探傷儀的使用原理

特性

1、超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，在不同質(zhì)界面上具有反射的特性，如遇到缺陷，缺陷的尺寸等于或大于超聲波波長(zhǎng)時(shí)，則超聲波在缺陷上反射回來(lái)，探傷儀可將反射波顯示出來(lái);如缺陷的尺寸甚至小于波長(zhǎng)時(shí)，聲波將繞過(guò)射線而不能反射。

2、波聲的方向性好，頻率越高，方向性越好，以很窄的波束向介質(zhì)中輻射，易于確定缺陷的位置。

3、超聲波的傳播能量大，如頻率為1MHZ(1兆赫茲)的超生波所傳播的能量，相當(dāng)于振幅相同而頻率為1000HZ(赫茲)的聲波的100萬(wàn)倍。

檢測(cè)

探傷儀檢測(cè)現(xiàn)在通常是對(duì)被測(cè)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(yīng)、透射等來(lái)獲取被測(cè)物體內(nèi)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(yīng)法是利用超聲在遇到運(yùn)動(dòng)的物體時(shí)發(fā)生的多普勒頻移效應(yīng)來(lái)得出該物體的運(yùn)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(cè)物體之后的變化而得出物體的內(nèi)部特性的，其應(yīng)用目前還處于研制階段;

探傷儀內(nèi)部缺陷性質(zhì)的估判及原因和防止措施：

1、氣孔：

單個(gè)氣孔回波高度低，波形為單縫，較穩(wěn)定。從各個(gè)方向探測(cè)，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(xiàn)一簇反射波，波高隨氣孔大小而不同，當(dāng)探頭作定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)此起彼落的現(xiàn)象。產(chǎn)生這類缺陷的原因主要是焊材未按規(guī)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(zhǎng);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(hù)焊時(shí)保護(hù)氣體純度低等。如果焊縫中存在著氣孔，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(jī)械性能，特別是存鏈狀氣孔時(shí)，對(duì)彎曲和沖擊韌性會(huì)有比較明顯降低。防止這類缺陷產(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(yīng)按規(guī)定溫度烘干，坡口及其兩側(cè)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。

2、夾渣：

點(diǎn)狀?yuàn)A渣回波信號(hào)與點(diǎn)狀氣孔相似，條狀?yuàn)A渣回波信號(hào)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(cè)時(shí)反射波幅不相同。這類缺陷產(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(dāng)，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)必須層層焊渣;并合理選擇運(yùn)條角度焊接速度等。

3、未焊透：

反射率高，波幅也較高，探頭平移時(shí)，波形較穩(wěn)定，在焊縫兩側(cè)探傷時(shí)均能得到大致相同的反射波幅。這類缺陷不僅降低了焊接接頭的機(jī)械性能，而且在未焊透處的缺口和端部形成應(yīng)力集中點(diǎn)，承載后往往會(huì)引起裂紋，是一種危險(xiǎn)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(yùn)條速度過(guò)快，坡口角度小，運(yùn)條角度不對(duì)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。

4、未熔合：

探頭平移時(shí)，波形較穩(wěn)定，兩側(cè)探測(cè)時(shí)，反射波幅不同，有時(shí)只能從一側(cè)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(duì)，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。

5、裂紋：

回波高度較大，波幅寬，會(huì)出現(xiàn)多峰，探頭平移時(shí)反射波連續(xù)出現(xiàn)波幅有變動(dòng)，探頭轉(zhuǎn)時(shí)，波峰有上下錯(cuò)動(dòng)現(xiàn)象。裂紋是一種危險(xiǎn)性******的缺陷，它除降低焊接接頭的強(qiáng)度外，還因裂紋的末端呈尖銷的缺口，焊件承載后，引起應(yīng)力集中，成為結(jié)構(gòu)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(yīng)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(jié)構(gòu)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(cè)這里主要介紹的是目前應(yīng)用多的通過(guò)反射法來(lái)獲取物體內(nèi)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(qiáng)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(duì)一個(gè)物體發(fā)射出穿透力強(qiáng)、能夠直線傳播的超聲波，探傷儀然后對(duì)反射回來(lái)的超聲波進(jìn)行接收并根據(jù)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(duì)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(cè)表面的距離，幅度則可以反映出介質(zhì)的大小、對(duì)比差別程度等特性)，探傷儀從而判斷出該被測(cè)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(nèi)容，包括超聲波的產(chǎn)生、接收、信號(hào)轉(zhuǎn)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(lì)電信號(hào)傳給具有壓電效應(yīng)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(hào)并傳送給信號(hào)處理電路進(jìn)行一系列的處理，探傷儀后形成圖像供人們觀察判斷。這里根據(jù)圖像處理方法(也就是將得到的信號(hào)轉(zhuǎn)換成什么形式的圖像)的種類又可以分為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(hào)處理成波形圖像，根據(jù)波形的形狀可以看出被測(cè)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(cè);M型顯示是將一條經(jīng)過(guò)輝度處理的探測(cè)信息按時(shí)間順序展開(kāi)形成一維的"空間多點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)序圖"，適于觀察內(nèi)部處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物體，探傷儀如運(yùn)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(cè)信息組合成的二維的、反映出被測(cè)物體內(nèi)部斷層切面的"解剖圖像"(醫(yī)院里使用的B超就是用這種原理做出來(lái)的)，探傷儀適于觀察內(nèi)部處于靜態(tài)的物體;而C型顯示、F型顯示現(xiàn)在用得比較少。 探傷儀檢測(cè)不但可以做到非常準(zhǔn)確，而且相對(duì)其他檢測(cè)方法來(lái)說(shuō)更為方便、快捷，也不會(huì)對(duì)檢測(cè)對(duì)象和操作者產(chǎn)生危害，所以受到了人們?cè)絹?lái)越普遍的歡迎，有著非常廣闊的發(fā)展前景。

分類

探傷儀從測(cè)量原理不同可以分為：超聲波探傷儀、磁粉探傷儀、渦流探傷儀、射線探傷儀和熒光探傷儀，其中磁粉探傷儀、渦流探傷儀、射線探傷儀主要檢測(cè)工件近表層的缺陷，體積較大不便于攜帶，而且射線對(duì)環(huán)境有污染;隨著科技的發(fā)展超聲波探傷儀被越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，體積小重量輕，操作方便，具有較強(qiáng)的實(shí)用性，將來(lái)發(fā)展會(huì)有掃描圖象代替聲波波形的探測(cè)方式，這一點(diǎn)與B超機(jī)象類似，但價(jià)格不菲。

應(yīng)用

探傷儀的應(yīng)用有很廣泛，比如用超聲的反射來(lái)測(cè)量距離，利用大功率超聲的振動(dòng)來(lái)附著在鍋爐上面的水垢，利用超聲做成"chao聲刀"來(lái)消滅、擊碎人體內(nèi)的癌變、結(jié)石等，探傷儀而利用超聲的反射等效應(yīng)和穿透力強(qiáng)、能夠直線傳播等的特性來(lái)進(jìn)行檢測(cè)也是其中一個(gè)很大的應(yīng)用領(lǐng)域。探傷儀的檢測(cè)應(yīng)用主要包括在工業(yè)上對(duì)各種材料的檢測(cè)和在醫(yī)療上對(duì)人體的檢測(cè)診斷，通過(guò)它人們可以探測(cè)出金屬等工業(yè)材料中有沒(méi)有氣泡、傷痕、裂縫等缺陷，可以檢測(cè)出人們身體的軟組織、血流等是否正常。