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摘要:超声波探伤只是一利用声波传递、反射等物理现象得到一种模拟信号的无损检测方法。有时还可以通过改变发射超声波脉冲的频率、改变声束直径大小(采取聚焦或采用不同直径的探头等)来观察缺欠的回波变化特征,从而识别是材料中的缺欠還是组织反射。
关键词:超声波 探伤 反射 波形
引言:
超声波检测技术对缺欠定性评定主要是依据波形信号的起波速度,回波前沿的陡峭程度及回波后沿下降的速度(下降斜率),波尖形状,回波占宽以及移动探头时缺欠回波的变化情况(波幅、位置、数量、形状等),还可以根据观察多次底波的次数、底波高度损失情况,再根据缺欠在被检件中的位置、分布情况、缺欠的当量大小(与反射率有关)、延伸情况,结合具体产品、材料的特点和制造工艺作出综合判断,评估出缺欠的种类和性质。例如判断钢构件中的白点、夹杂物、残余缩孔、粗晶、中心疏松、方框形偏析,以及焊缝中的气孔、夹渣、未焊透、未熔合、裂纹等缺欠,在很大程度上依赖超声波探伤人员的经验、技术水平和对特定产品、材料及制造工艺的了解程度,其局限性是很大的。
不同性质的缺欠,其缺欠波形的特征亦不相同,各种缺欠的波形特征,如下:
1、疏松
构件中的疏松,在低灵敏度时伤波很低或无伤波,提高灵敏度后才呈现典型的疏松波形,中心疏松多出现心部,一般疏松出现始波与底波之间。疏松对底波有一定影响但影响不大,随着灵敏度提高,底波次数有明显增加。铸件中的疏松对声波有显著的吸收和散射作用,常使底波显著减少,甚至使底波消失,严重的疏松既无底波又无伤波,探头移动时会出现波峰很低的蠕动波形。
2、白点
缺欠波为林状波,波峰清晰,尖锐有力,伤波出现位置与缺欠分布相对应,探头移动时伤波切换,变化不快,降低超声波探伤灵敏度时,伤波下降较底波慢。白点对底波反射次数影响较大,底波1~2次甚至消失。提高灵敏度时,底波次数无明显增加。圆周各处探伤波形均相类似。纵向探伤时,伤波不会延续到锻坯的端头。
3、内裂纹
3.1、横向内裂纹轴类工件中的横向内裂纹直探头探伤,声速平行于裂纹时,探伤仪既无底波又无伤波,提高灵敏度后出现一系列小伤波,当探头从裂纹处移开,则底波多次反射恢复正常。斜探头轴向移动探伤和直探头纵向贯穿入射,都出现典型的裂纹波形即波形反射强烈,波底较宽,波峰分枝,成束状。斜探头移向裂纹时伤波向始波移动,反之,向远离始波方向移动。
3.2中心锻造裂纹伤波为心部的强脉冲,圆周方向移动探头时伤波幅度变化较大,时强时
弱,底波次数很少或者底波消失。
3.3、纵向内裂纹轴类构件中的纵向内裂,直探头圆周探伤,声束平行于裂纹时,既无底波也无伤波,当探头转动90°时反射波最强,呈现裂纹波形,有时会出现裂纹的二次反射,一般无底波。底波与伤波出现特殊的变化规律
4、缩孔
伤波反射强烈,波底宽大,成束状,在主伤波附近常伴有小伤波,对底波影响严重,常使底波消失,圆周各处伤波基本类似,缩孔常出现在冒口端或热节处。
5、缩孔残余
伤波幅度强,出现在工件心部,沿轴向探伤时伤波具有连续性,由于缩孔锻造变形,圆周各处伤波幅度差别较大,缺欠使底波严重衰减,甚至消失。
6、夹杂物
1、单个夹渣单个夹渣伤波为单一脉冲或伴有小伤波的单个脉冲,波峰园钝不清晰,伤波幅度虽高,但对底波及其反射次数影响不大。
2、分散性夹杂物分散性夹杂物,伤波为多个,有时呈现林状波,但波顶园钝不清晰,波形分枝,伤波较高,但对底波及底波多次反射次数影响较小。移动探头时,伤波变化比白点为快。
