1、無 損 檢 測,范 舟 2014年10月,無損檢測概論 聲學(xué)基礎(chǔ)知識(shí) 超聲波的產(chǎn)生，探頭與聲場 探傷原理（透射、反射、串列） 探傷儀，數(shù)據(jù)顯示（A-掃描，B-掃描，C-掃描） 耦合方法 探傷參數(shù)（入射方向，頻率，頻帶寬度，晶片尺寸） 探傷儀的調(diào)整（時(shí)基線，靈敏度，評判） 影響因素，可探缺陷 應(yīng)用技術(shù)（測厚,焊縫，鐵路） (UT Einfhrung WD Juni02, Seite 2),目,錄,第 一 章 無損檢測概論 1.1 無損檢測的定義 無損檢測技術(shù)(Non-Destructive Testing,簡稱NDT) 是第 二次世界大戰(zhàn)后迅速發(fā)展起來的一門新興的、多學(xué)科綜合 應(yīng)用的工程科學(xué)。此

2、項(xiàng)技術(shù)是在不改變及損傷被檢對象的 各種性能(其中包括物理性能、化學(xué)性能、幾何形狀、 表,面狀態(tài),等)的前提下，采用多種適用的方法對被檢對象,進(jìn)行檢測，以確定其質(zhì)量，即確定該被檢對象的實(shí)際使用 性能是否能滿足事先設(shè)計(jì)的需要，以及確定其某些特性， 如幾何尺寸、所使用的材料、表面狀況、均勻性、密度等。 (UT Einfhrung WD Juni02, Seite 3),(UT Einfhrung WD Juni02, Seite 4),1.2 無損檢測的方法及適用范圍 基本分類:,機(jī)械、光學(xué)方法 目視、光學(xué)法 全息照相干涉法 光彈性復(fù)膜法 應(yīng)力涂料法 應(yīng)變計(jì)法 微硬度法 液浸法 揮發(fā)液法 過濾微粒法

3、 檢漏法,Mechanical Optical Visual-Optical Holographic Interferometry Photoelastic Coating Brittle Coating Strain Gage Microhardness Liquid Penetrate Volatile Liquid Filtered Particle Leak Detection,聲學(xué)法 聲沖擊法 聲振動(dòng)法 渦流聲振動(dòng)法 聲發(fā)射法 超聲脈沖反射法 超聲透射法 超聲共振法 超聲表面波法 超聲臨界角法 電磁超聲法,Sonic-Ultrasonic Acoustic-Impact Sonic

4、Vibration Eddy Sonic Vibration Acoustic Emission Pulse-Echo Ultrasonic Transmission Ultrasonics Resonance Ultrasonics Surface-Wave Ultrasonics Critical-Angle Ultrasonics Electromagneto-Acoustic,(UT Einfhrung WD Juni02, Seite 5),射線透照方法 射線照相法 射線照相法 中子射線照相法 透照射線測量法 后背散亂射線測量法 自動(dòng)射線照相法 放射性氣體滲透法 正電子湮沒法 電磁方

5、法 靜磁場法 磁粉探傷法 核磁共振法 巴克豪森效應(yīng) 渦流法 電阻法,Penetrating Radiation X-Radiography Gamma Radiography Neutron Radiography Penetrating Radiometry Backscatter Radiometry Autoradiography Radioactive Gas Penetrant Positron Annihilation Electromagnetic Static Magnetic Field Magnetic Particle Nuclear Magnetic Reson- Ba

6、rkhausen Effect Eddy Current Electric Current,熱力學(xué)方法 接觸測溫法 熱電勢法 紅外線放射測量法 液晶法 電熱法 化學(xué)、分析方法 化學(xué)定位試驗(yàn) 電解檢測法 激光檢測法 離子散射法 離子檢測法 俄歇分析法 熒光射線法 射線衍射法 中子放射化法,Thermal Contact Thermometry Thermoelectric Probe Infrared Radiometry Thermochromic Electrothermal Chemical-Analytical Chemical Spot Test Electrolytic Probe

