【正文】 31型數(shù)字超聲探傷儀的設(shè)計全面考慮了用戶的各種使用需求和習(xí)慣，廣泛參考了眾多超聲檢測設(shè)備的設(shè)計和應(yīng)用經(jīng)驗，采用國際最先進的硬件、軟件、聲學(xué)、人體工學(xué)等技術(shù)，使得其無論在指標(biāo)的優(yōu)越性、功能的實用性還是使用的方便性等方面都領(lǐng)先于同類產(chǎn)品。若仍按平板工件處理，那么定位誤差將會增 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計論文 11 3 超聲波檢測儀器型號和一些基本設(shè)備 超聲檢測設(shè)備與器材包括超聲檢測儀、探頭、試塊、耦合劑等，其中儀器和探頭對超聲檢測系統(tǒng)的能力起關(guān)鍵性作用。 〈 2〉測試入射點 k 值的影響：橫波探傷時，當(dāng)測定探頭的入射點， k 值誤差較大時，也會影響缺陷定位。 \ 4 .操作人員的影響： 〈 1〉儀器時基線比例的影響：儀器時基線比例一般在試快上調(diào)節(jié)，當(dāng)工件與試塊的聲速不同時，儀器的時基線比例發(fā)生變化，影響缺陷定位精度。 〈 5〉工件溫度的影響：探頭的 K 值一般在室溫下測定的，當(dāng)探測的工件溫度發(fā)生變化時，工件的聲速發(fā)生變化，使探頭的折射角隨之發(fā)生變化影響缺陷定位。探頭與工件曲面接觸，這時折射角和聲束形狀可發(fā)生變化都會影響缺陷定位。一種是平面與曲面的接觸，這時為點或線觸，握持不當(dāng)時，探頭折射角容易發(fā)生變化。 〈 2〉工件材質(zhì)的影響：工件材質(zhì)對缺陷定位的影響可以從聲速和內(nèi)應(yīng)力兩個西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計論文 10 方面來說，當(dāng)工件與試快的材質(zhì)不同時，就會使 K 值發(fā)生變化，另外工件內(nèi)應(yīng)力較大時，將使聲波的傳播速度和方向發(fā)生變化，當(dāng)應(yīng)力方向與波的傳播方向一致時，若為壓縮應(yīng)力，則應(yīng)力作用使試件彈性增強，這時聲速加快，反之，若為拉伸應(yīng)力，則聲速減 慢，當(dāng)應(yīng)力與波的傳播方向不一致時，質(zhì)點振動軌跡受應(yīng)力干擾使波的傳播方向發(fā)生變化均會影響缺陷定位。 〈 3〉斜契磨損的影響，橫波探頭在探傷過程中斜契將會磨損，當(dāng)斜契后面磨損較大時折射角增大，探頭 K 值增大，當(dāng)斜契前面磨損較大時，折射角減小，探頭 K 值減小，此外探頭磨損也會也會使探頭入射點發(fā)生變化影響缺陷定位，因此在探傷過程中如發(fā)現(xiàn)探頭磨損時應(yīng)及時對探頭參數(shù)進行校準(zhǔn) 〈 4〉探頭指向性的影響：探頭半擴散角小，指向性好，缺陷定位誤差小，反之定位誤差大。 當(dāng)發(fā)現(xiàn)缺陷時不能判定是哪個主聲束發(fā)現(xiàn)的，因此也就難以確定缺陷的實際的位置。 ： 〈 1〉聲束偏離的影響：探傷時無論是垂直入射還是傾斜入射，都假定波束軸線與晶片幾何中心重合，但在制作探頭時，波束軸線與晶片幾何中心線都會有一定的偏差，所以在探傷前應(yīng)對波束的偏差情況進行測量，以便對結(jié)果進行修正，以提高定位精度 〈 2〉探頭雙峰的影響：一般探頭發(fā)射的聲場只有一個主聲束。當(dāng)儀器水平線性誤差較大時 ，缺陷定位誤差大。 影響缺陷定位的主要因素 在超聲波探傷過程中影響缺陷定位的主要因素有四大類，分別是：儀器，探頭，工件及人員。而當(dāng)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，通過觀西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計論文 9 察缺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。 脈沖反射法 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。而裂紋、未熔合是平面型缺陷，危害性大。 內(nèi)部 缺陷有氣孔、夾渣、未悍透、未熔合和裂紋等，超聲檢測主要的目的是為了檢測出焊接接頭中存在的內(nèi)部缺陷。接頭的缺陷包括外部缺陷和內(nèi)部缺陷。而焊縫接頭形式主要有對接、角接、搭接和 T 型接頭等幾種。焊縫工藝有熔焊和壓力焊兩類。缺點就是手工操作受人為因素較大，耦合不易穩(wěn)定；被檢表面的光潔 度對入射聲能損失影響較大。 接觸法檢測 接觸法檢測是將探頭與試件表面直接接觸進行檢測技術(shù)，通常在探頭與檢測面之間涂有一層很薄的耦合劑，以改善探頭與檢測面之間聲波的傳導(dǎo)。 