7、未焊透
缺欠波形与气孔波形大致相同,缺欠波高。不同的是当探头沿焊缝平行移动时,在较大范围内,连续出现缺欠波且在荧光屏的同一位置上(当未焊透深浅不一时,亦稍有变化),且幅度变化不大,探头沿焊缝垂直移动时,缺欠波消失的快慢取决于未焊透的深度,探头作环绕移动时,缺欠波降低并最后消失。
8、未熔合
未熔合多出现在母材与焊缝的交界处。其波形和波形的的变化基本上与未焊透相似。不同的是当探头沿焊缝平行移动时,在较大范围内,连续出现缺欠波且在荧光屏的同一位置上(当未焊透深浅不一时,亦稍有变化),且幅度变化不大,探头沿焊缝垂直移动时,缺欠波消失的快慢取决于未焊透的深度,探头作环绕移动时,缺欠波降低并最后消失。
9、气孔
缺欠波形尖锐、陡峭波根清晰,当探头绕缺欠移动时,均有缺欠波出现,当探头沿焊缝水平转动时,单个气孔及针状气孔的缺欠波很快消失。连续气孔则连续不断地出现缺欠波,密集气孔则出现数个此起彼落的缺欠波,当探头垂直焊缝移动时,除针状气孔外,缺欠波均很快消失。
10、晶粒粗大
晶粒粗大的波形是典型草状波伤波丛集,如密生草状,伤波模糊不清晰,波与波之间难于分辨,移动探头时伤波跳动迅速,通常探伤灵敏度,底波次数很少,一般1~2次,无伤波,提高灵敏度后底波次数无明显增多,在一次底波前出现草状波,改换低频率探伤,底波次数明显增多或恢复正常,一般不再出现草状波。
构件内形态特征相近的缺欠就可能得到相同回波特征,为准确判断构件内缺欠的属性,必须结合对构件进行剖切后经验的积累、缺欠分布特点、探伤手法的灵活运用等才能相对有效的对所发现的构件缺欠进行准确判断。
参考文献
1、《超声波检测技术》——北京:机械工业出版社,2018.5
2、《钢结构焊接规范》——北京:中国建筑工业出版社,2014.4
3、《焊缝无损检测 超声检测 焊缝中的显示特征》——GB/T29711-2013
关键词:超声波 探伤 反射 波形
引言:
超声波检测技术对缺欠定性评定主要是依据波形信号的起波速度,回波前沿的陡峭程度及回波后沿下降的速度(下降斜率),波尖形状,回波占宽以及移动探头时缺欠回波的变化情况(波幅、位置、数量、形状等),还可以根据观察多次底波的次数、底波高度损失情况,再根据缺欠在被检件中的位置、分布情况、缺欠的当量大小(与反射率有关)、延伸情况,结合具体产品、材料的特点和制造工艺作出综合判断,评估出缺欠的种类和性质。例如判断钢构件中的白点、夹杂物、残余缩孔、粗晶、中心疏松、方框形偏析,以及焊缝中的气孔、夹渣、未焊透、未熔合、裂纹等缺欠,在很大程度上依赖超声波探伤人员的经验、技术水平和对特定产品、材料及制造工艺的了解程度,其局限性是很大的。
不同性质的缺欠,其缺欠波形的特征亦不相同,各种缺欠的波形特征,如下:
1、疏松
构件中的疏松,在低灵敏度时伤波很低或无伤波,提高灵敏度后才呈现典型的疏松波形,中心疏松多出现心部,一般疏松出现始波与底波之间。疏松对底波有一定影响但影响不大,随着灵敏度提高,底波次数有明显增加。铸件中的疏松对声波有显著的吸收和散射作用,常使底波显著减少,甚至使底波消失,严重的疏松既无底波又无伤波,探头移动时会出现波峰很低的蠕动波形。
2、白点
缺欠波为林状波,波峰清晰,尖锐有力,伤波出现位置与缺欠分布相对应,探头移动时伤波切换,变化不快,降低超声波探伤灵敏度时,伤波下降较底波慢。白点对底波反射次数影响较大,底波1~2次甚至消失。提高灵敏度时,底波次数无明显增加。圆周各处探伤波形均相类似。纵向探伤时,伤波不会延续到锻坯的端头。
