鋼板焊縫的接觸法超聲波檢測畢業論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 僅需從一側接近試件。 〈6〉設備輕便，對人體及環境無害，可作現場檢測。 〈1〉由于縱波脈沖反射法存在的盲區，以及缺陷取向對檢測靈敏度的影響，對位于表面和非常近表面的延伸方向平行于表面的缺陷常常難于檢測。 〈2〉試件形狀的復雜性，如小尺寸、不規則形狀、粗糙表面、小曲率半徑西安航空職業技術學院 畢業設計論文8等，對超聲檢測的可實施性有較大影響。 〈3〉材料的某些內部結構，如晶粒度、相組成、非均勻性、非致密性等，會使小缺陷的檢測靈敏度和信噪比變差。〈4〉對材料及制件中的缺陷作定性、定量表征，需要檢驗者較豐富的經驗，且常常是不準確的。〈5〉以常用的壓電換能器為聲源時，為使超聲波有效地進入試件一般需要有耦合劑。 接觸法焊縫超聲波檢測的特點接觸法檢測 接觸法檢測是將探頭與試件表面直接接觸進行檢測技術，通常在探頭與檢測面之間涂有一層很薄的耦合劑，以改善探頭與檢測面之間聲波的傳導。 接觸法檢測的優點：a 多為手動檢測，操作方便；b 設備簡單，僅需簡單的儀器及探頭，適合于現場檢驗，且成本較低；c 直接耦合，入射聲能損失少，可以提供較大厚度的穿透能力，在相同的探頭參數下，可比液浸法提供更高的檢測靈敏度。缺點就是手工操作受人為因素較大，耦合不易穩定；被檢表面的光潔度對入射聲能損失影響較大。 焊縫是通過加熱或加壓或兩者并用，用填充材料或不用填充材料使兩個分離的材料達到原子結合的一種加工方法。焊縫工藝有熔焊和壓力焊兩類。超聲檢測的主要對象是熔焊焊縫，焊縫檢測中主要是對焊條電弧焊的檢測。而焊縫接頭形式主要有對接、角接、搭接和 T 型接頭等幾種。其中，超聲檢測最常用于對接接頭，其次是角接和 T 型接頭。接頭的缺陷包括外部缺陷和內部缺陷。 外部缺陷有焊縫尺寸不符合要求、未焊透、咬邊、焊瘤、表面氣孔和表面裂紋等，通常采用目視檢測、磁粉檢測、滲透檢測等方法對這些缺陷進行檢測。 內部缺陷有氣孔、夾渣、未悍透、未熔合和裂紋等，超聲檢測主要的目的是為了檢測出焊接接頭中存在的內部缺陷。其中的氣孔、夾渣是立方型缺陷，危害較小。而裂紋、未熔合是平面型缺陷，危害性大。在焊縫探傷中，由于余高的影響及焊縫中裂紋、未焊透、未熔合等危害性大的缺陷往往與檢測面垂直或成一定的角度，因此一般采用斜射橫波接觸法，在焊縫兩側進行掃查。 脈沖反射法 脈沖反射法是有超聲波探頭發射脈沖波到試件內部，通過觀察來自內部缺陷或試件底面的反射波的情況來對時間進行檢測的方法。 當試件不存在缺陷時，顯示圖像中僅有反射脈沖和底面回波兩個信號。而西安航空職業技術學院 畢業設計論文9當試件中存在有缺陷時，在發射脈沖與底面回波之間將來自缺陷回波，通過觀察缺陷回波的高度可對缺陷的大小進行評估，通過觀察回波距發射脈沖的距離，可得到缺陷的埋深。當材質較好且選用的探頭適當時，脈沖回波法可觀察到非常小的缺陷回波，達到很高的檢測靈敏度。 影響缺陷定位的主要因素 在超聲波探傷過程中影響缺陷定位的主要因素有四大類，分別是：儀器，探頭，工件及人員。 ： 〈1〉水平線性的影響：儀器水平線性的好壞對缺陷定位有一定的影響。當儀器水平線性誤差較大時，缺陷定位誤差大。 〈2〉儀器水平刻度精度的影響：儀器時基線比例是根據示波屏上水平刻值來調節的，當儀器水平刻度值不準時，缺陷定位誤差增大。 ： 〈1〉聲束偏離的影響：探傷時無論是垂直入射還是傾斜入射，都假定波束軸線與晶片幾何中心重合，但在制作探頭時，波束軸線與晶片幾何中心線都會有一定的偏差，所以在探傷前應對波束的偏差情況進行測量，以便對結果進行修正，以提高定位精度 〈2〉探頭雙峰的影響：一般探頭發射的聲場只有一個主聲束。遠場區軸線上的聲壓最高，但有些探頭性能不好存在兩個聲束。當發現缺陷時不能判定是哪個主聲束發現的，因此也就難以確定缺陷的實際的位置。這樣的探頭在采購時應加以挑試。 