺规程操作。
超声波探伤缺陷评定方法
1夹杂a)非金属夹杂:冶炼时金属与气体化学反应形成的产物或浇注时耐火材料、型砂等混入钢液形成的夹杂物;b)金属夹杂:异种金属偶尔落入钢液中未能溶化而形成的夹杂物。
非金属夹杂主要靠近在板厚约1/3位置,对称存在反射信号不规则,有时单独出现,有时群集出现,波幅较低,底波下降不明显2偏析钢锭凝固结晶时,柱状晶由表面向心部逐渐生长,先结晶的钢液熔点高,在结晶过程中把低熔点的成份,如S、P等有害原素以及夹杂物逐渐向里推移富集在柱状晶和最后同时结晶的等轴晶的交界处形成锻件:通常出现在板厚约1/2~1/3位置对称存在板材:通常出现在板厚约1/4位置对称存在反射信号有一定连续性,移动探头,各位置波形无明显变化,底波下降不明显3疏松孔钢锭在凝固收缩时形成的不致密和孔穴,锻造时因锻造比不足而未完全结合主要存在于厚板中层反射信号波形根部两侧对称,移动探头,反射信号波幅变化明显,严重时B1波下降或消失4缩孔为金属收缩凝固时来不及或无法获得更多金属液补充时形成。
厚钢板中心及头部反射信号波形较宽,波峰分叉,移动探头,反射波声程发生变化(游动)严重时底波下降或消失,(当缩孔尖端垂直于板面时,纵波检测,B1波下降轻微!)5夹层板材中的夹层为原始缺陷(如缩孔等)受滚压后成为长条形的扁平状缺陷一般在钢板厚度方向之中间,成片状反射信号波形陡直,B1波严重下降或消失6分层板坯中夹渣等在轧制过程中未密合而形成的分离层,比夹层更严重集中于板中层反射信号波形陡直,底波明显下降或消失,移动探头,反射信号波幅无明显变化,连续不断7白点一般认为冶炼不当(炼钢使用原材料潮湿)或过高的浇铸温度引起,钢板在轧制后冷却过程中氢原子来不及扩散而形成的,合金总量超过3.5~4.0%和含Cr、Ni、Mn的合金钢大型锻件容易产生白点,概括而言:白点是钢中残余氢和组织应力联合作用产生的结果.通常在距材料表面一小段距离后整个中心区均存在波形密集尖锐活跃,总是成群出现,底波明显降低,次数减少,重复性差,移动探头,回波此起彼伏。
超声波常见缺陷图
超声波常见缺陷图超声波检测是非常重要的无损检测方法。
它可以快速、准确地检测出零部件中的缺陷并用图形方式进行表示。
本文将简要介绍超声波检测中常见的缺陷图形和其含义。
缺陷类型超声波检测通常用于检测金属表面。
常见的缺陷类型包括以下几种:断层断层通常由于金属中的洞或空气泡造成。
断层出现在材料内部,通过超声波检测,可以确定其大小和方向。
断层通常呈现出V形图案,其深度和宽度正比于超声波穿过金属所需时间。
裂纹裂纹通常是由金属中的缺陷和应力引起的。
在超声波检测下,裂纹呈现出一条明显的线条,并且可以用其长度来衡量裂纹的深度和长度。
钩曲缺陷这是一种比较常见的金属缺陷,通常是由于材料中的应力和重复的负载造成的。
在超声波检测下钩曲缺陷呈现出一个较小的弧形,这个缺陷通常很细长,可能会嵌在一些小的裂纹中。
坑洞坑洞是金属表面常见的缺陷。
这些缺陷通常由于材料中的氧化、腐蚀或磨损导致。
在超声波检测下,坑洞呈现出一个类似于圆形的范围,其大小和深度都可以用超声波检测来确定。
缺陷图形超声波检测有多种不同的缺陷图形。
这些图形通常被分为两类:A扫描和B扫描。
A扫描A扫描是超声波检测的一种基本格式。
在A扫描模式下,超声波发射器向金属发射一束超声波并接收其反射。
随着超声波的传播,A扫描会显示出不同的反射图形。
其中,缺陷呈现为一个V形或者凹型的图形。
B扫描B扫描是超声波检测中通用的一种格式。
在B扫描模式下,超声波会发出一条直线并在屏幕上显示出从顶部到底部的反射情况。
这种图形呈现出一个类似于X光照片的样子,缺陷通常会在其中呈现为一条不规则的线条。
结论超声波检测是现代无损检测技术中应用最为广泛的一种方法。
在这种检测方法中,缺陷图形是非常重要的一部分。
本文主要介绍超声波检测中常见的缺陷类型和对应的图形,希望能够帮助您更好的理解这种技术。
超声波焊接常见缺陷与处理办法
超声波焊接常见缺陷及处理办法一、强度无法达到欲求标准。
