超声探伤检测实验

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1、工程结构件现代检测技术工程结构件现代检测技术- - 课内实验课内实验 材料成型与控制工程专业材料成型与控制工程专业 1602 1602室徐越兰室徐越兰超声探伤检测实验超声探伤检测实验12024/7/27实验一、超声探一、超声探伤检测实验 一、试验主要内容：一、试验主要内容： 掌握掌握焊接接接接头超声波超声波纵波探波探伤检测基本方基本方法。法。2024/7/272二、实验内容二、实验内容 分别选择不同频率的纵波探分别选择不同频率的纵波探头测试焊接接头；观察分析探伤头测试焊接接头；观察分析探伤波形，测定焊接缺陷的位置和大波形，测定焊接缺陷的位置和大小。掌握判定缺陷性质的波形方小。掌握判定缺陷性质的

2、波形方法。法。32024/7/27三、实验仪器设备和材料三、实验仪器设备和材料42024/7/271 1、设备：、设备：CTS-22CTS-22超声探伤仪、不超声探伤仪、不同频率的直探头、耦合剂；同频率的直探头、耦合剂；2 2试样：焊接接头若干、标准试试样：焊接接头若干、标准试块（块（IIWIIW试块）、人工缺陷试块试块）、人工缺陷试块（自制）。（自制）。四、实验原理四、实验原理参见实验指导书。参见实验指导书。52024/7/27五、实验方法和步骤五、实验方法和步骤1.1.试件检测面的选择和准备试件检测面的选择和准备 为了保证检测面的能良好的声耦合，为了保证检测面的能良好的声耦合，进行超声检测

3、前应目视检查试件表面，去进行超声检测前应目视检查试件表面，去除松动的氧化皮、毛刺、油污等。如果个除松动的氧化皮、毛刺、油污等。如果个别部位不可能清除，应作标记，供质量评别部位不可能清除，应作标记，供质量评定时参考。定时参考。2024/7/2762.2.探头频率的选择探头频率的选择探探头频率在很大程度上决定超声波率在很大程度上决定超声波对缺陷的缺陷的探探测能力。能力。频率高率高时，波，波长短、声束窄、短、声束窄、扩散散角小、能量集中、因而角小、能量集中、因而发现小缺陷的能力小缺陷的能力强，横向分辨力好，缺陷定位准确；但横向分辨力好，缺陷定位准确；但扫查空空间小，小，仅能能发现声束声束轴线附近的缺

4、陷。附近的缺陷。材料中超声波的衰减与材料中超声波的衰减与频率有极大的关系，率有极大的关系，频率越高，衰减越大。率越高，衰减越大。对于金属材料，超声波于金属材料，超声波的波的波长与金属晶粒大小相当或更小与金属晶粒大小相当或更小时，即，即频率率过高或晶粒粗大高或晶粒粗大时，衰减很，衰减很显著，往往得不到著，往往得不到足足够的穿透能等。的穿透能等。2024/7/277由此，由此，频率率选择的一般原的一般原则是：是：对于小缺陷、近表面缺陷或薄件的于小缺陷、近表面缺陷或薄件的检测，可，可选择较高高频率；而率；而对于大厚度于大厚度试件、高衰减材料，件、高衰减材料，应选择较低低频率。在灵敏度率。在灵敏度满足

5、要求的情况下，足要求的情况下，选择宽带探探头可提高分辨力和信噪比。可提高分辨力和信噪比。针对具具体体对象，适用的象，适用的频率需在上述考率需在上述考虑当中取得一当中取得一个最佳的平衡，即保个最佳的平衡，即保证所需尺寸缺陷的所需尺寸缺陷的检出，出，并并满足分辨力的要求，也要保足分辨力的要求，也要保证整个整个检测范范围内足内足够的灵敏度和信噪比。的灵敏度和信噪比。2024/7/2783.3.耦合剂的选择耦合剂的选择接触法接触法检测常常选用甘油、机油、用甘油、机油、化学化学浆糊等有一定粘度的耦合糊等有一定粘度的耦合剂，但在，但在试件表件表面非常光滑面非常光滑时，有，有时也采用水作也采用水作为耦合耦合

6、剂。对于于钢材等易材等易锈的材料，常采用机油、的材料，常采用机油、变压器油器油等，不宜采用甘油和水作等，不宜采用甘油和水作为耦合耦合剂。对于于试件件表面表面为竖直状直状态等耦合等耦合剂易流失的情况，需易流失的情况，需选择粘度粘度较高的耦合高的耦合剂。液浸法。液浸法检测最常用水作最常用水作耦合耦合剂，水中的，水中的杂质会引起声波会引起声波较大的衰减，大的衰减，因此，所用的水必因此，所用的水必须是是洁净的。本的。本实验中中选甘甘油作油作为耦合耦合剂。2024/7/2794.4.检测仪器的调节检测仪器的调节 为实施一项超声检测，先要进行为实施一项超声检测，先要进行检测仪器的调整，对于检测仪器的调整，

