超声波检测相关知识（参考）.pptVIP

根据所探对象要考虑的问题 ①生产量及是否连续，确定选择自动探伤仪或手工探伤仪； ②对于自动探伤仪，根据被检对象情况选择单通道或多通道设备； ③对于手工探伤仪，根据检测现场的位置及条件选择较大型的探伤仪或是便携型的探伤仪； ④检测工作的要求较高，或需要提供较客观的现场记录可选择数字式超声波探伤仪。 2.探头的选择： 探头是超声检测的重要工具之一，它的种类很多，结构型式也不一样。检测前应根据被检对象的形状、衰减和技术要求来选择探头。探头的选择包括探头型式、频率、晶片尺寸和斜探头K值的选择等。 ⑴型式的选择 常用的探头型式有纵波直探头、横波斜探头、表面波探头、双晶探头、聚焦探头等。其选择主要取决于所选择的探伤方法。一般根据工件的形状和可能出现缺陷的部位、方向等条件来选择探伤方法，一旦方法确定，应采用什么型式的探头也就确定了。 ⑵频率的选择 频率高，灵敏度和分辨力高，指向性好，对探伤有利。但频率高，近场区长度大，衰减大，又对探伤不利。实际探伤中要全面分析考虑各方面的因素，合理选择频率。一般在保证探伤灵敏度的前提下尽可能选用较低的频率。 3.晶片尺寸的选择 晶片大小对探伤也有一定的影响，选择晶片尺寸时要考虑以下因素： 由θ＝arcsin 1.22λ／D可知，晶片尺寸增加，半扩散角减少，波束指向性变好，超声波能量集中，对探伤有利。由N＝D2／λ可知，晶片尺寸增加，近场区长度迅速增加，对探伤不利。 晶片尺寸大，辐射的超声波能量大，探头未扩散区扫查范围大，远距离扫查范围相对变小，发现远距离缺陷能力增强。 实际探伤中，探伤面积范围大的工件时，为了提高探伤效率宜选用大晶片探头。探伤厚度大的工件时，为了有效地发现远距离的缺陷宜选用大晶片探头。探伤小型工件时，为了提高缺陷定位量精度宜选用小晶片探头。探伤表面不太平整，曲率较大的工件时，为了减少耦合损失宜选用小晶片探头。 4.折射角(K值)的选择 对于探测除焊缝以外的工件（例如锻件、钢管等），宜采用折射角为40°左右的横波斜探头，因为用有机玻璃斜探头探伤钢制工件，βS＝40°(K＝0.84)左右时，声压往复透射率最高，即探伤灵敏度最高；缺陷距探测面深度相同的情况下，折射角小，声程短，有利于缺陷的探测。 焊缝探测的折射角(K值)的选择主要考虑缺陷的可能方向及声束对焊缝整个截面的覆盖。 4.3.1耦合剂 为了提高耦合效果，在探头与工件表面之间施加的一层透声介质称为耦合剂。 耦合剂的作用在于排除探头与工件表面之间的空气，使超声波能有效地传人工件，达到探伤的目的。 此外耦合剂还有减少摩擦的作用。 一般耦合剂应满足以下要求： 1能润湿工件和探头表面，流动性、粘度和附着力适当，不难清洗。 2声阻抗高，透声性能好。 3来源广，价格便宜。 4对工件无腐蚀，对人体无害，不污染环境。 5性能稳定，不易变质，能长期保存。 4.3耦合剂的选用 4.3.2影响耦合的主要因素 ①耦合层厚度的影响 当耦合剂层厚度小于λ／4时，耦合剂层厚度越薄，透声效果越好；当耦合剂层厚度为λ／4的奇数倍时，透声效果差，耦合不好，反射回波低；当耦合层厚度为λ／2的整数倍时，透声效果相对较好，反射回波高。 ②表面粗糙度的影响 工件表面粗糙度对声耦合有明显的影响。对于同一耦合剂，表面粗糙度高，耦合效果差，反射回波低。 但粗糙度也不必太低，因为粗糙度太低，耦合效果无明显增加，而且使探头因吸附力大而移动困难。 一般要求工件表面粗糙度Ra不高于6.3μm。 5 超声波检测的特点 超声波检测的优点及局限性：1 .面积型缺陷的检出率较高，而体积型缺陷的检出率较低理论上讲，反射超声波的缺陷面积越大，回波越高，越容易检出。因为面积型缺陷反射面积大而体积型缺陷反射面积小，所以面积型缺陷的检出率高。实践中，对较厚（约30mm 以上）焊缝的裂纹和未熔合缺陷检测，超声波检测确实比射线照相灵敏。但在较薄的焊缝中，这一结论不一定成立。必须注意，面积型缺陷反射波并不总是很高的，有些细小裂纹和未熔合反射波并不高，因而也有漏检的例子。此外，厚焊缝中的未熔合缺陷反射面如果较光滑，单探头检测可能接收不到回波，也会漏检．对厚焊缝中的未熔合缺陷缺陷检测可采用一些特殊超声波检测技术，例如TOFD 技术等。 2 ．适合检验厚度较大的工件．不适合检验较薄的工件超声波对钢有足够的穿透能力，检测直径达几米的锻件，厚度达上百毫米的焊缝并不太困难。另外，对厚度大的工件检测，表面回波与缺陷波容易区分。因此相对于射线检测来说，超声波更加适合检验厚度较大的工件。但对较薄的工件，例如厚度小于8 mm 的焊缝和6 mm的板材，进行超声波检测检验则存在困难。薄焊缝检测困难是因为上下表面形状回波容易与缺陷波棍淆，难以识别；薄板材检测困难除了表面回波容易与缺陷波混淆的问题外，还因为超声波探伤存在盲