当然我们必须了解超音波熔接作业的强度绝不可能达到一体成型的强度,只能说接近于一体成型的强度,而其熔接强度的要求标准必须仰赖于多项的配合,这些配合是什么呢?※塑料材质:ABS与ABS相互相熔接的结果肯定比ABS 与PC相互熔接的强度来的强,因为两种不同的材质其熔点也不会相同,当然熔接的强度也不可能相同,虽然我们探讨ABS与PC这两种材质可否相互熔接?我们的答案是绝对可以熔接,但是否熔接后的强度就是我们所要的?那就不一定了!而从另一方面思考假使ABS与耐隆、PP、PE相熔的情形又如何呢?如果超音波HORN瞬间发出150度的热能,虽然ABS材质己经熔化,但是耐隆、PVC、PP、PE只是软化而已。
我们继续加温到270度以上,此时耐隆、PVC、PP、PE 已经可达于超音波熔接温度,但ABS材质已解析为另外分子结构了!由以上论述即可归纳出三点结论:1.相同熔点的塑料材质熔接强度愈强。
2.塑料材质熔点差距愈大,熔接强度愈小。
3.塑料材质的密度愈高(硬质)会比密度愈低(韧性高)的熔接强度高。
二、制品表面产生伤痕或裂痕。
在超音波熔接作业中,产品表面产生伤痕、结合处断裂或有裂痕是常见的。
因为在超音波作业中会产生两种情形:1.高热能直接接触塑料产品表面 2.振动传导。
所以超音波发振作用于塑料产品时,产品表面就容易发生烫伤,而1m/m以内肉厚较薄之塑料柱或孔,也极易产生破裂现象,这是超音波作业先决现象是无可避免的。
而在另一方面,有因超音波输出能量的不足(分机台与HORN上模),在振动摩擦能量转换为热能时需要用长时间来熔接,以累积热能来弥补输出功率的不足。
此种熔接方式,不是在瞬间达到的振动摩擦热能,而需靠熔接时间来累积热能,期使塑料产品之熔点到达成为熔接效果,如此将造成热能停留在产品表面过久,而所累积的温度与压力也将造成产品的烫伤、震断或破裂。
是以此时必须考虑功率输出(段数)、熔接时间、动态压力等配合因素,来克服此种作业缺失。
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超声波检测中草状波缺陷的形成及消除
草状波是大型锻件超声波检测中经常出现的一种缺陷,人们普遍认为草状波是由于粗晶而产生的。
一旦在超声波检测中出现了草状波,最有效的处理方法就是通过正火,细化晶粒,消除草状波。
但在生产实践中却发现,为防止出现草状波,在锻后热处理中进行了一次甚至两次正火的锻件,探伤时仍然可能出现草状波,看来对草状波的产生原因还有待于进一步探讨。
据目前报道所见,草状波的形成原因有两种情况:一种认为是由粗晶所造成的,这是普遍认同的一种观点;另一种情况是由微小裂纹和孔洞等缺陷造成的。
可见,为防止锻件在超声波检测时出现草状波,就需在锻造和锻后热处理过程中,努力创造条件细化晶粒和防止内部出现微小裂纹。
1. 关于细化晶粒
之所以确信草状波是由粗晶产生的,是因为正火可以消除草状波,通过正火细化晶粒,同时消除草状波,由此推断草状波是由粗晶产生的。
大锻件内奥氏体晶粒较为粗大且不均匀,因而,细化晶粒是大型锻件锻后热处理中的重要任务之一。
对于大型锻件,细化奥氏体晶粒的方法并不多,有文献介绍提高α→γ相变区的加热速度可以细化奥氏体晶粒,但对于特别大的锻件要提高α→γ相变区的加热速度是很困难的,因而效果也很有限。
细化奥氏体晶粒最有效的方法就是正火,有时为了取得理想的效果要采用多次正火。
无论从得到均匀奥氏体晶粒,或割断原始粗大晶粒与再奥氏体化后晶粒度之间的联系,都要求在多次正火中第一次奥氏体化加热温度稍高一些,这时奥氏体晶粒长得大一些,第二次奥氏体化加热时,应选用不致晶粒发生显着长大的温度。
对于碳化物相对稳定的Cr-Mo-V钢,第二次奥氏体化时,还应同时考虑使解理面上的碳化物相当大程度地溶解,其后的冷却过程中可望以未溶细小碳化物为核心得到细小的贝氏体组织。
多次正火中多采用空冷或鼓风冷却,以降低转变温度得到较细的晶粒。
为使锻件中心的过冷奥氏体分解温度下降和转变得更充分,过冷温度应选得低一些。
关于正火中的冷却速度是否会对晶粒细化的效果有影响,尚未见有关报道,况且对于大型锻件来说,快速冷却很难实现。
