【正文】 可略去。但是從檢測的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性、操作的難易以及適用性來比較，水聽器法和球靶法是目前國內(nèi)外最為常見的兩種測定方法。對均勻傳播空間，輻射聲場的空間分布與探頭的輻射頻率、輻射孔徑及輻射結(jié)構(gòu)有關(guān)。 ⑵ 探頭尺寸的選擇 探頭晶片尺寸大則探頭入射至反射體的能量也大，而且晶片尺寸大時聲束指向性好，在鋼管檢測中為盡量減少聲束的擴(kuò)散，一般選用較大尺寸。 的人工平底孔回波調(diào)至滿輻的80%作為基準(zhǔn)波高，再逐次檢測 傾角為 10176。 超聲波在液體中傳播時，聲束擴(kuò)散角較小，指向性好，但一旦射入工件后，按照折射規(guī)律，擴(kuò)散角會增大，聲束指向性急劇下降，特別是諸如表面是圓柱面的管（棒）材，超聲波經(jīng)過液層進(jìn)入管（棒）材表面后，就會產(chǎn) 生類似凸透鏡的擴(kuò)散現(xiàn)象，圓柱面曲率越大，擴(kuò)散的作用越大。 其他不銹鋼管 L3 10 177。 其他不銹鋼管 177。 對比試樣 無損檢測 一般用 所求的未知量與已知量相比較的方法來確定未知量 的 值和檢測 靈敏度。 無縫鋼管缺陷的超聲分析研究畢業(yè)論文 圖 控制系統(tǒng)電氣信號連接圖 Connection diagram of electrical signal control system 電氣控制系統(tǒng)基本構(gòu)成包括輸入、輸出和反饋三個環(huán)節(jié)。 超聲檢測系統(tǒng)設(shè)計 機(jī)械控制系統(tǒng) 超聲檢測系統(tǒng)通過機(jī)械運(yùn)動完成對被檢件的掃描，其機(jī)械系統(tǒng)主要分為支撐在檢無縫鋼管和形成機(jī)械運(yùn)動兩個部分，系統(tǒng)的機(jī)械運(yùn)動包 括 R 軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動和 X、 Y、 Z 軸的雙向直線運(yùn)動，運(yùn)動方向均為雙向，各運(yùn)動軸的定義如圖 所示 。圖 示意的檢測方式就是直接接觸法，這也是大部分工件檢測選擇的方式，但對于無縫鋼管就不一定適合，特別是小口徑無縫鋼管。斜軋穿孔時，金屬的附加變形包括扭轉(zhuǎn)變形、軸向（沿穿孔方向）剪切變形和切向（沿圓周方向）剪切變形等。 A 型超聲波檢測因其回聲顯示采用幅度調(diào)制顯示（ amplitude modulation Display）而得名，它實(shí)際上是超聲脈沖回波圖形，橫坐標(biāo)代表被探測物體的深度，縱坐標(biāo)代表回波高度即超聲波的振幅，根據(jù)接收的回波可知缺陷在材料中的深度與大小，檢測人員根據(jù)回波的一些特性，諸如波幅和波密度等再結(jié)合日常檢測經(jīng)驗(yàn)在一定程度上 可對缺陷進(jìn)行模糊的定性分析，但是 A 掃描是回波圖，只能反應(yīng)局部的回波信息，不能直觀地顯示缺陷形態(tài)等特征 [31]，如圖 所示。 第四章無縫鋼管缺陷實(shí)例分析，主要內(nèi)容：把超聲無損檢測與有損檢測（驗(yàn)）相結(jié)合對小口徑無縫鋼管缺陷進(jìn)行實(shí)例檢測分析，分析缺陷產(chǎn)生的工序與原因。μ + 超聲系統(tǒng)將 采集的超聲數(shù)據(jù)和位置信號進(jìn)行存儲，并可進(jìn)行 B， C， D 型顯示，以及對超聲數(shù)據(jù)進(jìn)行離線分析，但文獻(xiàn)中作者沒有給出 B， C， D 型顯示的真彩檢測案例圖像。