超声波无损检测的基础原理
1超声检测的定义
指超声波与试件相互作用,就反射、透射和散射的波进行研究,对试件进行宏观缺陷检测、几何特性测量、组织结构和力学性能变化的检测和表征,并进而对其特定应用性进行评价的技术。
2超声检测的发展简史和现状
l 利用声响来检测物体的好坏
l 利用超声波来探查水中物体 1910年
l 利用超声波来对固体内部进行无损检测
l 1929年,前苏联Sokolov 穿透法
l 1940年,美国的Firestone 脉冲反射法
l 20世纪60年代 电子技术大发展
l 20世纪70年代, TOFD
l 20世纪80年代以来,数字、自动超声、超声成像
3超声检测的基础知识
次声波、声波和超声波
声波的频率在20~20000Hz之间,频率低于20Hz的为次声波,频率高于20000Hz的为超声波。对钢等金属材料的检测,常用的频率为0.5~10MHz
超声波特点:
l 方向性好
l 能量高
l 能在界面上产生反射、折射、衍射和波型转换
l 穿透能力强
4超声检测工作原理
主要是基于超声波在试件中的传播特性:
l 声源产生超声波,采用一定的方式使超声波进入试件;
l 超声波在试件中传播并与试件材料以及其中的缺陷相互作用,使其传播方向或特征被改变;
l 改变后的超声波通过检测设备被接收,并可对其进行处理和分析;
l 根据接收的超声波的特征,评估试件本身及其内部是否存在缺陷及缺陷的特性。
超声工作原理示意图
通常用来发现和对缺陷进行评估的基本信息为:
1、是否存在来自缺陷的超声波信号及其幅度;
2、入射声波与接收声波之间的传播时间;
3、超声波通过材料以后能量的衰减;
超声缺陷判别示意图
5超声检测的分类:
原理:脉冲反射、衍射时差法、穿透、共振法
显示方式:A 、超声成像(B C D P)
波型:纵波、横波、表面波、板波
耦合方式:直接接触法、液浸法、EMA
按探头个数:单、双、多
按人工干预的程度分类:手工检测、自动检测
安赛斯全自动水浸超声C扫描系统
6.超声检测的优点
适用于金属、非金属和复合材料等多种制件的无损检测;
穿透能力强,可对较大厚度范围内的试件内部缺陷进行检测。如对金属材料,可检测厚度为1~2mm的薄壁管材和板材,也可检测几米长的钢锻件;
缺陷定位较准确;
对面积型缺陷的检出率较高;
灵敏度高,可检测试件内部尺寸很小的缺陷;
检测成本低、速度快,设备轻便,对人体及环境无害,现场使用较方便。
7.超声检测的适用范围 :
非常广
l 从检测对象的材料来说,可用于金属、非金属和复合材料;
l 从检测对象的制造工艺来说,可用于锻件、铸件、焊接件、胶结件等;
l 从检测对象的形状来说,可用于板材、棒材、管材等;
l 从检测对象的尺寸来说,厚度可小至1mm,也可大至几米;
l 从缺陷部位来说,既可以是表面缺陷,也可以是内部缺陷。
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