鍛件超聲檢測畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文論文題目:鍛件接觸法探傷所屬系部:航空材料工程系指導(dǎo)老師:職稱:學(xué)生姓名:班級、學(xué)號:專業(yè):檢測技術(shù)及應(yīng)用西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院制年月日西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文任務(wù)書題目:鍛件接觸法探傷任務(wù)與要求:時(shí)間:年月日至年月日共周所屬系部:航空材料工程系學(xué)生姓名:學(xué)號:專業(yè):檢測技術(shù)及應(yīng)用指導(dǎo)單位或教研室:無損檢測教研室指導(dǎo)教師:職稱:西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院制年月日畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文進(jìn)度計(jì)劃表日期工作內(nèi)容執(zhí)行情況指導(dǎo)教師簽字教師對進(jìn)度計(jì)劃實(shí)施情況總評簽名年月日本表作評定學(xué)生平時(shí)成績的依據(jù)之一。摘要本文闡述了超聲檢測技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)狀,討論在鍛造期間形成缺陷的種類,在超

2、聲檢測的物理基礎(chǔ)上詳細(xì)介紹了超聲波探傷技術(shù)及其在鍛件無損探傷中的應(yīng)用及評定等級和注意事項(xiàng)。在掌握超聲檢測設(shè)備與儀器和鍛件缺陷及其產(chǎn)生原因的基礎(chǔ)上,研究超聲波探傷技術(shù)在鍛件探傷檢測中的應(yīng)用,并根據(jù)其工藝過程制作檢測要求的工藝卡。針對給定的鍛件試件,通過實(shí)驗(yàn)檢測該鍛件的缺陷并評定其缺陷。鍛件中常見的缺陷類型,鍛件超聲檢測的特點(diǎn),以及餅盤件超聲檢測本文都有詳細(xì)的介紹。并通過 JB/T8467-1996標(biāo)準(zhǔn)對鍛件超聲檢測進(jìn)行詳細(xì)的規(guī)定與評定。關(guān)鍵詞:鍛件超聲波探傷試塊缺陷工藝卡Abstract:This paper describes the ultrasonic testing technology

3、 development and the present situation, the discussion in the forging forming defects during the species, in the ultrasonic testing of physical basis detailed introduces the ultrasonic flaw detection technology and its application in forging nondestructive flaw detection and evaluation level and the

4、 matters needing attention. In the mastery of ultrasonic testing equipment and instruments and forgings defect and the reasons of basis, the study of ultrasonic flaw detection technology in the application of forgings flaw detection, and based on its process testing requirements of the production pr

5、ocess card. According to the given forging specimen, through the experiment testing this forging defects and to assess its defects. In the forging of the common defects types, forging ultrasonic detection characteristic, as well as pie plate a ultrasonic testing are described in this paper. And thro

6、ugh the JB/T8467-1996standard for forging ultrasonic detection detailed regulations and evaluation.Key words:Forgings ultrasonic flaw detection block defect process card目錄摘要 (41緒論 (71.1選題的背景及意義 (71.2超聲檢測技術(shù)的發(fā)展簡史及現(xiàn)狀 (72鍛件檢測 (102.1鍛件檢測方法的選擇 (102.1鍛件中的常見缺陷 (112.2鍛件超聲檢測的特點(diǎn) (122.3常見類型鍛件的超聲檢測 (133 超聲檢測設(shè)備與儀

7、器 (153.1超聲檢測設(shè)備 (153.2超聲波探頭 (173.3超聲檢測儀器與探頭的性能 (204工藝流程編制 (214.1超聲檢測規(guī)程與工藝卡的內(nèi)容與編制要求 (214.2超聲檢測工藝卡 (21結(jié)束語 (25謝辭 (26文獻(xiàn) (271緒論1.1選題的背景及意義鍛件是國家重大技術(shù)裝備和重大工程所必需的重要基礎(chǔ)部件,其在核電站的壓力容器、發(fā)電機(jī)組的低壓轉(zhuǎn)子以及各種重型機(jī)械的核心部件中均得到了非常廣泛的應(yīng)用。隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,大型鍛造件的需求量也將越來越大。在實(shí)際工程應(yīng)用中,由于工作環(huán)境惡劣,大型鍛件常需承受復(fù)雜的應(yīng)力、沖擊振動(dòng)和重負(fù)載荷。同時(shí),由于大型鍛件的生產(chǎn)工序多、生產(chǎn)周期長,故影響

8、其質(zhì)量的因素也較多,這使得大型鍛件在生產(chǎn)過程中將不可避免地出現(xiàn)這樣那樣的缺陷。一旦工件存在嚴(yán)重影響其使用性能或安全性能的缺陷,或在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生疲勞破損而未被及時(shí)檢出,將產(chǎn)生一系列嚴(yán)重后果,輕則會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)功能失效,重則會(huì)危及人身安全,造成重大經(jīng)濟(jì)損失。因此,對大型鍛件進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測,提高其產(chǎn)品合格率,已成為提高工程質(zhì)量、保證設(shè)備安全的必然要求。而目前常規(guī)的破壞性實(shí)驗(yàn)已不能滿足大型鍛件的經(jīng)濟(jì)性和全面性要求,故研究無損檢測并將其應(yīng)用于大型鍛件上具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。1大型鍛件檢測技術(shù)研究現(xiàn)狀目前,在工業(yè)領(lǐng)域?qū)α慵?nèi)部缺陷進(jìn)行無損檢測較常用的方法有為射線、磁粉、滲透、超聲檢測等由于大型鍛件廣泛用作冶金、

