『壹』 超聲波檢測,如何用試塊測探頭前沿和K值,有誰知道,幫忙教下具體方法,謝謝!
你要先調好波。完了要把構件表面清理干凈。塗抹纖維素。然後用試塊探頭探傷。
『貳』 超聲檢測為什麼套住最高回波就能得到k值或者是前沿距離
你說的應該是測量探頭前沿和K值,
首先,當探頭得到最高回波的時候,說明入射聲束正好與反射體切線垂直,這時候得到的回波是最高的,然後用鋼板尺先測量出探頭前沿,然後在根據探頭前沿,通過三角公式計算出K值,
這些東西屬於超聲檢測裡面比較基礎的東西,多看書,多實踐,時間長了,就好了。
常規超聲檢測是一門責任心特別強的工作,探頭參數要求比較嚴格。本人從事超聲檢測3年,現在主要從事自動化超聲檢測。一起努力。
『叄』 怎樣選擇超聲波探頭和試塊,有什麼標准,依據是什麼
看一下網路的資料:
超聲波探頭
以構造分類
1.直探頭: 單晶縱波直探頭 雙晶縱波直探頭
2.斜探頭: 單晶橫波斜探頭a1<aL<aⅡ , 雙晶橫波斜探頭
單晶縱波斜探頭 aL<a1為小角度縱波斜探頭
aL在a1附近為爬波探頭 爬波探頭;沿工件表面傳輸的縱波,速度快、能量大、波長長探測深度較表面波深,對工件表面光潔度要求較表面波松。(頻率2.5MHZ波長約2.4mm,講義附件11、12、17題部分答案)。
3.帶曲率探頭: 周向曲率 徑向曲率。
周向曲率探頭適合---無縫鋼管、直縫焊管、筒型鍛件、軸類工件等軸向缺陷的檢測。工件直徑小於2000mm時為保證耦合良好探頭都需磨周向曲率。
徑向曲率探頭適合---無縫鋼管、鋼管對接焊縫、筒型鍛件、軸類工件等徑向缺陷的檢測。工件直徑小於600mm時為保證耦合良好探頭都需磨徑向曲率。
4.聚焦探頭: 點聚焦 線聚焦。
5.表面波探頭:(當縱波入射角大於或等於第二臨界角,既橫波折射角度等於90形成表面波).
沿工件表面傳輸的橫波,速度慢、能量低、波長短探測深度較爬波淺,對工件表面光潔度要求較爬波嚴格。
第一章「波的類型」中學到:表面波探傷只能發現距工件表面兩倍波長深度內的缺陷。(頻率2.5MHZ波長約1.3mm,講義附件11、12題部分答案)。
壓電材料的主要性能參數
1.壓電應變常數d33:
d33=Dt/U在壓電晶片上加U這么大的應力,壓電晶片在厚度上發生了Dt的變化量,d33越大,發射靈敏度越高(82頁最下一行錯)。
2.壓電電壓常數g33:
g33=UP/P在壓電晶片上加P這么大的應力.在壓電晶片上產生UP這么大的電壓,g33越大,接收靈敏度越高。
3.介電常數e:
e=Ct/A[C-電容、t-極板距離(晶片厚度)、A-極板面積(晶片面積)];
C小→e小→充、放電時間短.頻率高。
4.機電偶合系數K:
表示壓電材料機械能(聲能)與電能之間的轉換效率。
對於正壓電效應:K=轉換的電能/輸入的機械能。
對於逆壓電效應:K=轉換的機械能/輸入的電能.
晶片振動時,厚度和徑向兩個方向同時伸縮變形,厚度方向變形大,探測靈敏度高,徑向方向變形大,雜波多,分辨力降低,盲區增大,發射脈沖變寬.(講義附件16、19題部分答案)。
聲 速: 324.0 M/S 工件厚度: 16.00MM 探頭頻率: 2.500MC
探頭K值: 1.96 探頭前沿: 7.00MM 坡口類型: X
坡口角度: 60.00 對焊寬度: 2.00MM 補 償: -02 dB
判 廢: +05dB 定 量: -03dB 評 定: -09 dB
焊口編號: 0000 缺陷編號: 1. 檢測日期: 05.03.09
聲 速: 324.0 M/S 工件厚度: 16.00 MM 探頭頻率: 5.00 MC
探頭K值: 1.95 探頭前沿: 7.00 MM 坡口類型: X
坡口角度: 60.00 對焊寬度: 2.00 MM 補 償: -02 dB
判 廢: +05 dB 定 量: -03 dB 評 定: -09 dB
焊口編號: 0000 缺陷編號: 1. 檢測日期: 05.03.09
5.機械品質因子qm:
qm=E貯/E損,壓電晶片諧振時,貯存的機械能與在一個周期內(變形、恢復)損耗的能量之比稱……損耗主要是分子內摩擦引起的。
qm大,損耗小,振動時間長,脈沖寬度大,分辨力低。
qm小,損耗大,振動時間短,脈沖寬度小,分辨力高。
6.頻率常數Nt:
Nt=tf0,壓電晶片的厚度與固有頻率的乘積是一個常數,晶片材料一定,厚度越小,頻率越高. (講義附件16、19題部分答案)。
7.居里溫度Tc:
壓電材料的壓電效應,只能在一定的溫度范圍內產生,超過一定的溫度,壓電效應就會消失,使壓電效應消失的溫度稱居里溫度(主要是高溫影響)。
8.超聲波探頭的另一項重要指標:信噪比---有用信號與無用信號之比必須大於18 dB。(為什麼?)