〈3〉斜契磨損的影響，橫波探頭在探傷過程中斜契將會磨損，當斜契后面磨損較大時折射角增大，探頭 K 值增大，當斜契前面磨損較大時，折射角減小，探頭 K 值減小，此外探頭磨損也會也會使探頭入射點發生變化影響缺陷定位，因此在探傷過程中如發現探頭磨損時應及時對探頭參數進行校準 〈4〉探頭指向性的影響：探頭半擴散角小，指向性好，缺陷定位誤差小，反之定位誤差大。： 〈1〉工件表面粗糙度的影響：工件表面粗糙不僅耦合不好而且由于表面凹凸不平使聲波進入工件的時間產生差異，當凹槽深度為 r/2 時，則進入工件的聲波相位正好相反，使進入工件的聲波相位正好相反，使進入工件的聲波相互干擾形成分叉，從而使定位困難。 西安航空職業技術學院 畢業設計論文10 〈2〉工件材質的影響：工件材質對缺陷定位的影響可以從聲速和內應力兩個方面來說，當工件與試快的材質不同時，就會使 K 值發生變化，另外工件內應力較大時，將使聲波的傳播速度和方向發生變化，當應力方向與波的傳播方向一致時，若為壓縮應力，則應力作用使試件彈性增強，這時聲速加快，反之，若為拉伸應力，則聲速減慢，當應力與波的傳播方向不一致時，質點振動軌跡受應力干擾使波的傳播方向發生變化均會影響缺陷定位。 〈3〉工件表面形狀的影響，探測工件曲面時，探頭與工件接觸有兩種情況。一種是平面與曲面的接觸，這時為點或線觸，握持不當時，探頭折射角容易發生變化。另一種是將探頭斜契磨成曲面。探頭與工件曲面接觸，這時折射角和聲束形狀可發生變化都會影響缺陷定位。 〈4〉工件邊界的影響：當缺陷靠近工件邊界時，由于側臂反射波與直接入射波在缺陷處產生干涉，使聲場聲壓分布發生變化，聲束軸線發生偏離，使缺陷定位誤差增加。 〈5〉工件溫度的影響：探頭的 K 值一般在室溫下測定的，當探測的工件溫度發生變化時，工件的聲速發生變化，使探頭的折射角隨之發生變化影響缺陷定位。 〈6〉工件中缺陷情況的影響：工件內缺陷方向也會影響缺陷定位，缺陷傾斜時，擴散波束入射至缺陷時回波較高，而定位是誤以為缺陷在軸線上，從而導致定位不準。 \4 .操作人員的影響： 〈1〉儀器時基線比例的影響：儀器時基線比例一般在試快上調節，當工件與試塊的聲速不同時，儀器的時基線比例發生變化，影響缺陷定位精度。另外，調節比例時，回波前沿沒有對準相應水平刻度或讀數不準，但缺陷定位誤差增加。 〈2〉測試入射點 k 值的影響：橫波探傷時，當測定探頭的入射點，k 值誤差較大時，也會影響缺陷定位。 〈3〉定位方法的影響：橫波周向探測圓柱同形工件時缺陷定位與平板不同。若仍按平板工件處理，那么定位誤差將會增西安航空職業技術學院 畢業設計論文113 超聲波檢測儀器型號和一些基本設備超聲檢測設備與器材包括超聲檢測儀、探頭、試塊、耦合劑等，其中儀器和探頭對超聲檢測系統的能力起關鍵性作用。了解其原理、構造和作用及其主要性能，是正確選擇檢測設備與器材并進行有效檢測的保證。 設備型號：圖 31 Anyscan 31 型超聲波探傷儀Anyscan31 型數字超聲探傷儀介紹：Anyscan31 型數字超聲探傷儀的設計全面考慮了用戶的各種使用需求和習慣，廣泛參考了眾多超聲檢測設備的設計和應用經驗，采用國際最先進的硬件、軟件、聲學、人體工學等技術，使得其無論在指標的優越性、功能的實用性還是使用的方便性等方面都領先于同類產品。是我司奉獻給業界的又一款精品 使用上不但操作方便快捷，而且豐富、實用的輔助功能也幫助用戶大大提高了工作效率，使原來繁重的檢測工作變得輕松。而且其獨有的寬頻特性使得無論低頻還是高頻的探頭都能匹配，各種檢測需求都能滿足，達到了正如其名字“Anyscan”(任意掃查) 的境界。Anyscan31 型數字超聲探傷儀性能:西安航空職業技術學院 畢業設計論文12? 領先的技術指標，豐富實用的輔助功能? 簡潔的按鍵和菜單設置，操作方便? 400MHz 實時硬件采樣率，回波脈沖更逼真可靠? 寬頻低噪聲放大電路，可匹配低頻和高頻探頭? 良好的屏蔽設計，抗干擾能力強? 〞彩色液晶高分辨率顯示屏Anyscan31 型數字超聲探傷儀特點及功能：? DAC 曲線生成、存儲、調用功能：制作簡單：逐個取點，自動生成評定線、定量線、DAC 線、判廢線四條曲線編輯方便：可自主修正各取樣點，曲線間距可自主調整(適應各種標準)? 