【正文】 超聲波探傷所需的設(shè)備包括一帶有 CRT或數(shù)字顯示的電子儀器。對(duì)于焊接試驗(yàn)中所使用的斜束測(cè)試， IIW 塊是其校對(duì)標(biāo)準(zhǔn)，它能提供聲束的脫離和剪切波的證實(shí)。這 “缺陷 ”的位置和尺寸必須是可知的和精確的。對(duì)于材料的厚度測(cè)量，校對(duì)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該與被測(cè)物體一樣，而且必須是所知的，有精確尺寸的。超聲波還能對(duì)厚度進(jìn)行測(cè)量。這個(gè)方法對(duì)于平面不連續(xù)更敏感，特別是那些與聲束相垂直的。 接觸試驗(yàn)有攜帶方便的優(yōu)點(diǎn) ， 而對(duì)于小或不規(guī)則的流水線生產(chǎn) ， 浸入式探傷更方便 。 這種液體稱為耦合劑 。 在接觸式探傷中 ， 探頭實(shí)際上是貼放在物體表面上的 。圖 ， 聲波是如何在一材料內(nèi)傳播的 。 （ 2） 剪切波或斜探頭廣泛地應(yīng)用于對(duì)焊縫的評(píng)估 ， 因?yàn)榇藗鞲衅靼崖暡ㄒ孕苯欠绞絺魅胛矬w ， 所以不用去除粗糙的焊縫加強(qiáng)高而進(jìn)行探測(cè) （ 圖 ） 。 (1)縱波 ， 或用直束探頭來確定材料的厚度或在材料表面下的不連續(xù)的深度 。 利用這一信息 ， 有經(jīng)驗(yàn)的操作者通常就能確定反射器的性質(zhì)和大小 ， 并將其聯(lián)回到一規(guī)范或技術(shù)要求以判斷是否可以接受 。 一旦儀表被校對(duì) ， 指示反射器在水平軸上的位置可以與聲波在一物體中傳播并到達(dá)反射器的物理距離相聯(lián)系 。 當(dāng)聲波通過一物體并在碰上一反射物后回到傳感器 ，它的返回是由一從水平線上垂直升起的信號(hào)來指示的 。 第一 ， 沿著屏幕的水平軸 ， 指示可以在各種位置出現(xiàn) 。這種方法在幾個(gè)峰上讀取尺寸，然后平均這個(gè)數(shù)據(jù)以得出厚度數(shù)。一旦完成校準(zhǔn)，操作員就能在屏幕上靠指示沿沿著水平軸垂直上升中直接讀取試件的尺寸。 圖 狀楔形物上，用一縱向超聲波束的傳感器確定厚度的典型校驗(yàn)步驟。這樣操作員就可以用超聲波裝置測(cè)量光波通過一材料到一反射物并返回至傳感器的時(shí)間。當(dāng)反射器受到返回的聲波的撞擊時(shí)，壓電晶體會(huì)將此光能轉(zhuǎn)回電子脈沖，這脈沖可以被放大，并在陰極射線管中以一可見的并可由操作員解讀的指示顯現(xiàn)。 第十單元 目視和其他無損檢測(cè)方法及其符號(hào) 20231112 所產(chǎn)生的聲波將在材料中以一速度繼續(xù)傳播，當(dāng)遇到反射物（如密度上有不同）時(shí)被反射傳回至傳感器。這種鈴聲是一種在金屬中傳播的聲波（低頻率）。 01 02 03 04 05 當(dāng)傳感器受到電子脈沖的激發(fā)，它會(huì)回應(yīng)機(jī)械振動(dòng)，并產(chǎn)生一對(duì)所測(cè)材料是通常聲波，并以一速度傳播整個(gè)試驗(yàn)物體。這些脈沖持續(xù)時(shí)間低，但頻率高（通常是 1百萬到 1千萬 HZ，或圈 /每秒）。按照規(guī)定的啟動(dòng)程序和校準(zhǔn)程序，基本裝置就像一臺(tái)電子測(cè)量儀。在這些例子中，壓電的晶體被擠壓，然后被突然釋放，導(dǎo)致電火花的產(chǎn)生，從而點(diǎn)燃了氣體。類似，這種材料在機(jī)械作用下也將產(chǎn)生電脈沖。這傳感器是以稱為 “壓電 ”效應(yīng)的現(xiàn)象來完成這一能量轉(zhuǎn)換的?？v波是以在空氣中每秒鐘 1100英尺，在鋼中每秒 19000英尺以及在鋁中每秒20230英尺的速度傳播的。然而，聲波在一給定的材料里的傳播速度是恒定的。 超聲波探傷 超聲波探傷是用那些高于人的聽覺的高頻聲波檢驗(yàn)材料幾何和物理性能的方法。 另外 ， 某些試驗(yàn)物體的外形 （ 如分支或角焊縫 ） 會(huì)使得試驗(yàn)操作和評(píng)片困難 。 