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超声波探伤仪的使用案例

来源:申信达(北京)科技有限公司   日期:2016/4/7 17:07:22    浏览:703次

关于超声波探伤仪技术使用的文章, 超声波探伤仪就是频率高于20kHz、超出人们耳朵辨别能力并且穿透性很强的声波。是一种便携式工业无损探伤仪器,它能够快速、便捷、无损伤、精确地进行工件内部多种缺陷(焊缝、裂纹、折叠、疏松、砂眼、气孔、夹杂等)的检测、定位、评估和诊断。既可以用于实验室,也可以用于工程现场。广泛应用在锅炉、压力容器、航天、航空、电力、石油、化工、海洋石油、管道、军工、船舶制造、汽车、机械制造、冶金、金属加工业、钢结构、铁路交通、核能电力、高校等行业。

超声波探伤仪原理:运用超声波反射原理对于材料中的缺陷进行无损侦测,超声波在被检测材料中传播时,材料的声学特性和内部组织的变化对超声波的传播产生一定的影响,通过对超声波受影响程度和状况的探测了解超声波探伤仪材料性能和结构变化的技术称为超声检测。



彩屏超声波探伤仪是LED显示屏是彩色的,多颜色选择,适用于不同的光线条件,背光连续可调,更为直观和好看.



超声波探伤仪的应用有很多,比如用超声的反射来测量距离,利用大功率超声的振动来清除附着在锅炉上面的水垢,利用高能超声做成 "超声刀"来消灭、击碎人体内的癌变、结石等,超声波探伤仪而利用超声的反射等效应和穿透力强、能够直线传播等的特性来进行检测也是其中一个很大的应用领域。超声波探伤仪 的检测应用主要包括在工业上对各种材料的检测和在医疗上对人体的检测诊断,通过它人们可以探测出金属等工业材料中有没有气泡、伤痕、裂缝等缺陷,可以检测出人们身体的软组织、血流等是否正常。

那么人们是怎么样利用超声来进行检测的呢? 超声波探伤仪现在通常是对被测物体(比如工业材料、人体)发射超声,然后利用其反射、多普勒效应、透射等来获取被测物体内部的信息并经过处理形成图像。超声波探伤仪其中多普勒效应法是利用超声在遇到运动的物体时发生的多普勒频移效应来得出该物体的运动方向和速度等特性;透射法则是通过分析超声穿透过被测物体之后的变化而得出物体的内部特性的,其应用目前还处于研制阶段;超声波探伤仪这里主要介绍的是目前应用最多的通过反射法来获取物体内部特性信息的方法。 反射法是基于超声在Anyscan-30 通过不同声阻抗组织界面时会发生较强反射的原理工作的,正如我们所知道,声波在从一种介质传播到另外一种介质的时候在两者之间的界面处会发生反射,而且介质之间的差别越大反射就会越大,所以我们可以对一个物体发射出穿透力强、能够直线传播的超声波,超声波探伤仪 然后对反射回来的超声波进行接收并根据这些反射回来的超声波的先后、幅度等情况就可以判断出这个组织中含有的各种介质的大小、分布情况以及各种介质之间的对比差别程度等信息(其中反射回来的超声波的先后可以反映出反射界面离探测表面的距离,幅度则可以反映出介质的大小、对比差别程度等特性),超声波探伤仪从而判断出该被测物体是否有异常。在这个过程中就涉及到很多方面的内容,包括超声波的产生、接收、信号转换和处理等。其中产生超声波的方法是通过电路产生激励电信号传给具有压电效应的晶体(比如石英、硫酸锂等),使其振动从而产生超声波;而接收反射回来的超声波的时候,这个压电晶体又会受到反射回来的声波的压力而产生电信号并传送给信号处理电路进行一系列的处理,超声波探伤仪最后形成图像供人们观察判断。这里根据图像处理方法(也就是将得到的信号转换成什么形式的图像)的种类又可以分为A型显示、M型显示、B型显示、C型显示、F型显示等。其中A型显示是将接收到的超声信号处理成波形图像,根据波形的形状可以看出被测物体里面是否有异常和缺陷在那里、有多大等,超声波探伤仪主要用于工业检测;M型显示是将一条经过辉度处理的探测信息按时间顺序展开形成一维的"空间多点运动时序图",适于观察内部处于运动状态的物体,超声波探伤仪如运动的脏器、动脉血管等;B型显示是将并排很多条经过辉度处理的探测信息组合成的二维的、反映出被测物体内部断层切面的"解剖图像"(医院里使用的B超就是用这种原理做出来的),超声波探伤仪适于观察内部处于静态的物体;而C型显示、F型显示现在用得比较少。 超声波探伤仪 检测不但可以做到非常准确,而且相对其他检测方法来说更为方便、快捷,也不会对检测对象和操作者产生危害,所以受到了人们越来越普遍的欢迎,有着非常广阔的发展前景。



