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水浸超声波钢管探伤设备-探伤原理详细解答

作者:人气:发表时间:2021-6-18 10:00:19

飞泰生产一款水浸超声波钢管探伤设备,很多钢管使用常规超声波直接接触法探伤无法达到检测目的,因此需要使用水浸探伤方法来解决问题,这也是水浸超声波探伤设备的优点所在。


当钢管直径小于150 mm 时,探头的平面与钢管表面因曲率相差较大,实际接触面减小,有时甚至会达到线接触状态。探头与钢管间耦合不好会使入射波和反射波不稳定,以致难于准确判断物体中的缺陷。因此在标准中规定直径小于 150 mm 的钢管建议不使用接触法探伤。


水浸超声波探伤原理

水浸法超声波探伤是将钢管表面与超声波探头耦合的介面上通过水进行全方位的包装,水浸探伤法是将探头放入水中,其发射超声波将会产生多次水界面反射波,同时被探物体也产生反射波,由于超声波在水中和钢中的转播速度不同,通过调整探头与被探物体间的水层厚度,使被探物体的底波位于二次水界面反射波前,缺陷波可在一次水界面波和底波之间产生 。由于水浸探伤克服了超声波探伤的盲区,使盲区被淹没在始波和一次水界面波之间,因而提高了探伤灵敏度。


水浸超声波探伤一般分为二种方法:局部水浸法和全部水浸法,前者使用充水探头,主要用于替代直探头的大面积探伤;后者使用液浸探头,多半适用表面粗糙、形状复杂、耦合条件差的工件,如管材、棒材的自动化探伤。


水浸超声波探头

水浸探头如果用普通直探头,则声波进入工件后声束扩散将增大,声能经过水层又在工件中扩散后超声波的能量将被削弱,导致检测灵敏度降低。为集中声能,应采用大直径、高频率的聚焦探头。探头分点聚焦和线聚焦两种,根据棒材情况我们选用线聚焦探头。


水浸探伤装置的研制

为使棒材水浸探伤探头的聚焦点移动轨迹与棒材的中心线平行,探头离棒材表面距离可调整,且被探棒材浸在水中能够转动,根据被探棒材的情况,我们选用一种简易工装,即圆筒上端镶入夹持探头的圆管,可以调整探头上下移动,同时将圆筒下端切成 V 形,棒材放入水槽后,以圆筒的 V 形槽骑在棒材上,以此保证探头聚焦点移动轨迹与棒材的中心线平行。通过探头沿棒材纵向移动以及用手转动棒材,从而实现了棒材的水浸探伤。板材的水浸探伤工装与棒材类似,区别是在圆筒侧壁上端分别钻入水和出水孔,使圆筒内通水,圆筒下端的平面与板面接触并保持密封,调整探头与工件的距离就可以进行探伤了。


灵敏度调整

可用两块带平底孔的试块来调整检验灵敏度,第一块中平底孔的埋深应等于受检件上表面的加工余量,第二块背面所钻平底孔的孔深应等于受检件背面的加工余量。平底孔直径由所规定的质量验收等级决定。一般情况下,应使来自任何一块中平底孔的反射波高至少为荧光屏满刻度的 80%。



结 语

(1) 水浸法探伤灵敏度高,100%液体耦合声能损失小;


(2) 水浸法探伤能克服工件由表面光洁度不够或表面形体而造成的声能损失的因素,并将探头压电效应所造成的“死区”淹没在液体中,相当于无盲区探伤;


(3) 采用聚焦和高频探头,使声束聚焦,指向性好,提高探伤灵敏度。


经过水浸探伤试验的研究使我公司具备了水浸探伤的能力,A80 燃气轮机用不锈钢和高温合金棒材采用研制的水浸探伤装置进行了检测验收,而对493 复合板的水浸探伤,填补了我公司无损检测的空白,提升了我公司无损检测能力。


试验表明,军工产品板材及棒材利用水浸法超声波探伤完全可以满足技术条件的要求,达到了试验的预期目的。


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