超聲波檢測基礎(chǔ)知識及在鉆桿上的實際應(yīng)用教材

超聲波檢測超聲波檢測基礎(chǔ)知識及在鉆桿上實際應(yīng)用11月08日

超聲波檢測基礎(chǔ)知識及在鉆桿上的實際應(yīng)用教材第1頁內(nèi)容一、超聲波檢測原理和方法

?依據(jù)超聲波反射特征和有缺點和無缺點處聲強強弱來判斷缺點存在。?超聲波探傷方法按波類型可分為脈沖法和連續(xù)法，按探傷方法原理可分為發(fā)射法、穿透法和共振法，按波形可分為縱波法、橫波法、表面波法、板波法和爬波法，按耦合方式可分為直接接觸法和液浸法，按探頭個數(shù)可分為單探頭法、雙探頭法和多探頭法。我們企業(yè)采取探傷方法為：脈沖反射橫波單探頭法（自動探傷設(shè)備為多探頭）。超聲波檢測基礎(chǔ)知識及在鉆桿上的實際應(yīng)用教材第2頁二、超聲波檢測術(shù)語?K值（Kvalue）：斜探頭折射角正切值；?超聲噪聲電平（ultrasonicnoiselevel）：由材料結(jié)構(gòu)、或可能是大量微小不連續(xù)性或二者同時存在而引發(fā)為數(shù)眾多不可分辨顯示信號；?電子噪聲（electronicnoise）：由探傷儀放大器中電子干擾和熱噪聲引發(fā)隨時間而快速改變無用無規(guī)則信號；超聲波檢測基礎(chǔ)知識及在鉆桿上的實際應(yīng)用教材第3頁?動態(tài)范圍（dynamicrange）：在增益調(diào)整不變時,超聲探傷儀熒光屏上能分辨最大與最小反射面積波高之比.通常以分貝表示；?分辨力（resolution）：就聲束軸線而言，超聲設(shè)備能同時分辨出幾乎有相同聲程和橫向位置數(shù)個不連續(xù)性能力；?對比試塊法（referenceblockmethod）：用對比試塊已知反射體顯示與被檢件所獲顯示相比較評價方法；超聲波檢測基礎(chǔ)知識及在鉆桿上的實際應(yīng)用教材第4頁?脈沖重復(fù)頻率（pulserepetitionfrequency）：為了產(chǎn)生超聲波,每秒內(nèi)由脈沖發(fā)生器激勵探頭晶片脈沖次數(shù)；?回波（echo）：從反射體上反射回來超聲信號，又稱反射波（reflectedwave）；?回波高度（echoheight）：探傷圖形上反射脈沖高度,用分貝值或標準刻度板上百分數(shù)表示；?回波寬度（echowidth）：從校正超聲探傷儀熒光屏水平掃描線刻度上讀出回波寬度；超聲波檢測基礎(chǔ)知識及在鉆桿上的實際應(yīng)用教材第5頁?人工缺點（artificialdefect）：在探傷過程中,為了調(diào)整或校準探傷系統(tǒng)靈敏度等,用各種方法在試塊或被檢件上加工制成人工傷,如平底孔、橫孔、槽等；超聲波檢測基礎(chǔ)知識及在鉆桿上的實際應(yīng)用教材第6頁三、超聲波發(fā)射和接收原理1、發(fā)射：壓電晶體在脈沖電信號激勵下產(chǎn)生機械振動，發(fā)射機械振動波（超聲波），稱為發(fā)射。2、接收：機械振動波（反射回來超聲波）作用于壓電晶體，使壓電晶體產(chǎn)生電荷，電信號經(jīng)過電子回路顯示在屏幕上，稱為接收。探頭可分為單發(fā)-單收探頭和發(fā)-收一體探頭，實際上超聲波探頭壓電晶體，同時與儀器發(fā)射電路和接收電路連接，所以每個探頭都能發(fā)射和接收超聲波。超聲波檢測基礎(chǔ)知識及在鉆桿上的實際應(yīng)用教材第7頁四、A型模擬超聲波探傷儀