〈 4〉對材料及制件中的缺陷作定性、定量表征，需要檢驗者較豐富的經(jīng)驗，且常常是不準(zhǔn)確的。 〈 2〉試件形狀的復(fù)雜性，如小尺寸、不規(guī)則形狀、粗糙表面、小曲率半徑西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計論文 8 等，對超聲檢測的可實施性有較大影響。 〈 6〉設(shè)備輕便，對人體及環(huán)境無害，可作現(xiàn) 場檢測。 〈 4〉可較準(zhǔn)確地測定缺陷的深度位置，這在很多情況下是十分需要的。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。 〈 1〉適用于金屬、非金屬、復(fù)合材料等多種材料制件的無損評價。通過測量入射波和接收聲波之間聲傳播的時間可以得知反射點距入射點的距離。反射的程度取決于界面兩側(cè)聲阻抗差異的大小，在金屬與氣體的界面上幾乎全部反射。當(dāng)遇到兩側(cè)聲阻抗有差異的界面時，則部分聲 能被反射。以脈沖反射技術(shù)為例，由聲源產(chǎn)生的脈沖波被引入被檢測的試件中后，若材料是均質(zhì)的，則聲波沿一定的方向， 以恒定的速度向前傳播。每一種無損檢測方法都有其優(yōu)點和 局限性，因此應(yīng)根據(jù)焊縫的材質(zhì)與結(jié)構(gòu)形狀來選擇合適的檢測。如圖 16 所示 圖 16 常見缺陷裂紋 2． 檢測方法的選擇 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計論文 7 接結(jié)構(gòu)的無損檢測是檢驗其焊縫質(zhì)量的有效方法，一般包括射線探傷、超聲波探傷、磁粉探傷、滲透探傷、聲發(fā)射和渦流探傷等方法。按裂紋的取向可分為縱向裂 紋和橫向裂紋。夾渣分為點狀和條狀。在焊縫探傷中，由于 夾渣 夾渣是指焊后殘留在焊縫金屬內(nèi)的熔渣或非金屬夾雜物。 圖 15 常見缺陷未熔合 4．立體型缺陷，危害性較小。未熔合分為坡口面未熔合和層間未熔合 。 圖 14 常見缺陷未焊透 3． 未熔合 未熔合主要是指填充金屬與母材之間沒有熔合在一起或填充金屬層之間沒有熔合在一起。未焊透分為根部未焊透、中間未焊透和層間未焊透等。 圖 13 常見缺陷氣孔 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計論文 5 2． 未焊透 未焊透是指焊接接頭部分金屬未完全熔透的現(xiàn)象。氣孔大多呈球形或橢圓形。 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計論文 4 圖 11 對接接頭式焊板 圖 12 厚度為 20mm鋼板焊縫實物圖 1． 氣孔 氣孔是在焊接過程中焊接熔池高溫時吸收了過量的氣體或冶金反應(yīng)產(chǎn)生的氣體，在冷卻凝固之前來不及逸出而殘留在焊縫金屬內(nèi)所形成的空穴。 焊接接頭的缺陷包括外部缺陷和內(nèi)部缺陷，外部缺陷有：焊縫尺寸不符合要求、未焊透、咬邊、焊瘤、表面氣孔、表面裂紋等，通常采用目 視檢測、磁粉檢測、滲透檢測等方法對這些缺陷進行檢測；內(nèi)部缺陷有：氣孔、夾渣、未焊透、未熔合和裂紋等，如下圖所示。此外，還有焊瘤、咬邊等表面缺陷。 我們相信，隨 著超聲檢測的廣泛應(yīng)用和對超聲檢測重視程度的不斷提高，我國的超聲檢測將獲得更加快速的發(fā)展和進步。我國對無損檢測信息技術(shù)的建設(shè)工作還處在相當(dāng)薄弱的階段。更嚴(yán)重的后果是產(chǎn)品的競爭能力差，焊縫的超聲波檢測技術(shù)研究影響產(chǎn)品進入國際市場。 〈 2〉專業(yè)無損檢測人員相對較少，現(xiàn)有無損檢測設(shè)備有待改進。具體表現(xiàn)在以下幾個方面： 〈 1〉 檢測專業(yè)隊伍中高級技術(shù)人員和高級操作人員所占比例較小，極大阻礙了超聲無損檢測技術(shù)向自動化、智能化、圖象 化的進展。無損檢測人員的培訓(xùn)也逐漸與國際接軌。無損檢測的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化，檢測儀器的西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計論文 3 數(shù)字化、智能化、圖象化、小型化和系列化工作也都取得了較大發(fā)展。超聲無損檢測的相關(guān)理論和方法及應(yīng)用的基礎(chǔ)性研究正在逐步深入，已經(jīng)取得了許多突破性進展。 我國超聲無損檢測發(fā)展現(xiàn)狀 近年來我國超聲無損檢測事業(yè)取得了巨大進步和發(fā)展。超聲 無損評價是超聲檢測發(fā)展的最高界，不但要探測缺陷的有無，還要給出材質(zhì)的定量評價，也包括對材料和缺陷的物理和力學(xué)性能的檢測及其評價。