探頭型號
(應注意的問題)
1.橫波探頭只報K值不報頻率和晶片尺寸。
2.雙晶探頭只報頻率和晶片尺寸不報F(菱形區對角線交點深度)值。
例:用雙晶直探頭檢12mm厚的板材,翼板厚度12mm的T型角焊縫,怎樣選F值?
講義附件(2題答案)。
應用舉例
1.斜探頭近場N=a´b´COSb/plCOSa。 λ =CS/¦.
直探頭近場N=D/4l。 λ=CL/¦.
2.橫波探傷時聲束應用范圍:1.64N-3N。
縱波探傷時聲束應用范圍:³3N。
雙晶直探頭探傷時,被檢工件厚度應在F菱形區內。
3.K值的確定應能保證一次聲程的終點越過焊縫中心線,與焊縫中心
線的交點到被檢工件內表面的距離應為被檢工件厚度的三分之一。
4.檢測16mm厚的工件用5P 9×9 K2、2.5P9X9K2、2.5P13X13K2那一種探頭合適(聚峰斜楔).以5P9X9K2探頭為例。
(1).判斷一次聲程的終點能否越過焊縫中心線?
(焊縫余高全寬+前沿)/工件厚度
(2).利用公式:
N?(工件內剩餘近場長度)=N(探頭形成的近場長度)—N?(探頭內部佔有的近場長度) =axbxcosβ/πxλxcosα–Ltgα/tgβ,計算被檢工件內部佔有的近場長度。講義附件(14題答案)。
A. 查教材54頁表:
材料 K值 1.0 1.5 2.0 2.5 3
有機玻璃 COSb/ COSa 0.88 0.78 0.68 0.6 0.52
聚碸 COSb/ COSa 0.83 0.704 0.6 0.51 0.44
有機玻璃 tga /tgb 0.75 0.66 0.58 0.5 0.44
聚碸 tga /tgb 0.62 0.52 0.44 0.38 0.33
COSb/COSa、tga/tgb與K值的關系
查表可知cosβ/cosα=0.6, tgα/tgβ=0.44, 計算可知α=41.35°.
B. λ=Cs/?=3.24/5=0.65mm
C. 參考圖計算可知:
tgα=L1/4.5, L1=tg41.35°X4.5=0.88X4.5=3.96mm.
cosα=2.5/L2, L2=2.5/cos41.5°=2.5/0.751=3.33mm,
L=L1+L2=7.3mm, Ltgα/tgβ=7.3×0.44=3.21mm,(N?)
由(1)可知,IS=35.8mm, 2S=71.6mm
N=axbxcosβ/pxλxcosa=9×9×0.6/3.14×0.65=23.81mm,
1.64N=39.1mm, 3N=71.43mm.
工件內部剩餘的近場(N?)=N-N?=20.6mm(此范圍以內均屬近場探傷).
(1.64N-N?)與IS比較, (3N-N?)與2S比較,
使用2.5P13X13K2探頭檢測16mm厚工件,1.64N與3N和5P9X9K2探頭基本相同,但使用中仍存在問題,2.5P9X9K2探頭存在什麼問題?
一.探傷過程中存在的典型問題:
不同探頭同一試塊的測量結果
反射體深度 1#探頭 2#探頭
橫波折射角 聲程 橫波折射角 聲程
mm ( ) mm ( ) mm
20 21.7 21.7 32.8 24.3
40 24.4 45.0 32.5 49.8
60 25.8 70 30.9 75.6
80 28.9 101.8 29.1 102.0
注:1.晶片尺寸13´13 2.晶片尺寸10´20.
試驗中發現:同一探頭(入射角不變)在不同深度反射體上測得的橫波折射角不同,進一步試驗還發現,折射角的變化趨勢與晶片的結構尺寸有關,對不同結構尺寸的晶片,折射角的變化趨勢不同,甚至完全相反,而對同一
晶片,改變探頭縱波入射角,其折射角變化趨勢基本不變,上表是兩個晶片尺寸不同的探頭在同一試塊上測量的結果.
1#探頭聲束中心軌跡 2#探頭聲束中心軌跡
1.縱波與橫波探頭概念不清.
第一臨界角:由折射定律SinaL/CL1=SinbL/CL2,當CL2>CL1時,bL>aL,隨著aL增加,bL也增加,當aL增加到一定程度時,bL=90,這時所對應的縱波入射角稱為第一臨界角aI,
aI=SinCL1/CL2=Sin2730/5900=27.6,當aL<aI時,第二介質中既有折射縱波L¢¢又有折射橫波S¢¢.
