第7章板材和管材超声检测.ppt
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1、第7章 板材和管材超声检测,7.1 钢板超声检测 7.1.1 钢板加工及常见缺陷,加工方法:由板坯轧制。常见缺陷:分层、折叠、白点等,裂纹少见。分层:板坯中缩孔、夹渣等在轧制过程中未熔合而形成的分离层。折叠:钢板表面局部形成互相折合的双层金属。白点:钢板在轧制后冷却过程中氢原子来不及扩散。,7.1.2 检测方法钢板的分类(超声检测的角度):薄板:厚度 6mm检测方法:板波检测法中厚板:6mm,中板:640mm;厚板:40mm检测方法:垂直入射法中厚板超声检测方法脉冲反射式垂直入射法;耦合方式:直接接触法和水浸法;探头:聚焦和非聚焦的单晶直探头、双晶直探头。单晶直探头检测时基线调节,一般采用多次
2、底波反射法,厚板采用一次底波或二次底波法。一次底波法只考虑钢板界面回波与底波B1之间的缺陷波。,直接接触法探头通过薄层耦合剂与工件接触进行检测。检测波形显示完好区:显示多次等距离的底波,无缺陷波。小缺陷:缺陷波与底波共存,底波有所下降。大缺陷:出现缺陷的多次反射波,底波明显下降或消失。,叠加效应板厚较薄且板中缺陷较小时,各次底波之前的缺陷波开始几次逐渐升高再逐渐降低的现象。产生原因:由于不同反射路径声波互相叠加造成的。出现叠加效应时,一般应根据F1评价缺陷。当20mm时,可用F2评价缺陷。,水浸法(充水耦合法)探头与钢板不直接接触,通过一层水耦合。多次重合法通过调整水层厚度,使水/钢界面回波分
3、别与钢板的多次底波重合。一般常用四次重合法。重合法水层厚度 H 与钢板 的关系:可以减少近场区的影响,而且可以根据多次底波衰减情况判断缺陷严重程度。,7.1.3 探头与扫查方式的选择1.探头的选择频率:2.55.0MHz钢板晶粒细为了获得较高的分辨力,宜选用较高的频率。晶片直径:10mm 25mm检测面积大,提高检测效率,宜选用较大直径的探头。厚度较小的钢板,选用较小晶片直径的探头,减少近场区的影响。结构形式:单晶直探头或双晶直探头板厚较大,选用单晶直探头板厚较薄,选用双晶直探头,检测厚度为620mm的钢板。承压设备用板材超声检测探头选用规定,表7-1。,2.扫查方式的选择全面扫查:垂直于压延
4、方向划出等距离的平行列线探头移动方向垂直于钢板压延方向。100%扫查,相邻两次扫查应10%重复。列线扫查:探头沿等距离的平行列线扫查。边缘扫查:在钢板边缘一定的范围内作全面扫查。格子扫查在钢板边缘 50mm范围内作全面扫查。其余按200mm200mm的格子线扫查。,3.扫查速度的选择手工扫查速度应不大于0.2m/s。根据使用仪器的性能调整扫查速度,对于响应速度较慢的仪器,应使用较小的扫查速度。水浸自动检测最大扫查速度与要求检出的最小缺陷尺寸、钢板厚度、超声检测仪器限定的脉冲重复频率有关。重复频率选择最大重复频率应根据板厚决定;检测时超声脉冲之间的间隔时间,应远大于超声在材料中传播时间,以避免形
5、成幻象波;高速扫查时,脉冲重复频率应使最小尺寸的缺陷信号能够显示。,7.1.4 检测范围和灵敏度的调整1.检测范围的调整 根据板厚来确定检测范围。灵敏度的调整CB试块法:板厚 20mm,采用CB试块,使之与工件等厚的第一次底波达满幅度的50%,再提高10dB作为基准灵敏度。,CB试块法:板厚20mm,采用CB试块,使 5mm平底孔第一次回波达满幅度的50%作为基准灵敏度。,底波法利用多次底波调节灵敏度。板厚3N,可取钢板无缺陷处的第一次底波达50%,通过计算法来校准灵敏度,其结果应与CB标准试块法要求相一致。,7.1.5 缺陷的判别与测定1.缺陷的判别根据缺陷波和底波来判别缺陷。JB/T 47
