2017-10-20 08:17:42
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超声检测 - 定义 免费编辑 修改义项名

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超声检测(UT)是工业上无损检测的方法之一。超声波进入物体遇到缺陷时,一部分声波会产生反射,接收器可对反射波进行分析,就能异常精确地测出缺陷来,并且能显示内部缺陷的位置和大小,测定材料厚度等。

基本信息

  • 中文名

    超声检测

  • 外文名

    Ultrasonic Testing (UT)

  • 作者

    郭伟

折叠 编辑本段 原理

超声波是频率高于20千赫的机械波。在超声探伤中常用的频率为0.5~10兆赫。这种机械波在材料中能以一定的速度和方向传播,遇到声阻抗不同的异质界面(如缺陷或被测物件的底面等)就会产生反射、折射和波形转换。这种现象可被用来进行超声波探伤,最常用的是脉冲反射法,探伤时,脉冲振荡器发出的电压加在探头上(用压电陶瓷或石英晶片制成的探测元件),探头发出的超声波脉冲通过声耦合介质(如机油或水等)进入材料并在其中传播,遇到缺陷后,部分反射能量沿原途径返回探头,探头又将其转变为电脉冲,经仪器放大而显示在示波管的荧光屏上。根据缺陷反射波在荧光屏上的位置和幅度(与参考试块中人工缺陷的反射波幅度作比较),即可测定缺陷的位置和大致尺寸。除反射法外,还有用另一探头在工件另一侧接受信号的穿透法以及使用连续脉冲信号进行检测的连续法。利用超声法检测材料的物理特性时,还经常利用超声波在工件中的声速、衰减和共振等特性。

折叠 编辑本段 应用

脉冲反射探伤法通常用于锻件、焊缝等的检测。可发现工件内部较小的裂纹、夹渣、缩孔、未焊透等缺欠。被检测物要求形状较简单,并有一定的表面光洁度。为了成批地快速检查管材、棒材、钢板等型材,可采用配备有机械传送、自动报警、标记和分选装置的超声探伤系统。除探伤外,超声波还可用于测定材料的厚度,使用较广泛的是数字式超声测厚仪,其原理与脉冲回波探伤法相同,可用来测定化工管道、船体钢板等易腐蚀物件的厚度。利用测定超声波在材料中的声速、衰减或共振频率可测定金属材料的晶粒度、弹性模量(见拉伸试验)、硬度、内应力、钢的淬硬层深度、球墨铸铁的球化程度等。此外,穿透式超声法在检验纤维增强塑料和蜂窝结构材料方面的应用也已日益广泛。超声全息成象技术也在某些方面得到应用。

折叠 编辑本段 优缺点

超声检测法的优点是:穿透能力较大,例如在钢中的有效探测深度可达1米以上;对平面型缺陷如裂纹、夹层等,探伤灵敏度较高,并可测定缺陷的深度和相对大小;设备轻便,操作安全,易于实现自动化检验。缺点是:不易检查形状复杂的工件,要求被检查表面有一定的光洁度,并需有耦合剂充填满探头和被检查表面之间的空隙,以保证充分的声耦合。对于有些粗晶粒的铸件和焊缝,因易产生杂乱反射波而较难应用。此外,超声检测还要求有一定经验的检验人员来进行操作和判断检测结果。

折叠 编辑本段 与射线区别

从检测的角度没有什么区别.但在制造过程中优先RT,除非不能. CS钢的焊缝经设计者同意,可以代替。(未找到标准依据说优先RT)奥氏体不锈钢的焊缝不能用UT检测(关于电力系统小径管奥氏体不锈钢焊缝的超声检测参见DL/T 820-2002,此处以偏概全)。因存在双晶晶界显著影响超声波的衰减和传播。如果cs的采用可记录的超声检测一般设计者是会同意的,能做射线无损探伤的就别做超声波无损检测,射线无损探伤可以代替超声波无损检测(实为不能相互替代的,至于原因,原文作者下文已有阐述,另对于重要部件的质量标准或验收标准中大部分要求是UT和RT都要进行,但比例不同),RT可以对缺陷进行定性分析,比较直观,而UT不能定性(但可以判断出是圆形缺陷或者条形缺陷),只能通过当量比较缺陷的大小来对缺陷进行评级,TOFD技术可以把缺陷的立体形状(衍射时差法成像并不是立体影像)显示出来,估计不远的将来会比较流行. 两种方法的检测机理不同,各具特点:X、γ射线对体积型缺陷敏感,但对线状缺陷,特别是厚板中细小的未焊透(熔入不足)或微裂纹等难于发现,而超声波对线状缺陷敏感,却对点状缺陷的定量不容易定准;射线照相对工件表面要求不高,它是通过底片来评价焊接质量的,其特点是直观且易于定性和存档,但难于确定深度方向的尺寸,而超声波检测对检测面的要求较严格,它是通过荧光屏上的波形来评价缺陷的,其特点是易于确定深度,但不直观且不易存档,定性要经综合判断,检测人员应素质好和责任心强;射线对人体有害,故要防护,且要耗费大量的胶片和药品,检测费用较高,而超声波对人体无害,且检测费用较低;射线能检测粗晶材料(如奥氏体焊缝等),而超声波检测此类材料困难。

