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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
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