第二臨界角:由折射定律SinaL/CL1=SinbS/CS2, 當Cs2>CL1時,bS>aL,隨著aL增加,bS也增加,當aL增加一定程度時,bS=90,這時所對應的縱波入射角稱為第二臨界角aⅡ.aⅡ
=SinCL1/CS2=Sin2730/3240=57.7.當aL=aI--aⅡ時,第二介質中只有折射橫波S,沒有折射縱波L,常用橫波探頭的製作原理。
利用折射定律判斷1#探頭是否為橫波探頭。
A. 存橫波探傷的條件:Sin27.6/2730=Sinb/3240, Sinb=Sin27.6´3240/2730=0.55,b=33.36,K=0.66。
B.折射角為21.7時: Sina/2730=Sin21.7/3240,Sina=Sin21.7´2730/3240,a=18.15,
小於第一臨界角27.6。
折射角為28.9時:
Sina/2730=Sin28.9/3240,Sina= Sin28.9´2730/3240,a=24,也小於第一臨界角27.6。
C.如何解釋1#探頭隨反射體深度增加,折射角逐漸增大的現象,由A、B
可知,1#探頭實際為縱波斜探頭,同樣存在上半擴散角與下半擴散角,而且上半擴散角大於下半擴散角。(講義附件9題答案)。
縱波入射角aL由0逐漸向第一臨界角aI(27.6)增加時,第二介質中的縱波能量逐漸減弱,橫波能量逐漸增強,在聲束的一定范圍內,q下區域內的縱波能量大於q上區域內的縱波能量,探測不同深度的孔,實際上是由q下區域內的縱波分量獲得反射回波最高點。
由超聲場橫截面聲壓分布情況來看,A點聲壓在下半擴散角之內,B點聲壓在上半擴散角之內,且A點聲壓高於B點聲壓。再以近場長度N的概念來分析,2.5P 13´13 K1探頭N=36.5mm,由此可知反射體深度20mm時,聲程約21.7mm,b=21.7時N=40.07mm為近場探傷。
在近場內隨著反射體深度增加聲程增大,A點與B點的能量逐漸向C點增加,折射角度小的探頭角度逐漸增大,折射角度大的探頭角度逐漸減少。
2.盲目追求短前沿:
以2.5P 13´13 K2探頭為例,b=15mm與b=11mm,斜楔為有機玻璃材料;
(1).檢測20mm厚,X口對接焊縫,缺陷為焊縫層間未焊透.
(2).信噪比的關系:有用波與雜波幅度之比必須大於18dB.
(3).為什麼一次標記點與二次標記點之間有固定波?
由54頁表可知:COSb/COSa=0.68,K2探頭b=63.44°,
COS63.44°=0.447,COSa=0.447/0.68=0.66,
COSa=6.5/LX,前沿LX=6.5/0.66=9.85mm。(講義附件6題答案)。
3.如何正確選擇雙晶直探頭:
(1).構造、聲場形狀、菱形區的選擇;
(2).用途:為避開近場區,主要檢測薄板工件中面積形缺陷.
(3).發射晶片聯接儀器R口,接收晶片聯接T口(匹配線圈的作用).
4.探頭應用舉例:
二.超聲波探頭的工作原理:
1.通過壓電效應發射、接收超聲波。
2.640V的交變電壓加至壓電晶片銀層,使面積相同間隔一定距離的兩塊金屬極板分別帶上等量異種電荷形成電場,有電場就存在電場力,壓電晶片處在電場中,在電場力的作用下發生形變,在交變電場力的作用下,發生變形的效應,稱為逆壓電效應,也是發射超聲波的過程。
3.超聲波是機械波,機械波是由振動產生的,超聲波發現缺陷引起缺陷振動,其中一部分沿原路返回,由於超聲波具有一定的能量,再作用到壓電晶體上,使壓電晶體在交變拉、壓力作用下產生交變電場,這種效應稱為正壓電效應,是接收超聲波的過程。正、逆壓電效應統稱為壓電效應。
※以儀器的電路來說,只能放大電壓或電流信號,不能放大聲信號。
試塊
※強調等效試塊的作用。
1.常用試塊的結構尺寸、各部位的用途,存在問題;(講義附件8、10、13、18題答案)。
2.三角槽與線切割裂紋的區別;
3.立孔與工件中缺陷的比較:
4.幾種自製試塊的使用方法;
A.奧氏體試塊:
B.雙孔法校準(主要用於縱波斜探頭探傷,如螺栓)(講義附件5、7題答案)。
計算公式:令h2/h1=n;
a=[n(t1+f/2)-(t2+f/2)]/(n-1) …… 1式
t1與t2為一次聲程分別發現h1與h2孔時的聲程(包含a);
COSb=h1/(t1+f/2-a),b=COSh1/(t1+f/2-a);
tgb=K,K=tgCOSh1/(t1+f/2-a) …… 2式
b=(L2-nL1)/(n-1) …… 3式
C.外圓雙孔法校準原理(外徑f>100mm的工件周向探傷用):
計算公式:q=( - )180/Rp …… 1式
…… 2式
j=Sin[Sinq(R-h2)/A¢B] …… 3式
b=Sin(R-h1)Sinj/R …… 4式
tgb=K=tgSin(R-h1)Sinj/R …… 5式
=ÐeR/57.3- …… 6式
Ðe=Ðj-Ðb.
D.雙弧單孔法校準(外徑Φ<100mm的工件周向探傷用):
(1)距離校準同CSK-ⅠA校圓弧;
(2).K值校準 b=COS[R2+(S+f/2)-(R-h)]/2R2(S+f/2) tgb=K
(講義附件3、15題答案)。
常用的兩種探傷方法
1.曲線法;
2.幅值法.
