(2)通過[微調(diào)][水平][脈沖位移]等按鈕,使屏上出現(xiàn)5次底波 B1--B5,當(dāng)?shù)撞˙1和B5的幅度分別為50%滿刻度時,將它們的前沿分別對準(zhǔn)刻度2.0和10.0。B1和B6的前沿位置在調(diào)整中如相互影響,則應(yīng)反復(fù)進行調(diào)整。
例:用IIW或CSK-1A試塊測儀器的水平線性,現(xiàn)測得B1對準(zhǔn)2.0,B5對準(zhǔn)10.0時,B2、B3、B4與4.0、6.0、8.0的偏差分別為0.5、0.6、0.8;求其水平誤差為多少?
l 確定探測靈敏度和缺陷大?。?/div>
l 調(diào)整探測距離和確定缺陷位置;
l 測定材料的某些聲學(xué)特性。
二、試塊的分類(主要分二類)
l 標(biāo)準(zhǔn)試塊
l 對比試塊(參考試塊)
l 其他叫法:校驗試塊、靈敏度試塊;平底孔試塊、橫孔試塊、槽口試塊;鍛件試塊、焊縫試塊等。
三、試塊簡介
1. 荷蘭試塊
l 1955年荷蘭人提出;1958年國際焊接學(xué)會通過并命名為IIW試塊;ISO組織推薦使用。
l 類似的有:中國CSK-IA、日本STB-A1、英國BS-A、西德DIN54521……
2. IIW2試塊(三角形試塊、牛角試塊)
l 適用于現(xiàn)場檢驗(體積小、輕、方便);
l 用途較IIW少
3. CSK-IA試塊:中國的改型試塊
三、試塊簡介
1. 荷蘭試塊
l 1955年荷蘭人提出;1958年國際焊接學(xué)會通過并命名為IIW試塊;ISO組織推薦使用。
l 類似的有:中國CSK-IA、日本STB-A1、英國BS-A、西德DIN54521……
2. IIW2試塊(三角形試塊、牛角試塊)
l 適用于現(xiàn)場檢驗(體積小、輕、方便);
l 用途較IIW少
3. CSK-IA試塊:中國的改型試塊
l CSK-IA試塊的主要用途:
① R50、R100圓弧:
- 斜探頭入射點、前沿測定;
- 掃描線比例校準(zhǔn);
② 上下表面刻度:斜探頭K值校準(zhǔn);
③ φ50、φ44、φ40孔:斜探頭分辨率測定;
④ 89、91、100mm 臺階:直探頭分辨率測定;
⑤ φ50孔:盲區(qū)測定。
4. CS-1和CS-2
l 1986年通過,CS-1全套26塊,CS-2全套66塊;
l 要求:
(1)D/L比不能太小,否則產(chǎn)生側(cè)壁效應(yīng);
(2)平底孔應(yīng)足以分辨;
(3)材質(zhì)衰減要小。
注:鑄鋼件試塊與此形狀相同、尺寸不同
5. CSK-IIA / CSK-IIIA
6. RB-1、RB-2、RB-3
7. 鋼板試塊
8. 半圓試塊
9. 管子試塊
10. 其它試塊
5.2.2 探頭靈敏度
一、調(diào)節(jié)靈敏度的幾個旋鈕
l[發(fā)射強度] 調(diào)節(jié)發(fā)射脈沖的輸出幅度,發(fā)射強度大靈敏度高,但分辨率低;
l[增益] 調(diào)節(jié)接收放大器的放大倍數(shù),增益大靈敏度高;
l[抑制] 限制檢波后信號的輸出幅度,主要用于抑制雜波、提高信噪比。使用[抑制]會使儀器的垂直線性變壞,動態(tài)范圍變小。 [抑制]增加,靈敏度降低,盡量不要用[抑制];
l[衰減器] 電路內(nèi)專用器件,用于定量地調(diào)節(jié)示波屏上的波高,它是步進旋鈕。分:[粗調(diào)][細調(diào)]二檔, [粗調(diào)]步長10-20dB, [細調(diào)]步長1-2dB。CTS-6型總衰減量50db;CTS-22型則為80dB;
調(diào)節(jié)靈敏度的幾個旋鈕
l《ZB Y230--84 A型脈沖反射超聲探傷通用技術(shù)條件》中規(guī)定:總衰減量不小于60dB;衰減誤差:1dB / 12dB.
