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超声波检测的概述

作者: 来源: 日期:2012-3-17 16:35:58 人气:1429
超声波检测的概述:

一、什么是超声波检测(超声波检测的概念)
超声波检测是指用超声波来检测材料和工件、并以超声波检测仪作为显示方式的一种无损检测方法。工业上无损检测的方法之一。超声波进入物体遇到缺陷时,一部分声波会产生反射,发射和接收器可对反射波进行分析,就能异常精确地测出缺陷来.并且能显示内部缺陷的位置和大小,测定材料厚度等。 
超声波是频率大于 20 kHz 的一种机械波(相对于频率范围在 20 Hz ~ 20 kHz 的声波而言)。超声波检测用的超声波,其频率范围一般在 0.25 MHz ~ 15 MHz 之间。用于金属材料超声波检测的超声波,其频率范围通常在 0.5 MHz ~ 10 MHz 之间;而用于普通钢铁材料超声波检测的超声波,其频率范围通常为 1 MHz ~ 5 MHz。 
 二、超声波检测的原理
     超声波是频率高于20千赫的机械波。在超声探伤中常用的频率为0.5~5兆赫。这种机械波在材料中能以一定的速度和方向传播,遇到声阻抗不同的异质界面(如缺陷或被测物件的底面等)就会产生反射。这种反射现象可被用来进行超声波探伤,最常用的是脉冲回波探伤法探伤时,脉冲振荡器发出的电压加在探头上(用压电陶瓷或石英晶片制成的探测元件),探头发出的超声波脉冲通过声耦合介质(如机油或水等)进入材料并在其中传播,遇到缺陷后,部分反射能量沿原途径返回探头,探头又将其转变为电脉冲,经仪器放大而显示在示波管的荧光屏上。根据缺陷反射波在荧光屏上的位置和幅度(与参考试块中人工缺陷的反射波幅度作比较),即可测定缺陷的位置和大致尺寸。除回波法外,还有用另一探头在工件另一侧接受信号的穿透法。利用超声法检测材料的物理特性时,还经常利用超声波在工件中的声速、衰减和共振等特性。
三、超声波检测的类型
通常,超声波检测采用了不同的技术: 
   ——按波源不同可分为:连续波、脉冲波; 
   ——按波型不同可分为:纵波、横波、表面波、板波、爬波; 
   ——按接收方式不同可分为:回波(反射)、穿透; 
   ——按耦合方式不同可分为:接触式、液浸式; 
  ——按探头数不同可分为:单探头、双探头、多探头。  
四、超声波检测的应用 
      脉冲回波探伤法通常用于锻件、焊缝及铸件等的检测。可发现工件内部较小的裂纹、夹渣、缩孔、未焊透等缺陷。被探测物要求形状较简单,并有一定的表面光洁度。为了成批地快速检查管材、棒材、钢板等型材,可采用配备有机械传送、自动报警、标记和分选装置的超声探伤系统。除探伤外,超声波还可用于测定材料的厚度,使用较广泛的是数字式超声测厚仪,其原理与脉冲回波探伤法相同,可用来测定化工管道、船体钢板等易腐蚀物件的厚度。利用测定超声波在材料中的声速、衰减或共振频率可测定金属材料的晶粒度、弹性模量(见拉伸试验)、硬度、内应力、钢的淬硬层深度、球墨铸铁的球化程度等。此外,穿透式超声法在检验纤维增强塑料和蜂窝结构材料方面的应用也已日益广泛。超声全息成象技术也在某些方面得到应用。
五、超声波检测的优缺点 
      超声波检测法的优点是:穿透能力较大,例如在钢中的有效探测深度可达1米以上;对平面型缺陷如裂纹、夹层等,探伤灵敏度较高,并可测定缺陷的深度和相对大小;设备轻便,操作安全,易于实现自动化检验。
     缺点是:不易检查形状复杂的工件,要求被检查表面有一定的光洁度,并需有耦合剂充填满探头和被检查表面之间的空隙,以保证充分的声耦合。对于有些粗晶粒的铸件和焊缝,因易产生杂乱反射波而较难应用。
此外,超声波检测还要求有一定经验的检验人员来进行操作和判断检测结果。

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