第7章 板材和管材超聲檢測

1、1主講教師：王秋萍主講教師：王秋萍Xi an Polytechnic University第第7 7章章 板材和管材超聲檢測板材和管材超聲檢測2u 鋼板超聲檢測鋼板超聲檢測u 管材超聲檢測管材超聲檢測主要內(nèi)容主要內(nèi)容37.1 鋼板超聲檢測鋼板超聲檢測u 鋼板中常見缺陷鋼板中常見缺陷 u 鋼板的檢測方法鋼板的檢測方法u 掃查方式掃查方式u 檢測范圍與靈敏度的調(diào)整檢測范圍與靈敏度的調(diào)整u 缺陷的判別與測定缺陷的判別與測定u 鋼板質(zhì)量級別判定鋼板質(zhì)量級別判定 Xi an Polytechnic University4一、鋼板常見缺陷一、鋼板常見缺陷u 分層是板柸中縮孔、夾渣等在軋制過程中未熔合而形成

2、的分離層。分層是板柸中縮孔、夾渣等在軋制過程中未熔合而形成的分離層。u 折疊是鋼板表面局部形成互相折合的雙層金屬。折疊是鋼板表面局部形成互相折合的雙層金屬。u 白點(diǎn)是鋼板在軋制后冷卻過程中氫原子來不及擴(kuò)散而形成的。白點(diǎn)是鋼板在軋制后冷卻過程中氫原子來不及擴(kuò)散而形成的。u 由于鋼板中的分層、折疊等缺陷經(jīng)過軋制等工序，因此它們大都平由于鋼板中的分層、折疊等缺陷經(jīng)過軋制等工序，因此它們大都平 行于板面。行于板面。Xi an Polytechnic University5 1. 1.鋼板的分類鋼板的分類二、鋼板的檢測方法二、鋼板的檢測方法。，用縱波直探頭檢測法厚板：中板：中厚板：，用板波檢測法。薄板：

3、mm4040mm6mm6mm6Xi an Polytechnic University6 2. 2. 板波檢測法板波檢測法(1) (1) 定義：在板厚與波長相當(dāng)?shù)谋“逯袀鞑サ牟?，稱為板波。定義：在板厚與波長相當(dāng)?shù)谋“逯袀鞑サ牟?，稱為板波。 (2) (2) 分類：分類：SA對稱性型蘭姆波非對稱性型Xi an Polytechnic University7(3) (3) 蘭姆波的產(chǎn)生蘭姆波的產(chǎn)生當(dāng)外力的節(jié)奏與板中的振動(dòng)合拍，及共振時(shí)，可以獲得比較強(qiáng)的板波。當(dāng)外力的節(jié)奏與板中的振動(dòng)合拍，及共振時(shí)，可以獲得比較強(qiáng)的板波。Xi an Polytechnic University8原理：原理：若板波中蘭姆

4、波相速度的一個(gè)波長若板波中蘭姆波相速度的一個(gè)波長 B與透聲楔中縱波的一個(gè)波長與透聲楔中縱波的一個(gè)波長 A相對應(yīng)時(shí)，板的振動(dòng)就剛好與透聲楔中縱波的振動(dòng)產(chǎn)生共振。相對應(yīng)時(shí)，板的振動(dòng)就剛好與透聲楔中縱波的振動(dòng)產(chǎn)生共振。PBAcc11sin式中：式中：c1 - 透聲楔中縱波速度。透聲楔中縱波速度。 cP - 板中相速度。板中相速度。 1 - 縱波入射角?？v波入射角。Xi an Polytechnic University9111111111221121S3mm2MHz6MHz mm5000m s3MHz9MHz mm3800m s27302730sin33.1sin45.950003800ppppdf

5、f dcSff dcScccScS例：要求用蘭姆波 檢測的薄板。當(dāng)時(shí)，時(shí)，當(dāng)時(shí)，時(shí)，。相應(yīng)地，11112211112212122210MHz3600m s5300m sA4100m s27302730sin49.32sin31360053002730sin41.754100pppppppppAApf dcScSccccScSccA例：當(dāng)時(shí)，。所以，Xi an Polytechnic University10(4) (4) 蘭姆波探傷方法蘭姆波探傷方法若在試件端面信號前面有信號出現(xiàn)時(shí)，則為缺陷信號。若在試件端面信號前面有信號出現(xiàn)時(shí)，則為缺陷信號。Xi an Polytechnic Univers

6、ity11 3. 3.中厚板檢測方法中厚板檢測方法u 直接接觸法直接接觸法u 水浸法水浸法Xi an Polytechnic University12(1) (1) 直接接觸法直接接觸法-采用脈沖反射垂直入射法檢測采用脈沖反射垂直入射法檢測Xi an Polytechnic University13& 一般應(yīng)根據(jù)一般應(yīng)根據(jù)F1來評價(jià)缺陷。來評價(jià)缺陷。& 當(dāng)板厚當(dāng)板厚20mm時(shí)用，時(shí)用，使使其其5 5mm平底孔平底孔第一次第一次回回波達(dá)波達(dá)50%作作為為基準(zhǔn)靈敏度。基準(zhǔn)靈敏度。Xi an Polytechnic University2223Xi an Polytechnic University