二、靈敏度和靈敏度余量概念
靈敏度:超聲波在規(guī)定反射體上的回波振幅(即回波高度)即靈敏度。
靈敏度余量:使超聲波在規(guī)定反射體上的回波振幅達到一定高度(即基準(zhǔn)波高)時所需的衰減總量稱為靈敏度余量。
三、直探頭 + 儀器的靈敏度余量測試
l探頭對準(zhǔn)200 / Φ2平底孔;
l[抑制]:0; [發(fā)射強度] [增益]:*大;
l提起探頭,用[衰減器]將電噪聲電平衰減到10%以下,這時衰減量為N1dB;
l調(diào)[衰減器]使Φ2孔*高回波達滿刻度的50%(基準(zhǔn)高),這時衰減量為N2dB;
l靈敏度余量 N=N1-N2(dB);
直探頭的靈敏度余量要求≥30dB
四、斜探頭 + 儀器的靈敏度余量測試
l探頭對準(zhǔn)IIW試塊R100園弧面;
l[抑制]:0; [發(fā)射強度] [增益]:*大;
l提起探頭,用[衰減器]將電噪聲電平衰減到10%以下,這時衰減量為N1dB;
l調(diào)[衰減器]使R100回波達滿刻度的50%(基準(zhǔn)高),這時衰減量為N2dB;
l靈敏度余量 N=N1-N2(dB);
斜探頭的靈敏度余量要求≥40dB
五、探頭盲區(qū)測定
1 概念
l盲區(qū)是指從探測面到能夠發(fā)現(xiàn)缺陷處的*小距離,即始脈沖寬度覆蓋區(qū)的距離。
l盲區(qū)與近場區(qū)的區(qū)別:盲區(qū)是始脈沖寬度與放大器引起的,而近場區(qū)是波的干涉引起的。盲區(qū)內(nèi)缺陷一概不能發(fā)現(xiàn),而近場區(qū)內(nèi)缺陷可以發(fā)現(xiàn)但很難定量。
2 測定方法
方法(1):
l先將直探頭在靈敏度試塊上用φ1平底孔調(diào)80%基準(zhǔn)高。
l將直探頭放于盲區(qū)試塊上,能獨立顯示φ1平底孔回波的*小深度為盲區(qū)。
方法(2):
l用IIW試塊估算
l將直探頭放于IIW上方:能獨立顯示回波的,盲區(qū)≤5mm。無獨立回波的,盲區(qū)>5mm。
l將直探頭放于IIW左側(cè):能獨立顯示回波的,盲區(qū)5~10mm。無獨立回波的,盲區(qū)>10mm。
5.2.3 探頭分辨率
一、概念:示波屏上區(qū)分相鄰二缺陷的能力,能區(qū)分的相鄰二缺陷的距離愈小,分辨率就愈高。分辨率與儀器和探頭的質(zhì)量有關(guān)。
二、縱波直探頭分辨率測定
l直探頭放于IIW試塊85、91、100處,[抑制]為0,左右移動探頭,使屏上出現(xiàn)A、B、C波;
l若A、B、C不能分開,先將A、B等高,并取a1、b1值
求: a1
X=20 lg---- (dB)
b1
然后用[衰減器]使B、C等高,取相應(yīng)的a2、b2值
求: a2
Y=20 lg---- (dB)
b2
X、Y值愈大分辨率愈高,一般X、Y ≥ 15dB
三、橫波斜探頭分辨率測定
l如圖,平行移動探頭,使A、B等高則分辨率:
h1
X=20lg------- (dB)
h2
l平行移動探頭,使B、C等高則分辨率:
h3
Y=20lg------- (dB)
h4
要求:X或Y≥ 6dB
實測時,[衰減器]將h1衰減到h2即為X值,將h3衰減到h4即為Y值。
5.2.4 斜探頭的校準(zhǔn)
一、入射點、前沿測試