超聲波無損探傷是初級階段，它的作用僅僅是在不損害零部件的前提下，發(fā)現(xiàn)其人眼不可見的內(nèi)部缺陷，以滿足工業(yè)設(shè)計中的強度求。目前，國外工業(yè)發(fā)達國家的無損檢測技術(shù)已逐步從 NDI 和 NDT 向 NDE 過渡。 國際 超聲檢測技術(shù)的發(fā)展歷程和現(xiàn)狀 無損檢測技術(shù)歷經(jīng)一個世紀(jì)，盡管無損檢測技術(shù)本身并非一種生產(chǎn)技術(shù)，但其技術(shù)水平卻能反映該部門、該行業(yè)、該地區(qū)甚至該國的工業(yè)技術(shù)水平。工業(yè)生產(chǎn)中常用的無損檢測方法有射線檢驗 (RT)、超聲檢測 (UT)、磁粉檢測 (MT)和液體滲透檢測 (PT) 四種。 超聲檢測技術(shù)的發(fā)展歷程和現(xiàn)狀 無損探傷技術(shù)是檢測壓力容器焊縫內(nèi)部缺陷的主要手段。針對焊縫內(nèi)部缺陷的超聲波檢測及安全評定過程中所涉及的關(guān)鍵 性問題進行系統(tǒng)的分析，并依據(jù)缺陷檢測所得到的結(jié)果進行缺陷評定具有重要意義。焊縫超聲檢測一方面以其較為經(jīng)濟、操作輕便靈活而在質(zhì)量控制和在役設(shè)備安全性能檢查中得到廣泛的應(yīng)用，而在另一方面由于焊縫超聲檢測的不直觀性，以及檢測人員、檢測對象、儀器探頭等諸多因素，可能產(chǎn)生漏檢或誤判。因此，怎樣實現(xiàn)對焊縫內(nèi)部缺陷的精確定位、定量和定性分析及缺陷評定，是需迫切解決的課題。③國內(nèi)外關(guān)于缺陷評定的標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一。②過去對過程設(shè)備的驗收管理不嚴(yán)，導(dǎo)致了現(xiàn)今在役設(shè)備焊縫中存著大量超標(biāo)缺陷。 由于歷史的原因，在用過程設(shè)備的檢驗、檢測及缺陷評定仍存在很大的問題。無損檢測技術(shù)主要包括射線探傷、超聲波探傷、磁粉探傷、滲透探傷、聲發(fā)射等方法其中超聲波探傷和射線探傷是檢測壓力容器焊縫內(nèi)部缺陷的主要手段。焊縫質(zhì)量直接決定著壓力容器的使用安全和使用壽命 ，因此在制造和使用過程中的焊縫檢測顯得尤為重要。因此它成為石油、化工、電站、核能和軍工等工業(yè)部門的重要生產(chǎn)裝備。隨著產(chǎn)品復(fù)雜程度的增加和對安全保證的嚴(yán)格要求，無損檢測技術(shù)在產(chǎn)品質(zhì)量控制中發(fā)揮著越來越重要的作用。 ultrasonic probe。 weld inspection。 wave。 關(guān)鍵詞 ： 焊縫；超聲波探傷；試塊；缺陷評定 Abstract: NDT (NonDestructie Testing, NDT) technology has bee a quality control to ensure the safe operation of equipment so vital technical means of production in the modern aviation industry, more and more key ponents required for more effective And accurate detection, this paper introduces the principle of ultrasonic detection technology and the advantages and disadvantages Points, with the instrument and shear wave weld inspection during the operation should pay attention to the issues and problems, ultrasonic testing equipment and apparatus, and other issues. Key words: ultrasonic testing。 針對給定的板材焊縫，通過實驗檢測該焊縫的缺陷，本文詳細(xì)介紹了試塊選用，設(shè)備調(diào)試，現(xiàn)場探傷中的常見問題及解決方法。 主要任務(wù)是 在掌握過程設(shè)備制造流程和焊接缺陷及其產(chǎn)生原因的基礎(chǔ)上，研究超聲波探傷技術(shù)在鋼制壓力容器對接焊接接頭探傷檢測中的應(yīng)用，并給出焊縫返修的具體方案。 時間： 2020 年 08 月 13 日 2020 年 10 月 20 日 共 9 周 所屬系部： 航空材料工程系 學(xué)生姓名： *** 學(xué) 號： 10802230 專業(yè)： 檢測技術(shù)及應(yīng)用 指導(dǎo)單位或教研室： 西安航空動力股份有限公司 指導(dǎo)教師：