這種試驗(yàn)方法的另一限制就是必須要進(jìn)入被檢件的兩邊 （ 一邊是輻射源 ， 另一邊是膠片 ） ， 見圖 。 射線探傷的設(shè)備也是非常貴的 , 而且勝任的操作員和膠片評(píng)定的培訓(xùn)期也有點(diǎn)漫長 。 為了保證射線探傷操作人員及在其附近人員的安全 ， 要經(jīng)過一段時(shí)間的輻射安全的培訓(xùn) 。 除此優(yōu)點(diǎn)外 ， 也有缺點(diǎn) 。 優(yōu)缺點(diǎn)： 這種試驗(yàn)方法的主要優(yōu)點(diǎn)是它能探測(cè)所有普通工程材料的表面下的不連續(xù) 。 第十單元 目視和其他無損檢測(cè)方法及其符號(hào) 20231112 第十單元 目視和其他無損檢測(cè)方法及其符號(hào) 20231112 膠片處理設(shè)備用來顯影已曝光的膠片 ， 且可調(diào)亮度的特殊觀片燈可達(dá)到最佳的評(píng)片效果 。然而，雖然可以定義一 1%的靈敏度，但是很難達(dá)到的。這些孔是用于證實(shí)膠片的圖形分辨率的靈敏度。一“2T”孔（ in）是放在離鉛字 25最遠(yuǎn)處并且等于 IQI厚度的二倍。（ 10就是厚度為， 50就是 寸厚）按照每個(gè) IQI厚度的倍數(shù)，確定孔的直徑和位置，并注解。我們將用插圖來注解它的厚度和孔徑。 ? 孔形透度計(jì)孔直徑及厚度是隨所要探傷的金屬厚度的變化而變化的。 圖 計(jì) 。 而線形要求線的直徑 。它們是根據(jù)材料來選用的 。 用像質(zhì)劑 +(IQI)或透度計(jì)來用來驗(yàn)證測(cè)試分辨率的靈敏度 。 無論哪種輻射型都需要膠片 ， 不透光的膠片袋 ， 以及用于識(shí)別試驗(yàn)物體的鉛字 。 第十單元 目視和其他無損檢測(cè)方法及其符號(hào) 20231112第十單元 目視和其他無損檢測(cè)方法及其符號(hào) 20231112 進(jìn)行射線探傷的設(shè)備最基本的是射線源；這射線源可以是有電源輸入的 X射線機(jī) ， 或是產(chǎn)生 射線的放射同位素 。表面缺陷包括咬邊，過大的加強(qiáng)高，未熔合，以及燒穿。然而有些電焊條的藥皮產(chǎn)生與所填的焊接金屬相似密度的夾渣，這樣的夾渣是非常難以發(fā)現(xiàn)和評(píng)判。 01 02 03 04 05 例如，在鋁焊中，由于不恰當(dāng)?shù)逆u極氣體保護(hù)焊接技術(shù)而產(chǎn)生鎢夾渣，在照片上形成非常亮的區(qū)域；鎢的密度是 。如果金屬夾渣的密度大于試件的密度，它們?cè)谡掌袭a(chǎn)生亮區(qū)域。這包括中空，金屬的和非金屬的夾渣以及良好排列的未熔合和裂紋。不管是用 射線還是用 X射線源，在試驗(yàn)中，試驗(yàn)物體并不是放射性的。當(dāng)電子流撞擊到目標(biāo)產(chǎn)生了 X射線。一低電流通過一白熱的細(xì)絲，產(chǎn)生了電子。 X射線是人造的；當(dāng)電子高速運(yùn)行時(shí)與物體相撞而產(chǎn)生 X射線。這些放射源不斷地發(fā)射出射線，當(dāng)不用時(shí)，必須把它們放在稱為 照像機(jī)的屏蔽的貯存器中。 低能量，無微粒的輻射是以 r 射線或 X射線的形式。 第十單元 目視和其他無損檢測(cè)方法及其符號(hào) 20231112 在圖 屬材料中，鉛的密度最高（ ），接下來的密度次序是銅（ ）、鐵（ ）、鋁（ ）。被檢測(cè)物中最厚的地方在底片上形成的影象最淡，這是因?yàn)橛休^多的射線被吸收而到達(dá)底片的射線相對(duì)較少。圖 度對(duì)底片黑度的影響。 具有高射線傳遞能力（低吸收）的區(qū)域會(huì)在經(jīng)過暗室處理的底片上形成一個(gè)黑的影像區(qū)。（工件中）厚度減薄或低密度的地方可以穿過較多的射線、因而吸收的輻射能量較小。如焊縫或鑄件是粗糙的表面條件情況，會(huì)使缺陷的評(píng)估變得極為困難。工件通常用交流電來的消磁，消磁即可以通過把工件從磁場(chǎng)中緩慢移出來實(shí)現(xiàn)，也可以通過把加到工件上的磁化電流降低到零來實(shí)現(xiàn)。 