l 如圖,斜探頭入射到R100圓弧上,左右移動探頭找到*大反射回波;如果試塊上有圓心刻度,則刻度對應(yīng)處為入射點;如果試塊上無圓心刻度則用鋼尺量,使鋼尺100處對準(zhǔn)試塊圓弧端,鋼尺0點即為入射點;使鋼尺0點對準(zhǔn)探頭前端點,差值即為前沿。
二、斜探頭K值測試
l 如圖,斜探頭分別入射到試塊的二個圓上,左右移動探頭找到*大反射回波;探頭入射點所對應(yīng)的刻度即K
l 探頭K值的選擇原則:
(1)聲束掃查到整個焊縫截面;
(2)聲束盡量垂直于主要缺陷;
(3)有足夠的靈敏度和信噪比;
(4)有利于防止出現(xiàn)偽缺陷波。
三、聲束偏轉(zhuǎn)角測定
l 概念:主聲束中心線與聲軸間的夾角稱為聲軸偏轉(zhuǎn)角。
l 測定:探頭置于試塊面上,旋轉(zhuǎn)移動找到*大回波,測定探頭中心線與試塊上表面垂線間的夾角。
錄象:入射點、前沿、斜探頭K值測試
5.3 對曲面工件的校準(zhǔn) (略)
5.4 距離-波幅曲線及校準(zhǔn)
一、概念:
描述同一反射體在不同聲程時,其反射回波幅值關(guān)系的曲線稱為距離-波幅曲線。
二、距離-波幅(分貝)曲線的繪制
1.測探頭入射點、K值。調(diào)掃描速度(通常調(diào)深度1:1);
2.衰減器值定52dB(設(shè)定),在CSK-IIIA試塊上調(diào)[增益]使10mm深的φ1×6孔的*高回波達基準(zhǔn)的60%,依次測20、30…,填入下表,并依次數(shù)據(jù)畫出曲線
三、距離-波幅(面板)曲線的繪制
1.測探頭入射點、K值。調(diào)掃描速度(通常調(diào)深度1:1);
2. 在CSK-IIIA試塊上調(diào)[增益]找到10mm深的φ1×6孔的*高回波達基準(zhǔn)的100%,在面板上標(biāo)記①,記下dB值(例如選定30dB)。
3.固定[增益][衰減器],分別測得20、30、40…90處的φ1×6孔的*高回波并標(biāo)注出相應(yīng)的②③…,連接各點便成面板曲線。該曲線為φ1×6缺陷。
4. [衰減器]值調(diào)到30-9=21dB,為評定線即φ1×6 - 9
5. [衰減器]值調(diào)到30-3=27dB,為定量線即φ1×6 - 3
6. [衰減器]值調(diào)到30+5=35dB,為判廢線即φ1×6+5
四、距離-波幅曲線的校準(zhǔn)
l 掃描量程的復(fù)核
如果距離--波幅曲線上任意一點在掃描線上的偏移超過掃描讀數(shù)的10%,則掃描量程應(yīng)予以修正,并在檢測記錄中加以標(biāo)明。
l 距離--波幅曲線的復(fù)核
復(fù)核時,校核應(yīng)不少于3點。如曲線上任何一點幅度下降2dB,則應(yīng)對上一次以來所有的檢測結(jié)果進行復(fù)檢;如幅度上升2dB,則應(yīng)對所有的記錄信號進行重新評定。
5.4 AVG(DGS)曲線
一、概念
表示回波聲程、幅度(dB)和缺陷之間關(guān)系的曲線稱為AVG曲線??捎糜阱懠z測時缺陷的面積當(dāng)量計算。
聲程以直探頭的近場區(qū)為單位,用A表示
缺陷以探頭的直徑為單位,用G表示
幅值以初始波高為單位,用V表示
--缺陷回波幅值 Vf
--大平底回波幅值 Vb
換算關(guān)系為:
二、AVG曲線的類型
(1)通用AVG
按以上計算公式算得一組數(shù)據(jù)做出的曲線圖稱為通用AVG曲線。
(2)實用AVG
實用AVG曲線是在通用AVG曲線的基礎(chǔ)上經(jīng)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換后得到的。
