超声波探伤技术培训.ppt

1、超声波探伤技术培训,目录,超声波检测设备,P2,P4P9,P10P16,P17P24,P25P27,P28P31,P32,P33,P34,1、 超声波基础知识,2020000Hz,声波,超声波,次声波,大于20000Hz,低于20Hz,次声波和超声波，人是听不到的。,何为超声波？频率高于20000Hz的机械波称为超声波，无损检测用的超声波频率范围为0.225MHz，其中最常用的频率段为0.510MHz。,P3,2、 超声波探伤设备探伤仪,探伤仪：作用是产生电振荡并加于探头上激励探头产生超声波,探头线: 仪器和探头的连接线，用于传输信号。,探头:作用超声波的发射和接受,A型显示超声波探伤仪,P4

2、,2.1、 超声波探伤设备试块,试块的作用主要是校准仪器、探头,CSKIA试块,CSKIIIA试块,P5,2.2、 超声波探伤设备探头,直探头,斜探头,以转换器为主要元件组装成具有一定特性的超声波发射、接受器件，称为探头。 探头的种类：1、纵波直探头；2、横波斜探头；3、双晶探头；4、聚焦探头；5、高温探头；6、电磁超声探头；7、爬坡探头。,2.5 Z 8X12 K 2.5,频率,晶片材料,晶片尺寸,折射角,K值,P6,2.3、 超声波探伤耦合剂,P7,什么是耦合剂：为了改善探头与工件间声能的传递，而在探头和检测面之间的液体。耦合剂的作用：填充探头与工件之间的空气；润滑作用，可以减小探头和工件

3、之间的摩擦，防止工件表面磨损探头，并使探头便于移动。常用的耦合剂：水、甘油、机油、化学浆糊、变压器油等。,2.3、 超声波探伤工作原理,电源,发射电路,同步电路,接受放大电路,扫描电路,探头,超声波仪器在传播过程只有遇到界面才会有回波，所以有缺陷必定有回波，但是有回波不一定是缺陷，只有在焊缝范围内才算是缺陷。,P8,声检测的基本原理是：利用超声波在界面（声阻抗不同的两种介质的结合面）处的反射和折射以及超声波在介质中传播过程中的衰减，由发射的探头向被检件发射超声波，由接收探头接收从界面（缺陷或本底）处反射回来的超声波（反射法）或透过被检件后的透射波（透射法），以此检测被检件内部是否存在缺陷，并对

4、缺陷进行定位、定性、定量，对工件进行宏观缺陷检测、几何特性测量、组织结构和力学性能变化的检查和表征，并进而对其特性进行评价的技术。,2.4、 超声波探伤工作原理,P9,3、 斜探头前沿校准,校准步骤： 1、按下仪器面板操作键“自动校准”依次选好材料的声速3240m/s、超始距离：50mm、终止距离：100mm参数并分别按“确认”键。 2、将斜头探头放置在CSK-IA试块的R50和R100的圆心处，来回移动探头，直到两面回波同时出现在波形显示区内，按下波峰记忆寻找最高波。,3、按“自动调校”后设备开始自动校准，校准完后会滚动出一个“自动校准完毕！” 的提示信息，如果校准不成功请解决问题后按上面的

5、步骤再校一次。 4、测量前沿值，用手固定探头不动，用钢尺测量出探头前端到CSK-IA试块R100端边距离X，100-X就是探头的前沿值，并在参数栏里填好前沿值。,斜探头前沿校准准备：探伤仪、CSK-A试块、斜 探头、探头线、耦合剂、150m钢尺,P10,3.1、 斜探头K值校准,校准步骤： 1、按下“K值”栏，选择K值的测量方式自动，依次 输入测试孔径50mm和测试孔深度30mm。 2、将探头放置在CSK-IA试块上，对准50mm孔。 3、按“校调” 键，将测量范围调整到合适的值，使孔50mm孔的回波显示区内，左右旋转旋钮使闸门锁定此回波，利用增益功能调节波高到80左右。按“波峰记忆”键，前后