『肆』 小徑管的探傷 求助小徑管UT探傷,採用JB4730-2005中的GS試塊如何測定前沿、探 頭K值和做曲線
才給10分就給你說··太少了。在加點給你講!
『伍』 超聲波探傷評定標准
超聲波探傷方法和探傷標准
中華人民共和國國家標准
1 主題內容與適用范圍
本標准規定了檢驗焊縫及熱影響區缺陷,確定缺陷位置、尺寸和缺陷評定的一般方法及探傷結果的分級方法.
本標准適用於母材厚度不小於8mm的鐵素體類鋼全焊透熔化焊對接焊縫脈沖反射法手工超聲波檢驗.
本標准不適用於鑄鋼及奧氏體不銹鋼焊縫;外徑小於159mm的鋼管對接焊縫;內徑小於等於200mm的管座角焊縫及外徑小於250mm和內外徑之比小於80%的縱向焊縫.
2 引用標准
ZB Y 344 超聲探傷用探頭型號命名方法
ZB Y 231 超聲探傷用探頭性能測試方法
ZB Y 232 超聲探傷用1號標准試塊技術條件
ZB J 04 001 A型脈沖反射式超聲探傷系統工作性能測試方法
3 術語
3.1 簡化水平距離l』
從探頭前沿到缺陷在探傷面上測量的水平距離.
3.2 缺陷指示長度△l
焊縫超聲檢驗中,按規定的測量方法以探頭移動距離測得的缺陷長度.
3.3 探頭接觸面寬度W
環縫檢驗時為探頭寬度,縱縫檢驗為探頭長度,見圖1.
3.4 縱向缺陷
大致上平行於焊縫走向的缺陷.
3.5 橫向缺陷
大致上垂直於焊縫走向的缺陷.
3.6 幾何臨界角β』
筒形工件檢驗,折射聲束軸線與內壁相切時的折射角.
3.7 平行掃查
在斜角探傷中,將探頭置於焊縫及熱影響區表面,使聲束指向焊縫方向,並沿焊縫方向移動的掃查方法.
3.8 斜平行掃查
在斜角探傷中,使探頭與焊縫中心線成一角度,平等於焊縫方向移動的掃查方法.
3.9 探傷截面
串列掃查探傷時,作為探傷對象的截,一般以焊縫坡口面為探傷截面,見圖2.
3.10 串列基準線
串列掃查時,作為一發一收兩探頭等間隔移動基準的線.一般設在離探傷截面距離為0.5跨距的位置,見圖2.
3.11 參考線
探傷截面的位置焊後已被蓋住,所以施焊前應予先在探傷面上,離焊縫坡口一定距離畫出一標記線,該線即為參考線,將作為確定串列基準線的依據,見圖3.
3.12 橫方形串列掃查
將發、收一組探頭,使其入射點對串列基準線經常保持等距離平行於焊縫移動的掃查方法,見圖4.
3.13 縱方形串列掃查
將發、收一組探頭使其入射點對串列基準線經常保持等距離,垂直於焊縫移動的掃查方法,見圖4.
4 檢驗人員
4.1 從事焊縫探傷的檢驗人員必須掌握超聲波探傷的基礎技術,具有足夠的焊縫超聲波探傷經驗,並掌握一定的材料、焊接基礎知識.
4.2 焊縫超聲檢驗人員應按有關規程或技術條件的規定經嚴格的培訓和考核,並持有相 考核組織頒發的等級資格證書,從事相對應考核項目的檢驗工作.
注:一般焊接檢驗專業考核項目分為板對接焊縫;管件對接焊縫;管座角焊縫;節點焊縫等四種.
4.3 超聲檢驗人員的視力應每年檢查一次,校正視力不得低於1.0.
5 探傷儀、探頭及系統性能
5.1 探傷儀
使用A型顯示脈沖反射式探傷儀,其工作頻率范圍至少為1-5MHz,探傷儀應配備衰減器或增益控制器,其精度為任意相鄰12dB誤差在±1dB內.步進級每檔不大於2dB, 總調節量應大於60dB,水平線性誤差不大於1%,垂直線性誤差不大於5%.
5.2 探頭
5.2.1 探頭應按ZB Y344標準的規定作出標志.
5.2.2 晶片的有效面積不應超過500mm2,且任一邊長不應大於25mm.
5.2.3 聲束軸線水平偏離角應不大於2°.
5.2.4 探頭主聲束垂直方向的偏離,不應有明顯的雙峰,其測試方法見ZB Y231.
5.2.5 斜探頭的公稱折射角β為45°、60°、70°或K值為1.0、1.5、2.0、2.5,折射角的實測值與公稱值的偏差應不大於2°(K值偏差不應超過±0.1),前沿距離的偏差應不大於1mm.如受工件幾何形狀或探傷面曲率等限制也可選用其他小角度的探頭.
5.2.6 當證明確能提高探測結果的准確性和可靠性,或能夠較好地解決一般檢驗時的困難而又確保結果的正確,推薦採用聚焦等特種探頭.
5.3 系統性能
5.3.1 靈敏度餘量
系統有效靈敏度必須大於評定靈敏度10dB以上.
5.3.2 遠場分辨力
a.直探頭:X≥30dB;
b.斜探頭:Z≥6dB.
