探伤温度对超声波无损检测缺陷定位_探伤灵敏度的影响
超声波探伤仪仪器调节和缺陷的定位
超声波探伤仪仪器调节和缺陷的定位
在实际的无损检测过程中,为了在确定的探测范围内发现规定大小的缺陷,并对缺陷定位和定量,就必须在探测前调节好仪器。
一. 零点调节由于超声波通过保护膜、耦合剂(直探头)或有机玻璃楔块(斜探头)进入待测工件的,缺陷定位时,需将这部分声程移去,才能得到超声波在工件中实际声程。
零点一般是通过已知声程的试块进行调节,如CSK-IA 试块中的R100 圆弧面(斜探头)或深100mm 的大平底(直探头)。
二. K 值调节
由于斜探头探伤时不仅要知道缺陷的声程,更要得出缺陷的垂直和水平位置,因此斜探头还要精确测定其K 值(折射角)才能准确地对缺陷进行定位。
K 值一般是通过对具有已知深度孔的试块来调节,如用CSK-IA 试块?50 或?1.5 的孔。
三. 定量调节
定量调节一般采用AVG(直探头)或DAC(斜探头)。
四. 缺陷定位
超声波探伤中测定缺陷位置简称缺陷定位。
1. 纵波(直探头)定位
纵波定位较简单,如探头波束轴线不偏离,缺陷波在屏幕上位置即是缺陷至探头在垂直方向的距离。
2. 表面波定位
表面波探伤定位与纵波定位基本类似,只是缺陷位于工件表面,缺陷波在屏幕上位置是缺陷至探头在水平方向的距离(此时要考虑探头前沿)。
超声波检测—超声波探伤技术(无损检测课件)
1.4 工件对定位精度的影响
工件温度
• 当检测的工件温度 发生变化时,工件 中的声速发生变化, 探头折射角也随之 发生变化。
温度对折射 角的影响
1.5 缺陷对定位精度的影响
• 工件内缺陷方向也会 影响缺陷定位精度。
• 缺陷倾斜时,扩散波 束入射至缺陷时回波 较高,而定位时就会 误认为缺陷在轴线上, 从而导致定位不准。
• 当工件尺寸较小, 缺陷位于3N以内 时,利用底波调 灵敏度并定量, 将会使定量误差 增加。
2.5 缺陷状态对定量精度的影响
① 缺陷形状的影响
• 缺陷的形状:圆片形、球形和圆柱形 • 缺陷距离一定,缺陷波高随缺陷直径的变化:圆片形缺陷最快,长圆
柱形缺陷最慢; • 缺陷直径一定,缺陷波高随距离的变化:圆片形和球形缺陷较快,长
2.2 仪器及探头性能对定量精度的影响
④ 探头K值的影响
• 不同K值的探头的灵敏度不同。 • 当K=0.7-1.5(=35°~55°)时,回波较高。 • 当K=1.5~2.0(=55°~63°)时,回波很低,容易引起漏检。
2.3 耦合与衰减对定量精度的影响
耦合的影响
• 耦合层厚度等于半波长的整数倍时,声强 透射率与耦合剂性质无关。
时,声波在有机玻璃内反射回到 晶片,也会引起一些杂波。 • 更换探头的方法来鉴别探头杂波。
3.1 纵波探头非缺陷回波的判别
② 工件轮廓回波
• 当超声波射达工件的
台阶、螺纹等轮廓时
轮
廓
在示波屏上将引起一
回
些轮廓回波。
波
3.1 纵波探头非缺陷回波的判别
③ 幻象波 • 当重复频率过高时,在示波屏上就会产生幻象波,
2.2 穿透法
优 不存在探测盲区,判定缺陷方法简单,适用于连续的自动化 点 探测较薄的工件。
无损探伤检测考核试卷
9.无损探伤方法的灵敏度与探伤人员的经验无关。()
10.选择无损探伤方法时,不需要考虑检测成本。()
五、主观题(本题共4小题,每题5分,共20分)
1.请简述超声波探伤的原理,并说明其在工业无损检测中的应用。
2.描述磁粉探伤的基本步骤,并讨论其在检测铁磁性材料缺陷时的优势。
16. D
17. C
18. D
19. A
20. D
二、多选题
1. AB
2. ABCD
3. ABC
4. AB
5. ABC
6. ABCD
7. ABC
8. ABD
9. ABC
10. A
11. AC
12. ABCD
13. AC
14. ABC
15. ABD
16. AB
17. ABC
18. AD
19. ABC
20. ABC
1.无损探伤的英文名称是_______。
2.超声波探伤中,声波在材料中的传播速度通常用_______表示。
3.磁粉探伤主要用于检测_______材料的表面和近表面缺陷。
4.渗透探伤的三个基本步骤是清洗、施加渗透剂和_______。
5. X射线探伤利用X射线与材料的_______作用来进行缺陷检测。
6.声发射探伤是基于材料内部缺陷产生_______的原理。
A.环境温度
B.被测物体表面涂层
C.被测物体材料的热导率
D.红外线热像仪的分辨率
19.下列哪种探伤方法主要用于检测金属材料的内部裂纹?()
A.渗透探伤
B.红外线探伤
C.磁粉探伤
D.超声波探伤
20.在无损探伤检测中,关于缺陷的识别和评估,以下哪种说法是正确的?()
浅谈温度对超声波检测缺陷定位定量的影响
浅谈温度对超声波检测缺陷定位定量的影响摘要:外界温度变化影响超声波检测缺陷的定位与定量。
结合海洋工程生产实践,自行设计了恒温实验箱,以模拟工程现场环境温度。
在-20~120℃范围内,开展温度对超声波检测缺陷定量定位影响的研究。
得到了超声波横波声速变化对于深度测量影响的关系式,用以修正不同温度下的缺陷深度的定位,对超声波检测的准确定位和定量有一定作用。
关键词:超声波检测;定位;定量引言:在海洋钢结构质量控制中,超声波检测技术作为重要的检测手段已得到广泛应用。
超声波检测时对缺陷的定位和定量受温度的影响很大。
焊缝缺陷在超声波仪器上显示出来的数据是回波幅度、深度、水平位置和声程,这些数据与探头楔块及工件中的声速、探头频率、耦合层等因素密切相关。
随着温度的变化,这些参数将发生变化,进而影响到对缺陷的判断。
因此,找出温度变化对超声波检测缺陷定量定位的影响规律,对指导工程实践有重要指导意义。
一.超声波检测受温度影响原理在弹性介质中,对于无限大固体介质,声速有:式中E为介质杨氏弹性模量;G为介质刚性模量。
ρ为介质密度,σρ为泊松比。
不同温度下,材料中弹性模量发生变化。
