超声波探伤检测各项性能指标都是什么意思
超声探伤是无损检测领域中一种非常重要的检测方法,已被广泛地应用于机械制造、石油化工和国防工业等领域,已经成为保证产品质量、确保设备安全的重要方法。
很多金属材料在制造过程中会出现各种缺陷,如气孔、缩松、裂纹、未焊透、夹渣等现象。由于这些缺陷深藏在工件的内部,因此采用一般的检测方法很难发现,生产中由此引起的故障也很多。超声波探伤技术就是针对材料内部缺陷进行检测的一种技术手段。
超声波探伤是先用发射探头向被检物内部发射超声波,用接收探头接收从缺陷处反射回来(反射法)或穿过被检工件后(穿透法)的超声波,并将其在显示仪表上显示出来。通过观察与分析反射波或透射波的时延与衰减情况,获得物体内部有无缺陷以及缺陷的位置、大小及性质等方面的信息。
超声波的分类
声波在介质中传播时,有不同的运动形式,按介质质点振动方向分类,超声波有以下几种:
(1)纵波:纵波是介质质点的振动方向与波的传播方向平行的波,用L表示。纵波是弹性介质的质点受到交变的拉压应力作用时产生的,故又称压缩波或疏密波。纵波可在任何弹性介质(固体、液体和气体)中传播。
(2)横波:横波是介质中质点的振动方向与波的传播方向垂直的波,常用S或T表示。横波是由于介质质点受到交变的切应力产生切变变形而形成的波,故横波又称切变波。横波只能在固体介质中传播。
(3)表面波:表面波是介质表面受到交变应力作用时,产生的沿介质表面传播的波,常用R表示。表面波可视为纵波与横波的合成,其能量随距表面深度的增加而迅速减弱。当传播深度超过两倍波长时,其振幅降至最大振幅的O.37倍。因此,通常认为表面波检测只能发现距工件表面两倍波长深度内的缺陷。
(4)板波:在厚度与波长相当的弹性薄板中传播的波称为板波。广义地,板波也包括在圆棒、方钢和管材中传播的波,但通常所说的板波仅狭义地指兰姆波。兰姆波又分为对称型(s型)和非对称型(A型)两种。
超声波探伤仪器的性能指标
(1)水平线性:水平线性也称时基线性或扫描线性。它表征检测仪水平扫描线扫描速度的均匀程度,是扫描线上显示的反射波距离与反射体距离成正比的程度的性能指标。水平线性影响对缺陷的定位。
(2)垂直线性:垂直线性也称放大线性。它是描述检测仪示波屏上反射波高度与接收信号电压成正比关系的程度的指标。垂直线性影响对缺陷的定量分析。
(3)动态范围:动态范围是检测仪示波屏上反射波高度从满幅降至消失时仪器衰减器的变化范围。动态范围大,对小缺陷的检出能力强。
(4)信噪比:信噪比是界面反射波幅与最大杂波幅度之比,要求越大越好。
(5)灵敏度余量:灵敏度余量也称综合灵敏度。它是指探测一定深度和尺寸的反射体时,当其反射波波幅被调节到检测仪示波屏指定高度时,检测仪所剩余的放大能力。
(6)盲区:盲区是指探测面附近不能探测缺陷的区域,以探测面到所能探出缺陷的最小距离表示,要求越小越好。
(7)始波宽度:始波宽度指发射脉冲的持续时间。始波宽度大,盲区就大,探测近表面缺陷的能力就差。
(8)分辨力:分辨力指在声束作用范围内,在检测仪示波屏上把两个相邻缺陷作为两个反射信号区别开来的能力。
一般探伤定位要求高时,应选择水平线性误差小,且垂直线性好的仪器;对大型工件探伤时,应选择灵敏度余量高、信噪比高、功率大的仪器;探测发现近表面缺陷和区分相邻缺陷时,应选择盲区小、分辨力高的仪器:室外现场探伤时,应选择重量轻、荧光屏亮度好、抗干扰能力强的便携式仪器。