7、Laser Probe Ion Scatter Ion Probe Auger Analysis X-ray Fluorescence X-ray Diffraction Neutron Activation,帶電粉末法,Electrified Particle,帶電粒子放射化法Charged-Particle Activation,莫斯鮑爾分析法 外激電子發(fā)射法,Mossbauer Analysis EXo-Electron Emission,電暈放電法 絕緣法 微波射線法,Corona Discharge Dielectric Microwave Radiation,輔助分類:,成相法,I

8、mage Generation,超聲全息法,Ultrasonic,Holography,照相法,Photoimaging,電視溫度記錄法,Video Thermography,射線照相法,Film Radiography,信號、圖像分析法 Signal-Image Analysis,干版射線照相法,Xeroradiography,照相抽取法,Photographic Extraction,軌跡腐蝕射線照相法 Track-Etch Radiography激光過濾法,Laser filtering,透視法,Fluoroscopy,圖像掃描數(shù)字化法 Image Scan Digitization,電

9、視射線照相法,Video Radiography,電視增強(qiáng)法,Video Enhancement,超聲水浸法 超聲電視攝像法,Immersion Ultrasonics 超聲頻譜分析法 Ultrasonic Videography 聲信號分析法,Ultrasonic Spectroscopy Sonic Signature Analysis (UT Einfhrung WD Juni02, Seite 6),(UT Einfhrung WD Juni02, Seite 7),(UT Einfhrung WD Juni02, Seite 8),(UT Einfhrung WD Juni02, S

10、eite 9),1.3 無損檢測五大常規(guī)手段的應(yīng)用范圍及性能對比,(UT Einfhrung WD Juni02, Seite 10),(UT Einfhrung WD Juni02, Seite 11),(UT Einfhrung WD Juni02, Seite 12),t,t,-A,T2,0,5 s,0,5 s,1 s,1 s,1,5 s,1,5 s,T1 = 1 s,f1 = 1/1 s = 1 MHz,x A T2 = 0,5 s f2 = 1/0,5 s = 2 MHz,0,0,-A 振動(dòng)與頻率 (UT Einfhrung WD Juni02, Seite 13),第二章、聲學(xué)基礎(chǔ)

11、知識(shí) x A T1,波長,波前,始點(diǎn),t,x,波的傳播 (UT Einfhrung WD Juni02, Seite 14),橡皮條,波 長 ,振動(dòng)方向,傳播方向,縱 波 (UT Einfhrung WD Juni02, Seite 15),縱波,傳播方向,振動(dòng)方向,縱 波 (UT Einfhrung WD Juni02, Seite 16),橫 波 (UT Einfhrung WD Juni02, Seite 17),橫,波,傳播方向,振動(dòng)方向,(UT Einfhrung WD Juni02, Seite 18),振動(dòng)方向,表 面,表 面 波, 板 波 (UT Einfhrung WD Ju

12、ni02, Seite 19),振動(dòng)方向,表 面,入射波聲壓 pe,反射波聲壓 pr = R.pe,透射波聲壓 pd = D.pe,Z1 = 1.c1 介質(zhì) 1 介質(zhì) 2,Z2 =,2.c2,界面 (垂直入射) (UT Einfhrung WD Juni02, Seite 20),L,2,T,2,T,1,L,1,反射橫波 反射縱波,折射縱波,折射橫波,法線 L,1 入射縱波 介質(zhì) 1 cL,1; cT,1 介質(zhì) 2 cL,2; cT,2,界面 (斜入射) (UT Einfhrung WD Juni02, Seite 21),90- , = 45, = 70,long 90-,鏡像反射 (UT