2. 关于微小裂纹的愈合
除粗晶外,会不会有别的缺陷也会产生草状波。
深入了解草状波的本质对于制订合理的热处理工艺,防止草状波出现具有重要意义。
对于冷轧工作辊辊坯在超声波检测出现草状波的部位切取试样进行了检验,发现在横向酸浸低倍试片的中心区f 50~f 70 mm的范围内密集分布着许多细小裂纹和孔洞,没有规律,裂纹最长不超过3mm。
在纵向断口上沿加工方向呈条状或由孔洞组成的裂纹,裂纹内无夹杂物。
草状波也是一种缺陷波,只是在规定的灵敏度下达不到规定的缺陷当量。
研究可见,草状波可能是由数量较多的微小缺陷产生的,由很多微小孔洞构成的疏松和数量较多的微小裂纹也会产生草状波。
人们普遍认为正火消除草状波的原因是因为细化了晶粒。
但我们同时应该看到除细化晶粒之外,正火还很可能会使微小缺陷愈合,金属中的裂纹或孔洞缺陷在高温下无需塑性变形,保持一定时间即可修复,有时将其称为自修复。
在试验中,可以将比较大的人工缺陷通过热处理而修复,即在一定温度下保温一定时间就可以使裂纹得到修复。
对高温高压氢环境下304不锈钢中产生的氢腐蚀甲烷气泡和裂纹进行 600℃×6h热处理,氢蚀气泡和裂纹发生了完全愈合。
20MnMo钢中长6mm×0.3mm的人工预制裂纹900℃以下修复速度较慢,900~1050℃修复速度加快,1200℃时完全修复。
有研究对五块经检测已报废的大型管板锻件进行了自修复方法的验证性试验。
根据不同管板锻件的材料和尺寸,确定了加热时间、加热温度及保温时间。
经高温处理后再次检测证实,其中两块缺陷完全消除,作为合格品出厂,另外两块夹杂裂纹范围已由原来的f 900mm 减少到f 300mm,且单个缺陷当量也由f 14mm降到f 9mm以下,锻件基本合格。
还用该法处理了6根报废的轴类锻件,也已完全合格出厂。
可见,裂纹修复速度对加热温度有很强的依赖作用,延长保温时间对裂纹自修复有一定的促进作用。
3. 锻件内微小裂纹的产生及预防
高温塑性变形本身就是一个裂纹不断产生和修复的过程,在某些情况下,锻造过程中会有一些微小裂纹没有得到修复而保留下来。
因而,在锻造过程中如何防止裂纹产生就是一项十分重要的任务。
控制夹杂类裂纹的锻造方法,其主要措施是控制终锻火次及变形量,以修复前步锻造中有可能产生的检测可见夹杂类裂纹,即要求在普通锻造工艺中,增加对终锻火次和变形量的控制。
由于锻件内部未完全被夹杂物分隔的裂纹在一定条件下是可以修复的,所以可将半成品锻件返炉后于高温下保温,使锻件内部裂纹处的孔洞被充分填充,然后按压实所需变形量进行终锻变形及整形,压实内部仍存在的显微孔洞。
另外,大型锻件锻后热处理过程中会产生残余应力,残余应力的产生是由于锻件冷却过程中,内外温差较大,收缩不一致所造成的。
当表面层金属降至较低温度时,如果内部温度仍较高,则表层收缩对内部产生压应力,而由于内部处于较高温度,容易发生塑性变形而使应力释放。
随着温度的降低,当内外层在较低的温度下达到均匀一致的温度时,则内部金属的收缩受到外层金属的牵制而产生拉应力,表层金属则受到压应力。
这种残余应力的特点为表层为压应力,内部为拉应力,如果内部的拉应力过大,则有可能使锻件内部产生微小裂纹,而这些微小裂纹由于其尺寸小、数量多,在超声波检测时会形成草状波。
例如,钢由弹塑性状态过渡到弹性状态的温度范围是550~400℃,当大型锻件在此温度范围内冷却较快时,在锻件心部会产生残余应力,促使裂纹及白点产生。
400℃以下,钢已处于弹性状态,此后快冷不会产生残余应力,但瞬时应力极有促使裂纹和白点产生的危险,因而冷却速度反而更缓慢。
可知减小残余应力的措施就是控制冷却速度,采用较小的冷却速度。
4. 结语
(1)大锻件内奥氏体晶粒较为粗大且不均匀,细化奥氏体晶粒最有效的方法就是通过正火处理,多次正火对调整与细化晶粒具有显着效果。
(2)锻件超声波检测中出现的草状波,除通常认为是由粗晶所造成外,数量较多的微小裂纹或孔洞也可能会产生草状波。
(3)在锻造过程中使变形中产生的裂纹得到充分愈合,在锻后热处理中减小残余应力,可避免产生草状波。