6、移动探头以便锁定此回波的最大值。,4、按“确认”仪器将自动计算K值，并在屏幕的下方显示K值的大小。,斜探头K值校准准备：探伤仪、CSK-A试块、斜 探头、探头线、耦合剂,K=tan=,L+0 -35,30,P11,3.2、 仪器校准练习,通过仪器校准探头前沿值、K值，对CSKA试块进行检测。,P12,3.3、 仪器校准练习,CSKA试块,P13,3.4、 DAC曲线制作,制作步骤： 1、按“曲线”按钮进入曲线制作栏。 2、在相应的“制作”菜单单击旋钮，用闸门移位锁定测试点。 3、将探头放置在CSK-IIIA试块上，对准第一个测试孔（10mm深的孔），移动探头直到找出最高的回波，移动闸门锁定此回

7、波，按“自动增益”调节回到80%显示范围。再按“波峰记忆”锁定闸门内的最大回波。按“确认”键完成该点的测试。 4、重复上面“第3步”的步骤依次完成（20mm、30mm、40mm）点的测试，最少测试3个点。测试完后按“确认”键结束测试，完成第一条曲线的制作。 5、跟据实际的测量参照JB/T4730.3-2005标准进行相关参数的设置，按“参数”键，转动旋钮选择“评定”栏，单击进行各数值的输入，包括“定量” 、“判废” “表面补偿” 的标准值，最后按参数键返回探伤界面后自动显示3条曲线。,制作DAC曲线准备：探伤仪、CSK-A试块、斜 探头、探头线、耦合剂,P14,3.5、JBT4730.3-20

8、05 DAC曲线标准,根据实际探伤板材厚度选择合适的灵敏度,既：平定线：-12dB、定量线：-6dB、判废线：+2dB,因工件表面粗造度、耦合损失和材质的衰减与试块不同，可适当对传输损失进行表面补偿，补偿应在26dB。,P15,3.6、 DAC曲线,波,幅,dB,距离mm,0,判废线（RL）,定量线（SL）,评定线（EL）,波幅曲线,P16,4、 斜探头焊缝探伤应用,测量过程：1、清除被检工件焊缝及热影响区的焊接飞溅物，保证探头扫查区的表面平整光滑（如图一），探伤时工件温度不宜过高，用手放在待检工件上不烫手方可进行探伤。2、在待检的焊缝旁均匀的涂上耦合剂（机油、甘油、浆糊、润脂和水等）或者清洗

9、剂，探伤时耦合剂不可漏涂，必须保证探头通过耦合剂与工件完全接触(如图二)。3、用手按住探头2kg4kg的力放在待测工件上进行矩形或剧齿形扫查，但在行走过程中应保持探头与焊缝垂直，扫查速度小于50mm/s，在观察屏幕的同时时常注意一下探头行走方向，以便随时修正探头与焊缝角度尽量垂直（如图三）。,图一,图二,P17,4.1、 斜探头焊缝探伤应用,测量过程：5、当发现缺陷后观察回波高度，如果回波高度超过定量线，仔细移动探头寻找最高回波，找到最高回波后，按住探头不动，观察屏幕上数据显示区缺陷深度的读数即“H或”；根据仪器屏幕上显示的水平刻度值即“”，用钢尺从探头端头起，根据仪器屏幕上显示的水平数据进行

10、位置定位（如图四）。6、缺陷回波分析，只有深度“H”和水平尺寸与我们所测量板材厚度、焊缝水平位置相当时，才说明缺陷在我们所测的焊缝上。7、为避免漏探,在扫查时,探头两次扫查的区 域必须保持1/41/5的重合区（如图五）。,P18,4.2、 斜探头焊缝探伤应用,扫查过程：8、为保证整个焊缝都能扫查到，应一次波和二次波同时扫查，探伤面宽度(S)的计算可用以下公式: 一次波探伤面宽度S = KT + 50mm、二次波探伤面宽度S = K2T+50mm（如图六、图七）。 注：K为探头K值，T为板厚。,P19,4.3、 斜探头焊缝探伤应用,缺陷波幅位置： 9、一次反射回波、二次反射回波：按水平调节扫描速

