超音波檢測

超音波檢測

超音波檢測(Ultrasonic Testing)縮寫為UT,也叫超聲檢測,是利用超音波技術進行檢測工作的,是五種常規無損檢測方法的一種。

基本介紹

  • 中文名:超音波檢測
  • 外文名:Ultrasonic Testing
  • 也叫超聲檢測
  • 縮寫:UT
  • 學科:材料工程
  • 領域:工程技術
檢測介紹,超音波檢測儀,超音波,超音波的特點,優缺點,原理,步驟,區別,

檢測介紹

無損檢測是在不損壞工件或原材料工作狀態的前提下,對被檢驗部件的表面和內部質量進行檢查的一種檢測手段,Nondestructive Testing。
當今國內有關的超音波檢測標準為JB/T4730.3,GB/T11345-1989,CB/T3559-2011等,JB/T4730.3為一個比較綜合性的標準,而後面兩個標準為焊縫檢測標準,還有其它的的鋼板,鑄鍛件等檢測標準,使用者可根據需要進行相應的查詢。

超音波檢測儀

超音波檢測儀泄漏檢測系統不同於特定氣體感應器受限於它所設計來感應的特定氣體,而是以聲音來檢測。
任何氣體通過泄漏孔都會產生渦流,會有超音波的波段的部份,使得超音波檢測儀泄漏檢測系統能夠感應任何種類的氣體泄漏。
用超音波檢測儀泄漏檢測系統掃描,可從耳機聽到泄漏聲或看到數位信號的變動。越接近泄漏點,越明顯。 若現場環境吵雜,可用橡皮管縮小接收區和遮蔽拮抗超音波。
另外超音波檢測儀泄漏檢測系統的頻率調整能力也使得背景噪音干擾減少。可檢查氣壓系統,測試電信公司所用的壓力電纜等。桶槽、管路、及軟管都可借加壓而檢測,以及真空系統,渦流排氣,柴油引擎燃料吸入系統,真空艙,船舶艙間,水密門,材料處理系統,壓力容器及管道的內外氣液泄漏等。

超音波

機械振動在介質中的傳播過程叫做波,人耳能夠感受到頻率高於20赫茲,低於20000赫茲的彈性波,所以在這個頻率範圍內的彈性波又叫聲波。頻率小於20赫茲的彈性波又叫次聲波,頻率高於20000赫茲的彈性波叫做超音波。次聲波和超音波人耳都不能感受。

超音波的特點

1、超音波聲束能集中在特定的方向上,在介質中沿直線傳播,具有良好的指向性。
2、超音波在介質中傳播過程中,會發生衰減和散射。
3、超音波在異種介質的界面上將產生反射、折射和波型轉換。利用這些特性,可以獲得從缺陷界面反射回來的反射波,從而達到探測缺陷的目的。
4、超音波的能量比聲波大得多。
5、超音波在固體中的傳輸損失很小,探測深度大,由於超音波在異質界面上會發生反射、折射等現象,尤其是不能通過氣體固體界面。如果金屬中有氣孔、裂紋、分層等缺陷(缺陷中有氣體)或夾雜,超音波傳播到金屬與缺陷的界面處時,就會全部或部分反射。反射回來的超音波被探頭接收,通過儀器內部的電路處理,在儀器的螢光屏上就會顯示出不同高度和有一定間距的波形。可以根據波形的變化特徵判斷缺陷在工件中的深度、位置和形狀。