一般来说,弹性模量随温度的升高二减小。
所以,不同的温度下,超声波的声速发生变化,随温度的升高,一般固体介质中超声波的传播速度降低。
对于焊缝的超声波探伤,一般使用横波斜探头,当超声波通过异质界面时,发生波形转换,其规律符合折射定律;当温度发生变化时,影响对应介质中的传播声速,因此折射角受声速变化影响而发生变化。
导致超声波检测中检测结果产生变化。
同时超声波在介质中传播时会有或多或少的损耗,所以其幅度和强度随距离的增加而减小。
实际上,即使在不考虑温度影响的情况下,超声波的衰减系数也是很难确定的,它受频率、波长、晶粒度和各项异性等因素的影响,与结构材质、组织有很大关系。
衰减对超声波检测灵敏度有很大影响,在温度变化情况下的超声波衰减更为复杂。
因此,必须在实际测试中加以考虑。
钢中缺陷的超声波定性探伤
白点、《钢中缺陷的超声波定性探伤》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,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。
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。
夹杂物1、单个夹渣单个夹渣伤波为单一脉冲或伴有小伤波的单个脉冲,波峰园钝不清晰,伤波幅度虽高,但对底波及其反射次数影响不大。
2、分散性夹杂物分散性夹杂物,伤波为多个,有时呈现林状波,但波顶园钝不清晰,波形分枝,伤波较高,但对底波及底波多次反射次数影响较小。
移动探头时,伤波变化比白点为快。
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,中心疏松多超声波探伤中的多次反射法又称多次脉冲反射法,是纵波探伤法的一种。
温度对超声波探头灵敏度的影响研究报告
温度对超声波探头灵敏度的影响研究摘要:在恒温工作台上将标准试块加热,测试不同温度下,高温探头发射/接收超声波能力的变化,以研究温度对探头压电效应的影响。
试验结果证明,高温使探头的压电效应减弱,探头发射和接收超声波的能力因此大幅降低甚至完全消失,从而制约了高温超声波检测技术的应用。
由于常规超声检测只能在10~60℃条件下应用,而石油化工等行业,有大量承压设备在高温条件下运行,常规超声检测技术无法对其进展在线检测。
因此近年来国一些科研机构开场尝试开发高温超声检测技术,并有一些应用实例见诸报道。
温度对超声的影响表现在当温度升高时,超声波声速减小,斜探头的折射角增大,超声波在介质中传播的衰减加大。
温度的另一个重要影响是对探头晶片压电效应的影响。
压电效应与温度有关,温度升高时压电效应减弱,当到达*一温度即居里温度时,压电效应完全消失。
在常规超声检测中,探头和工件根本没有温差,因此压电效应也是恒定不变的。
但在高温超声检测中,随着探头与工件的接触时间延长,工件的热量逐渐传入探头,导致探头温度逐渐升高,压电效应逐渐减弱甚至完全消失。
笔者在此通过试验对这一现象进展研究。
1 试验所用的设备器材超声波检测仪采用中科创新生产的hs610型数字超声波检测仪。
高温探头来自国外,两只型号分别为w45b2gv(下称探头1)和 w60b2g v(下称探头2)。
探头频率为2 mhz,最高工作温度<350℃。
按厂家的说明书,探头在温度250℃时可连续工作,>250℃时必须间歇工作,每次工作时间≤20 s。
高温耦合剂采用美国sono公司出产的so-no650和sono950型高温耦合剂,最高工作温度可达343℃和510℃。
恒温工作台由笔者设计,国*专业厂家制造(图1)。
工作台温度可在50~500℃连续调节,温度误差<3℃。
工作台上设计有凹槽,可将csk-ⅰa试块全部嵌入槽加热。
2 试验方法和结果将csk-ⅰa试块嵌入恒温工作台的槽,先在常温下(20℃)将探头对准试块的r100 mm圆弧面,找到最高回波,调节超声波检测仪的“自动增益〞按钮,使回波在仪器上的显示高度为满屏幕的80%,记下此时仪器的增益分贝数。
超声无损检测影响因素研究
超声无损检测影响因素研究摘要:超声波检测技术广泛应用于石油专用管材生产领域,本文简要阐述了超声波检测的原理,然后详细分析了超声波检测过程中的影响因素,并给出了一些控制措施。
关键词:超声检测;影响因素引言随着科学技术的不断发展,超声波检测技术得到了越来越广泛的应用。
超声波检测具有应用范围广、穿透力强、定位精准、灵敏度高、检测成本低、使用方便等优点,但在实际操作过程中也经常受到多方面的因素影响。
本文通过对超声波检测的影响因素进行分析总结,提出了相应的对策和建议。
1超声波检测原理超声波检测的原理是通过利用缺陷在声学上所具有的性质特点对超声波传播的影响为基础,通过非破坏性的方式检测材料内部和表现上的缺陷大小、形状以及位置,这些缺陷包括裂纹、内折、内楞、划痕、外折、夹杂等。
2超声波检测的影响因素在超声波检测的应用过程中,常见的影响因素主要包括环境因素、技术因素、人为因素以及管理因素等。
1)环境因素环境因素包括作业场地狭小,被检对象弯曲度、长度、表面状态不满足检测要求,检测设备与被检对象同心度偏离,耦合不充分等方面的问题。
2)技术因素技术因素除了受到目前超声波检测技术发展自身的局限性的限制外,同时也受到所采用的设备等的影响。
具体操作过程中,还存在着探头K值、频率选择不合开,仪器扫描调节方法不当,探头扫描速度控制不科学等因素。
3)人为因素超声波检测需要操作人员来执行,而在检测过程中难免出现人为失误,导致检测不精准,造成漏报、误报等情况。
人员因素可分为情绪因素、技术因素及程序性因素,其中情绪因素所占比例最大,由于人员自身原因或者外部原因,导致检测过程中责任心不强,时常会大意、马虎、粗心。
这些负面情绪得不到缓解,带到工作中容易导致失误。
其次,部分检测人员没有经过正规训练,取得资格证书就上岗,缺乏操作技能和系统只是,也容易产生失误,影响检测结果。