5.4 探傷儀、探頭及系統性能和周期檢查
5.4.1 探傷儀、探頭及系統性能,除靈敏度餘量外,均應按ZB J04 001的規定方法進行測試.
5.4.2 探傷儀的水平線性和垂直線性,在設備首次使用及每隔3個月應檢查一次.
5.4.3 斜探頭及系統性能,在表1規定的時間內必須檢查一次.
6 試塊
6.1 標准試塊的形狀和尺寸見附錄A,試塊製造的技術要求應符合ZB Y232的規定,該試塊主要用於測定探傷儀、探頭及系統性能.
6.2 對比試塊的形狀和尺寸見附錄B.
6.2.1 對比試塊採用與被檢驗材料相同或聲學性能相近的鋼材製成.試塊的探測面及側面,在以2.5MHz以上頻率及高靈敏條件下進行檢驗時,不得出現大於距探測面20mm處的Φ2mm平底孔反射回來的回波幅度1/4的缺陷回波.
6.2.2 試塊上的標准孔,根據探傷需要,可以採取其他形式布置或添加標准孔,但應注意不應與試塊端角和相鄰標准孔的反射發生混淆.
6.2.3 檢驗曲面工件時,如探傷面曲率半徑R小於等於W2/4時,應採用與探傷面曲率相同的對比試塊.反射體的布置可參照對比試塊確定,試塊寬度應滿足式(1):
b≥2λ S/De (1)
式中 b----試塊寬度,mm;
λ--波長,mm;
S---聲程,m;
De--聲源有效直徑,mm
6.3 現場檢驗,為校驗靈敏度和時基線,可以採用其他型式的等效試塊.
7 檢驗等級
7.1 檢驗等級的分級
根據質量要求檢驗等級分為A、B、C三級,檢驗的完善程度A級最低,B級一般,C級最高,檢驗工作的難度系數按A、B、C順序逐級增高.應按照工件的材質、結構、焊接方法、使用條件及承受載荷的不同,合理的選用檢驗級別.檢驗等級應接產品技術條件和有關規定選擇或經合同雙方協商選定.
注:A級難度系數為1;B級為5-6;C級為10-12.
本標准給出了三個檢驗等級的檢驗條件,為避免焊件的幾何形狀限制相應等級檢驗的有效性,設計、工藝人員應考慮超聲檢驗可行性的基礎上進行結構設計和工藝安排.
7.2 檢驗等級的檢驗范圍
7.2.1 A級檢驗採用一種角度的探頭在焊縫的單面單側進行檢驗,只對允許掃查到的焊縫截面進行探測.一般不要求作橫向缺陷的檢驗.母材厚度大於50Mm時,不得採用A級檢驗.
7.2.2 B級檢驗原則上採用一種角度探頭在焊縫的單面雙側進行檢驗,對整個焊縫截面進行探測.母材厚度大於100mm時,採用雙面雙側檢驗.受幾何條件的限制,可在焊縫的雙面半日側採用兩種角度探頭進行探傷.條件允許時應作橫向缺陷的檢驗.
7.2.3 C級檢驗至少要採用兩種角度探頭在焊縫的單面雙側進行檢驗.同時要作兩個掃查方向和兩種探頭角度的橫向缺陷檢驗.母材厚度大於100mm時,採用雙面側檢驗.其他附加要求是:
a.對接焊縫余高要磨平,以便探頭在焊縫上作平行掃查;
b.焊縫兩側斜探頭掃查經過的母材部分要用直探頭作檢查;
c.焊縫母材厚度大於等於100mm,窄間隙焊縫母材厚度大於等於40mm時,一般要增加串列式掃查,掃查方法見附錄C.
8 檢驗准備
8.1 探傷面
8.1.1 按不同檢驗等級要求選擇探傷面.推薦的探傷面如圖5和表2所示.
8.1.2 檢驗區域的寬度應是焊縫本身再加上焊縫兩側各相當於母材厚度30%的一段區域,這個區域最小10mm,最大20mm,見圖6.
8.1.3 探頭移動區應清除焊接飛濺、鐵屑、油垢及其他外部雜技.探傷表面應平整光滑,便於探頭的自由掃查,其表面粗糙度不應超過6.3μm,必要時應進行打磨:
a.採用一次反射法或串列式掃查探傷時,探頭移動區應大於1.25P:
P=2δtgβ (2)
或P=2δK (3)
式中 P----跨距,mm;
δ--母材厚度,mm
b.採用直射法探傷時,探頭移動區應大於0.75P.
8.1.4 去除余高的焊縫,應將余高打磨到與鄰近母材平齊.保留余高的焊縫,如焊縫表面有咬邊,較大的隆起凹陷等也應進行適當的修磨,並作圓滑過渡以影響檢驗結果的評定.
8.1.5 焊縫檢驗前,應劃好檢驗區段,標記出檢驗區段編號.
8.2 檢驗頻率
檢驗頻率f一般在2-5MHz范圍內選擇,推薦選用2-2.5MHz公稱頻率檢驗.特殊情況下,可選用低於2MHz或高於2.5MHz的檢驗頻率,但必須保證系統靈敏度的要求.
8.3 探頭角度
8.3.1 斜探頭的折射角β或K值應依據材料厚度,焊縫坡口型式及預期探測的主要缺陷來選擇.對不同板厚推薦的探頭角度和探頭數量見表2.
