【文章內(nèi)容簡介】 ，靈活方便，周期短、成本低、效率高、對人體無害，但顯示缺陷不直觀，對缺陷判斷不精確，受探傷人員經(jīng)驗和技術熟練程度影響較大。 ③ 滲透探傷 (PT) 當含有顏料或熒光粉劑的滲透液噴灑或涂敷在被檢焊縫表面上時，利用液體的毛細作用，使其滲 入表面開口的缺陷中，然后清洗去除表面上多余的滲透液，干燥后施加顯像劑，將缺陷中的滲透液吸附到焊縫表面上來，從而觀察到缺陷的顯示痕跡。 液體滲透探傷主要用于：檢查坡口表面、碳弧氣刨清根后或焊縫缺陷清除后的刨槽表面、工卡具鏟除的表面以及不便磁粉探傷部位的表面開口缺陷。 ④ 磁粉探傷 (MT) 利用鐵磁性材料表面與近表面缺陷會引起磁率發(fā)生變化，磁化時在表面上產(chǎn)生漏磁場，并采用磁粉、磁帶或其他磁場測量方法來記錄與顯示缺陷的一種方法。 磁性探傷主要用于：檢查表面 及近表面缺陷。該方法與滲透探傷方法比較，不但探傷靈敏度高、速度快，而且能探查表面一定深度下缺陷。 對接焊縫檢測方法的選擇 脈沖反射法是有超聲波探頭發(fā)射脈沖波到試件內(nèi)部，通過觀察來自內(nèi)部缺陷或試件底面的反射波的情況來對時間進行檢測的方法。 當試件不存在缺陷時，顯示圖像中僅有反射脈沖和底面回波兩個信號。而當試件中存在有缺陷時，在發(fā)射脈沖與底面回波之間將來自缺陷回波，通過觀察缺西安航空職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計論文 6 陷回波的高度可對缺陷的大小進行評估，通過觀察回波距發(fā)射脈沖的距離，可得到缺陷的埋深。當材質(zhì)較好且選用的探頭適當時，脈沖回波法可觀察到 非常小的缺陷回波，達到很高的檢測靈敏度。 超聲波穿透能力強，可對較大厚度范圍的試件內(nèi)部缺陷進行檢測，可進行整個試件體積的掃查。如對金屬材料，既可檢測厚度 1～ 2mm的薄壁管材和板材，也可檢測幾米長的鋼鍛件。而且利用超聲檢測可以對缺陷進行定位、定量。 靈敏度高，可檢測材料內(nèi)部尺寸很小的缺陷。 ① 可較準確地測定缺陷的深度位置，這在很多情況下是十分需要的。 ② 對大多數(shù)超聲技術的應用來說，僅需從一側(cè) 接近試件。 ③ 設備輕便，對人體及環(huán)境無害，可作現(xiàn)場檢測。 ④ 而且超聲檢測比其他檢測方法的成本低。 焊縫中常見的都屬于立體型缺陷和平面型缺陷，而船體殼板的對接焊縫屬于焊接件， X型坡口對接焊縫中常見的主要缺陷：裂紋、氣孔、等立體和平面缺陷，同時還可以對對接焊板進行測厚，按照焊板的工藝和用途，最終選擇超聲檢測。 檢測技術等級確定 超聲檢測技術等級分為 A、 B、 C 三個檢測級別。超聲檢測技術等級 選擇應符合制造、安裝、在用等有關規(guī)范、標準及設計圖樣規(guī)定。 不同檢測技術等級的要求 A級僅適用于母材厚度 8mm～ 46mm 的對接焊接接頭?？捎靡环N K值探頭采用直射波法和一次反射波法在對接焊接接頭的單面單側(cè)進行檢測。一般不要求進行橫向缺陷的檢測。 B級檢測： ① 母材厚度 8mm～ 46mm 時，一般用一種 K值探頭采用直射波法和一次反射波法在對接焊接接頭的單面雙側(cè)進行檢測。 ② 母材厚度大于 46mm～ 120mm 時，一般用一種 K值探頭采用直射波法在焊接接頭的雙面雙側(cè)進行檢測，如受幾何條件限制，也可在焊接接頭的雙面單側(cè)或單面雙側(cè)采用兩種 K 值探頭進行檢測。 ③ 母材厚度大于 120mm～ 400mm 時，一般用兩種 K值探頭采用直射波法在焊接接頭的雙面雙側(cè)進行檢測。兩種探頭的折射角相差應不小于 10176。 ④ 應進行橫向缺陷的檢測。檢測時，可在焊接接頭兩側(cè)邊緣使探頭與焊接接頭中心線成 10176?！?20176。作 兩個方向的斜平行掃查，如圖 21。如焊接接頭余高磨平，探頭應在焊接接頭及熱影響區(qū)上作兩個方向的平行掃查，如圖 22。 西安航空職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計論文 7 圖 21 斜平行掃查 圖 22 平行掃查 C級檢測： ① 采用 C 級檢測時應將焊接接頭的余高磨平，對焊接接頭兩側(cè)斜探頭掃查經(jīng)過的母材區(qū)域要用直探頭進行檢測 。 ② 母材厚度 8mm～ 46mm 時，一般用兩種 K值探頭采 用直射波法和一次反射波法在焊接接頭的單面雙側(cè)進行檢測。兩種探頭的折射角相差應不小于 10176。，其中一個折射角應為 45176。 ③ 母材厚度大于 46mm～ 400mm 時，一般用兩種 K值探頭采用直射波法在焊接接頭的雙面雙側(cè)進行檢測。兩種探頭的折射角相差應不小于 10176。對于單側(cè)坡口角度小于 5176。的窄間隙焊縫，如有可能應增加對檢測與坡口表面平行缺陷有效的檢測方法。 ④ 應進行橫向缺陷的檢測。檢測時，將探頭放在與焊 縫及熱影響區(qū)上作兩個方向的平行掃查。 船體殼板對接焊縫檢測技術等級的選取 該焊縫采用檢測技術等級 B 級。 ① 殼板厚度為 22mm,在 母材厚度 8mm～ 46mm 范圍內(nèi)。 ② 焊接接頭兩側(cè)邊緣使探頭與焊接接頭中心線成 10176?！?20176。作兩個方向的斜平行掃查，如焊接接頭余高磨平，探頭應在焊接接頭及熱影響區(qū)上作兩個方向的平行掃查。 ③ 若 采用 C級檢測時應將焊接接頭的余高磨平，但此焊縫檢測不需要將焊接接頭的余高磨平。 西安航空職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計論文 8 αx3 橫波超聲檢測技術理論基礎 橫波超聲檢測的原理 橫波質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向垂直，這樣的波稱為“橫波”。橫波的特點是質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向相互垂直。在橫波中波長通常是指相鄰兩個波峰或波谷之間的距離。電磁波、光波就是橫波。橫波；質(zhì)點的震動方向與波的傳播方向垂直的波。突起的部分為波峰，凹下部分叫波谷。波長的定義 波長：沿著波的傳播方向，在波的圖形中相對 平衡位置 的位移時刻相同的兩個質(zhì)點之間的距離。 橫波與縱波的波長 在橫波中波長通常是指相鄰兩個波峰 或波谷之間的距離。在縱波中波長是指相鄰兩個密部或疏部之間的距離。 探頭前沿與 K 值 探頭前沿 X是指橫波探頭入射點到探頭前短的水平距離； K值則表示鋼中折射 角的正切值。即 ?tan?K 如圖 31 所示。 圖 31 前沿與 X 值的示意圖 斜探頭的 K值（角度）選取可參照表 31 的規(guī)定。條件允許時，應盡量采用較大 K值探頭。 