4)管理因素管理制度的不合理、不严密,多头管理,责任不明确,朝令夕改,责权利不明确等情况,会影响操作人员的情绪,这些都会对检测工作产生不利影响。
超声波探伤基准灵敏度
超声波探伤基准灵敏度
超声波探伤基准灵敏度是指在一定条件下,探伤仪器可以检测到最小缺陷尺寸的能力。
这个基准灵敏度是由仪器、探头、测试材料和操作人员等多个因素共同决定的。
在实际应用中,超声波探伤基准灵敏度的重要性不言而喻。
如果灵敏度不足,那么就可能会漏掉一些微小的缺陷,从而影响到材料的安全性能和使用寿命。
因此,在进行超声波探伤之前,需要对探伤仪器和探头进行校准,以确保其能够满足实际检测要求。
值得注意的是,探伤基准灵敏度并不是一个固定的数值,而是会受到多种因素的影响。
例如,探头的类型、频率、尺寸等参数,以及测试材料的厚度、密度、声速等物性参数,都会对基准灵敏度产生影响。
此外,操作人员的经验和技能水平也会影响到基准灵敏度的实际表现。
综上所述,超声波探伤基准灵敏度是超声波探伤技术中非常重要的指标,需要在实际应用中不断优化和提高。
只有掌握好基准灵敏度的相关知识,才能更好地保障材料的质量和安全。
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焊缝超声波探伤仪精度不准因素分析
温度的影响 材料的声速会随着材料温度的变化而发生变化。如果仪器的校准
是在温度相对较低的环境中进行的,而仪器的使用却在温度相对较高 的环境中,这种情况下就会使检测结果偏离真实值。要避免温度的这 种影响,方法是校准仪器前将参考试块预热,以达到跟使用环境相同 的温度;或者将测量结果乘以一个温度影响因子。
焊缝超声波探伤仪精度不准因素分析
试验箱
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1
焊缝超声波探伤仪精度不准因素分析 材料的影响 在钢这样的检测对象中,即使其中含有多种不同的合金成分, 其声速也认为是基本恒定的。而在其它的许多材料中,如许多非铁 金属或塑料中,超声传播速度的变化是非常显著的,因而会影响测 量的精度。如果待检测对象的材料不是各向同性的,那么在不同的 方向上声速就会不同。在这种情况下必须用检测范围内的声速的平 均值进行计算。平均值是通过测量声速与待测试块的平均声速相当 的参考试块而获得的。
3
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
表面粗糙度的影响 被探伤件的表面粗糙程度对探伤有影响。粗糙程度增大,影响增
大。粗糙表面会引起系统误差和偶然误差,每次测量时,在不同位置 上应增加测量的次数,以克服这种偶然误差。
4
附着物质的影响
探伤前必须清除附着物质,以保证仪器探头和被测试件表面直 接接触。
磁场 周围各种电气设备所产生的强磁场,会严重地干扰探伤工作。
所有的焊缝探伤仪检测缺陷定位都是基于对超声回波信号的测量 。检测对象中声速是否恒定是影响检测结果精度的一个重要因素,所 以要实现较高的检测精度,需要检测对象中有相对恒定的超声传播速 度。
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HTR高温环境对超声探头声学性能的影响
HTR高温环境对超声探头声学性能的影响甘文军;卢威;张益成;谢航【摘要】在15~65℃环境下,分析温度对普通超声波探头的声速、灵敏度的声学性能影响,确定普通超声波探头的适用温度范围,以及在适用温度范围内温度对超声波探头在碳钢中传播速度及灵敏度的影响。
使用8℃环境标定参数在52℃环境下进行超声波在线检测,并根据温度与探头在碳钢中传播速度及灵敏度关系,对灵敏度进行修正,并将修正结果与8℃环境标定参数及在线检测结果进行对比,证实该检测方法的可行性。
试验结果对高温气冷堆(HTR)的在役检测工作具有一定的指导意义。
%The Ultrasonic velocity and amplitude value in carbon steel is gotten by the experiment in 1 5 ℃-65 ℃ scopes.The echo position and amplitude of artificial reflector with different temperatures is measured on the base of it,the correction method of measurement error and correction formula due to temperature variation is given. The position and amplitude of inspection result is corrected according to the correction formula in52 ℃environment,and by comparison with the result in 8 ℃.The research result will be available for the Ultrasonic inspection in the in-service inspection of HTR.【期刊名称】《无损检测》【年(卷),期】2016(038)011【总页数】5页(P49-52,82)【关键词】超声波检测;高温;声速;灵敏度【作者】甘文军;卢威;张益成;谢航【作者单位】中核武汉核电运行技术股份有限公司,武汉 430223;中核武汉核电运行技术股份有限公司,武汉 430223;中核武汉核电运行技术股份有限公司,武汉 430223;中核武汉核电运行技术股份有限公司,武汉 430223【正文语种】中文【中图分类】TG115.28常规超声波检测一般是在25~40 ℃温度条件下进行的,且检验工件与基准试块表面温差满足ASME《锅炉及压力容器规范第V卷焊缝超声波检验方法》强制性附录规定,即小于14 ℃;而高温气冷堆(HTR)部分超声在役检测对象温度在60 ℃以上,同时在某些特定条件下,被检对象温度与标定环境温度相差较大,因此需要研究温度变化对超声检测定位和定量的影响。