優(yōu)缺點(diǎn)： 磁粉探傷的主要局限性是它只能用于檢測(cè)那些可以被磁化的材料。磁粉探傷可具有良好的可攜帶性并特別適合于檢測(cè)工件表面的不連續(xù)。這兩種方法都很常用，但濕粉熒光探傷具有較高的探傷靈敏度因而成為許多現(xiàn)場(chǎng)和車間應(yīng)用中常選的方法之一。 磁粉可在流速較低的氣流下以干粉的形式施加，或者是和有抑制作用的水或輕油一起形成磁懸液流過被檢工件的表面。還有在黑光下呈顯熒光顯示、且檢測(cè)靈敏度較高的熒光磁粉。常用的顏色包括有：灰色、白色、紅色、黃色、蘭色以及黑色。如果使用得法，磁粉探傷可以檢測(cè)出非常細(xì)小的表面不連續(xù)并對(duì)那些位于近表面的缺陷給出 “絨毛狀 ”的顯示效果。這樣材料有鋼、鑄鐵、一些不銹鋼材料（不包括奧氏體不銹鋼）和鎳。因此，為了對(duì)工件中所有方向存在的缺陷進(jìn)行評(píng)估，就有必要在兩個(gè)不同90 的方向上施加檢測(cè)磁場(chǎng)。一般說來，如果磁力線和不連續(xù)長軸之間的夾角大于45 ，則該不連續(xù)能夠被發(fā)現(xiàn)。 我們前面已經(jīng)提到磁粉探傷對(duì)垂直于磁力線的缺陷具有最高的檢測(cè)靈敏度，而對(duì)那些平行于磁力線的缺陷可能會(huì)根本檢測(cè)不到。使用固定設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)的工件可能會(huì)非常地小而且要求較高的檢測(cè)率，或者是超出想象地大而要求的檢測(cè)率比較低。這兩種設(shè)備都需要有專門的電源且可移動(dòng)性較差。這類被檢物體包括有：建筑物、橋梁、儲(chǔ)罐、容器、或者是大型焊接件。 用于磁粉探傷的設(shè)備在尺寸、可攜帶性及價(jià)格上不盡相同。第三種形式的電流成為半波整流交流電，可以把這種電流看成是交流和直流電的組合。 由直流電產(chǎn)生形成的磁場(chǎng)具有較大的穿透能力，可以用來檢測(cè)工件近表面的不連續(xù)。 用交流電能夠在被檢工件表面形成最強(qiáng)的磁場(chǎng) 。圖 焊縫探傷的一個(gè)示例 。 電流流過線圈時(shí)所產(chǎn)生的磁場(chǎng)通過磁扼線圈的兩端傳入被檢工件 。 如圖 ， 利用 “ 磁扼法 ” 可以產(chǎn)生形成縱向磁場(chǎng) 。 為了確定那些有可能形成顯示的不連續(xù)的方向 ， 可以先確定電流的方向 ， 再接下來確定由電流感應(yīng)所產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向 ， 然后再確定不連續(xù)的方向?qū)?huì)得到最佳的探傷靈敏度 。環(huán)形磁場(chǎng)的一個(gè)重要特征是其所產(chǎn)生的磁場(chǎng)完全包含在鐵磁材料之內(nèi) ， 而縱向磁場(chǎng)是環(huán)繞在被檢工件周圍的電導(dǎo)體的感應(yīng)形成的磁場(chǎng) 。 利用環(huán)形磁場(chǎng)可以發(fā)現(xiàn)被檢工件上的縱向缺陷而無法檢測(cè)到有可能存在的橫向缺陷 。 當(dāng)把這一原理用于一臺(tái)固定的磁粉探傷設(shè)備時(shí) ， 所產(chǎn)生磁化稱為 “工件磁化 （ Head Shot） ”。 第十單元 目視和其他無損檢測(cè)方法及其符號(hào) 20231112 另外一種磁場(chǎng)稱為環(huán)形磁化 。 也可以檢測(cè)出那些與磁力線成 45176。 電流流過這種導(dǎo)體時(shí)所產(chǎn)生的磁場(chǎng)如圖所示 。 圖 體形成縱向磁場(chǎng)的原理 。 同樣與被檢工件的軸線方向垂直的磁場(chǎng)稱為環(huán)向磁場(chǎng) 。磁場(chǎng)的類型取決于被檢工件內(nèi)所產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向 。 第十單元 目視和其他無損檢測(cè)方法及其符號(hào) 20231112 當(dāng)電流流過導(dǎo)體的時(shí)候 ， 所產(chǎn)生的磁場(chǎng)與電流方向垂直 。 