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1、工程结构件现代检测技术-课内实验 材料成型与控制工程专业 1602室徐越兰,超声探伤检测实验,1,2023/9/16,实验一、超声探伤检测实验,一、试验主要内容：掌握焊接接头超声波纵波探伤检测基本方法。,2023/9/16,2,二、实验内容,分别选择不同频率的纵波探头测试焊接接头；观察分析探伤波形，测定焊接缺陷的位置和大小。掌握判定缺陷性质的波形方法。,3,2023/9/16,三、实验仪器设备和材料,4,2023/9/16,1、设备：CTS-22超声探伤仪、不同频率的直探头、耦合剂；2试样：焊接接头若干、标准试块（IIW试块）、人工缺陷试块（自制）。,四、实验原理,参见实验指导书。,5,202
2、3/9/16,五、实验方法和步骤1.试件检测面的选择和准备 为了保证检测面的能良好的声耦合，进行超声检测前应目视检查试件表面，去除松动的氧化皮、毛刺、油污等。如果个别部位不可能清除，应作标记，供质量评定时参考。,2023/9/16,6,2.探头频率的选择,探头频率在很大程度上决定超声波对缺陷的探测能力。频率高时，波长短、声束窄、扩散角小、能量集中、因而发现小缺陷的能力强，横向分辨力好，缺陷定位准确；但扫查空间小，仅能发现声束轴线附近的缺陷。材料中超声波的衰减与频率有极大的关系，频率越高，衰减越大。对于金属材料，超声波的波长与金属晶粒大小相当或更小时，即频率过高或晶粒粗大时，衰减很显著，往往得不
3、到足够的穿透能等。,2023/9/16,7,由此，频率选择的一般原则是：对于小缺陷、近表面缺陷或薄件的检测，可选择较高频率；而对于大厚度试件、高衰减材料，应选择较低频率。在灵敏度满足要求的情况下，选择宽带探头可提高分辨力和信噪比。针对具体对象，适用的频率需在上述考虑当中取得一个最佳的平衡，即保证所需尺寸缺陷的检出，并满足分辨力的要求，也要保证整个检测范围内足够的灵敏度和信噪比。,2023/9/16,8,3.耦合剂的选择,接触法检测常选用甘油、机油、化学浆糊等有一定粘度的耦合剂，但在试件表面非常光滑时，有时也采用水作为耦合剂。对于钢材等易锈的材料，常采用机油、变压器油等，不宜采用甘油和水作为耦合
4、剂。对于试件表面为竖直状态等耦合剂易流失的情况，需选择粘度较高的耦合剂。液浸法检测最常用水作耦合剂，水中的杂质会引起声波较大的衰减，因此，所用的水必须是洁净的。本实验中选甘油作为耦合剂。,2023/9/16,9,4.检测仪器的调节,为实施一项超声检测，先要进行检测仪器的调整，对于A型显示来说，主要是对仪器进行时基线调整和检测灵敏度调整，以保证在确定的检测范围内发现规定尺寸的缺陷，并对缺陷的位置和大小进行定量评定。,10,2023/9/16,（1）时基线的调整时基线调整比例：确定水平刻度值（格）与实际声程差（mm）的比例，使最大声程测量范围的底波反射显示在仪器水平基线80100。为方便读数本实验
5、一般使其与40格重叠。,2023/9/16,11,零位调节：时基线比例调整好后，需采用延尺旋钮，将声程零位置于所选定的水平刻度线上，通常接触法检测时，声程零位放在时基线的零点，时基线的读数直接对应反射波的深度。,2023/9/16,12,（2）检测灵敏度的调整,探伤灵敏度是指在确定的探测范围内的最大声程处发现规定大小缺陷的能力。例如探伤某工件的灵敏度为400/2,表示在400mm处2平底孔回波正好达基准高，即在400mm处发现2平底孔当量的缺陷。探伤灵敏度一般是根据有关标准或技术要求来确定的。通过调节仪器上的“增益”、“衰减器”等灵敏度旋钮来实现。常用的灵敏度调节方法有1.试块调节法 2.工件
6、底波调节法,2023/9/16,13,1.试块调节法如探伤厚度为200mm锻件，探伤灵敏度200/2.灵敏度调节方法先加工一块材质、声程与工件相同的2的平底孔试块，将探头对准试块上的 2平底孔。调节仪器使 2的最高回波达50%（或80%）基准高即可。若试块与工件耦合不好，还应考虑耦合补偿。2.工件底波调节法利用工件底波调节灵敏度是根据工件底波与同深度（或不同深度）的特定人工缺陷回波高度的分贝差为定值，由以下公式推出，X-探测面据底面距离；-要求检测的最小平底孔当量尺寸。检测时将探头对准工件底面，仪器保留足够的衰减余量，一般（+510dB）,调节增益使底波最高达50%（或80%）基准高，然后用“