超声检测中的灵敏度、频率和探头K值
超声检测中的灵敏度、频率和探头K值莫润阳;巨西民;杨静【摘要】超声检测中经常涉及到灵敏度、频率、探头K值等概念,缺陷定位、定量评定时也经常用到这些概念。
其精度直接影响缺陷评定的准确度。
在此对它们进行讨论,并简要介绍一些简单的测试方法。
【期刊名称】《无损检测》【年(卷),期】2006(028)003【总页数】3页(P165-167)【关键词】超声检测;灵敏度;K值;探头;频率;缺陷定位;缺陷评定;测试方法;准确度【作者】莫润阳;巨西民;杨静【作者单位】陕西师范大学,应用声学所,西安,710062;石油管材研究所,西安,710068;陕西师范大学,应用声学所,西安,710062【正文语种】中文【中图分类】工业技术超声检测中的灵敏度、频率和探头 K 值莫润阳,巨西民u,杨静(陕西师范大学应用声学所,西安 710062 )Sensitivity,FrequencyandProbeKValuein UltrasonicTesting MORun-yang,JU Xi-minl),YANG Jing(AppliedAcousticInstitute,ShaanxiNormalUniversity,Xi'an710062,China)中圈分类号:TG115. 28文献标识码:B文章编号:1000-6656(2006)03-0165-02超声检测中经常涉及到灵敏度、频率、探头 K 值等概念,缺陷定位、定量评定时也经常用到这些概念。
其精度直接影响缺陷评定的准确度。
在此对它们进行讨论,并简要介绍一些简单的测试方法。
l 灵敏度灵敏度是检测工作中最常用的名词之一,表示探测能力的强弱。
灵敏度可以用不同的物理量来描述,如超声信号的大小。
GB/T12604.1-1990《无损检测术语超声检测》中,灵敏度的定义是,在超声探伤仪荧光屏上产生可辨指示的最小超声信号的一种量度;还可用最小缺陷大小来度量。
1.1 探伤灵敏度国际上将探伤灵敏度定义为,在规定频率、增益和抑制等条件下能探出最小缺陷的能力。
超声波探伤的影响因素与控制分析
超声波探伤的影响因素与控制分析【摘要】随着科学技术水平的提高,人们已经开始广泛的运用超声波探伤技术,其不仅检测的穿透性和灵敏度较高,而且还有较强的灵活性。
在钢材的检测中使用到此项技术,存在于钢材制作中的夹渣、分层、焊接不足、杂物等现象都能够被及时发现,以便检测者能够尽快的将解决策略提出来,有利于钢材质量的提高。
但是在具体的操作中我们发现,外界的诸多因素都容易使探伤的结果受到影响,如:检测者的监测水平、检测设备自身的不足等,受到影响后的探伤时常会出现误探或漏探的情况。
因此,文章将对影响超声波探伤的因素进行分析。
【关键字】超声波探伤;影响因素;控制一、关于超声波探伤技术的原理和方法(一)超声波探伤的原理分析通过对超声波频率的利用,不同的频率表现出不同的材料返回波形的这样一个过程被称为超声波探伤技术。
进入材料以后的超声波会在其中将机械振动产生并传播,但其传播的过程会受到材料内部的组织变化和声学特性等因素的影响。
检测材料的过程主要是材料内部通过对一种由压电晶片发射出的超声波进行接收,表面的超声波的束自零件会被传播到内部,碰到零件的底面或缺陷时会将反射波分别的发出,并以脉冲的波形在荧光屏中显示出来,此时检测人员便可以通过脉冲波形的利用判断出缺陷的大小和位置。
(二)超声波探伤的方式方法通常我们根据不同的超声波探伤的原理将其分为共振法、穿透法、TOFD法和脉冲反射法等四种方法。
二、关于影响超声波探伤的主要因素(一)自身检测的因素(1)不合理的探头参数在超声波探伤仪中所含有的超声波探头是其最为核心的部分,探伤检测精确度是否较高直接由参数的合理性以及形状的大小等因素决定。
(2)选择不当的探头K值出现扫描仪器的调节方式不合适的主要原因是对探头K值的选择不当,难以将扫描探头的速度控制住,声束的覆盖面积不够的情况也会在扫描的过程当中出现,导致检测探伤的精确度结果受到影响。
(3)不合理的选择试块超声波探伤的检测试块可以划分为两个部分,一个是标准试块,另一个是对比试块。
超声波探伤检测的影响因素分析及监督与控制
@ 2 1 SiT c. nr. 02 c. eh E gg
石 油 技术
超声波探伤检测 的影响 因素分析 及 监督 与控制
石 锋 谢 建平 梁桠 东
( 安全环保与技术监督研究 院石油天然气川渝工程质量监督站 , 重庆 4 02 ) 00 1
摘
要
由于石油管道其所处工况和环境相对恶劣, 易泄 漏甚至爆炸 , 因此 石油管道 焊缝无损检 测是石 油管道 的重要课题 。
示波器上的读数所 获得 的脉冲间的传输 时 间即可
2 5期
石
锋, : 等 超声波探伤检测 的影响 因素分析及监督与控制
64 49
犯 的错 误 。
c程 序性 : 道 焊接 生 产 不 均衡 或 生 产 进度 不 . 管 合理 , 致使 短 时 间 内检 验 工 作 量 大 ; 同一 时 间两 个
获得 缺 陷 的深 度 。
耦合剂的选择不适合现场作业 , 耦合剂 H 的 黏度太低 , 探伤表面清理工具 的选 择不合理 , 致使
探 伤 面清理 不 干净 。
2 14 探 伤 方 法的影 响 因素 ..
探头 K值 选 择 不 当 , 器 扫 描 调 节 方 法 不 合 仪 适 , 头扫 描 速 度 控 制 不 妥 , 头 扫 描 过 程 中声 束 探 探
或两个以上生产场所需要检验 ; 突击加班 ; 被检对
象标 记不 明显 或无标 记 。
2 12 仪 器探 头 系统的影 响 因素 ..