實用AVG曲線的坐標(biāo)均以十進制。
三、AVG曲線的應(yīng)用
例:
5.6 耦合介質(zhì)
一、概念
l為了排除探頭與工件表面之間的空氣,在探頭與工件表面之間施加的一層透聲介質(zhì)稱為耦合劑。
l耦合劑的作用在于排除探頭與工件表面之間的空氣,使超聲波能有效地傳入工件達到探傷的目的。此外耦合劑還有減少摩擦的作用。
二、耦合效果與聲阻抗有關(guān),聲阻抗大耦合性能好。
三 、耦合介質(zhì)的種類
l甘油聲阻抗高,耦合性能好,常用于一些重要工件的**探傷,但價格較貴,對工件有腐蝕作用。
l水玻璃的聲阻抗較高,常用于表面粗糙的工件探傷,但清洗不太方便,且對工件有腐蝕作用。
l水的來源廣,價格低,常用于水浸探傷,但易使工件生銹。
l機油和變壓器油粘度、流動性、附著力適當(dāng),對工件無腐蝕、價格也不貴,因此是目前應(yīng)用*廣的耦合劑
l超聲波探傷中常用耦合劑有機油、變壓器油、甘油、水、水玻璃等。它們的聲阻抗Z 如下:
耦合劑 機油 水 水玻璃 甘油
Z×106kg/m2·s 1.28 1.5 2.17 2.43
l 此外,近年來化學(xué)漿糊也常用來作耦合劑,耦合效果比較好。
l 影響耦合的主要因素有:耦合層的厚度,耦合劑的聲阻抗,工件表面粗糙度和工件形狀。
7. 法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)條件和規(guī)程
7.1 與超聲檢測特別有關(guān)的法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)條件
(1)GB/T 11345-89 鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果的分級
(2)JB4730-94 壓力容器無損檢測(將修訂為鍋爐、容器和管道標(biāo)準(zhǔn))
l壓力容器原材料和另部件的超聲檢測,共有六個標(biāo)準(zhǔn):鋼板、鍛件、復(fù)合鋼板、高壓無縫鋼管、高壓螺栓、奧氏體鋼鍛件
l壓力容器焊縫的超聲檢測,共有三個標(biāo)準(zhǔn):
鋼焊縫、不銹鋼堆焊層焊縫、鋁焊縫
(3)GB/T 15830-95 鋼制管道對接環(huán)焊縫超聲波探傷方法和檢驗結(jié)果的分級
(4)GB/T6402-1991 鋼鍛件超聲波檢驗方法
與超聲檢測特別有關(guān)的法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)條件
(5)ZBJ 04 001 A型脈沖反射式超聲探傷系統(tǒng)工作性能測試方法
(6)ZBY 230 A型脈沖反射式超聲
探傷儀通用技術(shù)條件
(7)ZBY 231 超聲探傷用探頭性能測試方法
(8)ZBY 232 超聲探傷用1#標(biāo)準(zhǔn)試塊技術(shù)條件
7.2 缺陷評定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)
(1)焊縫:JB 4730-94 標(biāo)準(zhǔn)P45:9.1.6---9.1.8.4
“ 9·1·6 缺陷定量檢測
9·1·6·1 靈敏度應(yīng)調(diào)到定量線靈敏度。