13、Einfhrung WD Juni02, Seite 22),+,-,壓電效應(yīng),反效應(yīng),作 用,效 果,施壓力于晶體上 施拉力于晶體上,施正向電壓,施負(fù)向電壓,產(chǎn)生正電壓 產(chǎn)生負(fù)電壓,晶體膨脹,晶體收縮,-,+,+,+ - -,0 0,壓電效應(yīng) (UT Einfhrung WD Juni02, Seite 23),第三章、超聲波的產(chǎn)生，探頭與聲場,直探頭的構(gòu)造 (UT Einfhrung WD Juni02, Seite 24),電氣適配器 阻尼塊,晶片,保護(hù)膜,D,近場區(qū),10,遠(yuǎn)場區(qū),r,聲壓 p 100%,50% 10%,r 晶片 被檢材料,距材料表面的距離 探頭的聲場 (UT Einf

14、hrung WD Juni02, Seite 25),接觸法探傷 (UT Einfhrung WD Juni02, Seite 26),直探頭既發(fā)射也接受,d,d,d,RWE,2RWE,3RWE 4RWE,d,d 發(fā)射脈沖 (SI),被檢工件,超聲波信號,dV,d,d,d,帶有延遲塊的直探頭 (UT Einfhrung WD Juni02, Seite 27),d,延遲塊,2 dV,OE,RWE,2RWE 3RWE,dV 發(fā)射脈沖 (SI),發(fā)射晶片 dV,接收晶片 傾斜角度 延遲塊,聲學(xué)絕緣 電氣適配器,d 雙晶探頭 (UT Einfhrung WD Juni02, Seite 28),檢測

15、靈敏度,不可檢測區(qū),小角度,雙晶探頭的傾斜角度 (UT Einfhrung WD Juni02, Seite 29),大角度,不可檢測區(qū),最大檢,測范圍 最大檢 測范圍,不可檢測區(qū),小角度 距材料表面的距離,大角度,阻尼塊,外殼,吸收塊 插頭,探頭線,T,2,橫波 斜探頭 (UT Einfhrung WD Juni02, Seite 30),晶片,延遲塊 縱波,電氣適配器,20,24,47,6,塑料,鋼材,33,4,90,45,90,兩種波型,第一臨界角,工作范圍,第二臨界角,表面波 斜探頭的波型 (UT Einfhrung WD Juni02, Seite 31),57,3 塑料,鋼材,36

16、,5 塑料,鋼材,27,6 塑料,鋼材,x,ap a,a,t1,d,T,2,s 斜探頭 s= 聲程 a= s sin()= 投影距離 a= a - x= 距探頭前沿的距離 ap = 2d tan()= 一次聲程 t0 = s cos()= 缺陷計(jì)算深度 t1 = 2d - s cos()= 缺陷實(shí)際深度 斜探頭探傷 (UT Einfhrung WD Juni02, Seite 32),E,S,E,S,E,S,E,S,E,S,E,S,缺陷,聲波被內(nèi)部缺陷全部反射,入射波被全部反射,部分波被反射,顯示不真實(shí),接受探頭 透射波,接收到全部入射波. Bildschirm- anzeigen,被檢工,件

17、,探頭位置錯(cuò)誤,透射法 (UT Einfhrung WD Juni02, Seite 33),第四章、探傷原理（透射、反射、串列） 發(fā)射探頭,缺陷,透射波,部分波被反射,熒光屏顯示,發(fā)射脈沖,底波 (RE),無缺陷,缺陷顯示（無底波）,缺陷顯示（無底 波） 深度位置不同,(SI) 不同大小的缺 陷反射,缺陷,探頭發(fā)射并接受 被檢工,件,缺陷,缺陷顯示（有底,波） 反射法 (UT Einfhrung WD Juni02, Seite 34),缺陷顯示（有底 波） 深度位置不同,位置,0,1,2,3,4,5,6,始脈沖 底波 不同缺陷的反射波 (UT Einfhrung WD Juni02, Se

18、ite 35),缺陷位置 串列探傷 (UT Einfhrung WD Juni02, Seite 36),S,E,超聲波探傷儀原理圖 (UT Einfhrung WD Juni02, Seite 37),脈沖位移 延遲電路,濾波 閘門,垂直放大,脈沖發(fā)生器,發(fā)射 整流,放大 SI,FE,RE,探頭 雙晶插頭,E,第五章、探傷儀，數(shù)據(jù)顯示（A-掃描，B-掃描，C-掃描） S 被檢工件,水平放大,TIEFE mm,VERSCHIEB. MESSLNGE VERSTRK.SCHWELLE .0 mm 100 mm 80.0 dB 0%,AMPLITUDE %BSH SI,FE,LNGE mm RE,