仪器的水平线性 、 垂直线性指标不符合相关标
图 1 超声检测 的原理图
准 要求 , 探头 主声 束偏 斜 , 头连 接 线 接触 不 良 , 探 仪 器 探头 系统 稳定性 差 。 2 13 检 验 材料 的影响 因素 ..
超声检测的灵敏度及其影响因素
§7—6超声检测的灵敏度和影响因素在超声波探伤中,在垂直波束的方向上,能检测到缺陷的面积愈小,则灵敏度就愈高。
一、超声检测中灵敏度的概念CT的灵敏度主要反应在缺陷有效面积的大小、厚度和缺陷介质的成分三个方面。
1、缺陷有效面积的大小(1)CT能检测到的缺陷1)裂纹当波束与裂纹平面垂直;2)夹层轧制材料中常见的缺陷;3)折叠锻造中常见的宏观缺陷;4)未焊透焊缝中未焊合部分形成的缺陷。
(2)有效反射面积缺陷在垂直波束的方向上的面积。
显然,能探测到该面积的尺寸愈小,仪器的灵敏度就愈高。
(3)影响有效反射面积的因素1)理论因素波的绕射的影响。
研究发现波在传播中,遇到障碍物的尺寸与其波长相近时,无明显的反射,即发生波绕过障碍物继续传播。
如下图所示。
图见马备课稿复印件P-3;当d=λ/2时,CT探不出障碍物。
当障碍物稍大于波长时,一部分波绕射,一部分反射。
因此,要探出尺寸较小的缺陷,就要选择λ≤d的超声波;即f要高;但是过高,这由探头的f会使回波变得很少。
这对探伤时不利的。
故一般采用f=2~5MHZ决定。
2)操作因素实际探伤时,要根据探伤标准,通过调整仪器的增益,抑制、输出和补偿等,将仪器调整到所需的灵敏度。
超声波探伤仪,发现的缺陷尺寸愈小,则仪器的灵敏度就愈高。
仪器和探头的灵敏度余量及其测定(教材P45)不难理解,仪器和探头、工件或试块共同组成了一个测试系统。
它们分别是系统中的一部分,即子系统。
每个子系统的许多因素,都会影响检测结果。
为了保证检测结果的准确性。
就必须保证每个子系统都准确可靠。
这就要求,在一定的条件下,准确的标定出仪器和探头的衰减量;同时,在一定的条件下,准确的标定出试块的衰减量;并定义出二者之差为仪器和探头的灵敏度余量。
实验证明,该值愈小,灵敏度愈高。
(用机械组合件的公差来理解这一道理,并不难。
)灵敏度就类似于机械设备的加工精度一样。
产品的公差范围愈小,说明机器的加工精度愈高。
一般要求仪器和探头的灵敏度余量为≥30 dB。
超声波无损探伤仿真实验设计
超声波无损探伤仿真实验设计
段茜;廖思岚;周泰言;向廷伟;王毅豪;何晋宇
【期刊名称】《科技创新与应用》
【年(卷),期】2022(12)19
【摘要】针对超声探伤中缺陷检测的问题,基于声波波动理论,采用有限差分法对脉冲反射法超声波无损探伤实验进行数值仿真,形象直观地向学生展示声波波场在固体介质中的动态传播过程。
学生不仅能通过缺陷回波出现的位置确定出缺陷在介质中的位置,还能深入分析缺陷长度和宽度对声波衰减系数的影响。
数值计算方法简单且精度高,对利用声波衰减系数检测缺陷特征提供理论基础。
【总页数】5页(P27-31)
【作者】段茜;廖思岚;周泰言;向廷伟;王毅豪;何晋宇
【作者单位】西南石油大学理学院
【正文语种】中文
【中图分类】O426
【相关文献】
1.探伤温度对超声波无损检测缺陷定位、探伤灵敏度的影响
2.超声波探伤的教学实验设计
3.超声波探伤技术在钢结构无损检测中的应用
4.超声波探伤技术在钢结构无损检测中的应用
5.光外差超声无损探伤系统的实验设计和信号处理
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探伤温度对超声波无损检测缺陷定位_探伤灵敏度的影响概要
先做样板间,并对样板间室内环境质量进行检测,检测合格后再进行其它部分的装修施工,如检测不合格,应会同设计、监理等单配合室内环境检测,保证现场情况能满足检测要求,以了解工程室内环境污染的真实情况,便于对室内环境污染超标的工程,具体情况具体分析,及时采取有效措施加以整改。
通过上面的例子我们可以看到,由于探头有机玻璃中纵波实际波速与设计波速的差别,造成了探头k值的改变,进而影响了缺陷位置的确定。实际检测中,如果探伤温度与设计温度相差过大,我们忽略了斜探头的k值因温度变化而发生的改变,必将造成缺陷定位的误差增大。
3探伤温度对超声波扩散角的影响
对于焊缝超声波探伤,一般使用斜探头。通常,探头
晶片发出的超声波经过斜楔入射到工件表面,入射角α介于第一临界角αⅠ和第二临界角αⅡ之间。因此,
工件中只存在横波,从而实现横波探伤。根据折射定律,CL1=C
S2⑴
式中,CL1—第一介质中的纵波波速;CS2—第二介质中的横波波速;
Sinα—纵波入射角;Sinβ—横波折射角。斜探头斜楔大多采用有机玻璃加工而成。在大部分技术文献中,对有机玻璃中纵波波速一般取2730m/s,钢铁中横波波速一般取3230m/s。探头的k值作为探头的固有特征值,以横波折射角β的正切值来标称:k=tanβ事实上,超声波在固体中的传播速度并不是一成不变的,一般固体中的波速随介质温度的升高而降低。有探伤温度对超声波无损检测缺陷定位、探伤灵敏度的影响
5结语
解决民用建筑工程室内环境污染问题还要走很长
的路,还存在许多困难。例如,控制材料的有害物质释放量牵涉到成千上万的生产厂家,对大部分企业来说,提
高生产工艺水平、淘汰落后产品决不是一件简单的事
