《焊接检测技术 教学课件 ppt 作者 马世辉 《焊接检测技术》超声检测》由会员分享，可在线阅读，更多相关《焊接检测技术 教学课件 ppt 作者 马世辉 《焊接检测技术》超声检测（147页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、承德石油高等专科学校,主要内容,学习情境一-超声波检测 学习情境二-射线检测 学习情境三-渗透检测 学习情境四-磁粉检测,超 声 波 检 测,任务一 超声波探伤仪的使用,知识要点： 超声波探伤仪的组成 超声波探头的结构 超声波探伤仪的连接,具体任务,1.仪器使用？ 2.各个旋钮代表意思及其调节 3.仪器与探头的配合使用,任务目标,会使用仪器，为进行下一步学习任务仪器校准做好准备,资讯资料建议,1.学生手里资料：教学方案实施，学生工作页，学生课业，评分标准 2.书 3、网站 中国工业检测网http:/ 无损检测检测网http:/ 无损检测标准网http:/ 中国无损检测学会信息网http:/ 无
2、损检测咨询网http:/ 中国机械工程学会无损检测学会网http:/www.chsndt.org/ndt/ The American Society for Nondestructive Testing (NDT)美国无损检测学会http:/www.asnt.org/ British Institute of Non-Destructive Testing 英国无损检测学会http:/www.bindt.org/ European Federation for Non-Destructive Testing无损检测欧洲联盟http:/www.efndt.org/ 百度http:/ 谷歌http
3、:/ （1）能动声源探伤仪（声发射） （2）被动声源探伤仪 2、以声波的联续性来分 （1）脉冲波探伤仪 （2）连续波探伤仪 （3）调频波探伤仪,3、以缺陷的显示来分 （1）A型显示探伤仪：为幅度显示 （2）B型显示探伤仪：为图像显示 （3）C型显示探伤仪：为图像显示 4、以声波的通道来分 （1）单通道探伤仪 （2）多通道探伤仪,超声波检测按工作原理可分为脉冲反射法、穿透法和共振法等；按缺陷显示方法可分为A、B、C及3D显示法等；按声耦合方式可分为直接接触法和液浸法等。焊接接头超声波检测应用最广的是直接接触A型脉冲反射式检测法。,1-1 超声波检测原理及应用范围,（一）检测原理 1. A型显示超
4、声波检测原理 当用单探头（收发并用）探伤时，探头受电脉冲激励发射出超声波，声波在工件中传播到缺陷或底面就产生反射被探头接收，并将超声信号转换成电信号经放大器放大后，在荧光平上以脉冲信号显示出来。即A型显示。,2、B型显示超声波检测原理 该法是把反射波作为辉度调制信号，缺陷以亮点表示。 3、C型显示超声波检测原理 该法是显示工件内部缺陷的平面图像。当探头在试样上沿坐标移动，则在显示器上的横坐标和纵坐标分别表示探头在工件表面上的坐标位置，缺陷还以两点表示，可显示缺陷的平面图像。,4、3D型显示超声波检测原理 该法是把、C显示结合起来的一种方法，产生一个准三维的投影图像，能表示缺陷的形状、大小及空间
5、位置。 上述的 B、C、3D显示，虽然能把缺陷的形状、大小和位置显示出来，但在目前的工业无损探伤中，由于存在种种困难，还应用的不广泛。而在工业生产中大量应用的是A型脉冲反射式仪器，所以在以后的章节中均以叙述A型脉冲反射法为主。,（二）超声波检测的应用范围,超声波检测范围应用很广，可用于坯材、型材、焊缝等的检测。 焊接接头超声波检测的执行标准是GB/T 11345-2005钢焊缝手工超声波伤方法和伤 结果分级。标准规定：凡母材不小于8mm的铁素体类钢全焊透溶化焊、对接焊缝或其他形式的焊缝，可用超声波检验。铸钢、奥氏体不锈钢焊缝，外径小于159mm的钢管对接焊缝，内径小于等于200mm的管座角焊缝