19、數(shù)字化轉(zhuǎn)化,A-掃描圖,數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 數(shù)字式探傷儀的構(gòu)成 (UT Einfhrung WD Juni02, Seite 38),S 被檢工件,探頭,脈沖位移 延遲電路,濾波 閘門 放大,脈沖發(fā)生器,發(fā)射 整流,雙晶插頭 E,全頻顯示,整流顯示,正常顯示 相位旋轉(zhuǎn) 180 超聲波探傷儀的顯示方式 (UT Einfhrung WD Juni02, Seite 39),(UT Einfhrung WD Juni02, Seite 40),A-掃描圖,缺陷閘門,人工缺陷 超聲波信號 閘門高度,灰度,x 掃查,B-超圖,x,SI,FE,RE,z,t,z,t z B掃描圖 (橫截面剖視圖) 將反射信號強(qiáng)弱轉(zhuǎn)換

20、為不同灰 度等級與探頭位置共同組成的 圖形 B-掃描圖 (UT Einfhrung WD Juni02, Seite 41),x,SI,FE,RE,C-超圖:將探頭沿x-y方向掃查 。將反射信號強(qiáng)弱轉(zhuǎn)換為不 同灰度等級與探頭位置共同 組成的圖形 x 探頭,y y z 被檢工件 C-掃描圖 (UT Einfhrung WD Juni02, Seite 42),灰度,(UT Einfhrung WD Juni02, Seite 43),接觸法,第六章、耦合方法,(UT Einfhrung WD Juni02, Seite 44),液浸法,(UT Einfhrung WD Juni02, Seite

21、 45),局部液浸法,(UT Einfhrung WD Juni02, Seite 46),水膜法,(UT Einfhrung WD Juni02, Seite 47), 用于射流的噴嘴 探頭架的驅(qū)動(dòng), 噴嘴與工件表面間隙的控制,射流法,(UT Einfhrung WD Juni02, Seite 48),縱向缺陷 / 橫向缺陷 / 夾層,多探頭射流法,(UT Einfhrung WD Juni02, Seite 49),自由水柱射流法,可發(fā)現(xiàn),不可發(fā)現(xiàn),不規(guī)則裂紋 (UT Einfhrung WD Juni02, Seite 50),第七章、探傷參數(shù)（入射方向，頻率，頻帶寬度，晶片尺寸）,羅

22、紋,錯(cuò)誤 形狀反射波 羅紋反射 錯(cuò)誤,錯(cuò)誤 正確 錯(cuò)誤,正確 正確與錯(cuò)誤的入射方向 (UT Einfhrung WD Juni02, Seite 51),正確,正確,適配塊 鋼管,外表面缺陷,鋼管探傷 (UT Einfhrung WD Juni02, Seite 52),外表面缺陷,內(nèi)部缺陷 縱向缺陷探傷,內(nèi)部缺陷 橫向缺陷探傷,KARL-DEUTSCH-ECHOGRAPH,West Germany,0,2,4,6,8,10,KARL-DEUTSCH-ECHOGRAPH,West Germany,0,2,4,6,8,10,KARL-DEUTSCH-ECHOGRAPH,West Germany,

23、0,2,4,6,8,10,反射波的動(dòng)態(tài)波形 (UT Einfhrung WD Juni02, Seite 53),(UT Einfhrung WD Juni02, Seite 54),超聲波聲場 (與頻率、晶片尺寸聲速相關(guān)),檢測頻率的影響 (UT Einfhrung WD Juni02, Seite 55),SI,SI,SI,RE,RE,RE,FE,0,5 MHz,1 MHz,2 MHz,(UT Einfhrung WD Juni02, Seite 56),脈沖形式,窄頻帶 . 寬頻帶,長脈沖 . 短脈沖,振動(dòng)形式, 頻譜與帶寬 (UT Einfhrung WD Juni02, Seite