情,恐怕不少企业将面临破产危险。建筑装修材料假冒伪劣产品泛滥、市场管理混乱的局面由来已久,整治市场秩序将是一场“持久战”。作好工程建设的监督管理,要抓紧作好各项工作:生产企业要增强竞争意识和紧迫感,努力提高产品的环境品质;有关行业管理部门须抓紧进行产业结构调整,严格产品检测认证;要全面加强对建筑装修材料的市场监督,逐步淘汰落后产品;建设系统严把施工管理、工程竣工验收管理各阶段的检测工作;社会各方面要普及建筑工程室内环境污染控制的有关知识,提高全民室内环保意识,加强自我保护和社会监督等,否则,控制室内环境污染将成为一句空话。●
影响超声波探伤仪焊缝检测精度的因素
影响超声波探伤仪焊缝检测精度的因素随着现代工业的不断发展,焊接技术得到了广泛的应用。
其中,焊缝检测是保障焊接质量的重要手段之一。
而超声波探伤技术由于其优越的探伤性能和适用性,已经成为焊缝检测中最常用的方法之一。
在超声波焊接探伤的实际应用过程中,实现高精度的焊缝检测是至关重要的。
本文将探讨影响超声波探伤仪焊缝检测精度的因素。
1. 超声波探伤仪的频率和探头的选择超声波探伤仪的频率和探头选择是超声波探伤最基本的因素之一。
超声波在物质中的传播受到材料密度和弹性模量等因素的影响,因此,选择合适的频率和探头可以有效提高焊缝检测的灵敏度和分辨率。
在狭小的焊缝区域,频率过高的超声波会产生大量的散射,导致光束传播和焊缝内部缺陷的检测变得困难。
此外,探头的选型也常常受到操作者的经验和技能的影响。
因此,操作者需要根据实际的焊缝检测要求,选择合适的频率和探头,并了解其性能参数,以保证焊缝检测的准确性和可靠性。
2. 焊缝几何的影响焊缝的几何形状对超声波探伤的精度也有着重要的影响。
在焊接过程中,焊缝形状的不规则和焊接材料的变形会导致超声波的散射和反射,从而影响超声波探伤的检测结果。
特别是在焊接薄壁结构和薄板结构时,焊缝几何对超声波探伤的影响更加明显。
因此,在操作过程中需要对焊缝几何形状进行规范化控制,并严格按照焊缝图纸进行操作,以确保焊缝的各项几何参数符合设计要求。
3. 焊缝材料的影响焊接材料的影响因素包括焊缝材料、母材和焊接接头的组织结构等。
由于焊缝、母材和接头的组织结构差异,导致超声波在传播过程中受到的阻碍程度也会有所不同。
因此,在超声波探伤操作时,需要针对不同的焊接材料和组织结构,选择不同的超声波频率和探头,以保证焊缝各项检测指标的合格性。
4. 操作者的经验与技能操作者对超声波探伤操作的经验和技能,也是影响探伤精度的关键因素之一。
操作者对设备操作的熟练程度、对焊接质量的认识以及对焊缝缺陷的判断能力,都可能影响实际焊缝探伤的准确性和可靠性。
超声波检测中对缺陷的定性分析
超声波检测中对缺陷的定性分析超声波检测技术中评定缺陷的三大关键内容是:缺陷的定位、定量和定性。
目前,超声波检测技术中对缺陷的定位和定量的研究已比较成熟,然而对缺陷的性质却很少进行评定(超声波检测标准中要求对缺陷进行定位和定量评定,但对缺陷的定性评定由于较困难而未作要求)。
这是由于缺陷对超声波的反射特性取决于缺陷的取向、几何形状、相对于超声波传播方向的长度和厚度、缺陷表面的粗糙度、缺陷的内含物以及缺陷的性质和种类等诸多因素而难以准确定性。
在实际检测中,由于难以判明缺陷的性质,往往会对一些含有非危险性缺陷的产品进行返修而造成浪费,同时也会忽视一些产品中含有的危险性缺陷(如裂纹),导致其服役过程中存在安全隐患。
这样,就使得在超声波检测中对缺陷的定性分析显得尤为重要[1]。
1 缺陷的定性分析根据超声波的基础理论知识,结合在超声波实践检测工作中对缺陷的定性分析方面的经验体会,认为超声波检测中常用的缺陷定性评定方法主要有以下几种。
1.1 波形判断法目前,超声波检测中应用最广泛的是A型显示脉冲检测仪,通过长期的超声波检测实践及对材料、制造工艺的充分了解,通过对检测中发现的缺陷进行解剖、分析、验证,以积累经验,可以从显示屏上显示的缺陷回波的静态和动态波形,起波速度,回波前沿的陡峭程度与回波后沿的下降斜度,波峰形状,回波占宽,移动探头时缺陷回波的波幅、位置、数量及包络形状,多次反射底波的次数与波幅的下降规律,底波高度的损失情况等等;再根据缺陷在被检工作中的位置,分布状况,缺陷的当量大小,延伸情况,结合具体的材料特点、工艺及超声波的基础理论知识作出综合判断,达到较准确地评估缺陷的性质或种类。
以下是一些焊缝中常见缺陷的回波特征。
1)气孔气孔的回波起波速度快,波幅较低,用探头围绕该缺陷检测时可发现其回波具有点状缺陷的特点,无延伸长度。
2)夹渣夹渣的回波位置无规律,波形较紊乱,移动探头时回波波形变化相对迟缓,反射率较低,起波速度较慢,波峰较园钝,后沿斜率不大,回波占宽较大,当探头声束改变对其延伸方向的垂直度时,波幅变化不太显著,回波表现为形状不规则的长条形缺陷特征。
无损检测技术如何判断材料的温度影响效应
无损检测技术如何判断材料的温度影响效应无损检测技术是一种非常重要的材料检测方法,其能够在不破坏被测材料的情况下,通过测量材料的电磁波或声波传播特性,判断材料的缺陷、损伤或其他性能变化,以此来评估材料的质量和可靠性。
在实际应用中,温度是一个重要的因素,因为材料的性能通常会随着温度的变化而改变,因此,了解材料的温度影响效应对于准确评估和判断材料的质量至关重要。
无损检测技术的原理基于材料对电磁波或声波的散射、反射或吸收等特性。
温度对材料的影响可能会导致其密度、弹性模量、导热性等物理特性发生变化,进而影响材料对电磁波或声波的传播特性。
