第五章 板和管材超声波探伤.ppt

第五章 板材和管材超声波探伤 第一节 板材超声波探伤 一、板材分类 6 ≤ δ ≤ 20mm薄板 20mm δ≤40 mm中板 δ40mm厚板 第二节 复合材料超声波探伤 一、复合板材常见缺陷 1.制造方法： 母材——炭钢或低合金钢或不锈钢板 复合层——不锈钢、钛及钛合金、铜及铜合金，铝及铝合金，镍及镍合金等（加复合层目的：改进和提高耐腐蚀性能）。 制造方法：轨制、粘接、堆焊和爆炸。 第四节 管材超声波探伤 一、管材制造工艺及常见缺陷 无缝钢管——用穿孔法和高速挤压法制成。 穿孔法是将园钢在轧辊滚轧的同时用穿孔机穿孔。穿孔后的管子形状不规整，表面 毛糙，再通过心棒轧管机或心棒减径机，定径机等工艺压延，平整成型。 高速挤压法是通表面润滑的原材料在挤压机中直接挤压成型，加工精度较高。 F— —水中焦距 CL1— —声透镜中纵波声速 CL2— —水中焦距 声耦合：水中加活性剂和防锈剂。 扫查方式：声束沿管壁作螺旋线扫查。可使探头不动，钢管作螺旋运动，或探头沿管子转动，或探头沿管轴转动，管子作直线前进等方式达到扫查目的。 1.纵向缺陷探测 斜探头晶片一般用8×10，10×12，12×14，最长不大于25mm。 频率：2.5~5MHZ。 试块：检测管子纵向缺陷的对比试块应选取与被检钢管的规格相同，材质、热处理工艺和表面状况相同或相似的钢管制备，对比试块上不得有影响人工缺陷正常指示的自然缺陷。 对比试块上人工缺陷为尖角槽，角度为60°，槽深度t分别为管壁厚度的5%（I级，0.2mm≤t1mm），8%（II级，0.2mm≤t2mm），10%（III级，0.2mm≤t3mm），槽长均为40mm，尖角槽可加工在管内壁与外壁，且平行于管轴。 灵敏度：可直接在对比试样上将内壁人工尖角槽的回波高度调到荧光屏满刻度的80%，再移动探头，找出外壁人工尖角槽的最大回波，在荧光屏上标出，连接两点即为该探头的距离-波幅曲线，作为检测的基准灵敏度，在此基准灵敏度基础上一般提高6dB，作为扫查灵敏度。 探头扫查：保证管材100%扫查到。 ①探头不动，管旋转同时作轴向前进。 ②探头轴向前进，管转动。 ③管不动，探头作螺旋运动。 记录：缺陷回波幅≥基准波高灵敏度的缺陷，不合格。 2.横向缺陷检测 斜探头晶片10×12、12×14最大不超过25mm。 频率2.5~5MHZ 试块：检测管子横向缺陷的对比试块应选取与被检钢管规格相同、材质、热处理工艺 相同或相似的钢管，不得有影响人工缺陷显示的缺陷，人工缺陷为V形槽，角度为60°，长40mm，槽深度t分别为管壁厚度的5%（I级，最小为0.2mm，最大为1mm），8%（II级，最小为0.2mm，最大为2mm），10%（III级，最小为0.2mm，最大为3mm）。V形槽一般加工在管子外表面，当外径≥80mm，且壁厚≥10mm时，应同时在内、外表面加工V形槽。同一块试块内，外表面人工缺陷沿钢管轴向应有足够的间距，以使调节时内、外人工缺陷回波容易分辨。 灵敏度： ①只有外表面尖角槽。试块上人工尖角槽回波50%高以此作为基准灵敏度。 ②内外均有尖角槽，将内表面槽波高调至荧光屏80%，然后再将外表面槽的反射回波幅度点标在荧光屏上作距幅曲线。 检测灵敏度一般比上述基准灵敏度高6dB。 扫查探测： 探头沿管轴线按螺旋线前进扫查。 缺陷波高≥基准灵敏度波高的缺陷不合格。 （二）水浸探伤 采用水浸纵波聚焦探头，超声纵波在与管轴线垂直的平面内斜入射到管子的管壁 中，当入射角α=αI～αII范围内时在管壁中产生纯横波。 1.探测参数选择： 实际探伤时，使纵波离开管轴中心一段距离（这段距离称偏心距X）垂直入射到管壁中达到纵波斜入射到壁中的效果。 ①偏心距X 满足纯横波探测到内壁条件 满足纯横波探测到内壁条件 且 及： ②水层厚度H即为探头晶片离开管壁的距离 H大于钢管中横波全程1/2。可使水层波的第二次反射波位于钢管内外壁反射波之后。 设横波全声程为S。 则 因 这样S2次水层波位于SF外后，辨于观察和判别缺陷。 ③焦距选择 焦点落在与声束轴线垂直的管子中心线上。此时进入管壁中的横波声束基本成平行 2.常见缺陷： ①脱层（脱接）即母材和复合层未粘合牢。 ②接合不良，界面处未全部复合好。 脱层和接合不良可以是完全脱接，也可以是部分脱接。 二、探伤方法： 探头：Φ14mm～Φ25mm直探头或联合双直探头，纵波检测频率：2.5~5MHZ，一