8.3.2 串列式掃查,推薦選用公稱折射角為45°的兩個探頭,兩個探頭實際折射角相差不應超過2°,探頭前洞長度相差應小於2mm.為便於探測厚焊縫坡口邊緣未熔合缺陷,亦可選用兩個不同角度的探頭,但兩個探頭角度均應在35°-55°范圍內.
8.4 耦合劑
8.4.1 應選用適當的液體或糊狀物作為耦合劑,耦合劑應具有良好透聲性和適宜流動性,不應對材料和人體有作用,同時應便於檢驗後清理.
8.4.2 典型的耦合劑為水、機油、甘油和漿糊,耦合劑中可加入適量的"潤濕劑"或活性劑以便改善耦合性能.
8.4.3 在試塊上調節儀器和產品檢驗應採用相同的耦合劑.
8.5 母材的檢查
採用C級檢驗時,斜探頭掃查聲束通過的母材區域應用直探頭作檢查,以便探測是否有有探傷結果解釋的分層性或其他缺陷存在.該項檢查僅作記錄,不屬於對母材的驗收檢驗.母材檢查的規程要點如下:
a.方法:接觸式脈沖反射法,採用頻率2-5MHz的直探頭,晶片直徑10-25mm;
b.靈敏度:將無缺陷處二次底波調節為熒光屏滿幅的100%;
c.記錄:凡缺陷信號幅度超過熒光屏滿幅20%的部位,應在工件表面作出標記,並予以記錄.
9 儀器調整和校驗
9.1 時基線掃描的調節
熒光屏時基線刻度可按比例調節為代表缺陷的水平距離l(簡化水平距離l』);深度h;或聲程S,見圖7.
9.1.1 探傷面為平面時,可在對比試塊上進行時基線掃描調節,掃描比例依據工件工和選用的探頭角度來確定,最大檢驗范圍應調至熒光屏時基線滿刻度的2/3以上.
9.1.2 探傷面曲率半徑R大於W2/4時,可在平面對比試塊上或與探傷面曲率相近的曲面對比試塊上,進行時基線掃描調節.
9.1.3 探傷面曲率半徑R小於等於W2/4時,探頭楔塊應磨成與工件曲面相吻合,在6.2.3條規定的對比試塊上作時基線掃描調節.
9.2 距離----波幅(DAC)曲線的繪制
9.2.1 距離----波幅曲線由選用的儀器、探頭系統在對比試塊上的實測數據繪制見圖8,其繪制方法見附錄D,曲線由判廢線RL,定量線SL和評定線EL組成,不同驗收級別的各線靈敏度見表3.表中的DAC是以Φ3mm標准反射體繪制的距離--波幅曲線--即DAC基準線.評定線以上至定量線以下為1區(弱信號評定區);定量線至判廢線以下為Ⅱ區(長度評定區);判廢線及以上區域為Ⅲ區(判廢區).
9.2.2 探測橫向缺陷時,應將各線靈敏度均提高6dB.
9.2.3 探傷面曲率半徑R小於等於W2/4時,距離--波幅曲線的繪制應在曲面對比試塊上進行.
9.2.4 受檢工件的表面耦合損失及材質衰減應與試塊相同,否則應進行傳輸損失修整見附錄E,在1跨距聲程內最大傳輸損失差在2dB以內可不進行修整.
9.2.5 距離--波幅曲線可繪制在坐標紙上也可直接繪制在熒光屏刻度板上,但在整個檢驗范圍內,曲線應處於熒光屏滿幅度的20%以上,見圖9,如果作不到,可採用分段繪制的方法見圖10.
『陸』 探頭前沿和探傷的關系,在那個標准里有
由於在超聲波探傷儀的屏幕上顯示的缺陷位置的水平距離,是超聲波入射進工件的那一點離缺陷的距離,用尺子確定缺陷位置時,只能從探頭的前端開始量,這里就有個誤差,因為超聲波入射點與探頭的前端不是同一個點,兩者之間的距離就是探頭的「前沿」。這是超聲波探傷的基礎知識,書上有,標准中不會說這么簡單的事情的。
『柒』 超聲波探傷標准
標准規定:對於圖紙要求焊縫焊接質量等級為一級時評定等級為Ⅱ級時規范規定要求做100%超聲波探傷;
對於圖紙要求焊縫焊接質量等級為二級時評定等級為Ⅲ級時規范規定要求做20%超聲波探傷;
對於圖紙要求焊縫焊接質量等級為三級時不做超聲波內部缺陷檢查。
探傷過程中,首先要了解圖紙對焊接質量的技術要求。鋼結構的驗收標準是依據GB50205- 2001《鋼結構工程施工質量驗收規范》來執行的。
(7)探頭前沿的測量方法實驗報告擴展閱讀
在每次探傷操作前都必須利用標准試塊(CSK- IA、CSK- ⅢA)校準儀器的綜合性能,校準面板曲線,以保證探傷結果的准確性。
(1)探測面的修整:應清除焊接工作表面飛濺物、氧化皮、凹坑及銹蝕等,光潔度一般低於▽4。焊縫兩側探傷面的修整寬度一般為大於等於2KT+50mm, (K:探頭K值,T:工件厚度);
