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超声检测是常规无损检测技术之一,是目前应用广泛,使用频率且发展较快的一种无损检测技术。超声检测是产品制造中实现质量控制、节约原材料、改进工艺、提高劳动生产率的重要手段,也是设备维护中可不或缺的手段之一。我国特种设备相关法规,如《固定式压力容器安全技术监察规程》《蒸汽锅炉安全技术监察规程》《热水锅炉安全技术监察规程》等都对特种设备的制造、安装、修理改造或定期检验等环节提出了超声检测的要求。
超声检测一般是指使超声波与工件相互作用,就反射、衍射、透射和散射的波进行研究,对工件进行宏观缺陷检测、几何特性测量、组织结构和力学性能变化的检测和表征,并进而对其特定应用性进行评估的技术。在特种设备行业中,超声检测通常指宏观缺陷检测和材料厚度测量。
我国开始超声检测的研究和应用时间较短。1950年引进若干台瑞士制造的以声响穿透式超声波探伤仪,并用于路轨检验,这是国内应用这一技术的开端。经过60年的发展,我国的超声检测技术取得了巨大的进步,超声检测技术几乎渗透到所有工业部门,建立了一只数量庞大技术人员队伍,理论及应用研究逐步深入,标准体系日渐完备,仪器设备制造行业蓬勃发展,管理水平逐步提高。但是,与发达国家相比,我国的超声检测总体水平还有很大差距,在人员、设备、投入、管理、标准等方面还有待进一步提高。
超声在*和国民经济中的用途可分为两大类,一类是利用它的能量来改变材料的某些状态。为此,需要产生相当大或比较大能量的超声,实际上是大功率超声或简称功率超声,包括超声清洗、超声焊接、超声切割等。超声用途的第二类是利用它来采集信息,特别是材料内部的信息,也就是超声检测。
一、超声波能够用于检测是由于它具有以下特性。
1.超声波穿透能力强
它几乎能穿透任何材料.对某些其它能量不能穿透的材料,超声便显示出这方面的可用性,例如,次世界大战中科学家考虑用超声来侦察潜艇,便是因为熟知的光波、电磁波都不能渗透海洋.后来又兴起超声探伤、超声诊断等,也都是因为金属、人体等都是不透光介质。
2.超声波波长短,方向性好
3.超声波波长短,能够像光波一样在界面产生反射、折射、衍射等现象。
二、超声波检测有多种分类方法:
1.按超声波检测原理划分:包括脉冲反射法、穿透法和共振法三种。目前用得多的是脉冲反射法。
2.按超声波探伤图形的显示方式划分:有A型显示、B型显示、C型显示等。
3.按探伤波型分类,大致可分为纵波探伤法、横波探伤法、表面波探伤法、板波探伤法、爬波法等。
4.按接触方法分类:有直接接触法和液浸法、电磁耦合法。直接接触法就是在探头和试件表面之间涂有很薄的耦合剂,可以认为试件与探头直接接触。液浸法是在探头和试件之间有液体,超声波通过液体传播进入试件,液浸法受试件表面状态影响不大,可以进行稳定的检测。电磁耦合法是利用电磁探头产生的洛伦兹力或磁致伸缩效应在试件中激发和接收超声波进行检测,探头和试件之间可以不接触,对工件表面状态要求低。
承压设备磁粉检测的七个程序是:(1)预处理;(2)磁化;(3)施加磁粉或磁悬液;(4)磁痕的观察与记录;(5)缺陷评级;(6)退磁;(7)后处理。
(1)预处理。是把试件表面的油脂、铁锈、氧化皮等去掉,以免妨碍磁粉吸附到缺陷上。用干磁粉时还应该使试件表面干燥。组装的部件要拆开后检测。
(2)磁化。选定适当的磁化方法和磁化电流值,然后接通电源,对试件进行磁化操作。
(3)施加磁粉。按所选的干法或湿法施加干粉或磁悬液。磁粉的喷撒时间,按连续法和剩磁法两种施加方式。连续法是在磁化工件的同时喷撒磁粉,磁化一直延续到磁粉施加完成为止。而剩磁法则是在磁化工件之后才施加磁粉。
(4)磁痕的观察与记录。磁痕的观察是在施加磁粉后进行的,用非荧光磁粉探伤时,在光线明亮的地方,用白然的日光和灯光进行观察;而用荧光磁粉探伤时,则在暗室等暗处用紫外线灯进行观察。为了记录磁粉痕迹,可采用照相或用透明胶带把磁痕沾下备查。
(5)缺陷评级。根据相关标准对缺陷的等级进行评定。
(6)退磁。对有要求的工件进行退磁,将工件中的剩磁降到满足要求等程度。
(7)后处理。清洗、防锈、封堵、标记等。
脉冲反射波超声检测在检测条件、耦合补偿、仪器调节、确定的定位、定量、定性等方面都有通用的技术。
脉冲反射法超声检测的基本步骤:检测前准备,检测仪器系统的选择、调节、灵敏度确定,耦合补偿,缺陷的测定、记录评级,仪器系统的复核。
检测面的选择与准备,先考虑缺陷的可能取向,尽量保证缺陷能够有的反射条件,接触法的探测面应规则对称,底波法应有平行的探测面和底面。考虑到盲区,必要时应从正、反两面进行检查。当从一面检查灵敏度不够时,亦应从正、反两面进行检查。还应根据工件的厚度、形状综合考虑。
为了保证检测面能提供良好的耦合,进行超声检测前应去除检测区域内的氧化皮、毛刺、油污及其他可能妨碍探头移动的附着物。
超声波检测仪是超声波检测的主要设备。目前国内外探伤仪种类繁多,性能各异,探伤前应根据探测要求和现场条件来选择探伤仪。先要选择仪器稳定性、重复性和可靠性好的仪器,探伤仪的各项指标要达到有关标准的要求。
就性能而言,一般应考虑以下原则:
1.对于定位要求高的情况,应选择水平线性误差小的仪器。
2.对于定量要求高的情况,应选择垂直线性好,衰减器精度高的仪器。
3.对于大型零件的探伤,应选择灵敏度余量高、信噪比高、功率大的仪器。
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