CTS-22A

A顯示：以水平基線X軸表示距離或時間,用垂直于基線Y軸表示輻度一個信息顯示方法；?A型超聲探傷儀垂直線性好壞直接影響缺點準確定量。?A型超聲探傷儀水平線性好壞直接影響到缺點定位而對缺點大小判斷無關(guān)。?A型掃描顯示中，“盲區(qū)”是指因為儀器原因造成一定范圍內(nèi)不能探到缺點區(qū)域，它與近場區(qū)不能探到缺點性質(zhì)是不一樣。超聲波檢測基礎(chǔ)知識及在鉆桿上的實際應(yīng)用教材第8頁

工作頻率范圍：0.5～10MHz。

衰減器：總衰減量80dB（20dB×2、2dB×20）；衰減誤差：每2dB±0.1dB。

衰減器工作方式抑制電平增益發(fā)射強度聲程范圍調(diào)整回波平移聚焦回波距離縮展超聲波檢測基礎(chǔ)知識及在鉆桿上的實際應(yīng)用教材第9頁五、缺點當量表述?當量定義：缺點回波與人工缺點（通常是規(guī)則反射體）回波比較所得分貝值稱為缺點當量；?比如我廠生產(chǎn)中，人工缺點回波高度要求80%；假設(shè)缺點1當量為“人工缺點+2.5dB”；缺點2當量為“人工缺點+6.4dB”；我們能夠說缺點2比缺點1大3.9dB；超聲波檢測基礎(chǔ)知識及在鉆桿上的實際應(yīng)用教材第10頁注意

對比式樣上人工缺點是評定自然缺點當量依據(jù)，不能了解為被檢出自然缺點與人工缺點信號幅度相等時二者尺寸必定相等。

超聲波檢測基礎(chǔ)知識及在鉆桿上的實際應(yīng)用教材第11頁試塊用途

測試或校驗儀器和探頭性能；確定探測靈敏度和缺點大小；調(diào)整探測距離和確定缺陷位置；測定材料一些聲學特征。超聲波檢測基礎(chǔ)知識及在鉆桿上的實際應(yīng)用教材第12頁CSK-IA試塊：超聲波檢測基礎(chǔ)知識及在鉆桿上的實際應(yīng)用教材第13頁?CSK-IA試塊主要用途:①R50、R100圓?。?斜探頭入射點、前沿測定；-掃描線百分比校準；②上下表面刻度：斜探頭K值校準；③φ50、φ44、φ40孔：斜探頭分辨率測定；9.管子試塊超聲波檢測基礎(chǔ)知識及在鉆桿上的實際應(yīng)用教材第14頁探頭直探頭斜探頭2.5P20Z5P6×6K3||||||||頻率材料直徑直探頭頻率材料矩形K=3焊區(qū)試塊超聲波檢測基礎(chǔ)知識及在鉆桿上的實際應(yīng)用教材第15頁耦合介質(zhì)1、概念：為了排除探頭與工件表面之間空氣，在探頭與工件表面之間施加一層透聲介質(zhì)稱為耦合劑。耦合劑作用在于排除探頭與工件表面之間空氣，使超聲波能有效地傳入工件到達探傷目標。另外耦合劑還有降低摩擦作用。2、耦合效果與聲阻抗相關(guān)，聲阻抗大耦合性能好。超聲波檢測基礎(chǔ)知識及在鉆桿上的實際應(yīng)用教材第16頁3、耦合介質(zhì)種類：?甘油聲阻抗高，耦合性能好，慣用于一些主要工件準確探傷，但價格較貴，對工件有腐蝕作用。?水玻璃聲阻抗較高，慣用于表面粗糙工件探傷，但清洗不太方便，且對工件有腐蝕作用。?水起源廣低，慣用于水浸探傷，但易使工件生銹。?機油和變壓器油粘度、流動性、附著力適當，對工件無腐蝕、價格也不貴，所以是當前應(yīng)用最廣耦合劑。?化學漿糊也慣用來作耦合劑，耦合效果比很好。超聲波檢測基礎(chǔ)知識及在鉆桿上的實際應(yīng)用教材第17頁4、影響耦合主要原因有：?耦合層厚度；?耦合劑聲阻抗；?工件表面粗糙度和工件形狀。超聲波檢測基礎(chǔ)知識及在鉆桿上的實際應(yīng)用教材第18頁缺點術(shù)語管體常見缺點有：?裂紋應(yīng)力引發(fā)金屬開裂，在沒有其它任何影響時，不至于使材料發(fā)生完全斷裂。鋼中淬火裂紋是因為奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)換過程（伴隨有體積增加）產(chǎn)生應(yīng)力造成。超聲波檢測基礎(chǔ)知識及在鉆桿上的實際應(yīng)用教材第19頁?偏心管子內(nèi)外表面中心軸線不重合，使得某一截面處壁厚沿圓周方向不均勻。?夾雜物金屬凝固過程中殘留在其內(nèi)部雜質(zhì)或非金屬顆粒。超聲波檢測基礎(chǔ)知識及在鉆桿上的實際應(yīng)用教材第20頁?分層通常平行于金屬表面內(nèi)部層狀分離。?折疊經(jīng)過軋制或采取其它方式加工金屬沿著軋制金屬表面折疊起來，但并未被熔合成完好金屬。超聲波檢測基礎(chǔ)知識及在鉆桿上的實際應(yīng)用教材第21頁?軋入金屬異物軋入金屬表面、不與金屬熔合外來異物?結(jié)疤附著在完好金屬表面上薄殼狀或鱗片狀缺點超聲波檢測基礎(chǔ)知識及在鉆桿上的實際應(yīng)用教材第22頁?發(fā)裂軋制金屬內(nèi)經(jīng)軋制或其它方式加工后或多或少閉合起來，但未被壓合縫隙。?重皮軋入基體金屬表面、通常只有一端與基體金屬相連極薄金屬長條。超聲波檢測基礎(chǔ)知識及在鉆桿上的實際應(yīng)用教材第23頁?加厚部分充型不良超聲波檢測基礎(chǔ)知識及在鉆桿上的實際應(yīng)用教材第24頁?加厚皺折管子加厚部分環(huán)向呈鑄造折皺形態(tài)表面不規(guī)則處。?凹坑超聲波檢測基礎(chǔ)知識及在鉆桿上的實際應(yīng)用教材第25頁管體超聲波探傷探傷方法和步驟