7、24五、缺陷的判別與測定五、缺陷的判別與測定 1. 1. 缺陷的判別缺陷的判別JB-T 4730-2005規(guī)定發(fā)現(xiàn)以下幾種情況之一即作為缺陷：規(guī)定發(fā)現(xiàn)以下幾種情況之一即作為缺陷：(1)(1) 缺陷第一次反射波缺陷第一次反射波F150%。(2)(2) 第一次底波第一次底波B1 100%，第一次缺陷波，第一次缺陷波F1與與B1之比之比 F1 / B1 50%。(3)(3) 第一次底波第一次底波B1 50%。Xi an Polytechnic University25 2. 2. 缺陷的測定缺陷的測定( (定位和定量定位和定量) )u 缺陷的定位缺陷的定位v 缺陷的深度可根據(jù)示波屏上缺陷波所對應(yīng)的刻

8、度確定。缺陷的深度可根據(jù)示波屏上缺陷波所對應(yīng)的刻度確定。v 缺陷的平面位置可根據(jù)探頭的位置確定。缺陷的平面位置可根據(jù)探頭的位置確定。Xi an Polytechnic University26JB-T 4730-2005規(guī)定：規(guī)定：v 當(dāng)當(dāng)F150%或或F1/ B1 50%（B1100%）時(shí)，使）時(shí)，使F1達(dá)達(dá)25% 或或F1/ B1 達(dá)達(dá)50%時(shí)探頭中心移動(dòng)距離為缺陷的指示長度，時(shí)探頭中心移動(dòng)距離為缺陷的指示長度， 探頭中心軌跡即為缺陷邊界。探頭中心軌跡即為缺陷邊界。v 當(dāng)當(dāng)B10.5xS。當(dāng)當(dāng) H0.5xS 時(shí)，水時(shí)，水/鋼界面的第二鋼界面的第二次回波次回波 S2將位于管子的缺陷波將位于管

9、子的缺陷波F內(nèi)內(nèi)( (一次一次波波) )、 F外外( (二次波二次波) )之后。之后。2132301480S2SccxH水Xi an Polytechnic University51(3)(3) 焦距的選擇焦距的選擇 用水浸探頭檢測小徑用水浸探頭檢測小徑管，應(yīng)使探頭的焦點(diǎn)落在管，應(yīng)使探頭的焦點(diǎn)落在與聲束軸線垂直的管心線與聲束軸線垂直的管心線上。上。 由圖中幾何關(guān)系可得：由圖中幾何關(guān)系可得：22xRHFXi an Polytechnic University52Xi an Polytechnic University解：解：(1)(1) 偏心距偏心距例例1 1：水浸聚焦檢測：水浸聚焦檢測 606

10、0mm8 8mm 小徑管，聲透鏡曲率半徑小徑管，聲透鏡曲率半徑 r =36mm，求，求偏心距偏心距 x 和水層厚度和水層厚度 H。 mm8 . 82830458. 030251. 023230148059001480rRx(2)(2) 焦距焦距mm2 .79362 . 22 . 2148027302730211rrrcccF(3)(3) 水層厚度水層厚度mm5 .508 . 8302 .792222xRFH53 u 掃查掃查探頭不動(dòng)，管材旋轉(zhuǎn)的同時(shí)做軸向移動(dòng)；探頭不動(dòng)，管材旋轉(zhuǎn)的同時(shí)做軸向移動(dòng)；探頭作軸向移動(dòng)，管材轉(zhuǎn)動(dòng)；探頭作軸向移動(dòng)，管材轉(zhuǎn)動(dòng)；管材不動(dòng)，探頭沿螺旋線運(yùn)動(dòng)；管材不動(dòng)，探頭沿螺旋

11、線運(yùn)動(dòng)；探頭轉(zhuǎn)動(dòng)，管材作軸向移動(dòng)。探頭轉(zhuǎn)動(dòng)，管材作軸向移動(dòng)。探頭沿徑向按螺旋線進(jìn)行掃查。探頭沿徑向按螺旋線進(jìn)行掃查。螺距應(yīng)螺距應(yīng)探頭聲束有效寬度且應(yīng)有探頭聲束有效寬度且應(yīng)有15%的覆蓋率。的覆蓋率。探頭與管材軸向相對移動(dòng)速度為：探頭與管材軸向相對移動(dòng)速度為：mmmin/rad螺距，；轉(zhuǎn)速，tnntvXi an Polytechnic University54u 檢測靈敏度的調(diào)整和質(zhì)量評定檢測靈敏度的調(diào)整和質(zhì)量評定 檢測中若缺陷回波幅度檢測中若缺陷回波幅度基準(zhǔn)靈敏度，則判為不合格?；鶞?zhǔn)靈敏度，則判為不合格。 轉(zhuǎn)動(dòng)水中試塊先使內(nèi)壁人轉(zhuǎn)動(dòng)水中試塊先使內(nèi)壁人工槽回波達(dá)到滿幅度的工槽回波達(dá)到滿幅度的 50%