在超聲自動檢測 C 掃描成像方面，由于機(jī)械回程間隙和超聲信號采集滯后等，使成像圖元和實(shí)際測試的工件位置不重合，周曉軍教授的研究生李雄兵博士為消除機(jī)械回程間隙產(chǎn)生的定位誤差，一方面，在運(yùn)動控制上加編碼器實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，保 證探頭位姿誤差相對最小；另一方面為減少信號采集過程中的時耗，通訊接口采用總線方式，或提高信號采樣頻率、降低檢測速度等，這些措施在一定程度上能改善圖像鋸齒錯位的現(xiàn)象。但該設(shè)備采用垂直入射法對無縫鋼管進(jìn)行檢測，這就不可避免的存在近表面檢測盲區(qū)問題，對于薄壁管來說，再小的盲區(qū)都是不能允許存在的。另一套在線∕離線 ERW 管材檢測系統(tǒng)如圖 所示。針對小口徑無縫鋼管檢測， GE 公司擁有 ROT 系列管材超聲檢測系統(tǒng)與 ROTA 系列管材檢測系統(tǒng)，兩套檢測系統(tǒng)采用旋轉(zhuǎn)探頭產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)超聲場，并同時具有垂直入射和斜入射無縫鋼管缺陷的超聲分析研究畢業(yè)論文 高密度超聲脈沖，實(shí)現(xiàn) 100%斷面聲束覆蓋，并保證周向靈敏度的一致性 [18]。該設(shè)備檢測對象較為固定，檢測的針對性強(qiáng)，但對于其他用途的無縫鋼管以及非 腐蝕 類缺陷檢測是否適用， IRIS 公司相關(guān)資料未加以說明 [17]。 無縫鋼管缺陷的超聲分析研究畢業(yè)論文 ⑹ 超聲檢測 超聲波在被檢測材料中傳播時，材料的聲學(xué) 特性和內(nèi)部組織的變化對超聲波的傳播將會產(chǎn)生一定的影響，通過對超聲波受影響程度和狀況進(jìn)行探測來了解材料性能和結(jié)構(gòu)變化的技術(shù)被稱為超聲檢測技術(shù)。當(dāng)鋼管被磁化時，若鋼管表面及近表面存在裂紋等缺陷，就會在缺陷部位形成泄漏磁場（也稱漏磁場），泄露磁場將吸附、聚集檢測過程中施加的磁粉，形成磁痕，從而提供缺陷顯示。 目前，國內(nèi)無縫鋼管漏磁檢測主要依據(jù)的國家標(biāo)準(zhǔn)有《 GB/T126061999 鋼管漏磁探傷方法 》與《 GB/T 2572720xx 無損檢測 鋼管自動漏磁檢測系統(tǒng)綜合性能測試方法 》等。然而對于無縫鋼管檢測來說，射線檢測實(shí)際應(yīng)用的很少，一般它應(yīng)用在小口徑管對接焊縫的檢測，而且射線檢測速度在無損檢測中最慢，清洗與防護(hù)的要求都很高，對人體的傷害性遠(yuǎn)高于其他無損檢測方法 [9]。它在不損壞被檢測物體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的前提下，應(yīng)用物理方法，檢測物體內(nèi)部或表面的結(jié)構(gòu)、狀態(tài)以及性能，檢查物質(zhì)內(nèi)部是否存在缺陷，從而判斷被檢測物體是否合格，并評價其適用性。檢驗(yàn)人員通過宏觀檢驗(yàn)肉眼觀察無縫鋼管表面缺陷與斷（裂）口形貌。 物理化學(xué)性能檢驗(yàn)包括常溫下或者一定溫度條件下的鋼管力學(xué)性能試驗(yàn)（拉伸試驗(yàn)、韌性試驗(yàn)和硬度試驗(yàn)），液壓試驗(yàn)以及腐蝕試驗(yàn)（晶間腐蝕試驗(yàn)、抗氫致開裂試驗(yàn) HIC、抗硫化物應(yīng)力開裂試驗(yàn) SSCC）等。