a)射线:对人体有辐射。有底片,对气孔、夹杂等超标缺陷检测是强项。英国人比较看好此方法;

b)超声波:对人体无辐射。没有底片,对裂纹等超标缺陷检测是强项。欧洲人比较看好此方法。

射线能确定缺陷平面投影的位置、大小,不适用于锻件、管材、棒材、T型接、角接以及堆焊层的检测。超声能确定缺陷的位置和相对尺寸,适用于锻件、管材、棒材、T型接、角接以及堆焊层的检测。

关键是看什么情况,不一定说RT就比UT好,壁厚很厚的话,片子灰糊,不容易评定细小裂纹,但UT可以检测到,各有所长,也可以说互补,相比较而言,RT 用得更多些,RT成本也较UT贵,准确率也高些(上文中已提到,射线不能定位,而对于与射线方向平行的面积性缺陷也存在漏检可能这一点下文已有阐述),一个测垂直缺陷有利,一个测平形缺陷有利,得看情况。两种探伤方法都是非常优秀的但因为两种方法的操作原理,物理基础,检出缺陷的不同,并没有可比性,谈不上什么区别。 UT方法的检测范围相对广一些,但因为最小分辨力和波长频率等物理参数有关系,也相对有其局限性。其对不同被检件,都有高检出率,特别是对微裂纹,或在 RT中缺陷趋向与射线入射方向一致的缺陷。 RT方法,是二维平面成相,相对直观,但无法较精确确定缺陷的深度等参数,同时因为在管道等曲面检测件,因为影响放大失真,容易产生定量错误。 RT非常适合气孔,夹渣等体积型缺陷;UT适合裂纹等面积型缺陷。

折叠 编辑本段 图书

折叠 基本信息

超声检测超声检测书 名: 超声检测

折叠 内容简介

《超声检测》共分为六个单元,内容包括超声波检测的物理基础、超声波检测设备和器材、超声波检测的工艺、超声波检测的应用、超声波检测工艺文件的编制与管理和超声检测实验。在每个单元中,根据内容的相对独立性和知识连贯性,又分为若干模块。在每个单元后面都附有可供选用的复习题,全书最后备有一个超声波检测标准附录,可供读者查阅。

折叠 内容体现

《超声检测》内容的选取体现了"实用、够用"思想,以劳动部超声波检测三级人员的考核知识点为参考,尽量避免了冗杂的文字描述和繁琐的公式推导,而辅之以大量的插图来反映其中的规律,便于读者理解。