射頻顯示功能：真實顯示原始波形，方便細致分析回波特點，輔助缺陷的定性分析? 曲面修正功能：自動校正弧面探測結果? 峰值記憶功能：幫助記錄最高回波? 包絡功能：記錄回波的變化軌跡? 自動測試回波頻譜功能：可用于測試探頭頻譜特性? 增益自動調節功能：自動增益高度可自行調節，實現快捷調節回波高度? 焊縫檢測圖形示意功能：直觀的圖形顯示，缺陷位置一目了然，圖片可存儲于探傷報告中，回放、打印均很方便? 智能化的設備校準程序：包括快速校準材料聲速，自動測量探頭延時，自動校準探頭 K值，標定探頭更容易? 快捷通道設置功能：30 個快捷通道可設置并存儲 30 組探傷參數，存儲、調用操作快捷簡便? 報告自動生成功能：系統根據探傷參數及檢測數據自行生成探傷報告，報告包含詳細的探傷參數、波形圖像和詳細的回波數據，并且可直接連接打印機打印報告，或者與計算機連接保存于計算機 ? 連續存儲回放功能：記錄檢測過程中屏幕內回波波形與數據的動態變化，使數據記錄更詳細，類似攝像功能的菜單設置，通俗易懂操作方便，且存儲文件可隨時直接轉存于 U 盤等存儲設備西安航空職業技術學院 畢業設計論文13? 波形顯示區域縮放功能：波形顯示區域可縮可放，利用屏幕更充分? 閘門區域放大功能：把閘門區域放大到整個波形顯示區進行顯示，方便觀察波形細節Anyscan31 型數字超聲探傷儀基本性能指標：水平線性誤差：＜% 垂直線性誤差：＜3% 靈敏度余量：＞62dB 動態范圍：＞32dB 電噪聲水平：＜20% 遠場分辨率：＞36dB 工作方式：單晶、雙晶方式發射脈沖：負尖波工作頻率范圍：～15MHz，頻率分段可選，匹配探頭更具針對性重復頻率：25Hz～1000Hz采樣頻率：硬件實時采樣頻率 400MHz 檢測范圍：～9999mm(鋼縱波)，連續可調，可切換步進聲速范圍：1000m/s～15000m/s，連續可調，可切換步進掃描延時：10mm～1000mm，連續可調，可切換步進探頭延時：0μs～匹配阻尼：25Ω、50Ω、200Ω、500Ω增益調節：0 dB～110 dB，分 檢波方式：全波、正半波、負半波顯示屏： 高亮度 TFT 液晶，640480 象素 測量模式：前沿或峰參數存儲：可存儲常用探傷參數及檢測結果數據報警：硬件報警，聲、光兩種方式，可設置進波、失波、DAC 報警模式通訊接口：USB 接口和以太網接口工作溫度：20～50℃電池規格：鋰電池( V、)，可持續供電 8 小時以上供電電源：AC 100240V, DC 14V3A西安航空職業技術學院 畢業設計論文14整機重量：(含電池)菜單語言：多國語言可選防水級別：達到 IP54 認證標準Anyscan31 型數字超聲探傷儀硬件性能過硬： ?發射脈沖窄儀器分辨率高；?頻帶寬噪聲低靈敏度余量高；?頻帶分段可調各頻段信噪比高。高速采樣，波形數據精準：400MHZ 硬件采樣速率回波形狀真實可靠，先進的數字控制處理平臺，運算速度更快、控制精度更準。質量穩定，經久耐用：選用最好的元器件，加上先進的生產工藝，嚴格按照國際標準檢測，產品質量穩定、使用壽命長。 超聲波探頭超聲波探頭是用來產生與接收超聲波的器件，是組成檢測系統的最重要的組件之一。超聲波探頭的性能也是直接影響到發射的超聲波的特性，影響到超聲波的檢測能力。如圖32 所示。圖表 32 斜探頭示意圖西安航空職業技術學院 畢業設計論文15能夠在材料中產生超聲波的方式有多種，其原理均涉及將某種其他形式的能量轉換為超音頻的振動能量。而在超聲檢測中最常用是與超聲探傷儀相匹配的超聲探頭，是利用材料的壓電效應實現電聲能量轉換的壓電換能器探頭。這類探頭中的關鍵部位的壓電換能器，又稱為壓電晶片，是一個具有壓電特性的單晶或多晶薄片或薄膜。其作用是將電能轉換為聲能，并將聲能轉換為電能。 探頭的主要組成部分有壓電晶片、阻尼塊、電纜線、接頭、保護膜和外殼。斜探頭中通常還有一使晶片與入射面成一定角度的