超声波检测技术 超声波检测技术 超声检测-4单元-模块4.ppt

模块四 管材的超声检测 返回目录 导入：长期在高温、高压、特殊环境下工作的 管材，需要作超声检测。并且由于外径和壁厚的不 同，超声检测的方法和技术上也差别很大。 课时：4学时。 授课方式：新授。 重点：检测方向的确定、横波的产生、小直径 薄壁管的超声检测技术、大直径薄壁管的超声检测 技术。 难点：检测方向的确定、横波的产生。 模块四 管材的超声检测 返回目录 管材的种类很多。本节主要针对不同尺寸的无缝钢管为对象，介绍其超声检测的方法和特点。这些管材的外径从8mm到几米，壁厚从0.8mm到80mm甚至更厚，在外径和壁厚尺寸上相差很大，在超声检测的方法和技术上也差别较大。 管材 按材 料分 按尺 寸分 制造 工艺 钢铁 管 非铁 管 非金 属管 小直 径管 大直 径管 厚壁 管 无缝 管 焊接 管 复合 管 薄壁 管 模块四 管材的超声检测 返回目录 一、管材的生产工艺过程 无缝钢管的制造工艺有穿孔法和高速挤压法两种。穿 孔法是将圆钢在轧辊滚轧的同时用穿孔机穿孔，再通过心 棒轧管机或定径机平整成型。高速挤压法是通过表面润滑 的原材料在挤压机中直接挤压成型。加工出来的管材尺寸 精度较高。 二、管材的主要缺陷 无缝管材中的缺陷主要由裂纹、折叠、分层、夹杂 等，由于在管子的制造过程中壁厚方向的受力变形机沿管 轴方向的压延拔长，因此缺陷大都与管轴方向相平行且在 轴向上被拉伸。 模块四 管材的超声检测 返回目录 管材的主要缺陷类型 三、管材的超声检测方法与技术 管材的超声波检测一般都采用 脉冲反射法。按选声波波型来分， 有纵波、横波、表面波等检测法； 按操作方式来分，有接触法和水浸 法。对一般管材而言，横波检测则 是广泛采用的方法。在操作方式， 目前大都采用水浸法。 1.检测方向的确定 管材检测的方法与管材的管径、壁厚、缺陷的存在形 式关系很大，超声检测的方向则由被测管材缺陷的反射条 件而定。 模块四 管材的超声检测 返回目录 用垂直入射或联合双斜探头进行检测与管轴方向平行的夹层缺陷 模块四 管材的超声检测 返回目录 采用与管轴在同一平面内的斜入射进行检测垂直于管轴的径向缺陷 采用垂直于管轴的斜入射方向进行检测平行于管轴的径向缺陷 模块四 管材的超声检测 返回目录 2.横波的产生 不管是直接接触法还是水浸法进行超声检测，横波的 产生都是利用纵波倾斜入射时在两种介质界面上发生折射 和波型装换的原理实现的。在实际检测时，通常希望管材 中存在的波型单一，以便于缺陷信号的正确判断和解释。 因此常将管材检测的声束入射角选择在第一临界角和第二 临界角之间，选择管材中只存在纯横波进行检测。 通过类比有关金属如钢、铁、铝和铜，计算后认为： 金属管材的厚度与外径比小于0.2时可以进行横波检测，并 称这样的管材为薄壁管。 模块四 管材的超声检测 返回目录 3.小直径薄壁管检测技术 　　小直径薄壁管由于外径小，曲率大，探头难以与管材表 面直接耦合。同时，管壁薄，声束在管材大曲率内壁上发散 较为严重，很难采用直接接触法检测，因此常采用水浸法。 水浸聚焦检测可采用聚焦探头，提高了检测灵敏度和分辨 力，而且便于实现自动化检测。 相关参数选择如下： （1）声束聚焦方式的选择 管材超声检测中，通常采用的声束聚焦方式有两种。一 种是线聚焦，另一种是点聚焦 。 模块四 管材的超声检测 返回目录 水浸检测 点、线聚焦声束 在横断面上的检测 点、线聚焦声束 在纵断面上检测 模块四 管材的超声检测 返回目录 点聚焦探头比线聚焦探头的检测灵敏度高，线聚焦探 头不宜检测短伤，线聚焦探头只适于检测近似聚焦线长度 以上的长伤。通常质量要求一般的黑色、有色及部分稀有 金属管材通常都采用线聚焦方式检测。而质量要求较高的 某些管材才用点聚焦方式检测。 （2） 检测频率的选择 水浸法检测频率的选择，需要注重考虑检测频率和聚焦效果的影响。一般管材水浸法检测的频率通常选用2.5～10MHz。 （3）偏心距的选择 模块四 管材的超声检测 返回目录 偏心距 检测时将管子外壁与水接触而内部中空，如图，调整探头位置，使入射声束垂直于管材表面，声束中心线通过管子圆心。沿与管轴线垂直的方向平移探头，以使入射声束相对于入射点的法线成一定夹角，移动的距离称为偏心距。 偏心距是小直径薄壁管材检测的重