一般的根據焊件母材選擇K值為2.5 探頭。例如:待測工件母材厚度為10mm,那麼就應在焊縫兩側各修磨100mm。
(2)耦合劑的選擇應考慮到粘度、流動性、附著力、對工件表面無腐蝕、易清洗,而且經濟,綜合以上因素選擇漿糊作為耦合劑。
(3)由於母材厚度較薄因此探測方向採用單面雙側進行
(4)由於板厚小於20mm所以採用水平定位法來調節儀器的掃描速度。
(5)在探傷操作過程中採用粗探傷和精探傷。為了大概了解缺陷的有無和分布狀態、定量、定位就是精探傷。使用鋸齒形掃查、左右掃查、前後掃查、轉角掃查、環繞掃查等幾種掃查方式以便於發現各種不同的缺陷並且判斷缺陷性質。
『捌』 超聲波探傷,測探頭延時(零點校準)與前沿長度!要不要設置什麼參數啊我測出來都是6 8點多
如果只是測零點和探頭前沿的話是不用在探傷儀上設什麼參數的,最多把顯示範圍調節一下,把儀器里的工件厚度調大點,把儀器里試塊那一項調成50/100或100/200,以保證在試塊R100圓弧上打到的波能完全顯示。你用的探頭若都是一個規格的那測出的前沿自然都差不了太多,換幾個大小不一的,比如6*6、10*10、18*18的試試就會發現數值不同了。對了,聲速別忘了調正確。
『玖』 簡述使用超聲波探傷判斷金屬內部裂紋的方法
鋼結構在現代工業中佔有重要地位,更是海洋石油行業重要的基礎設施,在國民經濟和社會發展中起到十分重要的作用。鋼結構在建造焊接過程中受到各種因素的影響,難免產生各種缺陷,甚至是裂紋等危害性較大的缺陷,若在建造過程中不及時發現並將其移除,將可能發生重大突發事件,甚至危及生命安全。因此,無損檢測在建造環節中尤為重要,目前常用的無損檢測方法有:射線檢測、超聲波檢測、磁粉檢測、滲透檢測等,而超聲波檢測由於其效率高、靈敏度高、無輻射無污染等優點,在海洋鋼結構的建造中得到廣泛的應用。
1 超聲波檢測基礎
超聲檢測是指超聲波與工件相互作用,就反射、透射和散射波進行研究,對工件進行宏觀缺陷檢測、幾何特性測量、組織結構和力學性能變化的檢測和表徵,並進而對其特定應用性進行評價的技術。
1.1 超聲波檢測原理
利用超聲波對材料中的宏觀缺陷進行探測,依據的是超聲波在材料中傳播時的一些特性,如:聲波在通過材料時能量會有損失,在遇到兩種介質的分界時,會發生反射等等,其工作原理是:
1)用某種方式向被檢試件中引入或激勵超聲波;
2)超聲波在試件中傳播並與其中的物體相互作用,其傳播的方向或特徵會被改變;
3)改變後的超聲波又通過檢測設備被檢測到,並可對其處理和分析;
4)根據接收的超聲波的特徵評估試件本身及其內部存在的缺陷特徵。
通常用以發現缺陷並對缺陷進行評估的基本信息為:
1)來自材料內部各種不連續的反射信號的存在及其幅值;
2)入射信號與接收信號之間的傳播時間;
3)聲波通過材料以後能量的衰減。
圖1 超聲檢測示意圖
1.2 超聲波檢測的優點和局限性
1.2.1 優點
與其他無損檢測方法相比,超聲檢測方法的主要優點有:
(1)適用於金屬、非金屬、復合材料等多種材料的無損評價。
(2)穿透能力強,可對較大厚度范圍的試件內部缺陷進行檢測,可進行整個試件體積的掃查。
(3)靈敏度高,可檢測到材料內部很小的缺陷。
(4)可較准確的測出缺陷的深度位置,這在很多情況下世十分必要的。
(5)設備輕便,對人體和環境無害,可作現場檢測。
1.2.2 局限性
(1)由於縱波脈沖反射法存在盲區,和缺陷取向對檢測靈敏度的影響,對位於表面和近表面的某些缺陷常常難以檢測。
(2)試件形狀的復雜性,如不規則形狀,小曲率半徑等,對超聲波檢測的課實施性有較大影響。
(3)材料的某些內部結構,如晶粒度,非均勻性等,會使靈敏度和信噪比變差。
2 橫向裂紋檢驗
橫向裂紋不僅給生產帶來困難,而且可能帶來災難性的事故。裂紋焊接中最危險的缺陷之一,他嚴重削弱了工件的承載能力和腐蝕能力,即使不太嚴重的裂紋,由於使用過程中造成應力集中,成為各種斷裂的斷裂源。正因為裂紋有如此大的危害性,像JB/T 4730, GB 11345,AWS D1.1, API RP 2X等國內外各大標准中都有「裂紋不可接受」等類似描述。而超聲波檢測對缺陷性質判定沒有射線檢測直觀,如果檢測方法不當等原因造成橫向裂紋的漏檢或誤判,其都有不良結果:若把其他缺陷判為橫向裂紋造成不必要的返修,進而影響材料韌性等性能;把裂紋判為點狀缺陷放過,則工程就存在較大的安全隱患。所以正確選擇探測方法和對回波特性分析,對橫向裂紋的超聲波檢測尤為重要。