6、30-2005规定:F150%;,F150%,B1100%,F1/B1 50%;,B1100%,F1/B1 50%,B1 50%,B1 50%,2.缺陷的测定缺陷位置测定缺陷深度:根据示波屏上缺陷波位置对应的刻度确定。平面位置:根据发现缺陷的探头位置来确定,标出和记录缺陷至工件相邻两边界的距离。缺陷定量采用测长法测定指示长度和面积。,F1 50%:F1达25%时,探头中心移动距离为缺陷指示长度,探头中心轨迹为缺陷边界。,F1/B1 50%(B1100%):F1/B1达50%时,探头中心移动距离为缺陷指示长度,探头中心轨迹为缺陷边界。,B1 50%:使B1达50%时,探头中心移动距离为缺陷指示长
7、度,探头中心轨迹为缺陷边界。,缺陷性质的估计分层缺陷波形陡直底波明显下降或消失折叠不一定有缺陷波,但底波明显下降、次数减少或消失,始波加宽。白点波形密集尖锐活跃,底波明显降低、次数减少,重复性差,移动探头,回波此起彼伏。,7.1.6 钢板质量级别判定(JB/T 4730-2005规定)根据缺陷指示长度与缺陷指示面积不同将钢板质量分为五个等级,级最高,级最低。单个缺陷指示长度缺陷指示的最大长度尺寸。单个缺陷指示长度小于40mm,可不作记录。缺陷指示面积缺陷边界范围内的面积。间距小于100mm或小于相邻较小缺陷指示长度(取其最大值)的多个缺陷,以各缺陷面积之和作为单个缺陷指示面积。在检测过程中,检
8、测人员如确认钢板中有白点、裂纹等危害性缺陷存在时,应直接评为级。,表7-3 钢板质量分级,例题:钢板质量评级,7.3 复合板超声检测7.3.1 复合材料中常见缺陷复合材料由母材与复合层粘合而成。常见的复合材料:在碳钢或低合金钢母材上,粘接不锈钢、钛、铝、铜合金等复合层。制造方法:轧制、爆炸、堆焊等常见缺陷复合层与母材在界面处复合不良。脱层(脱接),7.3.2 检测方法检测方法:纵波检测。探头单晶直探头或双晶直探头;探头直径25mm;频率:2.55.0MHz。检测灵敏度:复合板完好区的底波B1调至示波屏满刻度的80%。检测面:母材侧或复合层侧,7.3.3 缺陷的判别1.两种复合材料声阻抗相近时不
9、锈钢碳钢复合板 从母材侧检测复合良好区:基本无界面回波,只有底波B1;不完全脱接:B1前不远处F波出现多次彼连,B1降低;完全脱接:缺陷回波F较强,底波消失。,从复合材料侧检测复合良好区:基本无界面回波,只有B1;不完全脱接:B1降低,F波多次彼连,并紧随始波T与B1之后;完全脱接:F波多次彼连,宽度增加,底波消失。,2.两种复合材料声阻抗相差较大时钛/碳钢复合板复合良好区也出现界面波,缺陷波判别困难。检测方法:利用试块比较的方法,根据复合界面反射波的宽度、高度和底波变化来判别。,从复合材料侧检测根据复合界面反射波宽度 L 和底波 B1高度判别。复合良好:L工件 L试块,B1工件 B1试块。,
10、从母材侧检测:根据复合界面反射波S 和底波 B1高度判别。复合良好:S工件 S试块,B1工件 B1试块。,3.未结合区缺陷的测定(JB/T 4730-2005规定)未结合区底波 B1高度低于荧光屏满刻度的 5%未结合缺陷反射波存在(5%)。未结合区边界点移动探头,使底波 B1升高到荧光屏满刻度40%时的探头中心位置。重要的复合材料可以结合底波与复合界面反射波高度的dB差来判别,将实测值与理论计算值比较,当实测值明显大于理论计算值时,复合材料存在脱接。当二者相差甚小时,复合良好。,7.3.4 缺陷评定和质量分级(JB/T 4730-2005规定)1.缺陷指示长度按其指示的最大长度作为该缺陷的指示
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