檢測裝置檢測裝置有探頭相對鋼管位置高精度調(diào)整機構(gòu)并能可靠地鎖緊或能實現(xiàn)良好機械跟蹤。管端不能有效探測區(qū)域（盲區(qū)）不能大于200mm。超聲波檢測基礎(chǔ)知識及在鉆桿上的實際應(yīng)用教材第26頁傳動旋轉(zhuǎn)裝置傳動旋轉(zhuǎn)裝置確保檢測裝置平穩(wěn)地經(jīng)過管體并確保在檢驗中鋼管與檢測裝置含有良好同心度。超聲波檢測基礎(chǔ)知識及在鉆桿上的實際應(yīng)用教材第27頁管體超聲波探傷設(shè)備調(diào)試1.每次重新使用探傷設(shè)備時或變換檢驗規(guī)格時須用要求對比試樣對探傷設(shè)備進行調(diào)試。2設(shè)備調(diào)試后應(yīng)使對比試樣上同一個人工缺點在圓周方向不一樣位置信號幅度靠近一致。超聲波檢測基礎(chǔ)知識及在鉆桿上的實際應(yīng)用教材第28頁管體超聲波探傷3當內(nèi)、外壁人工缺點信號使用二個不一樣報警閘門時，探傷儀報警靈敏度應(yīng)按照內(nèi)、外壁人工缺點在周向不一樣位置中較低幅度信號分別進行設(shè)定，同時，二個閘門寬度應(yīng)滿足管壁內(nèi)各部位缺點信號報警要求。設(shè)備調(diào)試完成后用樣管進行測試，測試結(jié)果以樣管上全部些人工缺點均報警且無誤報為準，測試10次以上（重復(fù)性）。超聲波檢測基礎(chǔ)知識及在鉆桿上的實際應(yīng)用教材第29頁管體超聲波探傷探傷檢驗1設(shè)備測試結(jié)果符合要求后方可進行探傷檢驗。探傷檢驗應(yīng)逐批逐根進行。2探傷人員在檢驗過程中對缺點指示信號必須可靠監(jiān)視，預(yù)防缺點漏檢。超聲波檢測基礎(chǔ)知識及在鉆桿上的實際應(yīng)用教材第30頁管體超聲波探傷設(shè)備校驗1.在同規(guī)格鋼管連續(xù)檢驗期間對設(shè)備進行定時校驗，校驗時間間隔小于4h。校驗內(nèi)容與設(shè)備測試項目相同。2.在同規(guī)格鋼管連續(xù)檢驗開始和結(jié)束時以及連續(xù)檢驗中設(shè)備操作人員更換時也應(yīng)對設(shè)備進行校驗。如校驗結(jié)果不能滿足要求則應(yīng)對設(shè)備重新調(diào)試和測試，到達要求后應(yīng)對上一次校驗后所檢驗管子重新進行檢驗。