11、度时，仪器按水平距离1：1调节横波扫描速度，一次波检测时计算公式：KT二次波检测时计算公式：2KT,例用K2横波斜探头检测厚度T=15mm的钢板焊缝，仪器按水平1：1调节横波扫描速度，检测中在水平刻度S=45处出现一缺陷波，求此缺陷波的位置。,解：由KT=215=30， 2KT=2215=60， KTS=45 2KT,因此可以判断此缺陷是二次波发现的。,P20,4.4、 斜探头焊缝探伤应用,测量过程： 10、缺陷长度、深度测量、缺陷波高区域：缺陷长度测量：探伤过程中当发现缺陷回波时，在探头中心位置做缺陷记号即：缺陷起始点；平移探头，当缺陷回波逐渐下降时，在探头中心位置做缺陷记号，即：缺陷终止距

12、离；此时用钢尺量出缺陷起始点到缺陷终点，得出缺陷长度L。缺陷深度测量：发现缺陷回波时，通过“波峰记忆”键找出最高波幅，观察仪器显示深度“”即：缺陷深度位置。,缺陷起始点,缺陷终止点,缺陷长度L,缺陷波高区域：发现缺陷回波时，通过“波峰记忆”键找出最高波幅，观察仪器显示最高波幅所在区域，即：缺陷波高区域。,P21,4.5、 斜探头焊缝探伤应用,波,幅,dB,距离mm,0,波幅区域,P22,4.6、 斜探头焊缝探伤应用,缺陷记录：,HS620,2MHz1313K2,12mm,1.9,12mm,机油、浆糊等,CSK-IA、 CSK-IIIA,4dB,20mm,6mm,区,区,8mm,5mm,P23,

13、4.7、 斜探头焊缝探伤应用,实际探伤注意事项：,T形角焊缝无法采用超声波探伤进行检测,探伤面锈蚀 严重，处理 方法：1、用 比较粘稠的耦 合剂。 2、用砂纸把 表面锈蚀抛 光。,探头保持与焊缝垂直,P24,5、 超声波探伤记录,超声波探伤检测工艺记录卡 超声波探伤检测工艺记录卡是具体产品检测作业的指导性文件，一般采用表、卡的形式。依据超声检测通用工艺规程、被检工件的技术要求和JB/T4730.3-2005等检测标准而专门制定的油管检测技术细节和具体参数的工艺文件，凡是工艺记录卡上没有规定的一些共性问题，应按通用工艺规程进行。工艺记录卡一般应包括以下内容： （1）工艺卡编号：应根据程序文件的规

14、定编制。 （2）产品部分：产品名称和编号，制造、安装或检验编号。 （3）检测设备与材料：仪器型号和编号、探头规格参数、试块和耦合剂等。 （4）检测工艺参数：检测方法、检测比例、检测部位、仪器校准比例和检测灵敏度调整等 （5）检测技术要求：执行标准、验收级别。 （6）编制人员：资质级别。 （7）制定日期：检测日期。 实施超声波探伤检测的人员应按照检测工艺记录卡进行操作。,P25,5.1、 超声波探伤记录,机油,XX公司,60dB,横波检测,H深度,100%,级,JB/T4730.3-2005,单斜探头,CSK-IA、 CSK-IIIA,焊条电弧焊,V型,Q235,修模,对接焊缝,1#2#3#,4

15、dB,XX焊缝,30mm,9mm,区,不合格，返修,返修合格,合格,张三,区,8mm,4mm,合格,P26,5.2、 超声波探伤仪日常检点记录表,P27,6、标准概括,JB/T 4730-2005 承压设备无损检测分为六个部分：JB/T 4730.1 通用要求 JB/T 4730.2 射线检测 RT JB/T 4730.3 超声检测 UT JB/T 4730.4 磁粉检测 MT JB/T 4730.5 渗透检测 PT JB/T 4730.6 涡流检测 ET,P28,6.1、 超声波探伤标准要求,探头K值：斜探头的K值（角度）应按JB/T4730.3-2005标准规定进行选择，条件允许时，应尽量

16、采用较大的K值探头。,探头检测频率一般为2MHz5MHz为宜。,P29,6.2、 超声波探伤标准要求,质量分级：对接接头质量分级应按JB/T4730.3-2005标准规定进行验收。,缺陷定位定量之后，要根据缺陷指示长度，结合标准规定进行评定焊缝质量级别。,P30,6.3、 超声波探伤标准要求,缺陷记录： 1、反射波幅位于定量线及以上区域的缺陷应予以记录。2、反射波幅位于区的缺陷，如被判为危险缺陷时，也应予以记录。3、反射波幅位于区的缺陷，非裂纹性缺陷时，缺陷指示长度小于10mm时， 按5mm计。4、以获得缺陷最大波幅的位置测定缺陷位置，应分别记录缺陷沿焊缝方向的位置，缺陷到探伤面（板材表面）的