采购超声波探伤仪的注意事项

目前市场上有一些数字超声波探伤仪不符合国家的相关标准。2005年国家颁布最新标准《JB/T10061-1999:A型脉冲反射式超声波探伤仪通用技术条件》。在这部新标准启用的同时,还颁布了《JJG746-2004超声波探伤仪检定规程》。国家首次对数字超声波探伤仪的检定规程作了详细解释。

由于超声波探伤仪是一种十分专业的仪器,不是专业人员,根本无法了解这种仪器,所以很多造假者钻了漏洞。国内一些厂家利用数字超声波探伤可以作假的特数字超声探伤仪点,大肆生产不合格产品。

如果您不具备专业检测工具,以下简单检测方法可以帮您鉴别真伪:

1、在不连接探头的状态下,将增益调到最大,屏幕上的波形不能超过屏幕的10%,如果超过,此仪器不合格。

2、看垂直线性是否合格、方法

3、还有一些指标需要专用试块。建议新仪器送到省级计量测试所去鉴定,以免上当。

4、价格极低。目前市场上合格的数字超声波探伤仪报价没有一款低于19000/台

随着电力机车在铁路运输中起着越来越重要的作用,而车轴状态的好坏则直接影响着机车运行的安全,在长期运行中,车轴轮箍不断承受各种剪切、拉压、弯曲、扭转等复杂应力的作用,在轮座的内侧,尤其是齿轮座压装部容易产生疲劳裂纹。因此,加强对机车轮对的超声波探伤势在必行。以往,铁路各厂、段对车轴及轮箍的探伤,除了穿透探伤检查重大疲劳裂纹较准确外,横波探伤和纵波小角度探伤结果均与实际情况有较明显的误差,在这里除了探测条件的影响外,人为因素的影响也很大,因此,对轮对疲劳裂纹采用计算机控制,施行自动化检测,逐渐与国际铁路超声波检测技术接轨,将使我国现有的探伤技术更加成熟。 

2 数字超声波探伤仪的结构、原理及特点 

目前,运用数字式数据处理比模拟电子技术显示了极大的优越性,随着探伤技术的发展,数字信号处理与分析已不再仅仅是辅助技术,而是一种基本技术。高性能的A/D转换器和高效率的微处理器的问世,将不断地取代模拟电子的技术,尤其在高频领域应用模拟电子技术明显受到限制。数字化超声波探伤使测试系统开拓了新的检测能力。 

数字化超声波探伤仪的整个系统由计算机(工控机IPC)作为主机(上位机),以单片机芯片为主构成的四块专用板卡及系统构成及通用的开关量I/O板卡组成下位机,统一控制管理超声系统

系统程序流程:系统上电运行探伤操作程序→IPC机送下位机初始数据→中断响应进入缺陷判断报警程序→IPC机读取底波峰值电压VB,缺陷波峰值电压VF,底波距发射的时间TF信号及一组高速采样数据→分析计算处理数据→符合缺陷判断条件报警→显示屏上画出高速采样波形→调整后的闸门和衰减量等参数存储,待下一循环送出→返回探伤操作程序,并等待响应下一次中断。 