超聲波檢測基礎(chǔ)知識及在鉆桿上的實際應(yīng)用教材第31頁不合格品處理缺點評定、標識和處置1對于斜探頭縱向和橫向缺點探測，當回波幅度大于對比試塊上人工缺點反射體對應(yīng)位置回波幅度時，應(yīng)判定為缺點。2經(jīng)探傷人員綜合判定缺欠性質(zhì)，認為是裂紋等危害性缺點時不論其回波幅度高低、長度大小均應(yīng)作缺點處理。3對探傷不合格部位用黃色油漆準確圈出，必要時寫明缺點尺寸、位置、性質(zhì)。超聲波檢測基礎(chǔ)知識及在鉆桿上的實際應(yīng)用教材第32頁缺點處置a)對發(fā)覺缺點，探傷人員應(yīng)依據(jù)缺點情況作出處置決定。b)對于能夠經(jīng)過修磨處理使缺點消除且修磨后壁厚、管徑以及其它尺寸能符合要求要求應(yīng)進行修磨處理（普通要求修磨深度不超出1mm或要求厚度5%，取二者中較小值，有特殊要求時按對應(yīng)要求執(zhí)行）；c)不能修磨但能夠經(jīng)過缺點切除使產(chǎn)品符合要求要求應(yīng)進行切除；d)無法經(jīng)過修磨、切除等伎倆使產(chǎn)品合格作判廢處理。e)缺點經(jīng)修復(fù)后應(yīng)進行超聲波復(fù)探。f)各缺點修磨、切除以及產(chǎn)品判廢標識以及質(zhì)量信息反饋應(yīng)符合《不合格品處理要求》要求。超聲波檢測基礎(chǔ)知識及在鉆桿上的實際應(yīng)用教材第33頁探傷匯報探傷匯報由持有被認可超聲探傷Ⅱ級以上技術(shù)資格證書人員簽發(fā)。探傷匯報應(yīng)包含以下內(nèi)容：爐批號、鋼級、規(guī)格、探傷編號、探傷根數(shù)；探傷儀器型號、探頭頻率、K值以及晶片尺寸、探傷靈敏度、對比試樣、耦合劑；探傷結(jié)果以及對缺點定性、定量描述；探傷操作人員、匯報簽發(fā)人員姓名以及技術(shù)等級及探傷時間等。超聲波檢測基礎(chǔ)知識及在鉆桿上的實際應(yīng)用教材第34頁普通鉆桿規(guī)格壁厚與外徑之比小于0.2，當鋼管壁厚與外徑之比大于0.2時（如加重鉆桿），應(yīng)由供需雙方約定一個特殊檢驗方法。