9·1·6·2 對所有反射波幅超過定量線的缺陷,均應(yīng)確定其位置、*大反射波幅和缺陷當(dāng)量。
9·1·6·3 缺陷定量
應(yīng)根據(jù)缺陷*大反射波幅確定缺陷當(dāng)量直徑或缺陷指示長度。
a· 缺陷當(dāng)量直徑,用當(dāng)量平底孔直徑表示,主要用于直探頭檢測,可采用公式計算,距離--波幅曲線和試塊對比來確定缺陷當(dāng)量尺寸。
b·缺陷指示長度的測定采用以下:
(1)當(dāng)缺陷反射波只有一個高點,且位于II 區(qū)時,用6dB法測其長度。
(2)當(dāng)缺陷反射波峰值起伏變化,有多個高點,且位于II 區(qū)時,應(yīng)以端點6dB法測其長度。
(3)當(dāng)缺陷反射波峰位于 I 區(qū),如認為有必要記錄時,將探頭左右移動,使波幅降到評定線,以此測定缺陷指示長度。
9·1·7缺陷評定
9·1·7·1 超過評定線的信號應(yīng)注意其是否具有裂紋等 危害性缺陷特征,如有懷疑時,應(yīng)采取改變探頭K值 、增加檢測面、觀察動態(tài)波型并結(jié)合結(jié)構(gòu)工藝特征判定,如對波型不能判斷時,應(yīng)輔以其它檢測方法作綜合判定。
9·1·7·2 缺陷指示長度小于10mm時按5mm計。
9·1·7·3 相鄰兩 缺陷在一直線上,其間距小于其中較小缺陷長度時,應(yīng)作為一條缺陷處理,以兩 缺陷長度之和作為其指示長度(不考慮間距)。
9·1·8 缺陷等級評定
9·1·8·1不容許存在下列缺陷:
a· 反射波幅位于判廢線及III 區(qū)的缺陷;
b· 檢測人員判定為裂紋等危害性的缺陷。
9·1·8·2 *大反射波幅位于II 區(qū)的缺陷,根據(jù)其缺陷指示長度按表9-6的規(guī)定予以評級。
9·1·8·3 *大反射波幅低于定量線的非裂紋類缺陷,均評為 Ⅰ 級。
9·1·8·4 不合格的缺陷應(yīng)予以返修。返修部位及熱影響區(qū)仍按本標(biāo)準(zhǔn)進行檢測和等級評定。
表9--6見書本
缺陷評定舉例:
例1 焊縫厚度T=40mm,在500mm長的焊縫內(nèi)發(fā)現(xiàn)位于Ⅱ區(qū)的缺陷,其指示長度為14mm 一個,7mm 一個,3mm 一個,缺陷間距如圖所示。試評定該焊縫符合JB4730-94標(biāo)準(zhǔn)幾級?
解:根據(jù)JB4730-94標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:該缺陷在Ⅱ區(qū),需要按指示長度定級。
先按Ⅰ級判定:
∵ 1/3T=13.3 而單個缺陷14>13.3 ∴不符合Ⅰ級;
按Ⅱ級判定:
∵ 2/3T=26.6 而單個缺陷14<26.6 ∴單個缺陷符合 Ⅱ級;再看累積指示長度總和
∵ Ⅱ級焊縫在4.5T焊縫長度范圍內(nèi),多個缺陷的累積指示長度總和L不應(yīng)超過T,按照“缺陷指示長度小于10mm,按5mm計”的規(guī)定,指示長度總和應(yīng)為:
L=14+5+5=24mm, 24mm<40mm(T) 符合Ⅱ級規(guī)定。
答:該缺陷符合標(biāo)準(zhǔn)Ⅱ級要求。
例2 焊縫厚度T=100mm,在1000mm焊縫內(nèi)發(fā)現(xiàn)波幅為
φ1×6 + 2dB 的缺陷三個,其指示長度14mm、7mm、3mm,缺陷之間的間距如圖所示。試評定該焊縫符合JB4730-94標(biāo)準(zhǔn)幾級?
