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探伤设备资料

超声波无损探伤显示方法及缺陷计算方法

2020-08-31

超声波无损探伤扫描三种显示

在进行探伤检测时,缺陷的定量即对缺陷的大小、数量进行确定,缺陷的定位即在检测时,探伤的检测面与缺陷之间的距离,即为缺陷的深度。


超声波探伤检测中,超声信号以 A、B、C 三种类型显示,称这三种显示方式为 A、B、C扫描。其中 A 型显示是检测过程中最常使用的一种超声信号显示方式。A 型显示采用直角坐标的形式对超声信号进行显示,其中,横轴代表的是超声波的传播时间,纵轴代表的是超声波的幅值。当超声波在均匀的材料中传播时,其声速不发生变化,则传播时间可以看作为传播的距离。


B 型显示常用于缺陷为大的不连续的形状或在工件横截面上的分布。这是一种对某一截面内的超声信号以灰度的形式显示的二维图像显示方法。将探头在被测工件的表面沿直线进行扫描时,扫描经过的位移为一个轴的坐标,另一个轴为超声波在检测时传播的深度,即超声波的传播时间。在每个缺陷位置使用不同的颜色对检测缺陷回波的不同幅值完成显示。根据 B 型显示可以判断缺陷在检测面的深度与位置。


C 型显示同 B 型显示一样,都是二维图像显示。C 型显示是对某一深度的截面进行扫描,显示得到的图像中,二维坐标点所对应的为探头在检测时的扫描位置,它在二维平面内移动并选取 A 扫特定深度的点的信号进行成像。C 型显示的是水平截面的缺陷信息。


B、C 型显示是在 A 型显示的基础之上进行完成的。通过 A 型显示的方式,获得超声波的回波幅值对缺陷进行定位、定量分析。超声检测中常见的缺陷定量方法主要有当量法、反射回波法与回波衍射法当量法


一、当量试块比较法

标准试块内的缺陷大小与深度位置是根据国际规定制作的,因此,对标准缺陷试块与人工缺陷工件进行检测后,对比采集到的信号波形,从而对缺陷完成定量。在进行检测时,若人工试块中的回波幅值与标准缺陷试块的回波幅值一致,则人工试块内的缺陷大小即为标准试块中的缺陷大小。


因为超声波在检测不同的表面光滑度或材料内存在夹杂的工件检测时,会影响到检测获得的波形,所以采用这种方法对缺陷进行定量时,要求人工制作的试块其光滑度与工件材料均要与标准试块一致,并且工件内无夹杂情况。同时,对检测时的外部条件也需要一致,例如检测时施加在探头上的压力,检测灵敏度等,均会对检测结果产生影响。但这种方法对缺陷进行定量过程中较为复杂,并且操作成本较高,所以该方法应用较少。


当量计算法

当量计算法的计算原理是根据检测获得的缺陷回波的分贝值,利用不同规则的反射体的理论回波声压公式对缺陷尺寸进行计算,从而对缺陷完成定量分析。当量计算法是当前广泛应用的一种方法,在对缺陷定量时,不需要采用其他试块相比较,较为方便,操作成本较低。


二、反射回波法

反射回波法的原理是当超声波发出的声束碰到缺陷的最高点时,一部分声波发生反射现象,这个反射波即为端点反射回波。在进行计算时,通过端点反射波的幅值与信号采样的时间,对缺陷的尺寸进行计算。


在进行测量过程中,探头对工件不停地进行扫查,会发现显示的波形峰值存在变化,选择反射回波幅值最高的为缺陷的端点反射回波。对缺陷进行测量时,以缺陷的反射回波的两个端点幅值作为计算的确定点,对其进行计算。


三、回波衍射法

在超声波遇到缺陷时,产生衍射的现象,从而获得衍射后的超声回波。而回波衍射法是根据衍射得到的回波之间的采样时间之差,对缺陷完成计算。


对缺陷的定位,需要根据检测时波形的采样时间对缺陷进行计算。利用脉冲回波法的检测原理,得到缺陷回波的出现时间,再根据超声波在工件内传播的速度,得到缺陷距离探头检测面的位置,计算获得即为缺陷的深度。在对缺陷进行计算时,需要通过上一章降噪后的信号,得到较为准确的缺陷的采样时间与幅值。

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