在穿孔機(jī)和均整機(jī)處造成的擦傷，螺旋方向與荒管旋轉(zhuǎn)方向一致，且螺距與荒管螺距相同。對于鍋爐的壓力管道以及類似用途的鋼管，應(yīng)按相應(yīng)的技術(shù)條件檢查。 ⑼ 結(jié)疤，鋼管的結(jié)疤是指鋼管內(nèi)外表面上呈現(xiàn)邊緣有棱角的斑疤。有過熱和過燒的管坯，穿孔時易于軋長和產(chǎn)生內(nèi)折。局部外折可切除，全長外折應(yīng)報廢。 以下為無縫鋼管主要缺陷的概述： ⑴ 內(nèi)折，鋼管的內(nèi)折是指鋼管內(nèi)表面呈現(xiàn)螺旋形、半螺旋形或無規(guī)則分布的鋸齒狀折疊。由于無縫鋼管的工作條件和用途不同，對其形狀和尺寸、化學(xué)成分、力學(xué)性能以及工藝性能等質(zhì)量指標(biāo)和技術(shù)條件有著不同的要求。 目前針對無縫鋼管缺陷的超聲檢測國內(nèi)外都有大量的研究，國內(nèi)大部分生產(chǎn)單位的超聲檢測依然以波形檢測為主，側(cè)重于無縫鋼管依照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量是否合格，而國外主要集中在以工業(yè)自動化應(yīng)用為基礎(chǔ)的自動檢測技術(shù)上，在高速自動化檢測的同時用超聲成像技術(shù)來直觀的反映缺陷的位置、形貌以及尺寸等。本文就是利用應(yīng)用最為廣泛的超聲檢測從無損檢測角度對無縫鋼管缺陷進(jìn)行檢測與分析。 ⑵ 用超聲成像技術(shù)對小口徑無縫鋼管缺陷進(jìn)行 成像檢測分析豐富超聲檢測手段；對實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的超聲成像軟件進(jìn)行二次開發(fā)改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)斜入射超聲 C 掃描成像與三維立體成像，通過成像 準(zhǔn)確的 反映 缺陷位置， 分布 以及形貌為生產(chǎn)反推缺陷的產(chǎn)生提供依據(jù) ； 通過整 根無縫鋼管 缺陷分布， 分布與 形貌導(dǎo)入建模有限元分析，這就為 無縫鋼管 的安全評定，壽命評估和有限元應(yīng)力計算等提供了準(zhǔn)確的預(yù)測依據(jù)， 從而 實(shí)現(xiàn) 無縫鋼管 超聲無損評價 。而 OpenGL 作為三維計算機(jī)圖形軟件接口，它是一個開放的三維圖形軟件包，它獨(dú)立于窗口系統(tǒng)和操作系統(tǒng)，以它為基礎(chǔ)開發(fā)的應(yīng)用程序可以十分方便地在各種平臺間移植 。 無縫鋼管缺陷的概述 我國介紹熱軋無縫鋼管質(zhì)量缺陷的主要技術(shù)資料是 1990 年由原冶金工業(yè)部情報標(biāo)準(zhǔn)研究所鋼鐵標(biāo)準(zhǔn)化室編寫的《鋼鐵產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化工作手冊》。有通長的，也有局部的。 ⑸ 撕裂，鋼管的撕裂是指鋼管表面有撕開破裂現(xiàn)象，多發(fā)生在薄壁鋼管上。 ⑺ 發(fā)紋，鋼管的發(fā)紋是指在鋼管外表面上呈現(xiàn)的連續(xù)或不連續(xù)的發(fā)狀細(xì)紋。較嚴(yán)重的結(jié)疤應(yīng)予清除。 ⒀ 凹坑（凹陷），鋼管的凹坑（凹陷）指的是鋼管內(nèi)外表面上出現(xiàn)面積不— 的局部凹陷，一般指點(diǎn)豆?fàn)畹男〗Y(jié)疤。