24、57),時(shí)間,頻率,寬脈沖: + 窄頻帶 + 低阻尼 沖擊波: + 極寬頻帶 + 高阻尼 短脈沖: + 寬頻帶 + 中阻尼,t0,a a,s = 100 mm,t0,t0,s = 25 mm a a s = 50 mm,K2 K2,K1,時(shí)基線調(diào)整: K1 及 K2 試塊 (UT Einfhrung WD Juni02, Seite 58),第八章、探傷儀的 a調(diào)整（時(shí)基線，靈敏度，評判） a,波高,液體,探頭,a1,a2,V,a1,a2,距離,G AVG 方法原理 (UT Einfhrung WD Juni02, Seite 59),G,=,0, ,8,0, ,5,0,0,10 20 30,

25、40 50,60,A=,a N,100,50,30,20,10,5,3,2,1,0,5,0,3,0,2,0,1,0,V (dB) 10 20 30,40 50,60,V (dB),g,D eff,1,5,1,0,0 6 4,0,3,0,2,0,1,05,NORMIERTES AVG-DIAGRAMM GENERALIZED DGS DIAGRAM Karl Deutsch D-42115 Wuppertal,正常AVG 曲線 (UT Einfhrung WD Juni02, Seite 60),(UT Einfhrung WD Juni02, Seite 61),Pos. 3,2,1,4,5,

26、Pos. 6,Test- bohrungen,KARL-DEUTSCH-ECHOGRAPH,Germany,0,2,4,6,8,10,Vergleichslinie,Prfkopf-Position 1 2 DAC (相對dB值)法,3,4,5 6,被檢工件,KARL-DEUTSCH-ECHOGRAPH,Germany,0,2,4,6,8,10,KARL-DEUTSCH-ECHOGRAPH,Germany,0,2,4,6,8,10,KARL-DEUTSCH-ECHOGRAPH Germany,0,2,4,6,8,10,無缺陷處,夾層,夾層邊緣,確認(rèn)缺陷大小 (UT Einfhrung WD J

27、uni02, Seite 62),(UT Einfhrung WD Juni02, Seite 63),無散射,散 射,第九章、影響因素，可探缺陷,有高頻散射,有散射,(UT Einfhrung WD Juni02, Seite 64),吸 收,有高頻吸收,有吸收,無吸收,SI,SI,SI,SI,SI,SI,脈沖間隔足夠大,脈沖間 隔太小 重復(fù)回波 (UT Einfhrung WD Juni02, Seite 65),變型波 (UT Einfhrung WD Juni02, Seite 66),1,2,2,3,3,3,探頭 被檢工件,1: 底波 2: 1 次變型波 3: 2 次變型波 4: 2

28、 次底波,1,2,3,4,附加波 (UT Einfhrung WD Juni02, Seite 67),2,3,4,1,3,1: 2: 3: 4:,1 次底波 三角反射產(chǎn)生的附加波（無變型波） 三角反射產(chǎn)生的附加波（有變型波） 2 次底波,探頭 1,2 被檢工件,(UT Einfhrung WD Juni02, Seite 68),石化系統(tǒng)測量壁厚,第十章、應(yīng)用技術(shù)（測厚,焊縫，鐵路）,tv tw,普通直探頭,帶延遲塊的直探頭,雙晶直探頭,KARL-DEUTSCH-ECHOGRAPH,Germany,0,2,4,6,8,10,tw,tw,KARL-DEUTSCH-ECHOGRAPH,Germany,0,2,4,6,8,10,tv,tw,測量始波與一次底 波間的間隔或兩個(gè) 相鄰底波間的間隔,KARL-DEUTSCH-ECHOGRAPH,Germany,0,2,4,6,8,10,tv,tw,tw,壁厚測量 (UT Einfhrung WD Juni02, Seite 69),測量界面波與一次底 波間的間隔或兩個(gè)相 鄰底波