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超声波探伤仪原理与选型

2017-11-02
类别:基础知识
eye 91
文章创建人 拍明
  一、超声波探伤仪原理- -简介

  超声波探伤仪,顾名思义,是一种利用超声波来探测物体内部有无缺陷的仪器,可完成检测是否有缺陷、定位缺陷、评估缺陷和诊断缺陷等多种功能,具有携带方便、速度快、效率高、精度准、对物体无损伤等多种特点,不仅广泛用于实验室和工程现场,还在航空航天、化工行业、石油开采、机械制造、铁路交通等诸多领域有着广泛应用。

超声波探伤仪原理.png

  二、超声波探伤仪原理- -基本原理

  超声波探伤仪主要是利用超声波在物体中传播时受物体材料与结构等因素的影响会产生一定程度变化的原理来对物体缺陷(如裂纹、气孔、疏松、夹杂等)进行检测。常用的检测方法有多普勒效应法、透射法、反射法等,检测得到的信息经处理后以图像的形式显现出来。目前反射法应用最为广泛,接下来我们就对反射法探伤原理做以详细介绍。

  三、超声波探伤仪原理- -反射法

  反射法利用的是超声波的反射特性,即超声波在由一种介质传播至另一种介质的过程中,在两介质的交界面处会发生反射,且介质间差别越大反射程度也会越大。基于这种原理,在对物体缺陷进行检测时,可以先对物体发射超声波,然后对反射回来的超声波进行接收,通过对比所发射的与接受到的超声波的异同即可判定物体的内部结构,其是否含有缺陷,缺陷属于哪种类型,处于什么位置等等。

  总的来说,超声波探伤仪可以大致分为发射部分、接收部分与信息处理部分。其中,发射部分主要用于将电路产生的激励电信号传递给具有压电效应的晶体使其振动产生超声波;接收部分主要用于将压电晶体受到的反射后超声波的压力转换为电信号并传递至处理部分电路;信息处理部分主要用于对电信号进行一系列的处理最终以图像的形式显示在屏幕上。

  四、超声波探伤仪原理- -图像处理

  图像处理指的是将检测后的信号处理为图像的形式以供人们观察,目前已有A型、B型、C型、M型、F型等多种图像处理方法,其中使用最广泛的是A型,A型显示指的是其形成图像的横坐标为超声波在材料中的传播时间或距离,纵坐标为超声波反射的幅值,因此根据图形的形状就可以快速的对物体内部是否有缺陷、缺陷位置、大小等问题进行判断。除此之外,B型显示所形成的图像类似于物体内部某一横截面的解剖图,适于检测静态物体,医院里常做的B超使用的就是B型显示;M型显示所形成的图像类似于探测信息在物体内部的运动时序图,适于检测动态物体,对心脏、动脉血管的检测使用的就是M型显示;C型显示和F型显示由于操作不方便、显示结果不全面等原因逐步退出图像处理的舞台。

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  探测金属材料或部件内部的裂纹或缺陷。常用的探伤方法有:X射线探伤、超声波探伤仪、磁粉探伤、渗透探伤(着色探伤)、涡流探伤、萤光探伤、等方法。物理探伤就是不产生化学变化的情况下进行无损探伤。

  一、什么是无损探伤?

  答:无损探伤是在不损坏工件或原材料工作状态的前提下,对被检验部件的表面和内部质量进行检查的一种测试手段。

  二、常用的探伤方法有哪些?

  答:常用的无损探伤方法有:X光射线探伤、超声波探伤、磁粉探伤、渗透探伤、涡流探伤、γ射线探伤、萤光探伤、着色探伤等方法。

  三、试述磁粉探伤的原理?

  答:它的基本原理是:当工件磁化时,若工件表面有缺陷存在,由于缺陷处的磁阻增大而产生漏磁,形成局部磁场,磁粉便在此处显示缺陷的形状和位置,从而判断缺陷的存在。

  四、试述磁粉探伤的种类?

  1、按工件磁化方向的不同,可分为周向磁化法、纵向磁化法、复合磁化法和旋转磁化法。

  2、按采用磁化电流的不同可分为:直流磁化法、半波直流磁化法、和交流磁化法。

  3、按探伤所采用磁粉的配制不同,可分为干粉法和湿粉法。

  五、磁粉探伤的缺陷有哪些?

  答:c设备简单、操作容易、检验迅速、具有较高的探伤灵敏度,可用来发现铁磁材料镍、钴及其合金、碳素钢及某些合金钢的表面或近表面的缺陷;它适于薄壁件或焊缝表面裂纹的检验,也能显露出一定深度和大小的未焊透缺陷;但难于发现气孔、夹碴及隐藏在焊缝深处的缺陷。

  六、缺陷磁痕可分为几类?