《超声检测》可作为高职、高专、各类成人教育金属材料检测类专业教材或培训用书,也可供有关技术人员参考。

折叠 目录

前言

第一单元 超声检测的物理基础

模块一 机械振动与机械波

一、机械振动

二、机械波

模块二 机械波的衍射与干涉

一、惠更斯原理

二、波的衍射超声检测超声检测三、波的叠加

四、波的干涉

五、驻波

模块三 机械波的类型

一、按照介质质点的振动方式分类

二、按照波的形状分类

三、按照波源振动的持续时间分类

模块四 超声波的产生

模块五 超声场的特征

一、超声场的特征值

二、圆盘声源辐射的超声纵波声场

三、矩形声源辐射的纵波声场

四、横波声场

五、实际声场与理想声场

模块六 超声波在介质中的传播

一、超声波的传播速度

二、超声波的反射、折射

三、超声波的衰减

模块七 规则反射体的回波声压

一、平底孔的回波声压

二、长横孔的回波声压

三、短横孔的回波声压

四、球孔的回波声压

五、大平底的回波声压

六、圆柱形曲底面的回波声压

综合训练

第二单元 超声检测设备和器材

模块一 超声检测仪器

一、超声探伤仪的分类

二、A型显示脉冲反射式超声波探伤仪的工作原理

三、数字式超声探伤仪

四、仪器的维护

五、自动检测系统

六、超声相控阵检测系统

模块二 探头

一、超声探头的种类

二、压电效应与压电材料

三、压电材料的主要性能参数

四、探头的种类和结构

五、探头型号

模块三 试块

一、试块的作用

二、试块的分类

三、试块的要求和维护

四、常用标准试块

五、常用对比试块

模块四 超声探伤仪、探头及其组合性能与测试

一、超声探伤系统的性能及其测试

二、超声探头的基本性能及其测试

综合训练

第三单元 超声检测的工艺

模块一 超声检测方法概述

一、按照检测原理分类

二、按照使用的波型分类

三、按照探头的接触方式分类

四、按照使用探头的数目分类

模块二 超声检测设备的选择

一、超声探伤仪的选择

二、探头的选择

模块三 耦合与补偿

一、影响声耦合的因素

二、耦合损耗的测定与补偿

模块四 缺陷位置的测定

一、扫描速度的调节

二、缺陷定位

三、横波周向检测圆柱形工件时的缺陷定位

四、影响缺陷定位的因素

模块五 缺陷大小的测定

一、AVG曲线绘制

二、距离-波幅曲线绘制

三、检测灵敏度的调节

四、缺陷大小的测定

五、影响缺陷定量的因素

模块六 缺陷的性质分析

一、根据加工工艺分析缺陷性质

二、根据缺陷特征分析缺陷性质

三、根据缺陷波形分析缺陷性质

模块七 非缺陷波的识别

一、三角反射波

二、迟到波

三、61°反射

四、其他非缺陷回波

综合训练

第四单元 超声检测的应用

模块一 板材的超声检测

一、板材的生产工艺过程

二、板材中的常见缺陷

三、板材的超声检测方法与技术

模块二 锻件的超声检测

一、锻件的生产工艺过程

二、锻件中的常见缺陷及波形分析

三、锻件的超声检测方法与技术

模块三 焊缝的超声检测

一、焊接加工过程

二、焊缝中的常见缺陷

三、焊缝的超声检测方法与技术

模块四 管材的超声检测

一、管材的生产工艺过程

二、管材的主要缺陷

三、管材的超声检测方法与技术

模块五 铸件的超声检测

一、铸件的生产工艺过程

二、铸件的特点

三、铸件的超声检测方法与技术

四、铸件的超声检测应用

综合训练

第五单元 超声检测工艺文件的编制与管理

模块一 工艺规程的编制

一、超声检测工艺规程

二、超声检测工艺规程的内容与编制要求

三、超声检测工艺规程示例

模块二 超声检测工艺卡的编制

一、超声检测工艺卡

二、超声检测工艺卡的内容及编制要求

三、超声检测工艺卡示例

模块三 超声检测工艺文件的管理

一、超声检测引用的相关标准、技术文件、参考资料

二、检测过程控制和操作监督的相关文件

三、超声检测工艺规程、工艺卡或检测报告

综合训练

第六单元 超声检测实验

实验一 超声检测仪的使用

一、实验目的

二、实验设备和器材

三、实验内容

四、实验步骤

五、思考题

实验二 水平线性和垂直线性测定

一、实验目的

二、实验设备和器材

三、实验内容

四、实验步骤

五、思考题

实验三 斜探头性能测试

一、实验目的

二、实验设备和器材

三、实验内容

四、实验步骤

五、思考题

实验四 AVG曲线的绘制

一、实验目的

二、实验设备和器材

三、实验内容

四、实验步骤

五、思考题

实验五 锻件的超声检测

一、实验目的

二、实验设备和器材

三、实验内容

四、实验步骤

五、思考题

实验六 焊缝的超声检测

一、实验目的

二、实验设备和器材

三、实验内容

四、实验步骤

五、思考题

JB/T4730-2005《承压设备无损检测》

DL/T820-2002《管道焊接接头超声波检测技术规程》

GB11345-2013《焊缝无损检测技术》

DL/T694-2012《高温紧固螺栓超声检测技术导则》

GB/T11344-2008《接触式超声脉冲回波法测厚方法》

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