7、衰减器”增益dB(即衰减量减少dB)，这时探伤灵敏度就调好了。,2023/9/16,14,（2）检测灵敏度的调整,5.扫描,15,2023/9/16,（1）扫查方式：全面扫查和局部扫查两种方式；（2）扫查速度：扫查速度应当适当，在目视观察时应能保证缺陷回波被有把握地看清，在自动记录时，则要保证记录装置能有明确的记录。（3）扫查间距：扫查间距通常根据探头的最小声束宽度，保证两次扫查之间有一定比例的覆盖。,6.缺陷的评定,（1）缺陷平面位置的确定（2）缺陷埋藏深度的确定（3）缺陷尺寸的评定,16,2023/9/16,17,2023/9/16,7、超声波探伤仪的使用方法,（1）把探伤仪接上稳压电源，
8、闭合仪器面板上的电源开关；（2）接好探头；（3）调节探伤仪的“辉度”、“聚焦”、“扫描水平和垂直位置”旋钮，并使起始波的前沿对准标准尺零点；,2023/9/16,18,19,2023/9/16,（4）清理试件表面，涂上耦合剂；（5）调节“深度”旋钮，把“微调”控制旋钮调到零位；把“粗调”控制旋钮调到和试件厚度范围相当的档数；适当调节“微调”旋钮，以便测读荧光屏上底（6）用标波的位置；准试块校验仪器的时基线和校正零点等；,20,2023/9/16,（7）校验试块和焊件的缺陷；（8）探伤完毕后，切断电源，卸下探头；（9）结果记录与报告的编写。,实验二 焊接接头X射线探伤评片实验一、实验目的掌握焊缝
9、接头X射线探伤的质量分级评定。二、实验内容依据从底片上得到的工件缺陷数据，按照验收标准或技术条件对焊件质量级别作出评定。,2023/9/16,21,三、实验仪器设备和材料1、不同坡口的焊接接头X射线探伤底片。2、X射线底片评片机。,2023/9/16,22,四、实验原理射线检测的理论基础为当强度均匀的射线束透射物体时，如果物体局部区域存在缺陷或结构存在差异，它将改变物体对射线的衰减，使得不同部位透射射线强度不同，这样，采用一定的检测器（例如，射线照相中采用胶片）检测透射射线强度，就可以判断物体内部的缺陷和物质分布等。,2023/9/16,23,五、实验方法和步骤对焊件的射线照相检验结果，进行质
10、量评定的基本步骤：1准备：充分理解和掌握焊缝接头质量验收标准（钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级 GB 3323-1987）；,2023/9/16,24,2整理数据：对从射线底片得到的缺陷数据进行归纳、分析；（1）审查缺陷类型，判断是否存在不允许存在的缺陷，以便直接确定质量级别；(2）对允许存在的缺陷，首先审查是否存在尺寸超过质量级别规定的情况；（3）确定可能的评定区，按缺陷类型在评定区进行质量分级评定。,2023/9/16,25,3分级评定：依据质量验收标准的规定对工件的质量级别进行评定；4结论：依据质量分级的结果对工件质量作出结论。,2023/9/16,26,六、思考题1讨论附图中导致缺陷
11、与焊缝色差原因。2讨论透度计的作用。,2023/9/16,27,实验四 着色渗透探伤检测实验一、实验目的掌握着色渗透探伤检测非孔性材料表面开口的缺陷方法（焊件焊缝）。二、实验内容用溶剂去除型着色渗透检测焊缝及其周边金属。,2023/9/16,28,三、实验器材1、喷罐式溶剂去除型着色渗透检测材料：一套（其灵敏度符合实验要求）；2、试板；3、白光灯、放大镜；4、钢丝刷、砂纸、锉刀等工具；5、无绒布或纱布。,2023/9/16,29,四、实验原理 着色探伤原理：将含有染料的渗透液涂敷在被检工件表面，利用液体的毛细作用，使其渗入表面开口缺陷中，然后再除去工件表面多余的渗透液，干燥后施加显象剂，将缺陷
12、中的渗透液吸附到工件表面上，再观察反映缺陷形状的迹痕，进行缺陷的质量评定。下图1为着色渗透探伤原理示意图。,2023/9/16,30,着色渗透探伤原理示意图,2023/9/16,31,五、实验步骤1、预处理：先用钢丝刷、砂纸、锉刀等工具清理试板的检测区域，及检测部位四周向外扩展约25mm，去除试板表面的锈迹等污物；再用清洗剂清洗试板的受检表面，以除去油污和污垢。,2023/9/16,32,2、渗透：将渗透液喷涂于清洗干净好的试板受检面，渗透时间为10mi，环境温度为1550；在整个渗透时间内，渗透液必须润湿受检表面，保护不干状态。3、去除：渗透完毕后，先用干布擦去表面多余渗透液，然后用沾有去除剂的无绒布擦拭，擦拭时，应朝一个方向擦拭，不能往复擦拭。,2023/9/16,33,4、显像：将显像剂喷涂于受检表面，喷涂时，喷嘴距被检工件表面一般以300400mm为宜，喷洒方向与受检表面夹角为3040，以形成薄而均匀的显像剂层，显像剂层厚度以0.050.07mm为宜。5、观察检测：显像结束后，应在白光下进行检测，必要时，可用510倍放大镜观察。6、记录并出具报告：做好记录并根据标准、规范或技术文件进行质量评定，最后出具报告。,2023/9/16,34,六、思考题1渗透探伤有那些种类？适合的应用场合有那些？2渗透探伤过程应注意那些事项？,2023/9/16,35,