7、对于A A型显示来说，型显示来说，主要是对仪器进行时基线调整和检测主要是对仪器进行时基线调整和检测灵敏度调整，以保证在确定的检测范灵敏度调整，以保证在确定的检测范围内发现规定尺寸的缺陷，并对缺陷围内发现规定尺寸的缺陷，并对缺陷的位置和大小进行定量评定。的位置和大小进行定量评定。102024/7/27（1）时基基线的的调整整时基基线调整比例：确定水平刻度整比例：确定水平刻度值（格）与（格）与实际声程差声程差（mm）的比）的比例，使最大声程例，使最大声程测量范量范围的底波反射的底波反射显示在示在仪器水平基器水平基线80100。为方便方便读数本数本实验一般使其与一般使其与40格重叠。格重叠。2024

8、/7/2711零位零位调节：时基基线比例比例调整好后，需采整好后，需采用延尺旋用延尺旋钮，将声程零位置于所，将声程零位置于所选定的定的水平刻度水平刻度线上，通常接触法上，通常接触法检测时，声，声程零位放在程零位放在时基基线的零点，的零点，时基基线的的读数直接数直接对应反射波的深度。反射波的深度。2024/7/2712（2 2）检测灵敏度的调整）检测灵敏度的调整 探探伤灵敏度是指在确定的探灵敏度是指在确定的探测范范围内的最大声程内的最大声程处发现规定大小缺陷的能力。例如探定大小缺陷的能力。例如探伤某工件的某工件的灵敏度灵敏度为400/400/2,2,表示在表示在400mm400mm处2 2平底孔

9、回波正平底孔回波正好达基准高，即在好达基准高，即在400mm400mm处发现2 2平底孔当量的缺平底孔当量的缺陷。陷。探探伤灵敏度一般是根据有关灵敏度一般是根据有关标准或技准或技术要求来确要求来确定的。通定的。通过调节仪器上的器上的“增益增益”、“衰减器衰减器”等灵敏度旋等灵敏度旋钮来来实现。常用的灵敏度常用的灵敏度调节方法有方法有1.1.试块调节法法 2.2.工件底工件底波波调节法法2024/7/27131.1.试块调节法法如探如探伤厚度厚度为200mm200mm锻件，探件，探伤灵敏度灵敏度200/ 2.200/ 2.灵敏度灵敏度调节方法先加方法先加工一工一块材材质、声程与工件相同的、声程与

10、工件相同的22的平底孔的平底孔试块，将探，将探头对准准试块上上的的 2 2平底孔。平底孔。调节仪器使器使 2 2的最高回波达的最高回波达50%50%（或（或80%80%）基准高即）基准高即可。若可。若试块与工件耦合不好，与工件耦合不好，还应考考虑耦合耦合补偿。2.2.工件底波工件底波调节法法利用工件底波利用工件底波调节灵敏度是根据工件底波与同深度（或不同深度）的灵敏度是根据工件底波与同深度（或不同深度）的特定人工缺陷回波高度的分特定人工缺陷回波高度的分贝差差为定定值，由以下公式推出，由以下公式推出，X-X-探探测面据底面距离；面据底面距离； - -要求要求检测的最小平底孔当量尺寸。的最小平底孔

11、当量尺寸。检测时将探将探头对准工件底面，准工件底面，仪器保留足器保留足够的衰减余量，一般的衰减余量，一般 （+510dB+510dB）, ,调节增益使底波最高达增益使底波最高达50%50%（或（或80%80%）基准高，然后用）基准高，然后用“衰减器衰减器”增益增益dB(dB(即衰减量减少即衰减量减少dB)dB)，这时探探伤灵敏度就灵敏度就调好了。好了。2024/7/2714（2 2）检测灵敏度的调整）检测灵敏度的调整5.5.扫描扫描152024/7/27（1）扫查方式：全面方式：全面扫查和局部和局部扫查两种两种方式；方式；（2）扫查速度：速度：扫查速度速度应当适当，在目当适当，在目视观察察时应

12、能保能保证缺陷回波被有把握地缺陷回波被有把握地看清，在自看清，在自动记录时，则要保要保证记录装装置能有明确的置能有明确的记录。（3）扫查间距：距：扫查间距通常根据探距通常根据探头的的最小声束最小声束宽度，保度，保证两次两次扫查之之间有一有一定比例的覆盖。定比例的覆盖。6.6.缺陷的评定缺陷的评定（1 1）缺陷平面位置的确定）缺陷平面位置的确定（2 2）缺陷埋藏深度的确定）缺陷埋藏深度的确定（3 3）缺陷尺寸的评定）缺陷尺寸的评定162024/7/27172024/7/277 7、超声波探伤仪的使用方法、超声波探伤仪的使用方法（1）把探）把探伤仪接上接上稳压电源，源，闭合合仪器面器面板上的板上的