優缺點

超音波探傷優點是檢測厚度大、靈敏度高、速度快、成本低、對人體無害,能對缺陷進行定位和定量。超音波探傷對缺陷的顯示不直觀,探傷技術難度大,容易受到主客觀因素影響,以及探傷結果不便於保存,超音波檢測對工作表面要求平滑,要求富有經驗的檢驗人員才能辨別缺陷種類、適合於厚度較大的零件檢驗,使超音波探傷也具有其局限性。
超音波探傷儀的種類繁多,但脈衝反射式超音波探傷儀套用最廣。一般在均勻材料中,缺陷的存在將造成材料不連續,這種不連續往往有造成聲阻抗的不一致,由反射定理我們知道,超音波在兩種不同聲阻抗的介質的界面上會發生反射。反射回來的能量的大小與交界面兩邊介質聲阻抗的差異和交界面的取向、大小有關。脈衝反射式超音波探傷儀就是根據這個原理設計的。
脈衝反射式超音波探傷儀大部分都是A掃描式的,所謂A掃描顯示方式即顯示器的橫坐標是超音波在被檢測材料中的傳播時間或者傳播距離,縱坐標是超音波反射波的幅值。譬如,在一個工件中存在一個缺陷,由於缺陷的存在,造成了缺陷和材料之間形成了一個不同介質之間的交界面,交界面之間的聲阻抗不同,當發射的超音波遇到這個界面之後就會發生反射,反射回來的能量又被探頭接收到,在顯示器螢幕中橫坐標的一定的位置就會顯示出來一個反射波的波形,橫坐標的這個位置就是缺陷波在被檢測材料中的深度。這個反射波的高度和形狀因不同的缺陷而不同,反映了缺陷的性質。

原理

超音波探傷是利用材料及其缺陷的聲學性能差異對超音波傳播波形反射情況和穿透時間的能量變化來檢驗材料內部缺陷的無損檢測方法。
脈衝反射法在垂直探傷時用縱波,在斜射探傷時用橫波。脈衝反射法有縱波探傷和橫波探傷。在超音波儀器示波屏上,以橫坐標代表聲波的傳播時間,以縱坐標表示回波信號幅度。對於同一均勻介質,脈衝波的傳播時間與聲程成正比。因此可由缺陷回波信號的出現判斷缺陷的存在;又可由回波信號出現的位置來確定缺陷距探測面的距離,實現缺陷定位;通過回波幅度來判斷缺陷的當量大小。

步驟

1、檢測前的準備
①熟悉被撿工件(工件名稱、材質、規格、坡口形式、焊接方法、熱處理狀態、工件表面狀態、檢測標準、合格級別、檢測比例等);
②選擇儀器和探頭(根據標準規定及現場情況,確定探傷儀、探頭、試塊、掃描比例、探測靈敏度、探測方式)
③儀器的校準(在儀器開始使用時,對儀器的水平線性和垂直線性進行測定。)
④探頭的校準(進行前沿、折射角、主聲束偏離、靈敏度餘量和分辨力校準。)
⑤儀器的調整(時基線刻度可按比例調節為代表脈衝回波的水平距離、深度或聲程。)
⑥靈敏度的調節(在對比試塊或其他等效試塊上對靈敏度進行校驗。)
2、檢測操作
①母材的檢驗:檢驗前應測量管壁厚度,至少每隔90°測量一點,以便檢驗時參考。將無缺陷處二次底波調節到螢光屏滿刻度做為檢測靈敏度;
②焊接接頭的檢驗:掃查靈敏度應不低於評定線(EL線)靈敏度,探頭的掃查速度不應超過150mm/s,掃查時相鄰兩次探頭移動間隔應保證至少有10%的重疊。
3、檢驗結果及評級:根據缺陷性質、幅度、指示長度依據相關標準評級。
4、對儀器設備進行校核復驗。
5、出具檢測報告。
註:有超標缺陷的焊接接頭,其返修部位及返修時受影響的區域,均應按原檢驗條件進行復檢。

區別

超音波探傷比X射線探傷具有較高的探傷靈敏度、周期短、成本低、靈活方便、效率高,對人體無害等優點;缺點是對工作表面要求平滑、要求富有經驗的檢驗人員才能辨別缺陷種類、對缺陷沒有直觀性;超音波探 傷適合於厚度較大的零件檢驗。

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