表面波探伤法

发布者:admin 发布时间:2019-10-29 16:12 浏览次数:

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  品质源于专业 服务创造价值 官网:表面波探伤法 对于近表面缺陷的检查,表面波十分有效。正如理论论述的那样,由于表面 波的能量集中于表面下 2 个波长之内,检查表面裂纹灵敏度极高。 表面波的位置分布可分解为与表面垂直和平行两个方向的振动,即纵波与横 波所组成的椭圆形振动。表面下 2 个波长深度范围之内集中总能量的 99% (40dB)。 表面波的声速约为纵波的 1/2,比横波稍小(见表 1)。 1、表面波的产生 表面波产生方法有着原理不同的两种方法。 即 Y 切割石英晶体和透声楔方法。 常用的表面波探头采用与斜探头相似的楔块, 当横波折射角为 90°时, 即产 生表面波 2 表面波在表面的传播规律 2.1、在平面上的传播 2.1.1、油的影响 若在反射波传播的表面上涂上油, 那么所传播的波几乎完全衰减。 用手压也 一样。 这是因为理论上在试件的一侧为真空下求解, 而有液体处理方法截然不同。 1 品质源于专业 服务创造价值 官网:另一种观点可以理解为表面波的垂直分量在液体层中引起衰减所致。用手按传播 表面可以判断表面是否是裂纹或棱边的反射。同时也说明,探伤中探头前面不得 有油污的重要性。 2.1.2、表面波的反射 表面波遇到表面或近表面缺陷会产生反射。作为缺陷,有裂纹或体积状缺陷 (气孔、夹渣)。表面波重点检查裂纹。这里不讨论体积型缺陷。 (1)槽矩形槽的反射(裂纹) 与裂纹相似的人工伤,一般刻矩形槽缺陷。 (2)棱边反射 如表面波传播中遇到工件的棱边会产生反射波,也有一部能量超过棱边继续 传播 表面波在棱边上的反射理论上无法解释, 但实验却十分简单。 棱边为直角时, 反射率最高。 (3)带曲率的棱边反射 如果棱边倒角,其曲率半径为 r,反射回波降低。反射率与曲率半径的关系。 从图中可以看出直角边(r=0)反射率 52%;r=5 时,反射率约为 6%。即可以有 更多能量通过圆弧面。 在 A、D 棱边反射信号中间,有时会出现其他回波信号 B、C。这可能是入射 波与回波干涉的结果。改变探伤频率,结果会不同。 2.1.3、表面波所产生的变型波 (1)表面波在边角处会产生的变型横波(S),其表面有一定曲率时,表面波 的产生是逐点进行的(如图 C 所示)。产生变型波会使表面波产生衰减,变型波 2 品质源于专业 服务创造价值 官网:也会影响回波波形判断。有时也可加以利用。 2.1.4、横波所产生的变型表面波 当横波传播过程中,主声束与内孔或圆角相切时会产生变型表面波。变型表 面波强度较大。 变型表面波的产生会影响探伤波型的判断。利用变型表面波探伤的实例。汽 轮机叶片的叶根可利用的探伤面较少,也较窄。利用合适角度的斜探头,使之声 束与圆弧面相切,此时会产生较强的 表面波,表面波沿表面传播,这样检测出 F1、 F2 处裂纹就成为可能。 我们在实验室中试验和现场应用均取得较理想的效果。 3、表面波探伤时仪器调整 3.1、扫描速度调整 扫描速度调整方法与普通斜探头不一样。入射点按探头前沿(即探头端头) 计算。调扫描速度时,将探头对准试块棱边,回波信号按水平距离调节成一定比 例,一般前后移动探头,改变 L 值。例如 L1=20mm,L2=40mm 等,利用深度旋 钮,水平旋钮,当 L1=20mm 调节水平刻度 20 位置;L2=40mm,调整水平刻度 40 位置,即完成 1:1 调整。也可利用棱边 A、B 一次调整完成。 