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      探傷儀檢測原理

      來(lái)源: 日期:2024-03-28 人氣:9589

      探傷儀檢測通常是對被測物體(比如工業(yè)材料、人體)發(fā)射超聲,然后利用其反射、多普勒效應、透射等來(lái)獲取被測物體內部的信息并經(jīng)過(guò)處理形成圖像。


      探傷儀其中多普勒效應法是利用超聲在遇到運動(dòng)的物體時(shí)發(fā)生的多普勒頻移效應來(lái)得出該物體的運動(dòng)方向和速度等特性;透射法則是通過(guò)分析超聲穿透過(guò)被測物體之后的變化而得出物體的內部特性的,其應用還處于研制階段;


      探傷儀內部缺陷性質(zhì)的估判及原因和防止措施


       氣孔:

      單個(gè)氣孔回波高度低,波形為單縫,較穩定。從各個(gè)方向探測,反射波大體相同,但稍一動(dòng)探頭就消失,密集氣孔會(huì )出現一簇反射波,波高隨氣孔大小而不同,當探頭作定點(diǎn)轉動(dòng)時(shí),會(huì )出現此起彼落的現象。產(chǎn)生這類(lèi)缺陷的原因主要是焊材未按規定溫度烘干,焊條藥皮變質(zhì)脫落、焊芯銹蝕,焊絲清理不干凈,手工焊時(shí)電流過(guò)大,電弧過(guò)長(cháng);埋弧焊時(shí)電壓過(guò)高或網(wǎng)絡(luò )電壓波動(dòng)太大;氣體保護焊時(shí)保護氣體純度低等。如果焊縫中存在著(zhù)氣孔,既破壞了焊縫金屬的致密性,又使得焊縫有效截面積減少,降低了機械性能,特別是存鏈狀氣孔時(shí),對彎曲和沖擊韌性會(huì )有比較明顯降低。防止這類(lèi)缺陷產(chǎn)生的措施有:不使用藥皮開(kāi)裂、剝落、變質(zhì)及焊芯銹蝕的焊條,生銹的焊絲必須除銹后才能使用。所用焊接材料應按規定溫度烘干,坡口及其兩側清理干凈,并要選用合適的焊接電流、電弧電壓和焊接速度等。


       夾渣:

      點(diǎn)狀夾渣回波信號與點(diǎn)狀氣孔相似,條狀夾渣回波信號多呈鋸齒狀波幅不高,波形多呈樹(shù)枝狀,主峰邊上有小峰,探頭平移波幅有變動(dòng),從各個(gè)方向探測時(shí)反射波幅不相同。這類(lèi)缺陷產(chǎn)生的原因有:焊接電流過(guò)小,速度過(guò)快,熔渣來(lái)不及浮起,被焊邊緣和各層焊縫清理不干凈,其本金屬和焊接材料化學(xué)成分不當,含硫、磷較多等。防止措施有:正確選用焊接電流,焊接件的坡口角度不要太小,焊前必須把坡口清理干凈,多層焊時(shí)必須層層清除焊渣;并合理選擇運條角度焊接速度等。


       未焊透:

      反射率高,波幅也較高,探頭平移時(shí),波形較穩定,在焊縫兩側探傷時(shí)均能得到大致相同的反射波幅。這類(lèi)缺陷不僅降低了焊接接頭的機械性能,而且在未焊透處的缺口和端部形成應力集中點(diǎn),承載后往往會(huì )引起裂紋,是一種危險性缺陷。其產(chǎn)生原因一般是:坡口純邊間隙太小,焊接電流太小或運條速度過(guò)快,坡口角度小,運條角度不對以及電弧偏吹等。防止措施有:合理選用坡口型式、裝配間隙和采用正確的焊接工藝等。


       未熔合:

      探頭平移時(shí),波形較穩定,兩側探測時(shí),反射波幅不同,有時(shí)只能從一側探到。其產(chǎn)生的原因:坡口不干凈,焊速太快,電流過(guò)小或過(guò)大,焊條角度不對,電弧偏吹等。防止措施:正確選用坡口和電流,坡口清理干凈,正確操作防止焊偏等。


       裂紋:

