超声波检测第六章-公开课件.ppt

1.超声波穿透性差 铸件重要特点是组织不致密、不均匀和晶粒粗大，透声性差。不均匀的组织、粗糙的表面都会导致超声散射增大，声能损失严重，与锻件相比，铸件的可探厚度减小。另外粗糙的表面会使耦合变差，也是铸件检测灵敏度低的原因。 铸件不均匀是由于铸件各部分冷却速度不同引起的。 铸件的不致密性是由于树枝结晶方式引起的。 铸件晶粒粗大是由于高温冷却凝固过程缓慢，生核、长核时间长、使晶粒变粗。 铸件的不致密性、不均匀性和晶粒粗大，使超声波散射衰减和吸收衰减明显增加、透声性降低。 2.声耦合差 铸件表面粗糙，声耦合差，探伤灵敏度低，波束指向性不好，且探头磨损严重。铸件探伤中常采用高黏度耦合剂改善这种不良的耦合条件。 3.杂波干扰严重 铸件探伤干扰杂波多。一般是由于粗晶和组织不均匀性引起的散乱反射，形成草状回波，使信噪比下降。特别是频率较高时尤为严重。二是铸件形状复杂，一些轮廓回波和迟到变型波引起的非缺陷信号多。此外铸件粗糙表面也会产生一些反射回波。干扰对缺陷的正确判定。 铸件中的组织不致密和不均匀，以及晶粒粗大，都会使超声波产生严重的散射，被探头接收后，在荧光屏上将显示为较强的草状杂波信号；粗糙的铸造表面对声波的散射也会形成杂波信号；另外，铸件形状复杂，也非常容易产生外轮廓反射回波以及迟到回波。这些干扰信号可能会妨碍缺陷信号的识别。 4.缺陷检测要求较低 以上所述是铸件探伤的困难所在，致使铸件探伤的应用和发展受到一定的限制。但另一方面由于铸件质量要求较低，铸件中一般允许存在的缺陷尺寸较大，数量可较多，特别是工艺性的检测，有的只要求检测危险性缺陷，以便修补处理。同时铸件缺陷出现的部位规律性强，因此铸件探伤还是具有一定的价值。 【例2】 用2.5P20Z探头径向检测φ1000mm，内径为φ100mm的空心圆柱体锻件，CL=5900mm/s，问如何利用内空回波调节450mm/φ2灵敏度？ 解：由题意得 D=1000mm，d=100mm 1 计算：450mm处内孔回波与φ2mm平底孔回波分贝差为： 2 调节：将探头对准完好区的内孔衰减45dB，调“增益”使底波B1达基准60％高，然后用“衰减器”增益35 dB，作为检测灵敏度，再增益6 dB作为扫查灵敏度。 （2）试块调节法 1）单直探头检测：当锻件的厚度 或由于几何形状所限或底面粗糙时，应利用具有人工反射体的试块来调节检测灵敏度，如CSⅠ试块和CSⅡ试块。调节时将探头对准标准试块的平底孔，调“增益”使平底孔回波达基准波高即可。 值得注意的是，当试块表面形状、粗糙度与锻件不同时，要进行耦合补偿。当试块与工件的材质衰减相差较大时，还要考虑介质衰减补偿。 【例1】 用2.5P20Z探头检测厚度为50mm的小锻件，采用CSⅠ试块调节50/φ2灵敏度，试块与锻件表面耦合差3dB，问如何调节灵敏度？ 将探头对准CSⅠ试块中1号试块的φ2平底孔，距离为50mm，调“增益”使φ2平底孔回波达60％高，然后再用“衰减器”增益3dB，这时50/φ2灵敏度就调好了。 【例2】 用2.5P14Z探头检测底面粗糙厚度为400mm的锻件，问如何利用100/φ4平底孔试块调节400/φ2灵敏度？试块与工件表面耦合差6dB。 解：计算：100/φ4平底孔与400/φ2平底孔回波分贝差： 调节：将探头对准100/φ4平底孔，调节“增益”使φ4平底孔回波达基准高，然后用“衰减器”增益36＋6＝42Db,这时400/φ2灵敏度就调节好了。这时工件上400/φ2灵敏平底孔缺陷回波正好达基准波高。 2）双晶直探头检测：采用双晶直探头检测时，要利用如图6.6所示CSⅡ标准试块的平底孔来调节检测灵敏度。先根据检测要求选择相应的平底孔试验块，并依次测试一组距离不同、直径相同的平底孔的回波，使其中最高回波达满刻度的80％，在此灵敏度条件下测出其他平底孔的回波最高点，并标在示波屏上，然后连接这些回波最高点，从而得到一条平底孔距离－波幅曲线，并以此作为检测灵敏度。 6.1.5 缺陷位置和大小的测定 1.缺陷位置的测定 在锻件检测中，主要采用纵波直探头检测，因此可根据示波屏上缺陷前沿所对应的水平刻度值τf和扫描速度1：n来确定缺陷在锻件中的位置。缺陷至探头的距离xf为 xf＝nτf (8-3) 2.缺陷大小的测定 锻件检测中，对于尺寸小于声束截面的缺陷一般用当量法定量。若缺陷位于区域内时，常用当量计算法和当量AVG曲线法定量；若缺陷位于区域内，常用试块比较法定量，对于尺寸大于声束截面的缺陷， 一般采用测长法，常用的测长法有6dB法和端点6dB法。必要时还可采用底波高度法