13、电源开关；源开关；（2）接好探）接好探头；（3）调节探探伤仪的的“辉度度”、“聚焦聚焦”、“扫描水平和垂直位置描水平和垂直位置”旋旋钮，并使起始，并使起始波的前沿波的前沿对准准标准尺零点；准尺零点；2024/7/2718192024/7/27（4）清理）清理试件表面，涂上耦合件表面，涂上耦合剂；（5）调节“深度深度”旋旋钮，把，把“微微调”控制控制旋旋钮调到零位；把到零位；把“粗粗调”控制旋控制旋钮调到和到和试件厚度范件厚度范围相当的档数；适当相当的档数；适当调节“微微调”旋旋钮，以便，以便测读荧光屏上底光屏上底（6）用）用标波的位置；准波的位置；准试块校校验仪器的器的时基基线和校正零和校正零

14、点等点等；202024/7/27（7）校）校验试块和和焊件的缺陷；件的缺陷；（8）探）探伤完完毕后，切断后，切断电源，卸下探源，卸下探头；（9）结果果记录与与报告的告的编写。写。实验二二 焊接接接接头X射射线探探伤评片片实验一一、实验目的目的掌握焊缝接头X射线探伤的质量分级评定。二二、实验内容内容依据从底片上得到的工件缺陷数据，按照验收标准或技术条件对焊件质量级别作出评定。2024/7/2721三三、实验仪器器设备和材料和材料1、不同坡口的焊接接头X射线探伤底片。2、X射线底片评片机。2024/7/2722四四、实验原理原理射线检测的理论基础为当强度均匀的射线束透射物体时，如果物体局部区域存在

15、缺陷或结构存在差异，它将改变物体对射线的衰减，使得不同部位透射射线强度不同，这样，采用一定的检测器（例如，射线照相中采用胶片）检测透射射线强度，就可以判断物体内部的缺陷和物质分布等。2024/7/2723五、五、实验方法和步方法和步骤对焊件的射线照相检验结果，进行质量评定的基本步骤：1准备：充分理解和掌握焊缝接头质量验收标准（钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级 GB 3323-1987）；2024/7/27242整理数据：对从射线底片得到的缺陷数据进行归纳、分析；（1）审查缺陷类型，判断是否存在不允许存在的缺陷，以便直接确定质量级别； (2）对允许存在的缺陷，首先审查是否存在尺寸超过质量级别规

16、定的情况；（3）确定可能的评定区，按缺陷类型在评定区进行质量分级评定。2024/7/27253分级评定：依据质量验收标准的规定对工件的质量级别进行评定；4结论：依据质量分级的结果对工件质量作出结论。2024/7/2726六、思考六、思考题1讨论附图中导致缺陷与焊缝色差原因。2讨论透度计的作用。 2024/7/2727实验四四 着色渗透探着色渗透探伤检测实验一、一、实验目的目的掌握着色渗透探伤检测非孔性材料表面开口的缺陷方法（焊件焊缝）。二、二、实验内容内容用溶剂去除型着色渗透检测焊缝及其周边金属。2024/7/2728三、三、实验器材器材1、喷罐式溶剂去除型着色渗透检测材料：一套（其灵敏度符合

17、实验要求）；2、试板；3、白光灯、放大镜；4、钢丝刷、砂纸、锉刀等工具；5、无绒布或纱布。2024/7/2729四、四、实验原理原理着色探伤原理：将含有染料的渗透液涂敷在被检工件表面，利用液体的毛细作用，使其渗入表面开口缺陷中，然后再除去工件表面多余的渗透液，干燥后施加显象剂，将缺陷中的渗透液吸附到工件表面上，再观察反映缺陷形状的迹痕，进行缺陷的质量评定。下图1为着色渗透探伤原理示意图。2024/7/2730着色渗透探伤原理示意图2024/7/2731五、五、实验步步骤1、预处理：先用钢丝刷、砂纸、锉刀等工具清理试板的检测区域，及检测部位四周向外扩展约25mm，去除试板表面的锈迹等污物；再用清

18、洗剂清洗试板的受检表面，以除去油污和污垢。2024/7/27322、渗透：将渗透液喷涂于清洗干净好的试板受检面，渗透时间为10mi，环境温度为1550；在整个渗透时间内，渗透液必须润湿受检表面，保护不干状态。3、去除：渗透完毕后，先用干布擦去表面多余渗透液，然后用沾有去除剂的无绒布擦拭，擦拭时，应朝一个方向擦拭，不能往复擦拭。2024/7/27334、显像：将显像剂喷涂于受检表面，喷涂时，喷嘴距被检工件表面一般以300400mm为宜，喷洒方向与受检表面夹角为3040，以形成薄而均匀的显像剂层，显像剂层厚度以0.050.07mm为宜。5、观察检测：显像结束后，应在白光下进行检测，必要时，可用510倍放大镜观察。6、记录并出具报告：做好记录并根据标准、规范或技术文件进行质量评定，最后出具报告。2024/7/2734六、思考六、思考题1渗透探伤有那些种类？适合的应用场合有那些？2渗透探伤过程应注意那些事项？2024/7/2735