因此,通过对材料在不同温度下的无损检测数据进行分析,可以判断材料的温度影响效应。
在实际应用中,常用的无损检测技术包括超声波检测、磁粉检测、涡流检测、X射线检测等。
这些技术在不同温度下的应用和分析方法有所不同,但总体上可以通过以下几个方面来判断材料的温度影响效应。
首先,超声波检测是一种常用的无损检测技术,它通过测量超声波在材料中的传播速度和衰减来评估材料的缺陷和物理性能。
在进行超声波检测时,可以通过改变温度来探究材料的温度影响效应。
当温度升高时,材料的导热性增加,导致超声波的传播速度变快,衰减减小;相反,当温度降低时,传播速度变慢,衰减增大。
通过对超声波在不同温度下的测量和分析,可以判断材料的温度影响效应。
其次,磁粉检测是一种通过观察磁力线和磁场分布来评估材料中缺陷和损伤的技术。
在进行磁粉检测时,材料的温度影响效应主要表现为磁场的强度和方向的变化。
由于温度的影响,材料的导热性和磁导率会发生变化,从而影响磁场在材料中的传播和分布。
通过对磁粉检测数据的分析,可以判断材料的温度影响效应。
此外,涡流检测是一种利用材料对交变磁场产生涡流响应的技术,用于检测材料表面和近表面的缺陷和损伤。
在进行涡流检测时,温度对材料的影响主要表现为电阻率的变化。
随着温度的升高,材料的电阻率减小,导致涡流的强度增加;相反,当温度降低时,电阻率增加,涡流的强度减小。
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机玻璃中纵波波速、钢铁中横波波速与温度的关系见图
根据⑹式,我们可以根据探头的 k0 值,推算具体温
1 及下表。
度 T 下探头实际的 k 值。经过计算可以看到,斜探头 k
值随温度的升高而增大,随温度的降低而减小。
在实际检测工作中,假设我们用一个 k0 值为 2 的 斜探头,探测工件中一个 lf=65mm,df=30mm 的缺陷(lf 表 示缺陷到声波入射点的距离,df 代表缺陷到探伤面的垂 直距离),且该探头由于温度影响,实际 k 值变为 2.5。
有: CL1 = CS2
⑴
Sinα Sinβ
式中,CL1 —第一介质中的纵波波速;
CS2 —第二介质中的横波波速;
Sinα—纵波入射角;
Sinβ—横波折射角。
斜探头斜楔大多采用有机玻璃加工而成。在大部分
技术文献中,对有机玻璃中纵波波速一般取 2730m/s,
钢铁中横波波速一般取 3230m/s。探头的 k 值作为探头
较小,可以认为在常温范围内钢铁中横波波速保持不
变。根据相关技术文献资料,在常温下,有机玻璃中纵波
波速与温度的关系可用下式表示:
CL1 =2750-4T(m/s) ⑵
式中,T—探伤温度,℃。
此外,由于探头设计制造时所用的有机玻璃中纵波
波速为 2730m/s,钢铁中横波波速为 3230m/s,若我们将
据此算得的斜探头 k 值称为设计 k 值,用 k0 表示;其相 对应的横波折射角用 β0 表示,则⑵式可表示为:
df
=xf
cosβ=
!652
2
+30
·cos(arctan2)=32.0mm
⑵按水平调节扫描速度:
从以上我们可以看到,有机玻璃中纵波波速与温度
lf =65.0mm
变化基本成线性关系,波速随温度的升高而降低。钢铁 中横波波速也与温度变化基本成线性关系,但由于变化
df =lf /k0=32.5mm ⑶按深度调节扫描速度:
! = 3940.6 · fD
2
1-0.714sin (arctank0 )
⑽
【参考文献】
根据⑺、⑻、⑼、⑽式,我们可以按照探头的 k0 值, ⑴超声波探伤.劳动部锅炉压力容器安全杂志社,1995。
推算具体温度下探头实际的上、下半扩散角和扩散角。 ⑵胡天明.超声探伤.武汉测绘科技大学出版社,1994。
1 前言
2 探伤温度对斜探头 k 值的影响
无损探伤是在不破坏被检对象的前提下,利用声、
对于焊缝超声波探伤,一般使用斜探头。通常,探头
光、电、磁等方法来检测材料表面及内部缺陷的检测技 晶片发出的超声波经过斜楔入射到工件表面,入射角
术。超声波探伤是无损探伤的主要方法之一,其原理是 α 介于第一临界角 αⅠ和第二临界角 αⅡ之间。因此, 利用超声波能在弹性介质中传播,能在两种介质的界面 工件中只存在横波,从而实现横波探伤。根据折射定律,
如果仍按照 k=2 计算,根据不同的横波扫描速度方式,
其位置分别变为:
图 1 有机玻璃中纵波波速与温度的关系
铁中横波波速与温度的关系
T(℃)
26
100
200
300
Cs(m/s)
3229
3185
3154
3077
⑴按声程调节扫描速度:
lf
=xf
sinβ=
!652
2
+30
·sin(arctan2)=64.0mm
! a=sinβ
1-(
1.22λL1
2
)
,b=
1.22λL1
C s2
cosβ
Ds
Ds CL1
可以根据实际情况,在探伤系统进行标定和调整时考虑 探伤温度的影响,对有关参数进行修正。另一方面,我们
则:
可以使用合适的探头,选取对温度改变不敏感的材料作
! a= 2730 2750-4T
sin(arctank0 )·
d =30.0mm f
通过上面的例子我们可以看到,由于探头有机玻璃
中纵波实际波速与设计波速的差别,造成了探头 k 值的
改变,进而影响了缺陷位置的确定。实际检测中,如果探
伤温度与设计温度相差过大,我们忽略了斜探头的 k 值