6、，外径小于50mm和内外径之比小于80%的纵向焊缝等，不宜采用超声波检测。,超声波实验仪原理框图,CTS22,1-2掌握并使用超声波探伤仪,（一）仪器的主要旋钮及其作用,（1）“辉度”、“聚焦”和“辅助聚焦”。“辉度”旋钮用以调节扫描线亮度。“聚焦”和“辅助聚焦”相互配合调节扫描线的清晰度。 （2）“水平”和“垂直”。“水平”旋钮调节扫描线的水平位置，向左或向右移动。有些仪器上标作“零点”旋钮。“垂直”旋钮可调节扫描线的垂直位置，使扫描线作上下移动。,（3）“重复频率”。该旋钮调节同步脉冲的频率。在一般手工探伤的仪器中，重复频率的上限与探测深度粗调旋钮相对应。而用于自动探伤的仪器中该二旋钮一般
7、各自独立，因而需注意重复频率与探测深度及探伤速度之间的关系。探伤速度越高，所要求的重复频率越高。但若重复频率过高，即在缺陷回波还未来得及出现之前第二次同步讯号就促使重新扫描，则此时会引起缺陷漏检。另外，也容易引起所谓“鬼”信号，在示波屏上出现前次脉冲产生的反射信号。,（4）“发射强度”。该旋钮（或拨动开关）通过改变仪器内探头的旁路电阻改变仪器与探头的阻抗匹配，以改变探头晶片激励电压。从而达到改变探头发射脉冲强度的目的。 在探伤灵敏度足够的情况下，一般使用低发射强度。此时脉冲宽度较窄。因而分辨力较好。当材料衰减严重和灵敏度要求较高时，可用强发射。这样可提高灵敏度和信噪比。,（5）“增益”。“增益
8、”旋钮又称为“灵敏度”控制旋钮，用以控制仪器Y轴放大器的放大量。 （6）“抑制”。该旋钮的调节主要是限制检波后信号的输出幅度，从而抑制幅度较小的杂波。由于一般仪器的抑制是非线性的，所以使用抑制后，仪器的垂直线性变坏，动态范围变小。在探伤时容易造成缺陷漏检。因此在一般情况下不用抑制旋钮。,（7）“衰减器”。衰减器也是仪器灵敏度的控制器之一。接收探头给出的电信号在进入放大器之前，先经过衰减器。从衰减器上可以读出信号衰减的精确分贝数。它主要用于对缺陷信号的当量定量。,（8）“深度补偿”。通过改变放大器电路在不同扫描时刻的放大量实现深度补偿。它可以补偿超声波在介质中传播时的衰减，或抑制局部区域的噪声。
9、一般仪器的深度补偿曲线的调节总是有限的，并不是按要求将当量回波水平调到同一水平上。同时，使用“深度补偿”后破坏了原有的AVG曲线（距离-增益-尺寸）的规律，使当量计算成为不可能。因此在实际探伤时一般不用“深度补偿”。,（9）“延迟”或“扩展”。同步脉冲经一定时间延迟后控制扫描发生器产生锯齿波。“延迟”旋钮用以调节时基线延迟时间的长短。由于它实际上可起扩展示波管显示范围的作用，故又称作“扫描扩展”。真正的“扩展”旋钮用以扩展局部范围水平扫描比例，提高读数精度。,（10）“深度”。通过调节锯齿波扫描斜率来调节时基线的比例。从而调节仪器时基线所代表的检测深度范围。 一般仪器的“深度”调节旋钮有两只，
10、即“深度粗调”和“深度微调”旋钮。有的仪器的深度微调标志成“材料声速”。 （11）“探头选择”。一般仪器的“探头选择”标为“单、双”选择开关（或旋钮）。它主要用以选择是采用单探头还是双探头进行超声波探伤。,（12）“频率选择”。一般仪器都有“频率选择”旋钮，用以选择放大器的中心频率，以与探头相配。近来仪器采用宽频带放大器与窄频带探头配合的工作状态。此时工作频率完全取决于探头，仪器就不设“频率选择”旋钮。 各种型号的超声波探伤仪使用方法大致相同，下面仅介绍CTS-21型和CTS-22型仪器的使用方法。,任务二 超声波探伤仪的校准,知识要点： 超声波探伤仪性能参数的测试方法 直探头性能参数及其测定