解:根據(jù)JB4730-94標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:φ1×6 + 2dB該缺陷在Ⅱ區(qū),需要按指示長度定級。
先按Ⅰ級判定:
∵ 1/3T=33.3 而14與7之間的間距4小于7 ∴ 單個缺陷為19(14+5)<33.3 符合Ⅰ級;
單個缺陷符合Ⅰ級;再看累積指示長度總和
∵ Ⅰ 級焊縫在9T焊縫長度范圍內(nèi),多個缺陷的累積指示長度總和L不應(yīng)超過T,
按照“缺陷指示長度小于10mm,按5mm計”的規(guī)定,指示長度總和應(yīng)為:
L=19 + 5 = 24mm, 24mm<100mm (T) 符合Ⅰ級規(guī)定。
l 答:該缺陷符合標(biāo)準(zhǔn)Ⅰ級要求。
(2)鍛件:JB 4730-94 標(biāo)準(zhǔn)P28:8.2.7
GB/T6402-1991: 6
(3)鑄件:GB 7233-87 鑄鋼件超聲探傷及質(zhì)量評級方法
標(biāo)準(zhǔn)匯編(I) P151
JB 5439-91 壓縮機球墨鑄鐵零件的超聲波探傷
標(biāo)準(zhǔn)匯編(II) P112
7.3 檢測規(guī)程
7.3.1 檢測規(guī)程制定和執(zhí)行程序
① 無損檢測工程師和無損檢測 III 級人員具有制定檢測規(guī) 程的資格;
② 制定-審核-批準(zhǔn)-使用 修定-審核-批準(zhǔn)-使用
7.3.2 檢測規(guī)程類型
–被檢件相關(guān)參數(shù)
–檢測與驗收標(biāo)準(zhǔn)
–人員資格
–設(shè)備與器材(儀器型號、探頭、耦合劑等)
–方法與技術(shù)(采用、掃查方式)
–其他事項
7.3.3 工藝卡
①專用工藝規(guī)程
②工藝卡
一、工藝卡的生成
表格形式集中顯示專用工藝規(guī)程中的工件參數(shù)、工藝參數(shù),驗收依據(jù)等數(shù)據(jù),是操作者的工作依據(jù)。
二、工藝卡的執(zhí)行和修訂
8.結(jié)果的記錄和評定
8.1 記錄:記錄實際操作的工藝參數(shù)
表格的填寫 8.2 評定:
l 工藝卡、檢測記錄、檢測報告是體現(xiàn)無損檢測工藝控制和檢測質(zhì)量的文件。
9 特殊技術(shù)
9.1 自動和半自動技術(shù)
9.2 數(shù)字技術(shù)
一、模擬信號與數(shù)字信號
l 模擬信號:振幅隨時間連續(xù)變化的脈沖信號稱為模擬信號
l 數(shù)字信號:按一定時間間隔記錄脈沖幅值的一組數(shù)據(jù)稱為數(shù)字信號
l 模擬信號與數(shù)字信號之間的轉(zhuǎn)換---A/D轉(zhuǎn)換
二、數(shù)字(智能)超聲儀
lA型儀的特點
顯示:模擬量(連續(xù)波);定位:線性對比;定量:當(dāng)量法。
優(yōu)點:操作方便;成本低;實時性強。
局限:檢測結(jié)果不能保存;定位、定量誤差較大。
l數(shù)字儀的特點和功能
顯示:數(shù)字量(連續(xù)波);定位:數(shù)學(xué)計算;定量:數(shù)學(xué)計算。
優(yōu)點:檢測結(jié)果能保存;定位、定量誤差較小。
局限:操作復(fù)雜;成本較高;
l超聲信號數(shù)字處理技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用
9.3 A、B、C掃描和顯示技術(shù)
概念:
1. 掃描:探頭在工件表面的移動稱為掃描。掃描過程中完成了超聲檢測的三個步驟:壓電晶片在電信號激勵下發(fā)射超聲波;超聲波進入工件并接觸到反射體(如缺陷);從反射體產(chǎn)生的回波被晶片吸收并轉(zhuǎn)換為電信號?;夭ㄐ盘柕娘@示有三種方法,即A顯示、B顯示、C顯示。
2. A顯示:回波信號以波形方式的顯示稱為A顯示。
3. B顯示:回波信號通過計算機處理后顯示工件垂直剖面的顯示稱為B顯示,實現(xiàn)這種顯示的掃描稱為B掃描。
4. C顯示:回波信號通過計算機處理后顯示工件水平剖面的顯示稱為C顯示,實現(xiàn)這種顯示的掃描稱為C掃描。