因温度变化而发生的改变,必将造成缺陷定位的误差增
大。
3 探伤温度对超声波扩散角的影响
检测与监理
广东建材 2007 年第 5 期
探伤温度对超声波无损检测 缺陷定位、探伤灵敏度的影响
梁 驹 (广州穗监工程质量安全检测中心)
摘 要:本文通过对超声波探伤过程中斜探头 k 值、声波扩散角与探伤温度的关系进行定量分析,
探讨了探伤温度对缺陷定位、探伤灵敏度的影响,并提出了解决方法。
关键词:超声波探伤;探伤温度;k 值;扩散角
检测与监理
广东建材 2007 年第 5 期
图 2 横波声场
的入射平面内,温度升高时,斜探头扩散角以及上、下半 扩散角随之增大,波速指向性变差;温度降低时,扩散角 以及上、下半扩散角随之减小,波速指向性变好。同时,k 值越大,扩散角以及上、下半扩散角随温度的升高而增 大越快,随温度的降低而减小越快。
1-[
1.22×(2750-4T)
2
]
fD
⑼
为超声波的传播介质。总之,对于我们工程质量检测人 员来说,在平时工作中,必须重视检测环境改变造成的 影响,根据实际情况选用合适的检测工具,采用合适的
! b= 1.22×3230 ·
1-(
CL1
2
sinβ)
fD
Cs2
检测工艺,力图将检测误差尽可能减少,提高检测精度, 减少漏判和误判,保证工程的质量。●
一样具有良好的指向性,可以在被检材料中定向辐射,
只是波束的对称性与纵波声场有所不同:
在声束轴线与界面法线所决定的入射平面内,声束
不再对称于声束轴线,而是声束上半扩散角 θ 上。θ 上
大于声束下半扩散角 θ 下。
设:θ 上 =β2-β,θ 下 =β-β1
⑺
sinβ1=a-b,sinβ2=a+b
⑻
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对建筑装修材料的市场监督,逐步淘汰落后产品;建设 系统严把施工管理、工程竣工验收管理各阶段的检测工 作;社会各方面要普及建筑工程室内环境污染控制的有 关知识,提高全民室内环保意识,加强自我保护和社会 监督等,否则,控制室内环境污染将成为一句空话。●
- 110 -
广东建材 2007 年第 5 期
检测与监理
上产生反射、折射等特性来探测材料内部或表面缺陷。 由于具有检测厚度大、灵敏度高、速度快、成本低、能对 缺陷定位和定量、对人体无害等优点,超声探伤在实际 探伤尤其是焊缝探伤中得到广泛的应用。
为实现对缺陷的探伤,检测人员必须在探伤前对探 伤系统依据参考试块进行标定和调整,并保证其在探伤 过程中保持不变。但是,在实际检测中,尤其是现场检测 中,探伤系统的状态却随着检测环境、检测对象的不同 而发生改变。特别是探伤温度的变化会对斜探头的 k 值、超声波扩散角产生影响,从而影响缺陷的定位和探 伤灵敏度。因此,定量分析探伤温度对斜探头 k 值、超声 波扩散角的影响尤为重要。下面,就此问题,笔者进行分 析和讨论。
常用斜探头辐射的声场由第一介质中的纵波声场
与第二介质中的横波声场两部分组成,两部分声场是折
断的。为了便于理解和计算,我们将第一介质中的纵波
波源转换成轴线与第二介质中横波波束轴线重合的假
想横波波源,这时整个声场可视为由假想横波波源辐射
出来的连续的横波声场。同样,斜探头在工件中的横波
声场也可认为是假想声源辐射的横波声场,和纵波声场
4 结论
从上面的分析我们可以看到,由于探伤温度对有机
玻璃中纵波波速影响较大,造成了探伤温度较高时,探
伤灵敏度下降、缺陷定位误差增大。另外,探伤温度越
高,造成的误差就越明显。在实际探伤中,环境温度过
高、工件冷却不均匀等原因,都会对检测结构造成不良
图 3 横波声场半扩散角
影响。如果探伤温度与设计温度相差过大,我们必须采 取相应的措施使不良影响减少到最低限度。一方面我们
合格后再进行其它部分的装修施工,如检测不合格,应 情,恐怕不少企业将面临破产危险。建筑装修材料假冒
会同设计、监理等单位查找原因,采取相应的处理措施。 伪劣产品泛滥、市场管理混乱的局面由来已久,整治市
⑶工程各责任方应积极配合室内环境检测,保证现 场秩序将是一场“持久战”。作好工程建设的监督管理,
场情况能满足检测要求,以了解工程室内环境污染的真 要抓紧作好各项工作:生产企业要增强竞争意识和紧迫
k0=tanβ0 =tan[arcsin( CS2 ×sinα)] ⑶
C L1
=tan[arcsin( 3230 ×sinα)] 2730
=tan[arcsin(1.183sinα)]
由此可得,arctank0=arcsin(1.183sinα) 从而,有 sinα=0.845sin(arctank0) ⑷ 将⑵式代入⑶中,我们可得到斜探头实际 k 值与探
实情况,便于对室内环境污染超标的工程,具体情况具 感,努力提高产品的环境品质;有关行业管理部门须抓
体分析,及时采取有效措施加以整改。
紧进行产业结构调整,严格产品检测认证;要全面加强
5 结语
解决民用建筑工程室内环境污染问题还要走很长 的路,还存在许多困难。例如,控制材料的有害物质释放 量牵涉到成千上万的生产厂家,对大部分企业来说,提
伤温度 T 的关系:
k=tan[arcsin( 3230 sinα)] ⑸ 2750-4T
将⑷式代入⑸式中,我们可得到探伤温度为 T 时,
斜探头实际 k 值与设计 k 值 k0 之间的关系:
பைடு நூலகம்
k=tan{arcsin[ 2730 2750-4T