11、 斜探头性能参数及其测定 探头的选择和合理使用,任务背景,1.已经完成了使用仪器，会使用超声波探伤仪 2.调试完斜探头的前沿长度以及K值。 3.基本了解了缺陷的反射波在示波屏是什么样,具体任务,1.仪器校准是干什么用的？ 2.校准方法有几种，选择依据？ 3.各种方法如何操作？,任务目标,将仪器校准好为进行下一步学习任务做好准备,1.超声波探伤仪和探头的主要性能指标,仪器和探头的性能包括仪器的性能、探头的性能及仪器与探头的综合性能。 仪器的性能：仅与仪器有关的性能，如仪器的垂直线形、水平线形和动态范围等。 探头的性能：仅与探头有关的性能，如探头的入射点、k值或折射角、主声束偏离和双峰情况等。 仪
12、器与探头的综合性能： 是指不仅与仪器有关而且与探头有关的性能，如分辨力、盲区、灵敏度余量等。,发射脉冲 指用来产生超声波的电脉冲，俗称始脉冲或始波。 脉冲宽度 荧光屏上回波根部的宽度。 发射脉冲宽度 指发射脉冲的持续时间，也即发射脉冲在荧光屏上显示波形根部宽度，俗称始波占宽。,有关术语的解释,穿透力 对于平行平面工作，第一个底波或第一个穿透波的波高在荧光屏上小到刚刚能显示出来时的被测工件的厚度。 探测范围 荧光屏上整个时间轴所代表的声程范围。 刻度板 亦称面板，指装在荧光屏前面的带有纵横刻度线的透明板。,回波信号 指荧光屏上显示的自界面反射回来的声波产生的信号。 波高 荧光屏上显示的回波垂直高
13、度。常用标准刻度的垂直高度或分贝值来表示。 底波 由工件底面反射的回波。 仪器噪声 由于工件噪音引起的出现在荧光屏上的小信号。,信噪比 所要探测的最小缺陷的信号幅度与杂波幅度之比。 入射点 声束轴线与探伤面的交点。 探头前距离 斜探头的入射点距底面的距离。 斜探头k值 斜探头在被探工件中折射角（）的正切值，即k=tg(),L0,M,L0=R-M,K=tg,L,L0,50半径251035,超声波仪器性能,垂直线性 超声波探伤仪的接收信号与示波屏所显示的反射波幅度之间按比例显示的程度。 垂直线性的优劣将直接影响仪器的定量精度 优劣以测定的比值与理论比值的偏差大小来表示。根据相关规定，垂直线性误差不
14、大于8%。,水平线性（时基线性） 荧光屏中的反射波位置和实际的检测距离之间成正比的程度 水平线性的优劣将直接影响仪器的定位精度 规定相对误差不能超过1%,动态范围 动态范围是在增益不变时，示波屏上能分辨的最大反射面积与最小反射面积波高之比 通常以分贝（dB）表示。 规定仪器的动态范围不小于26dB.,灵敏度余量 灵敏度是超声波探伤仪与探头组合后所具有的探测最小缺陷的能力。 可检出的缺陷愈小或检出同样大小缺陷的可探测距离愈大，表示仪器和探头组合后的灵敏度愈高。,二、超声波探头,（一）探头的作用,超声波的产生和接收过程是一种能量的转换过程，是通过探头来实现电能和声能转换的。因此探头也称为超声换能器
15、或电声换能器，其主要作用是： 1、实现声/电能转换 2、控制超声波的指向性和干扰区的影响范围。 3、控制工作频率，因为频率越高，波长越短，可提高探伤灵敏度。,（二）探头的种类及结构,1-外壳 2-晶片 3-吸收背衬 4-电极接线 5-匹配电感 6-接插头 7a-保护膜,直探头 发射/接收纵波 由外壳、吸收块、保护膜等组成,直探头各部分作用,压电晶片 由压电材料切割成薄片制成，晶片两表面敷有银层作电极，底层引出的导线接发射端， 上层接地。 吸收块由环氧树脂、硬化剂、增塑剂、橡胶液和钨粉等浇铸在晶片背面上。其作用是吸收压电晶片自由振荡产生的杂波。又称阻尼块，阻尼越大，分辨率越高。 保护膜可使压电晶片免于和工件直接接触受磨损，其中软膜(耐磨橡胶、塑料等)用于粗糙表面的工件，硬膜(不锈钢片、刚玉片、环氧树脂答)声能量损失小，比软膜应用广。 外壳保护、固定作用,斜探头 发射/接收横波 由外壳、吸收块、透声楔等组成 透声楔是与直探头最大的区别 透声楔的材料一般为有机玻璃,1-外壳 2-晶片 3-吸收背衬 4-电极接线 5-匹配电感 6-接插头 7b-斜楔,联合双探头,超