擦傷可用量具測量其深度。 所謂宏觀檢驗(yàn)是指人用肉眼或者放大鏡在材料或者零件上檢查因冶煉、軋制以及各種加工過程中所帶來的化學(xué)成分及組織等不均勻性或者缺陷的一種檢驗(yàn)方法，也稱低倍檢驗(yàn)。它的目的，一方面是常規(guī)檢驗(yàn)，根據(jù)已有知識判斷或確定金屬材料的質(zhì)量和生產(chǎn)工藝及過程是否完善，如有缺陷時，借以發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生缺陷的原因；另一方面則是更深入地了解金屬材料微觀組織和各種性能的內(nèi)在聯(lián)系，以及各種微觀組織形成的規(guī)律等，為 研制新無縫鋼管缺陷的超聲分析研究畢業(yè)論文 材料和新工藝提供依據(jù) [7]。 對于無縫鋼管的無損檢測一般可以分為在線檢測和離線檢測兩種， 在線檢測方法主要有 射線檢測（ RT， Radiography Testing）、 漏磁檢測 （ MFL， Magic Flux Leakage Testing） 、渦流檢測（ ET， Eddy Testing）以及超聲檢測 （ UT， Ultrasonic Testing） ，而離線檢測 方法包括磁粉檢測 （ MT， Magism Testing） 和滲透檢測 （ PT， Perate Testing） 。 由于漏磁檢測是用磁化傳感器檢測缺陷，所以它易于實(shí)現(xiàn)自動化；有較高的檢測可靠性，可以實(shí)現(xiàn)缺陷的初步量化以及高效無污染。由于導(dǎo)體自身各種因素（如電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率、形狀、尺寸與缺陷等）的變化，會導(dǎo)致感應(yīng)電流的變化，利用這種現(xiàn)象來判知導(dǎo)體性質(zhì)、狀態(tài)以及有無缺陷的檢測方法叫做渦流檢測法。 ⑸ 滲透檢測 滲透檢測是一種以毛細(xì)作用原理為基礎(chǔ)用于檢測非疏孔性金屬和非金屬試件表面開口缺陷的無損檢測方法。 目前，國內(nèi)關(guān)于無縫鋼管的超聲檢測主要依據(jù)的國家標(biāo)準(zhǔn)為《 GB/T577720xx 無縫鋼管超聲波探傷檢驗(yàn)方法》 與黑色冶金行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《 YB/T 408220xx 鋼管自動超聲探傷系統(tǒng)綜合性能測試》；可以參考的國際標(biāo) 準(zhǔn)有《 ISO 9303： 1989（ E）承 壓無縫鋼管和焊接（埋弧焊除外）鋼管縱向缺陷的全周向超聲波試測》等。），分層等缺陷檢測及測厚功能。這兩種顯示軟件對缺陷的展示都是以一維或者二維平面形式，而無縫鋼管作為非平面件產(chǎn)品，鋼管缺陷用平面圖像顯示并非最佳效果。 雖然我國無縫鋼管超聲檢測方面的研究起步較晚，與國外相比還有很大的差距，但近年來通過一些高校和企業(yè)對無縫鋼管超聲檢測等相關(guān)技術(shù)與設(shè)備的研究，使得國內(nèi)無縫鋼管超聲檢測取得了長足的進(jìn)步。 從檢測手段來說，利用 IRIS 技術(shù)檢測無縫鋼管存在一定的不足之處，首先，由于這種 檢測技術(shù)的特殊性，使得探頭需要特制。 (a) (b) 圖 鋸齒消除前后 C 掃描圖像對比 Fig. Cscan images pared of before and after antialiasing (a) 消除鋸齒前； (b) 消除鋸齒后 李雄兵博士對曲面工件自動超聲檢測的流程：首先進(jìn)行曲面測量，通過曲面重建獲得被測工件模型并將其入庫，設(shè)定檢測路徑生成控制機(jī)械運(yùn)動走位與掃描參數(shù)后即可檢測掃描。另一個趨勢是對無縫鋼管缺陷的超聲檢測與分析正從以往的波形判定檢測轉(zhuǎn)向于數(shù)字化圖像分析檢測，讓檢測結(jié)果更加直觀便捷，減少人為因素的干擾，開創(chuàng)從無損檢測角度對缺陷進(jìn)行 分析而不是僅僅探測有無超標(biāo)缺陷，這也為無損檢測向無損評價發(fā)展起推動作用。 超聲 A掃描 如今，超聲檢測技術(shù)數(shù)字化已經(jīng)成為當(dāng)今的主流趨勢。其中缺陷的取向包含缺陷所處方位及其指向性，方位是指缺陷反射面相對于入射聲束軸線的位置與缺陷本身與探頭的相對位置。無縫鋼管的特殊工藝讓缺陷也有了特殊的取向性，如圖 所示。 圖 小口徑無縫鋼管水浸式超聲檢測 Immersion ultrasonic testing of smalldiameter seamless steel tube F— 聚焦探頭在水中的焦距； H— 水層距離； X— 偏心距； T— 鋼管壁厚； R— 鋼管外半徑； r— 鋼管內(nèi)半徑； α— 入射角； β— 折射角 無縫鋼管缺陷的超聲分析研究畢業(yè)論文 從圖 中看出小口徑無縫鋼管利用圓周方向橫波傾斜聲束來檢測，橫波在管壁內(nèi)以“ W”形聲束路徑傳播。 Z 軸的運(yùn)動不用于對鋼管的掃描，只用于調(diào)整探頭在垂直方向的位置，采用滾珠圓柱滑軌導(dǎo)向，滾珠絲杠傳動，并帶有鎖緊裝置。其中控制部分由 “ PCL839 步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動控制卡 ” 組成；驅(qū)動部分由 “ 2M860 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器 ” 組成；執(zhí)行部分由 “ 2S56Q030B5 步進(jìn)電機(jī)（ X 軸） ” 、 “ 2S56Q02054 步進(jìn)電機(jī)（ Y 軸） ” 和“ 2S86Q030B8 步進(jìn)電機(jī)（ R 軸） ” 組成。無縫鋼管的種類的不同決定了對鋼管質(zhì)量的要求也各有差異，在 GB/T 577720xx《無縫鋼管超聲波探傷檢驗(yàn)方法》中進(jìn)一步細(xì)化了各個等級的加工要求，如表 所示。 15% 20~40 177。 15% 20~40 177。實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)加以證明演示，如圖 所示，為厚度為 30mm的鍛件試塊，從左至右為Φ 3 人工平底孔，孔底面與探頭軸線的傾角分別為 0176。檢測結(jié)果如圖 所示。 ⑶ 探頭檢測頻率的選擇 超聲波探頭的檢測頻率能決定超聲檢測能力的大小，目前工業(yè)產(chǎn)品大部分超聲檢測選用的檢測頻率范圍在 ~10MHz，實(shí)際檢測選用何種頻率要根據(jù)被檢測工件的材質(zhì)、檢測范圍、表面狀況以及所要檢測缺陷性質(zhì)及其分布位置等因素進(jìn)行綜合考慮。 焦點(diǎn)的定義從幾何超聲學(xué)來說，就是聲束在聲場中匯聚的點(diǎn)，一個體積趨于零的幾何點(diǎn)?？紤]到整個探頭在焦平面上某一點(diǎn)所建立的聲壓等同于這一點(diǎn)上的一個點(diǎn)聲源在整個探頭上所建立的聲壓。于 是整個探頭在 P