  答:1、各种工艺性质缺陷的磁痕;

  2、材料夹渣带来的发纹磁痕;

  3、夹渣、气孔带来的点状磁痕。

  七、试述产生漏磁的原因?

  答:由于铁磁性材料的磁率远大于非铁磁材料的导磁率,根据工件被磁化后的磁通密度B=μH来分析,在工件的单位面积上穿过B根磁线,而在缺陷区域的单位面积上不能容许B根磁力线通过,就迫使一部分磁力线挤到缺陷下面的材料里,其它磁力线不得不被迫逸出工件表面以外出形成漏磁,磁粉将被这样所引起的漏磁所吸引。

  八、试述产生漏磁的影响因素?

  答:1、缺陷的磁导率:缺陷的磁导率越小、则漏磁越强。

  2、磁化磁场强度(磁化力)大小:磁化力越大、漏磁越强。

  3、被检工件的形状和尺寸、缺陷的形状大小、埋藏深度等:当其他条件相同时,埋藏在表面下深度相同的气孔产生的漏磁要比横向裂纹所产生的漏磁要小。

  九、某些零件在磁粉探伤后为什么要退磁?

  答:某些转动部件的剩磁将会吸引铁屑而使部件在转动中产生摩擦损坏,如轴类轴承等。某些零件的剩磁将会使附近的仪表指示失常。因此某些零件在磁粉探伤后为什么要退磁处理。

  十、超声波探伤的基本原理是什么?

  答:超声波探伤是利用超声能透入金属材料的深处,并由一截面进入另一截面时,在界面边缘发生反射的特点来检查零件缺陷的一种方法,当超声波束自零件表面由探头通至金属内部,遇到缺陷与零件底面时就分别发生反射波来,在荧光屏上形成脉冲波形,根据这些脉冲波形来判断缺陷位置和大小。

  十一、超声波探伤与X射线探伤相比较有何优的缺点?

  答:超声波探伤比X射线探伤具有较高的探伤灵敏度、周期短、成本低、灵活方便、效率高,对人体无害等优点;缺点是对工作表面要求平滑、要求富有经验的检验人员才能辨别缺陷种类、对缺陷没有直观性;超声波探伤适合于厚度较大的零件检验。

超声波探伤仪原理.png

  十二、超声波探伤的主要特性有哪些?

  答:1、超声波在介质中传播时,在不同质界面上具有反射的特性,如遇到缺陷,缺陷的尺寸等于或大于超声波波长时,则超声波在缺陷上反射回来,探伤仪可将反射波显示出来;如缺陷的尺寸甚至小于波长时,声波将绕过射线而不能反射;

  2、波声的方向性好,频率越高,方向性越好,以很窄的波束向介质中辐射,易于确定缺陷的位置。

  3、超声波的传播能量大,如频率为1MHZ(100赫兹)的超生波所传播的能量,相当于振幅相同而频率为1000HZ(赫兹)的声波的100万倍。

  十三、超生波探伤板厚14毫米时,距离波幅曲线上三条主要曲线的关系怎样?

  答:测长线 Ф1 х 6 -12dB

  定量线 Ф1 х 6 -6dB

  判度线 Ф1 х 6 -2dB

  十四、何为射线的“软”与“硬”?

  答:X射线穿透物质的能力大小和射线本身的波长有关,波长越短(管电压越高),其穿透能力越大,称之为“硬”;反之则称为“软”。

  十五、用超生波探伤时,底波消失可能是什么原因造成的?

  答:1、近表表大缺陷;2、吸收性缺陷;3、倾斜大缺陷;4、氧化皮与钢板结合不好。

  十六、影响显影的主要因素有哪些?

  答:1、显影时间;2、显影液温度;3、显影液的摇动;4、配方类型;5、老化程度。

  十七、什么是电磁感应?

  答:通过闭合回路的磁通量发生变化,而在回路中产生电动势的现象称为电磁感应;这样产生电动势称为感应电动势,如果导体是个闭合回路,将有电流流过,其电流称为感生电流;变压器,发电机、各种电感线圈都是根据电磁感应原理工作。

  十八、简述超生波探伤中,超生波在介质中传播时引起衰减的原因是什么?

  答:1、超声波的扩散传播距离增加,波束截面愈来愈大,单位面积上的能量减少。

  2、材质衰减一是介质粘滞性引起的吸收;二是介质界面杂乱反射引起的散射。

  十九、CSK-ⅡA试块的主要作用是什么?

  答:1、校验灵敏度;2、校准扫描线性。

  二十、影响照相灵敏度的主要因素有哪些?

  答:1、X光机的焦点大小;2、透照参数选择的合理性,主要参数有管电压、管电流、曝光时间和焦距大小;3、增感方式;4、选用胶片的合理性;5、暗室处理条件;6、散射的遮挡等。


责任编辑:Davia

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标签: 超声波探伤仪

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