3.2、探伤灵敏度调整 探头对准直角棱边,调整棱边回波高度达到标准值,例如满屏的 60%,再增 益 21dB 作为探伤灵敏度。 对于 5MHz 的探头,此灵敏度相当于发现 0.1mm 深的裂纹。 4、应用实例 4.1、深度 1mm 以下裂纹测深度 在探伤灵敏度下,当回波高度等于 21dB 时,说明裂纹深度大于 1mm。此时 3 品质源于专业 服务创造价值 官网:裂纹再深,回波不会再增加。当回波幅度小于 21dB 时,可查曲线得知裂纹深度。 例如回波幅度 10dB(5MHz)探头,裂纹深度为 0.3mm。实用证明此法测深较准 确。 4.2、深度大于 1mm 裂纹测深 深度大于 1mm,回波已饱和,不再随裂纹深度增加而增加,此时裂纹测深 方法有两种。 4.2.1、单探头法 测深原理如图 11 所示,回波 B 为裂纹端反射。A、B 之间声程差,即为裂纹 深度。试块上,切口面平滑,B 波清晰可见,人工裂纹测量精度可达±1mm。 实用上,裂纹表面不平,回波 B 可能观察不出来。 4.2.2、双探头法 无裂纹时,表面波直达接收探头(单程);有裂纹时,真实裂纹直达波仍存 在。绕过裂纹波为双程,裂纹深度 t=L/2。 此法比单探头有效。 4.3、横波产生的变型波的利用 在一些特殊场合,使用各种探头均达不到检测裂纹的目的,可考虑使用变型 表面波。 如图 13 所示。有些 T 型叶根用其他方法检查叶根裂纹 F1、 F2 十分困难。 这时,选用一定角度的斜探头,在叶根侧面,前后移动探头,使主声束与圆弧面 r 角相切。这时,会产生变型表面波。变型表面波沿表面传播就可检查出裂纹 F1 或 F2。 F1 处于 r 角阴影处(盲区),横波检查不出,实验证明,变型表面波具有很 高灵敏度。 4 品质源于专业 服务创造价值 官网:、非平面探伤技术 汽轮机叶片叶根探伤中的一种常见情况。 探伤面高出叶根平面,高度为 h0。表面波传播中必须越过棱边 A、B 才能检 出裂纹 F。如前所述,表面波越过 A 边,声能损失较小(约衰减 6dB),但越过 B 角,会产生变型横波,声能损失极大。这样传播到裂纹 F 处声能很小,也就检 不出裂纹 F。 当 h0≤0.5mm 时,就有足够的表面波能量达到 F 处,即可检出裂纹 F。讨论 其原因,频率为 5MHz 的表面波波长为 0.65mm。这时,会有足够的表面波能量 直射到裂纹 F 处。 (2)圆弧后裂纹的检测 汽轮机叶片探伤的另一种情况。 表面波探头放置在叶片侧面, 表面波越过棱边 A 继续传播, 达到倒角 B 处 (弧 面)时,由于曲率半径较大,可以检查出裂纹 F1,灵敏度较高。 圆弧处会产生波型转换。因此,无裂纹时,固有波形较杂(在 F1 之后), 会影响裂纹 F2 的判伤。改变探头频率固有回波会发生位置幅度变化。在试块上 试验,选择哪种探伤频率固有波形最少,效果最好。 5、对表面波探头的要求 表面波探头探伤灵敏度较高,一般 5×5mm 晶片就有足够的灵敏度。为扩大 表面波应用范围,关键是减小探头前沿尺寸。 我们研制生产的表面波探头技术指标如下: 频率:2.5MHz、5MHz; 晶片尺寸:5×5、6×6、8×8、10×10mm; 5 品质源于专业 服务创造价值 官网:探头前沿:≤3mm; 外型尺寸:长:宽:高=18:10:15(通用型); 灵敏度:≥40dB(前沿距棱边 20mm); 晶片尺寸、外型也可根据用户要求生产。 以上为苏州德斯森电子有限公司对表面波探伤法的介绍,欢迎有兴趣的朋友 联系我们!全国免费咨询电话: 官网:


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