3、内裂纹
3.1、横向内裂纹轴类工件中的横向内裂纹直探头探伤,声速平行于裂纹时,探伤仪既无底波又无伤波,提高灵敏度后出现一系列小伤波,当探头从裂纹处移开,则底波多次反射恢复正常。斜探头轴向移动探伤和直探头纵向贯穿入射,都出现典型的裂纹波形即波形反射强烈,波底较宽,波峰分枝,成束状。斜探头移向裂纹时伤波向始波移动,反之,向远离始波方向移动。
3.2中心锻造裂纹伤波为心部的强脉冲,圆周方向移动探头时伤波幅度变化较大,时强时
弱,底波次数很少或者底波消失。
3.3、纵向内裂纹轴类构件中的纵向内裂,直探头圆周探伤,声束平行于裂纹时,既无底波也无伤波,当探头转动90°时反射波最强,呈现裂纹波形,有时会出现裂纹的二次反射,一般无底波。底波与伤波出现特殊的变化规律
4、缩孔
伤波反射强烈,波底宽大,成束状,在主伤波附近常伴有小伤波,对底波影响严重,常使底波消失,圆周各处伤波基本类似,缩孔常出现在冒口端或热节处。
5、缩孔残余
伤波幅度强,出现在工件心部,沿轴向探伤时伤波具有连续性,由于缩孔锻造变形,圆周各处伤波幅度差别较大,缺欠使底波严重衰减,甚至消失。
6、夹杂物
1、单个夹渣单个夹渣伤波为单一脉冲或伴有小伤波的单个脉冲,波峰园钝不清晰,伤波幅度虽高,但对底波及其反射次数影响不大。
2、分散性夹杂物分散性夹杂物,伤波为多个,有时呈现林状波,但波顶园钝不清晰,波形分枝,伤波较高,但对底波及底波多次反射次数影响较小。移动探头时,伤波变化比白点为快。
7、未焊透
缺欠波形与气孔波形大致相同,缺欠波高。不同的是当探头沿焊缝平行移动时,在较大范围内,连续出现缺欠波且在荧光屏的同一位置上(当未焊透深浅不一时,亦稍有变化),且幅度变化不大,探头沿焊缝垂直移动时,缺欠波消失的快慢取决于未焊透的深度,探头作环绕移动时,缺欠波降低并最后消失。
8、未熔合
未熔合多出现在母材与焊缝的交界处。其波形和波形的的变化基本上与未焊透相似。不同的是当探头沿焊缝平行移动时,在较大范围内,连续出现缺欠波且在荧光屏的同一位置上(当未焊透深浅不一时,亦稍有变化),且幅度变化不大,探头沿焊缝垂直移动时,缺欠波消失的快慢取决于未焊透的深度,探头作环绕移动时,缺欠波降低并最后消失。
9、气孔
缺欠波形尖锐、陡峭波根清晰,当探头绕缺欠移动时,均有缺欠波出现,当探头沿焊缝水平转动时,单个气孔及针状气孔的缺欠波很快消失。连续气孔则连续不断地出现缺欠波,密集气孔则出现数个此起彼落的缺欠波,当探头垂直焊缝移动时,除针状气孔外,缺欠波均很快消失。
10、晶粒粗大
晶粒粗大的波形是典型草状波伤波丛集,如密生草状,伤波模糊不清晰,波与波之间难于分辨,移动探头时伤波跳动迅速,通常探伤灵敏度,底波次数很少,一般1~2次,无伤波,提高灵敏度后底波次数无明显增多,在一次底波前出现草状波,改换低频率探伤,底波次数明显增多或恢复正常,一般不再出现草状波。
构件内形态特征相近的缺欠就可能得到相同回波特征,为准确判断构件内缺欠的属性,必须结合对构件进行剖切后经验的积累、缺欠分布特点、探伤手法的灵活运用等才能相对有效的对所发现的构件缺欠进行准确判断。
参考文献
1、《超声波检测技术》——北京:机械工业出版社,2018.5
2、《钢结构焊接规范》——北京:中国建筑工业出版社,2014.4
3、《焊缝无损检测 超声检测 焊缝中的显示特征》——GB/T29711-2013