      回波高度較大,波幅寬,會(huì )出現多峰,探頭平移時(shí)反射波連續出現波幅有變動(dòng),探頭轉時(shí),波峰有上下錯動(dòng)現象。裂紋是一種危險性的缺陷,它除降低焊接接頭的強度外,還因裂紋的末端呈尖銷(xiāo)的缺口,焊件承載后,引起應力集中,成為結構斷裂的起源。裂紋分為熱裂紋、冷裂紋和再熱裂紋三種。熱裂紋產(chǎn)生的原因是:焊接時(shí)熔池的冷卻速度很快,造成偏析;焊縫受熱不均勻產(chǎn)生拉應力。防止措施:限制母材和焊接材料中易偏析元素和有害雜質(zhì)的含量,主要限制硫含量,提高錳含量;提高焊條或焊劑的堿度,以降低雜質(zhì)含量,改善偏析程度;改進(jìn)焊接結構形式,采用合理的焊接順序,提高焊縫收縮時(shí)的自由度。


       反射法

      探傷儀檢測這里主要介紹的是應用通過(guò)反射法來(lái)獲取物體內部特性信息的方法。反射法是基于超聲在通過(guò)不同聲阻抗組織界面時(shí)會(huì )發(fā)生較強反射的原理工作的,正如我們所知道,聲波在從一種介質(zhì)傳播到另外一種介質(zhì)的時(shí)候在兩者之間的界面處會(huì )發(fā)生反射,而且介質(zhì)之間的差別越大反射就會(huì )越大,所以我們可以對一個(gè)物體發(fā)射出穿透力強、能夠直線(xiàn)傳播的超聲波,探傷儀然后對反射回來(lái)的超聲波進(jìn)行接收并根據這些反射回來(lái)的超聲波的先后、幅度等情況就可以判斷出這個(gè)組織中含有的各種介質(zhì)的大小、分布情況以及各種介質(zhì)之間的對比差別程度等信息(其中反射回來(lái)的超聲波的先后可以反映出反射界面離探測表面的距離,幅度則可以反映出介質(zhì)的大小、對比差別程度等特性),探傷儀從而判斷出該被測物體是否有異常。在這個(gè)過(guò)程中就涉及到很多方面的內容,包括超聲波的產(chǎn)生、接收、信號轉換和處理等。其中產(chǎn)生超聲波的方法是通過(guò)電路產(chǎn)生激勵電信號傳給具有壓電效應的晶體(比如石英、硫酸鋰等),使其振動(dòng)從而產(chǎn)生超聲波;而接收反射回來(lái)的超聲波的時(shí)候,這個(gè)壓電晶體又會(huì )受到反射回來(lái)的聲波的壓力而產(chǎn)生電信號并傳送給信號處理電路進(jìn)行一系列的處理,探傷儀形成圖像供人們觀(guān)察判斷。這里根據圖像處理方法(也就是將得到的信號轉換成什么形式的圖像)的種類(lèi)又可以分為A型顯示、M型顯示、B型顯示、C型顯示、F型顯示等。其中A型顯示是將接收到的超聲信號處理成波形圖像,根據波形的形狀可以看出被測物體里面是否有異常和缺陷在那里、有多大等,探傷儀主要用于工業(yè)檢測;M型顯示是將一條經(jīng)過(guò)輝度處理的探測信息按時(shí)間順序展開(kāi)形成一維的"空間多點(diǎn)運動(dòng)時(shí)序圖",適于觀(guān)察內部處于運動(dòng)狀態(tài)的物體,探傷儀如運動(dòng)的臟器、動(dòng)脈血管等;B型顯示是將并排很多條經(jīng)過(guò)輝度處理的探測信息組合成的二維的、反映出被測物體內部斷層切面的"解剖圖像"(醫院里使用的B超就是用這種原理做出來(lái)的),探傷儀適于觀(guān)察內部處于靜態(tài)的物體;而C型顯示、F型顯示用得比較少。探傷儀檢測不但可以做到非常準確,而且相對其他檢測方法來(lái)說(shuō)更為方便、快捷,也不會(huì )對檢測對象和操作者產(chǎn)生危害,所以受到了人們越來(lái)越普遍的歡迎,有著(zhù)非常廣闊的發(fā)展前景。


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