表 31 推薦采用的斜探頭 K值 板厚 T， mm K 值 6～ 25 ～ （ 72176?！?60176。） 25～ 46 ～ （ 68176?！?56176。） 46～ 120 ～ （ 60176。～ 45176。） 120～ 400 ～ （ 60176?！?45176。） 時基線與靈敏度 時基線的調(diào)整，一方面是使水平掃描線顯示的范圍足以包含需檢測的深度范圍，另一方面，要使時基線刻度與在材料中聲傳播的距離成一定比例，以便準確地讀出缺陷波的深度位置。同時，還要將聲程零位調(diào)整到與時基線刻度線對齊，西安航空職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計論文 9 以便于讀數(shù)。 時基線上兩個信號位置相距的水平刻度值τ（格）與實際聲程差 x（ mm） 的比例，稱為時基線調(diào)整比例。因為時基線比例的調(diào)整實際上是改變掃描線從左到右掃 描的速度，因此，又稱為掃描速度的調(diào)整。通常時基線調(diào)整比例是根據(jù)所需掃描聲程范圍確定的。 靈敏度就是發(fā)現(xiàn)零件中最小缺陷的能力。焊縫檢測靈敏度的調(diào)節(jié)，是為了保證所要求檢測的信號具有足夠高的幅度，在熒光屏上顯示出來。為此，在標準中通常規(guī)定檢測靈敏度不低于評定線的靈敏度。在探測橫向缺陷時，應將各線靈敏度均提高 6dB。這里所用對比試塊調(diào)節(jié)靈敏度，對比試塊的材質(zhì)、表面粗糙度等應和被檢試件相同或相近，其中人工反射體與由相關標準規(guī)定的用于制作距離 波幅曲線的人工反射體一致。人工反射體的聲程應大于或等于檢測時所用的最大聲程。 將探頭放到試塊上，聲束對準選定的人工反射體，移動探頭，使人工反射體的回波達到最高。調(diào)節(jié)增益旋鈕，使最高回波達到所要求的基準高度。再用衰減器增益檢測靈敏度所規(guī)定的分貝值（如：評定線要求Ф 3mm橫孔 16dB，即在Ф3mm 橫孔調(diào)到基準波高的基礎上，提高 16dB），則靈敏度調(diào)節(jié)完畢。 DAC 曲線 描述某一確定反射體回波高度隨距離變化關系的曲線為 DAC 曲線，它是 AVG曲線的特例，國內(nèi)外關于焊縫檢測方法的標準，幾乎都采用類似的距離幅度曲線進行檢測靈敏度的調(diào)整和缺陷幅度當量的評定。繪制距離 波幅曲線所用的人 工反射體類型和尺寸各標準中有所不同。 圖 32 距離 波幅曲線 評定線和定量線之間（包括評定線）稱為Ⅰ區(qū)，定量線與判廢線之間（包括定量線）稱為Ⅱ區(qū)，判廢線及其以上區(qū)域稱為Ⅲ區(qū)。其中基準線 DAC 是以Ф 1mm橫孔繪制的距離 波幅曲線。 西安航空職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計論文 10 缺陷測量 定位 按深度定位，缺陷回波的水平刻度值為τ，缺陷的垂直深度 fd 和距入射點的水平距離 fl 為： 一次波法， ?ndf ? ??nlf ? （ 31） 二次波法 ， ?nTd f ?? 2 ??nlf ? （ 32） 缺陷長度測量（ 6dB 法） 探頭垂直與焊接接頭方向掃查，沿缺陷在高度方向的伸展觀察回波包絡線的形態(tài)。若缺陷的端部回波比較明顯，則以端部最大回波處作為 6dB 法的起始點；若缺陷回波只有單峰，且變化比較明顯，則以最大回波處作為起始點；若回波高度變化很小，可將回波迅速降落前的半波高值，作為 6dB 法測高的起始點， 要鋸齒狀掃查 。 