由此,可见计算机与传统的超声检测系统相结合时,是超声检测技术向数字化、智能化方向发展的一个突破,因为它具有了以下的特点: 

(1)、计算机控制的超声检测系统可自动选择检测参数; 
(2)、相互校正自动选择操作工艺; 
(3)、自动记录数据; 
(4)、进行换能器的自动补偿和检测结果的自动判断。 

从而实现自动判伤,自动读出和显示缺陷位置与当量值,并存储和打印输出探伤报告,大大地提高了探伤结果的可信度。 

3 数字探伤仪在测量裂纹自身高度的应用 

3.1 测量裂纹自身高度的数字处理方法 

常规超声波检测对回波声程的测量是通过荧光屏上所处位置的水平量值来换算的,由于波型的跳动,波形峰值的判断误差以及线性调节精度等原因,测定的声程值误差很大。数字处理端点回波声程ω是通过计算机A/D转换,将回波的模拟信号转换为数字信号,根据声速和样点进行精确计算。 

现在研制了超声信号分析仪和分析软件,能将常规探伤仪的模拟信号转换为数字信号,建立了计算不同状态下裂纹自身高度的数学模型,实现了数字化处理,得到了裂纹自身高度的精确测量结果。 

3.2 不同状态裂纹自身高度的计算方法 

3.2.1垂直于工件表面的开口裂纹 

对于垂直表面的开口裂纹,其自身(垂直)高度为h,端点回波与根部回波声程分别为ω1和ω2,探头射角为β,工件厚度为T

则 

h=(ω2-ω1)cosβ=(ω2-ω1)T/ω2=(1-ω1/ω2)·T (1) 

不用β值,而用式(1)计算表面开口裂纹自身高度可得到较高的精度。 

3.2.2 垂直于工件表面的内部裂纹。 

对于垂直于表面的内部裂纹,如果上端点和下端点都是由一次波探测到(左图),一次声程分别为ω1和ω2,则其自身高度h为 

h=(ω2-ω1)cosβ

如果上端点由一次波探测到,而下端点由二次波探测到(右图),设一、二次波的总声程为L2。如果工件厚度为T,那么 L2中一次波声程为T/cosβ;二次波声程为(L2-T/cosβ),则 

ω2 =L2-2×(L2-T/cosβ) (3) 

3.2.3 倾斜的内部裂纹。 

对于有倾角的裂纹,如下图,若上端点和下端点由一次波探测到(左图),一次波声程分别为ω1和ω2,则其垂直高度h为 

h=(ω2-ω1)cosβ (4)

如果上端点由一次波探测到,而下端点由二次波探测到(右图),且工件厚度为T,那么总声程L2中一次波声程为T/cosβ;二次波声程为(L2-T/cosβ),则 

ω2 =L2-2×(L2-T/cosβ) (5) 

h=(ω2-ω1)cosβ 

用式(1)~(5)进行声程的数字化处理,实际上是一台带有采样装置(频率为30MHZ)和超声信号接入装置的工控计算机,具有计算机的全部功能。分析软件采用可视界面技术,软件设计以JB4730—1994标准为依据。采用声程数字处理技术的端点反射回波法。采用此法对提高裂纹自身(垂直)高度测量精度非常有效。具有原理简单,测量重复性好,操作方便快捷和实用性高。 

4 结论 

数字超声波探伤仪是目前研究的热点,主要集中在研究其适应性强,灵敏性高。我段自2000年引进数字式超声波探伤仪后,使我段在SS7型电力机车检修中车轴及轮箍的缺陷检测得率大有提高,尤其是同型机车且均运营在南昆线上,昆明机务段已有几起崩箍事故发生,而我段还无一类似事故。这是因为我段在事故发生前将缺陷检出,从而避免了事故的发生,如我段在2000年检测出12个轮箍有超限缺陷,2001年检测出13个轮箍有缺陷,3条车轴有裂纹。由此可见,数字式超声波探伤仪的缺陷检出可信度是模拟超声波探伤仪所无法比拟的,因此,发展数字式超声波检测技术在机车检测领域的应用是极其重要的。