超聲波檢測基礎(chǔ)知識及在鉆桿上的實際應(yīng)用教材第35頁KK自動超聲波探傷系統(tǒng)該探傷儀為脈沖反射式多通道超聲波探傷儀選取方法為水浸法，耦合劑為水。探頭工作頻率包含4-4.5MHz，縱向2組，每組6個通道；橫向2組，每組8個通道；壁厚分層1組6個通道。晶片：縱向缺點采取10×10mm，K1；橫向缺點采取10×7，K1兩種探頭。超聲波檢測基礎(chǔ)知識及在鉆桿上的實際應(yīng)用教材第36頁探傷系統(tǒng)工作原理圖超聲波檢測基礎(chǔ)知識及在鉆桿上的實際應(yīng)用教材第37頁探傷系統(tǒng)基本框圖超聲波檢測基礎(chǔ)知識及在鉆桿上的實際應(yīng)用教材第38頁管端、焊縫UT、MT超聲波檢測基礎(chǔ)知識及在鉆桿上的實際應(yīng)用教材第39頁鉆桿焊縫超聲波探傷人員要求1.含有超聲波探傷等級資格證書2.了解鉆桿焊接工藝、肯能產(chǎn)生缺點類型及可能產(chǎn)生缺點部位3.含有配合熒光磁粉等其它探傷方法綜合判定缺點能力超聲波檢測基礎(chǔ)知識及在鉆桿上的實際應(yīng)用教材第40頁鉆桿焊縫超聲波探傷探傷前準備探頭1.探頭K值應(yīng)依據(jù)加厚部位尺寸在1~2.5之間選擇，方便檢驗整個焊縫2.發(fā)射主聲束無雙峰、無偏斜3.標定入射點和前沿距離儀器1.檢驗儀器調(diào)整旋鈕，是否精度和范圍等電性能符合要求超聲波檢測基礎(chǔ)知識及在鉆桿上的實際應(yīng)用教材第41頁鉆桿焊縫超聲波探傷對比試塊人工缺點反射體為Φ1.6mm豎通孔，通孔至試塊邊緣距離應(yīng)適于探頭移動而且不致產(chǎn)生邊界干擾信號。如圖：超聲波檢測基礎(chǔ)知識及在鉆桿上的實際應(yīng)用教材第42頁鉆桿焊縫超聲波探傷工件表面準備探傷部位表面應(yīng)平整、光滑，無影響聲耦合油垢、銹蝕等污物，隆起部分應(yīng)修磨掉焊縫處內(nèi)外表面不得留有凸臺、凹槽、較深切削刀紋或磨痕等超聲波檢測基礎(chǔ)知識及在鉆桿上的實際應(yīng)用教材第43頁靈敏度校對探頭置于對比試塊上一個跨距位置，使最大回波高度為滿幅度80%鉆桿焊縫超聲波探傷超聲波檢測基礎(chǔ)知識及在鉆桿上的實際應(yīng)用教材第44頁鉆桿焊縫超聲波探傷掃查方法1、探頭正對焊縫擺放，前后移動探頭沿周向作鋸齒形移動2、覆蓋率大于探頭晶片尺寸15%3、確保耦合且移動速度不超出150mm/s超聲波檢測基礎(chǔ)知識及在鉆桿上的實際應(yīng)用教材第45頁鉆桿焊縫超聲波探傷靈敏度重新校對1、每次工作前2、更換過探頭或探頭線3、改換了耦合劑4、更換電源5、連續(xù)工作4小時以上6、操作者認為有必要時超聲波檢測基礎(chǔ)知識及在鉆桿上的實際應(yīng)用教材第46頁鉆桿焊縫超聲波探傷缺點評定1、回波大于對比試塊上人工缺點反射體回波時應(yīng)認定為缺點2、回波高度低于對比試塊人工反射體回波，但周向指示長度大于20mm時應(yīng)認定為缺點3、綜合判斷缺點性質(zhì)，探傷人員能夠判定為危害性缺點超聲波檢測基礎(chǔ)知識及在鉆桿上的實際應(yīng)用教材第47頁焊縫相控陣超聲波探傷超聲相控陣方法是用電子技術(shù)調(diào)整焦點位置和聚焦方向，它基本思想是控制超聲探頭中不一樣單元之間觸發(fā)延時時序，在準確延時時序控制下，不一樣單元發(fā)出超聲波在空間發(fā)生干涉，產(chǎn)生所需要合成波束超聲波檢測基礎(chǔ)知識及在鉆桿上的實際應(yīng)用教材第48頁超聲波檢測基礎(chǔ)知識及在鉆桿上的實際應(yīng)用教材第49頁鉆桿焊縫熒光磁粉探傷原理線圈法對工件縱向磁化，產(chǎn)生軸向磁場，假如存在與磁場相交裂紋或近表面缺點，則在裂紋兩側(cè)馬上產(chǎn)生N、S極，吸附磁粉

當缺點與磁通垂直時，靈敏度最大超聲波檢測基礎(chǔ)知識及在鉆桿上的實際應(yīng)用教材第50頁鉆桿焊縫熒光磁粉探傷優(yōu)點1、可探測表面和近表面缺點，非金屬夾雜物2、當金屬經(jīng)過非金屬涂層處理，涂層厚度不超出50μm時仍可進行檢驗，且靈敏度損失較少超聲波檢測基礎(chǔ)知識及在鉆桿上的實際應(yīng)用教材第51頁鉆桿焊縫熒光磁粉探傷缺點1、不能用于非磁性材料

2、近表面缺點會造成發(fā)散磁痕，隨缺點在表面以下距離增加，磁痕越發(fā)散3、可能會造成偽磁痕超聲波檢測基礎(chǔ)知識及在鉆桿上的實際應(yīng)用教材第52頁鉆桿焊縫熒光磁粉探