圖 33 6dB法波高示意圖 西安航空職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計論文 11 4 超聲波檢測儀器及設備 超聲檢測儀 CTS9009 數(shù)字式超聲波探傷儀是一款便攜式、數(shù)字式超聲波探傷儀，如圖41 所示。它 能夠快速便捷、無損傷、精確地進行工件內(nèi)部多種缺陷（裂紋、夾雜、氣孔等）的檢測、定位、評估和診斷。 圖 41 CTS9009型超聲波探傷儀 CTS9009 型超聲波探傷儀性能與特征： ① 最高采樣速率 240MHz，最小顯示范圍 5mm ； ② 工作頻率范圍 分 1～ 4MHz， ～ 10MHz 兩檔設置，分別突顯高靈敏度和寬頻帶的優(yōu)點 ； ③ 界面波跟蹤功能，脈沖重復頻率可調(diào)，避免在探傷過程中出現(xiàn)混響信號通過 。 ④ B 閘門間的邏輯關系，容易實現(xiàn)水浸法探傷或精確測厚 ； ⑤ 脈沖重復頻率可調(diào)，避免在探傷過程中出現(xiàn)混響信號 ； ⑥ 完善的 DAC曲線功能 ， 方便進行回波 評價 具有測量探頭角度 (K值 )的功能 ； ⑦ 大容量存儲器可存 儲高達 500 個數(shù)據(jù)集，包括波形、曲線、參數(shù)、探傷報告等 。 超聲波探頭 超聲波探頭是用來產(chǎn)生與接收超聲波的器件，是組成檢測系統(tǒng)的最重要的組件之一。超聲波探頭的性能也是直接影響到發(fā)射的超聲波的特性，影響到超聲波的檢測能力。 探頭的主要組成部分有壓電晶片、阻尼塊、電纜線、接頭、保護膜和外殼，如圖 42 所示。斜探頭中通常還有一使晶片與入射面成一定角度的斜楔。 ① 晶片 : 壓電晶片是以壓電效應發(fā)射并接收超聲波的元件，是探頭中最重要的元件。晶片的性能決 定著探頭的性能。晶片的尺寸和諧振頻率，決定著發(fā)射聲場的強度、距離幅度特性與指向性。晶片制作質(zhì)量的好壞，也關系西安航空職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計論文 12 電纜線吸聲材料斜模阻電塊外殼壓電品片到探頭的聲場對稱性、分辨率、信噪比等特性。晶片可制成圓形、方形、矩形或曲面。 ② 阻尼塊和吸聲材料：阻尼塊是由環(huán)氧樹脂和鎢粉等按一定比例配成德阻尼材料，粘附在晶片或斜楔后面。阻尼塊的作用一是對壓電晶片的振動起阻尼作用；二是吸收晶片向其背面發(fā)射的超聲波；三是對晶片起支撐作用。 ③ 保護膜： 壓電陶瓷晶片通常都很脆，在用與試件直接接觸的方式沿試件表面進行掃查，晶片很容易損壞。為此，常在晶片前面粘附一層薄保護膜，以保護晶片和電極層不被磨損或破壞，某些情況下，也能改善探頭與試件的耦合效果。但保護膜也會使始波寬度增大，分辨率變差，靈敏度降低。 ④ 斜楔：斜楔是斜探頭中為了使超聲波傾斜入射到檢測面而裝在晶片前面的楔塊。楔塊使探頭的晶片和試件表面形成一個嚴格的夾角，以保證晶片發(fā)射的超聲波按照設定的入射角傾斜入射到斜楔與試件的界面，從而能夠在界面處產(chǎn) 生所需要的波形轉(zhuǎn)換，在試件內(nèi)形成特定波形和角度聲束，有斜楔就一般不用保護膜。 根據(jù) 標準，板厚在 6～ 25㎜的板材，應選取 ～ （ ?72 ～?60 ）的