大多數(shù)的磁粉探傷都采用電磁設(shè)備來實(shí)現(xiàn) 。 到目前為止 ， 我們所有的討論都以永久磁鐵為例 。 當(dāng)被檢物體被磁化以后 ， 再把鐵屑噴灑到被檢物的表面 。 由于這些相反的磁極之間存在著較強(qiáng)的吸引力 ， 所以如果在此區(qū)域內(nèi)撒上一些鐵屑 ，則它們會(huì)被吸引而保留在不連續(xù)所在的位置處 。 然而 ， 把一塊鋼橫放磁鐵的兩端為磁力線提供了一個(gè)連續(xù)的磁通道 盡管在磁鐵和鋼棒的結(jié)合處由于微小的空氣間隙存在而有一定量的磁通量泄漏 ， 但由于磁通道的連續(xù)性而使得此時(shí)的磁場(chǎng)保持相對(duì)較強(qiáng) 。 在圖 U字型并與一個(gè)包含不連續(xù)的鐵磁性材相接觸 。最后 ， 當(dāng)這些磁力線完全位于鐵磁性材料內(nèi)部時(shí) ， 由磁力線所產(chǎn)生的磁力 （ 以及因此而產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度 ） 將達(dá)到最大 。磁力線構(gòu)成許多連續(xù)的封閉回路并按同一方向從一個(gè)磁極到達(dá)另外一個(gè)磁極 。首先 ， 在磁棒的周圍存在的有磁力的線被稱為磁力線或磁能量線 ， 它們總是從磁棒的一端 （ 或磁極 ） 移動(dòng)到達(dá)另外一端（ 或磁極 ） 。 在開始這種討論以前 ， 讓我們先看一下圖 ， 該圖顯示了和磁棒相關(guān)的磁場(chǎng)分布的情況 。 為了對(duì)磁粉探傷有一個(gè)了解 ， 有必要先掌握一些和磁力學(xué)有關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí) 。 雖然磁粉探傷有幾種不同的形式 ， 但都以這一相同的基本原理為依據(jù) 。 然而 ， 存在于磁化物體表面的不連續(xù)會(huì)使所加的磁場(chǎng)在不連續(xù)的兩側(cè)產(chǎn)生相反方向的 “磁極 ”而對(duì)鐵粒子有很強(qiáng)的吸引力 。 雖然這種探傷還能觀察到近表面的不連續(xù)顯示 ， 但要對(duì)其作出準(zhǔn)確的評(píng)估則非常困難 ， 通常需要借助于別的探傷方法來實(shí)現(xiàn) 。因?yàn)樵诤羞@類物質(zhì)的工件表面不僅會(huì)影響焊接質(zhì)量，而且會(huì)產(chǎn)生有毒甚至是危險(xiǎn)的煙氣而導(dǎo)致嚴(yán)重的安全隱患。利用一種透明的膠帶，還可以將這種顯示從探傷工件的表面取下來加到探傷報(bào)告中去。事實(shí)證明，在對(duì)非常細(xì)小的不連續(xù)進(jìn)行評(píng)估時(shí)，使用放大鏡會(huì)顯得非常有用?？梢姽獾娜旧珴B透探傷需要好的白光源，而熒光類滲透劑則需要好的紫外線光源。在對(duì)粗糙、不規(guī)則的表面進(jìn)行探傷時(shí)，無關(guān)的顯示會(huì)使?jié)B透結(jié)果的評(píng)估變得相對(duì)比較困難。由于工件的表面條件對(duì)探傷結(jié)果的影響比較明顯，對(duì)某些應(yīng)用場(chǎng)合而言所需要的表面清理工作量會(huì)非常地大。 在滲透探傷的局限性 01 02 03 04 05 最為突出的是它不能用來檢測(cè)表面下的不連續(xù)。根據(jù)所采用的滲透劑系統(tǒng)型式，探傷所需設(shè)備的變化也非常地少。 其次，這種探傷的工藝非常簡(jiǎn)便，特別是溶劑清洗型滲透探傷。滲透探傷也特別適合于對(duì)使用不同金屬材料的焊縫或釬焊接頭進(jìn)行評(píng)估，而這對(duì)其他探傷方法來講則是一個(gè)問題。 首先，滲透劑的使用不只局限于金屬性被檢物。 圖 通過將滲透劑穿過顯像劑層 “ 析出 ” 并形成可見顯示的情況 。 此時(shí)就可以對(duì)不連續(xù)顯示進(jìn)行評(píng)估以確定其是否有害 。 像海綿吸水一樣 ，顯像劑把存在于所有表面不連續(xù)內(nèi)的滲透劑吸出并形成有對(duì)比度的顯示 。