周健敏-螺栓超声波检测剖析.ppt

螺栓超声波检测 周健敏 2013年6月 一.检测方式的选择 根据DL/T694-1999《高温紧固螺栓超声波检验技术导则》要求规定，螺栓超声波检测方式有三种： a.小角度纵波斜探头检测方法； b.横波斜探头检测方法； c.纵波直探头检测方法（辅助检测手段）； 一般根据被检工件的材质、规格尺寸、结构形式、制造工艺、运行状况、检测要求、现场检测条件等方面来选择检测方式： 1 小角度纵波斜探头检测方法: 适用于刚性无中心孔螺栓本侧与对侧、柔性无中心孔螺栓本侧、长度符合下表要求柔性无中心孔螺栓对侧和柔性有中心孔螺栓本侧； 一.检测方式的选择 小角度纵波斜探头检测方法对螺栓边缘及丝扣裂纹检测灵敏度高，对检测面、现场检测条件有一定限制。 2 横波斜探头检测方法； 主要用于柔性有中心孔螺栓对侧、长度超过上表柔性无中心孔螺栓对侧以及螺杆光杆部位。两端无法放置探头的螺栓应采用横波斜探头检测方法。 横波斜探头检测方法对各类缺陷均有较高的检测灵敏度高，介于螺栓结构型式，该检测方法适用性较差。 3 纵波直探头检测方法（辅助检测手段）； 主要用于在以上两种因螺栓结构及现场检测条件受到限制的情况下可采用纵波直探头检测方法。 纵波直探头检测方法是一种最常规螺栓检测方法，它检测效率高，对现场检测条件、检测面要求低，对螺栓结构形式及长度适应性强，对螺栓内部各类缺陷检出率高，对螺杆边缘及丝扣裂纹检测灵敏度稍低与上面二项检测方法。 二、检测面的选择和准备 三.仪器、试块、探头和耦合剂的选择 1.探伤仪选择 仪器和各项指标要符合检测对象标准规定的要求。 其次可考虑检测目的，如对定位要求高时，应选择水平线性误差小的仪器， 选择数字式探伤仪更好。对定量要求高时，应选择垂直线性误差小，衰减器精度高的仪器，对大型工件或粗晶材料工件探伤，可选择功率大，灵敏度余量高，信噪比高，低频性能好的仪器。对近表面缺陷检测要求高时，可选择盲区小，近区分辨好的仪器。 主要考虑：灵敏度、分辨力、定量要求，定位要求和便携、稳定等方面。 2、试块选择 LS-1 三.仪器、试块、探头和耦合剂的选择 三.仪器、试块、探头和耦合剂的选择 LS-2 三.仪器、试块、探头和耦合剂的选择 螺栓裂纹对比试块 是按照螺栓形状在螺栓两端第一个螺纹丝扣上人工制作2个深度不同的模拟裂纹缺陷。 三.仪器、试块、探头和耦合剂的选择 3.探头选择 原则为根据检测方式、检测对象和检测目的决定： a 小角度纵波斜探头检测方法； 折射角βL一般为8.5°，频率为5MHz，晶片尺寸见表 b 横波斜探头检测方法； 一般K值选用1.5~1.7，频率为5MHz，晶片尺寸为8*12mm，对于直径Φ100mm螺栓宜选用频率为2.5MHz探头 对螺栓管个部位进行检测时小角度纵波斜探头检测方法选择折射角βL2.0°~8.5°探头，横波斜探头检测方法选择K值选用1.0~2.0探头。 三.仪器、试块、探头和耦合剂的选择 c.纵波直探头检测方法 ： 一般选用频率为2.5MHz~.5MHz，晶片尺寸10~20mm，螺栓规格较小宜较大频率和较小晶片尺寸，探头螺栓规格较大、较长宜使用较大频率和较小晶片尺寸探头。 4. 探头选择基本原则 a 探头频率选择 超声波检测灵敏度一般是指检测最小缺陷的能力，从统计规律发现当缺陷大小为λ/2时，可稳定地发现缺陷波，对钢工件用2.5~5MHZ，λ为：纵波2.36~1.18，横波1.29~0.65，则纵波可稳定检测缺陷最小值为：0.6~1.2mm之间，横波可稳定检测缺陷最小值为：0.3~0.6之间。 此外应考虑检测目的和检测效果，如从发现最小缺陷能力方面，可提高频率，但对大工件因声程大频率增加衰减急剧增加。对粗晶材料如降低频率，且减小晶片尺寸时，则声束指向性变坏，不利于检测远场缺陷，所以应综合考虑。 三.仪器、试块、探头和耦合剂的选择 b 晶片尺寸选择： 原则：①晶片尺寸要满足标准要求，如满足JB/T4730-2005要 求，即晶片面积≤500mm2，任一边长≤25mm。 　 ②其次考虑检测目的，有利于发现缺陷，如工件较薄，则晶片尺寸可小些，此时N小。铸件、厚工件则晶片尺寸可大些，N大、θ0小。发现远距离缺陷能力强。 c 考虑检测面的结构情况 如对小型工件，曲率大的工件复杂形状工件为便于耦合要用小晶片，对平面工件，晶片可大一些。 d 斜探头K值选择： 原则：①保证声束扫到整个检测断面，对不同工件形状要具体分析选择。 　 ②尽可能使检测声束与缺陷垂