超声波检测不同裂纹研究分析

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1、超声波检测不同裂纹研究分析裂纹是在役构件中最常见的缺陷，直接影响构件的安全使用和寿命，所以准确检测出裂纹的大小、深度、位置、取向是非常重要的。但是在实际检测中，影响检测的因素很多，以往对缺陷的定量和定性研究较多，而对裂纹本身对超声波检测的影响研究甚少，本文主要针对不同构件中不同裂纹对超声波检测的影响进行研究分析，总结不同构件中裂纹宽度，深度以及取向对超声波检测的影响。3.1试块设计与制作根据超声波检测的特点、仪器及探头组合性能以及不同构件的特点、制作以下几个试块、如图1—图4。试块材料是45碳钢

2、，厚度在25mm至30mm之间，因为主要研究微裂纹，所以人工缺陷以槽为主。试块A是为了研究同深度不同宽度的裂纹对检测的影响。通过探测宽度不同的三个裂纹，分析波形，研究裂纹宽度是否与波幅完全成线性关系，是否对波宽和形状有影响。试块B是为了研究同宽度不同深度的裂纹对检测的影响，观测同宽度不同深度的裂纹回波波形，分析是否对波宽、波幅、静动态波形有影响,试块C目的是通过检测2mm宽裂纹与CSK-1AD标准试块2mm宽的裂纹。分析不同材料、不同深度、不同表面粗糙度对检测等宽度裂纹的影响，试块D是为了研究部

3、件内部不同形状。不同取向裂纹对检测的影响。通过探测两个裂纹。即声束垂直裂纹和声束与裂纹成45。来分析裂纹的取向角度对检测的影响。通过分析波形，波幅的变化，为以后实际检测小判断声束是否垂直微裂纹提供依据。3・2检测实验3.2.1探伤仪及探头的性能测试实验冃的：测试仪器水平线性、分辨力、盲区、斜探头K值等性能•实验用品:PXUT-240探伤仪/2.5P20直探头和13*13斜探头/CSK-1A标准试块/机油耦合剂.1）水平线性测试第一步：启动仪器，设置初始值•通道1（；纵波/探头①20）第二步:测零

4、点（声速）将探头置于25mm宽100mm深的探测面上，通过手动测试或自动测试得到零点值和声速，零点为0.7pm,声速为2899m/s第三步：将探头置于25mm深的大平面上，图5中的1位置.调节声程（设置为距离）使得屏内出现五次底波D、&、B3>&、B5再调节增益，使得五次底波波幅适当。见图6波形。第四步：观察氏、Bs、B「与对应的水平刻度偏差值，分别是山、53.54第五步：计算水平线性误差4關=xioo%=品T®该仪器水平线性标称值为、5^1%符合要求2盲区测试测试步骤同上。把2.5p20直探头

5、分别置于CSK-1A标准试块①50有机玻璃孔两侧（深度为lOnrni）.图5标准试块位置3o调节增益和声程,在两侧均可看到回波，没有被起始波掩盖•如图7盲区波形，故其盲区小5mni,符合国标规定的超声波检测要求。冬5标准试块医7盲区波形3分辨力测试测试步骤同上。将直探头置于CSK-1A标准试块100mm、85mm、91mm交汇处左右移动。如图5标准试块2位置。调节增益和声程使波形水平位置和波幅适当，三处反射波位置分别是98、82.5、89.5s85mm处冋波宽度c二5•如图8分辨力波形根据公式计

6、算分辨力：卜、=⑼—85)=89.5-82.5=4-3符合超声波检测标准中耍求的FW6mm4斜探头的K值测定第一步：通道设置为2通道参数为13*13斜探头,前沿13mm第二步：输入声速$横波在钢中声速为3230m/so第三步：测零点。自动测试，将探头放于25mm宽的面上并指向R22和R100的弧面，左右移动探头，当两次回波出现在门内并且波幅降到60%时确认，量出探头至R50的距离R100,然后一次声程输入37mm确认便测出零点和当时横波在介质中的声速37mm确认测出零点和当时横波在介质中的速度

7、。零点4.5卩s,为声速c=3267m/S第四步：保持现有参数不变用①50孔测标称K二1.99探头的实际值。自动测试，参数分别输入反射体深度30mm反射体直径50mm探头K值1.99开始测试•移动探头使反射体的最高回波出现在门内，然后确认便得到实际K值•实际K二1.98.而标称值K二1.99相等。3.2.2仪器灵敏度及材料、裂纹宽度、深度、取向对波幅的影响试验实验目的：测试仪器灵敏度，确立能检测出的最小缺陷值：检测同深度不同宽度裂纹对波形波幅的影响：检测同宽度不同深度裂纹对波形波幅的影响，检测裂

8、纹取向对波形的影响。实验用品：PXUT-240探伤仪、2.5P20直探头、13*13斜探头、试块A-D、机油耦合剂。1）灵敏度测试测试前设置参数，同上。将探头置于试块A探测面上裂缝宽1mm上,调节增益为30・0Db+0・5dB其中0.5dB是表面声能损失补偿,再调节声程和门位•使缺陷回波在门内•回波波幅为满刻度的90%。然后移动探头到裂缝0・5mm处，门内波幅为60%o自左向右依次类推至IJO.2mm裂缝处。此时门内冋波为30%。由此可知该探伤仪灵敏度较高。可检测tBO.2mm宽的裂纹。保持探头