2.1 探頭角度的選擇
縱波直探頭:橫向裂紋屬面狀缺陷,一般和探測面垂直,而0°直探頭適用於發現與探測面平行的缺陷,所以直探頭不能有效的探測出橫向裂紋。
橫波斜探頭:對同一缺陷,70°和60°探頭聲程較大,聲波能量由於被吸收和散射造成衰減嚴重,尤其只在檢測母材厚度較大的焊縫時,回波高度較低,對發現缺陷波和波形分析不利,進而影響是否為橫向裂紋的判定。而45°探頭具有聲束集中、聲程短衰減小,聲壓往復透射率高的特點,所以選用45°探頭具有良好的效果。圖2是70°,60°和45°探頭在相同的基準靈敏度的前提下,對同一橫向裂紋的回波比較:
(a)70°探頭回波 (b)60°探頭回波
(c)45°探頭回波
圖2 70°,60°和45°探頭對同一橫向裂紋的回波
2.2 橫向裂紋的掃查
圖3 焊縫UT掃查方式平面圖
常見的焊接缺陷(如夾渣、未熔合、未焊透等)大多與焊縫軸線平行或接近平行,或以點狀形式存在,針對這種情況,綜合使用圖3中的方式A、方式B和方式C即可,但該三種掃查方式對橫向裂紋等與焊縫軸線垂直(與聲束方向平行)的橫向缺陷無回波顯示,即無法被檢出。為能有效探出焊縫橫向裂紋應盡可能使聲束盡可能平行於焊縫。可用如下幾種掃查方式探測橫向裂紋:
2.2.1 騎縫掃查
如果焊縫較平滑或焊縫加強高已經打磨處理,探頭「騎」在焊縫上探測是檢查橫向裂紋的極為有效的方法,可採用在焊縫上直接掃查的方式,如圖3方式D所示。
2.2.2 斜平行掃查
若焊縫表面較為粗糙且不宜進行打磨處理,為探測出焊縫中的橫向裂紋,可用探頭與焊縫軸線成一個小角度或以平行於焊縫軸線方向移動掃查,如圖3方式E所示。 2.2.3 用雙探頭橫跨焊縫掃查法
將兩個斜探頭放在焊縫兩側,組成一發一收裝置,此時若焊縫中有橫向裂紋,發射的超聲波經反射後會被接收探頭接收從而檢出缺陷,如圖4所示。
圖4 雙探頭橫跨焊縫掃查法
該三種方法各有特點,斜平行掃查操作簡單、效率高、焊縫無需處理、耦合較好,但由於聲束方向與裂紋不能完全垂直而造成靈敏度不高;雙探頭橫跨焊縫掃查法操作精度要求高困難大、效率不高;騎縫掃查對焊縫表面要求較高,對埋弧焊或其他焊接方法但焊縫表面進過處理的焊縫,表面相對較平滑,能夠有效的耦合,該方法較為直接,且效率高,靈敏度高,所以在很多情況下「騎縫掃查」是首選。
2.3 掃查靈敏度
按照各項目業主所規定的標准調節。
3 橫向裂紋的判別
根據形狀,我們把缺陷分為點狀缺陷、線狀缺陷和面狀缺陷(裂紋、未熔合)。顯然,反射體形狀不同,超聲波反射特性必然存在一定的差異,反過來,通過分析反射波、缺陷位置、焊接工藝等信息,就可以推測缺陷的性質。
橫向裂紋具有較強的方向性,當聲束與裂紋垂直時,回波高度較大,波峰尖銳,探頭轉動時,聲束與裂紋角度變化,聲束能量被大量反射至其他位置而無法被探頭接收,回波高度急劇下降,這一特性是判定橫向裂紋的主要依據。
檢測過程中橫向裂紋的判別可以按以下步驟:
1)在掃查靈敏度下將探頭放在的焊縫縫上掃查(參考2.2節掃查方式);
2)發現橫向顯示後,找到最高波,確定是否為缺陷回波;
3)定缺陷回波後,定出缺陷的具體位置,並在焊縫上做出標記;
4)探頭圍繞缺陷位置做環繞掃查(如圖5所示);
圖5 環繞掃查示意圖 圖6 動態波形圖1
環繞掃查時回波高度基本相同,變化幅值不大,其動態波形如圖6所示,則可以判定其為點狀缺陷;若環繞掃查時其動態波形如圖7或圖8所示,結合靜態波形,可判斷為橫向裂紋,在條件允許的情況下可用同樣的方法到焊縫背面掃查確認。
圖7 動態波形圖2 圖8 動態波形圖3
5)若條件允許可打磨到裂紋深度,藉助磁粉檢驗(MT)進一步驗證。
圖9 橫向裂紋MT驗證
4 結論
超聲波探傷是檢出焊縫橫向裂紋的有效手段,尤其是厚壁焊縫,射線檢測靈敏度下降,難以發現其中的橫向裂紋。用超聲波檢測方法,選擇正確的參數、合適的掃查方式,掌握橫向裂紋的靜態和動態波形特點,能夠有效的判別橫向裂紋,這已舉措已經在海洋石油工程的各個項目中得到應用,並多次准確成功檢測出橫向裂紋,保證了多項工程質量。