17、垂直距离及缺陷偏离焊缝中心线的距离。缺陷评定：超过平定线的回波应注意其是否有裂纹等危害性缺陷特征，并结合缺陷位置、动态波形及工艺特征作判定。如不能准确判断应辅以其他方法作综合判 定。,P31,7、 直探头校准,直探头校准：材料声速和探头零点,1、校准需要两个和测量物体相同的材质且厚度已知的试块。以CSK A试块为例，厚材度为25mm。 2、按下“参数”键，输入探头型号（探头频率、探头直径）、材料声速5920m/s，调整闸门为单闸门。 3、按下“自动校准”功能键，调节起始点范围为25mm，终止点范围50mm。 4、将耦合剂涂在CSKA试块25mm厚的试块上，仪器上出现两道回波，移动闸门套住一次回

18、波。 5、闸门套住回波，按下“自动增益”键，使第一次回波调整致屏幕刻度80%的波幅高度。 6、再按确认键完成自动校准。此时仪器的材料声速、探头零点被自动调整为准确数值。,P32,8、开展无损检测研究与实践的意义,P33,一、改进生产工艺：采用无损检测方法对制造用原材料直至最终的产品成品进行全程检测，可以发现某些工艺环节的不足之处，为改进工艺提供指导，从而也在一定程度上保证了最终的产品质量。二、提高产品质量：无损检测可对制造过程的原材料、各工艺环节直至最终的产品实行全过程检测，为保证最终产产品的质量奠定了基础。三、降低生产成本：在产品的设计制造阶段，通过无损检测，将存在有缺陷的工件及时清理出去，

19、可免除后续无效的加工环节，减小原材料和能源的消耗，节约工时，降低生产成本。四、保障设备的安全运行：由于破坏性试验只能抽样检测，不可能进行100%的全检测，所得的检测结论只反映同类被检对象的平均质量水平。,9、超声波探伤检测优、缺点,1、检测成本低； 2、设备轻便，操作安全； 3、适用对象广，金属、非金属、复合材料均可检测； 4、对平面型缺陷比较敏感； 5、缺陷定位比较准确； 6、可进行单面检测。,超声波探伤检测优点：,超声波探伤检测缺点：,1、存在检测盲区； 2、检测效率低； 3、缺陷定性还有待深入研究，缺陷定量也不够直观、方便； 4、对粗晶材料的检测比较困难； 5、一般需要偶合计。,P34,

20、焊缝缺陷性质的分析,超声检测除了确定焊缝中缺陷的位置和大小外，还应尽可能判定缺陷的性质。不同性质的缺陷危害程度不同，例如裂纹就比气孔、夹渣危害得多。因此，缺陷定性十分重要，缺陷定性的一个很复杂的问题，目前A型超声波检测仪只能提供缺陷回波的时间和幅度度两方面的信息。检测人员根据这两方面的信息来判定缺陷的性质是有困难的。实际检测中常常根据经验结合工件的加工工艺、缺陷特征、缺陷波形和底波情况来分析估计缺陷的性质，主要还是需要从事超声波探伤检测人员的个人实际焊缝探伤经验来判定。缺陷特征是指缺陷的形状、大小和密集程度。对水平面形缺陷，在不同方向上检测，其缺陷回波高度显著不同，在垂直于缺陷方向检测，缺陷的波高；在平行于缺陷方向检测，缺陷回波低，甚至无缺陷回波。一般的裂纹、未熔合等缺陷回波属于平面缺陷。对于点状缺陷，在不同的方向检测，缺陷回波无明显变化。气孔就属于点状缺陷，对于密集形缺陷，缺陷波密集互相彼连，在不同的方向检测，缺陷回波情况类似，一般密集夹渣、密集气孔等属于密集形缺陷。,P35,END,谢谢大家 参与此次培训,