07工业检测技术01无损检测概论及超声.ppt

无损检测概论 无损检测、探伤技术概述 超声、磁粉、射线、红外等检测技术应用基础 二、超声检测基础 超声检测的基本原理 声速、频率、波长 声压、声阻抗的概念 超声波的界面反应 超声检测方法 声波的界面反应 垂直入射 声波的界面反应 斜入射 超声检测的基本原理 工 业 检 测 技 术 定义：在不损伤被检材料、工件或设备的情况下，应用某些 物理方法来测定其物理性能、状态和内部结构的不均 允性，从而判定其合格与否。 应用：铸造、锻造、冲压、焊接以及切削加工的每道工序， 以避免徒劳的加工，合理的制造出产品。 性质：利用材料的物理性质因缺陷会发生变化这一事实，无 损检测设法测定其变化量，判断材料的内部是否存在 缺陷。 一、无损检测概论(1) 目前无损检测利用的主要物理性质： 材料在射线下呈现的性质； 材料在弹性波作用下呈现的性质； 材料的电学性质、磁学性质、热学性质、表面能量性质等。 一、无损检测概论(1) 一、无损检测概论(2) 采用无损检测技术须掌握的基础知识： （1）了解不同工艺方法可能引起的构件缺陷，并选用适于发现缺陷的方法，例如: 铸件——不宜采用射线检测； 表面淬火裂纹——通常应用磁粉检测。 （2）具备关于缺陷对材料性能影响方面的知识和经验，以根据检测结果鉴定其是否符合性能要求。 1、无损检测的特点 无损与破坏——无损检测的结果须经与破坏检测比较， 才能评价无损检测的有效性。 实施时间 可靠性 2、无损检测方法的分类 大致30余种 常用技术——射线、超声、磁粉、渗透、涡流… … 一、无损检测概论(2) 3、无损检测主要考虑的因素： （1）需要检出的缺陷类型、大小方向和位置； （2）被检对象的形状、大小和材质 （3）缺陷类型（体积型、平面型缺陷？） 一、无损检测概论(2) 超声检测基础 1、 基本原理 超声波是一种听不见的弹性波。人耳听到的频率为16—20Hz，而超声装置发出或接受的频率则要高的多（一般0.5—25MHz）, 超声波的基本特性: a.在固体或液体中可传输相当长距离(但在气体中衰减很快) b.超声波能量的主要部分在传输中有明确的方向性 c.一般而论，超声波在一定介质中传输时速度不变 d. 通过不同材料界面时，超声波的振动模式可能会改变 超声检验与测量 关系非常密切,如超声测量液位和超声探伤只是检测的目的和对象不同,技术原理几乎完全相同; 但超声检测与超声加工处理间的区别明显 超声加工——重大功率的连续超声波，重视一些描述声场强弱的物理 量(如声压、衰减、声阻抗）。 超声检测——多用灵敏度高、小功率的脉冲波，重视一些描述介质中超 声传播特性的物理量(如声速、衰减、声阻抗） 超声检测基础 超声波探伤的主要特点 1）超声波在介质中传播时，具有在不同质界面上反射的特性，如遇到尺寸等于或大于超声波波长缺陷时，则会在缺陷上反射回来，探伤仪可将反射波显示； 2）波声的方向性好，频率越高，方向性越好，以很窄的波束向介质中辐射，易于确定缺陷的位置； 3）超声波的传播能量大，如频率为1MHz（1兆赫兹）的超声波所传播的能量，相当于振幅相同而频率为1000Hz（赫兹）的声波的100万倍。 超声检测基础 超声波探伤的原理 一般在均匀的材料中，缺陷的存在将造成材料的不连续，这种不连续往往又造成声阻抗的不一致。 由反射定理知，超声波在两种不同声阻抗的介质的交界面上会发生反射，反射回来的能量的大小与交界面两边介质的声阻抗差异和交界面的取向、大小有关。 脉冲反射式超声波探伤仪就是根据这个原理设计的。 超声检测基础 根据弹性介质质点的振动和传播方向关系，超声波分为纵波和横波 纵波（L）—— 弹性介质受到正弦拉-压交变应力作用时，其质点产生疏密相间的纵向振动，并作用于相邻质点而在介质中向前传播。 纵波传播时仅使介质各部分改变体积而不产生转动。 纵波在任何弹性介质（固体、液体、气体）中都可传递。 超声波——一种由机械振动产生的波（通过高频振动产生声源，借助弹性介质传播） 超声波种类及波形 超声检测基础 横波（S） 弹性介质受到正弦剪应力作用时，其质点产生具有波峰和波谷的横向振动并在介质中传播，振动与传播方向与作用力垂直。 横波又可分为二种——SV 和 SH波。 用于焊缝检查是采用SV 波。横波仅使介质各部分产生形变而不改变其体积。 表面波（R）—— 表面受交变应力时产生的沿表面传播的波，或称瑞利波 板波（P）—— 在板厚和波长相当的板中传播的波 超声检测基础 声场及其特征值 　表示声波在介质