9、電力、化工、礦山、能源等行業(yè)的大型設(shè)備的關(guān)鍵零部件,其生產(chǎn)能力、產(chǎn)品級別與性能質(zhì)量水平已成為一個(gè)國家工業(yè)水平的標(biāo)志。所以提高大鍛件的質(zhì)量對保證其運(yùn)行過程中的安全性和可靠性具有十分重要的意義基于以上原因,本文重點(diǎn)說明了鍛件缺陷的成因及鍛件中常見缺陷的超聲波檢測方法,并選用JB/T8467-1996 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行缺陷評定和質(zhì)量分級,從而對鍛件缺陷進(jìn)行有效的安全評定。1.2超聲檢測技術(shù)的發(fā)展簡史及現(xiàn)狀無損探傷是在不損壞工件或原材料工作狀態(tài)的前提下,對被檢驗(yàn)部件的表面和內(nèi)部質(zhì)量進(jìn)行檢查的一種測試手段。工業(yè)生產(chǎn)中常用的無損檢測方法有射線檢驗(yàn)(RT、超聲檢測(UT、磁粉檢測(MT和液體滲透檢測(PT、渦流檢測

10、(ET五種。由于超聲檢測技術(shù)對面積型缺陷檢測最為有利,因此鍛件是超聲檢測實(shí)際應(yīng)用的主要對象之一利用超聲波來進(jìn)行無損檢測始于20世紀(jì)30年代。由前蘇聯(lián)的一位學(xué)者提出。1929年,首先提出用超聲波探查金屬物體內(nèi)部缺陷的建議。1935年,發(fā)表了用穿透法進(jìn)行試驗(yàn)的一些結(jié)果并申請了材料中缺陷檢測的專利,根據(jù)試驗(yàn)原理制成了第一種穿透法檢測儀器。20世紀(jì)40年代,由美國的一位學(xué)者首次介紹了脈沖回波式超聲檢測儀,并申請了該儀器的專利。利用該技術(shù),超聲波可從物體的一面發(fā)射并接收,且能夠檢測小缺陷,較準(zhǔn)確的確定其位置及深度,評定其尺寸。隨后,由美國和英國開發(fā)出了A型脈沖回波式超聲檢測儀,并逐步用于鍛鋼和厚鋼板的探

11、傷。20世紀(jì)60年代,超聲檢測儀在靈敏度,分辨力和放大器線性等主要性能上取得了突破性進(jìn)展,焊縫探傷問題得到了很好的解決。20世紀(jì)80年代以來,對于規(guī)則的板、棒類等大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品,逐步發(fā)展了自動(dòng)檢測系統(tǒng),配備了自動(dòng)報(bào)警、記錄等裝置,發(fā)展了B型顯示和C型顯示。并于20世紀(jì)80年代末出現(xiàn)了數(shù)字式超聲儀器。近年來我國超聲無損檢測事業(yè)取得了巨大進(jìn)步和發(fā)展。超聲無損檢測已經(jīng)應(yīng)用到了幾乎所有工業(yè)部門,其用途正日趨擴(kuò)大。超聲無損檢測的相關(guān)理論和方法及應(yīng)用的基礎(chǔ)性研究正在逐步深入,已經(jīng)取得了許多具有國際先進(jìn)水平的成果。許多不同用途的微機(jī)控制自動(dòng)超聲檢測系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)。無損檢測的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化,檢測儀器

12、的數(shù)字化、智能化、圖象化、小型化和系列化工作也都取得了很大發(fā)展。我國在這方面開展的主要研究有:計(jì)算機(jī)化超聲設(shè)備;用戶友好界面操作系統(tǒng)軟件;超聲數(shù)字信號處理,包括人工智能、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模式識別、相位補(bǔ)償?shù)?高頻超聲無損檢測技術(shù):各種掃描成象技術(shù):多坐標(biāo)、多通道的自動(dòng)超聲檢查系統(tǒng):超聲機(jī)器人檢測系統(tǒng):復(fù)雜構(gòu)件的自動(dòng)掃描超聲成象檢測(如5維以上多維探頭調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)等輔助設(shè)備的開發(fā)研究等。這其中許多成果已經(jīng)達(dá)到國際先進(jìn)水平,這些研究為我國超聲無損檢測技術(shù)的持續(xù)發(fā)展提供了保證。但是,我國超聲無損檢測事業(yè)從整體水平而言,與發(fā)達(dá)國家之間仍存在很大差距。具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:1檢測專業(yè)隊(duì)伍中高級技術(shù)人員和高級操作

13、人員所占比例較小,極大阻礙了超聲無損檢測技術(shù)自動(dòng)化、智能化、圖象化的進(jìn)展。2專業(yè)無損檢測人員相對較少,現(xiàn)有無損檢測設(shè)備利用率低.3對無損檢測技術(shù)領(lǐng)域的信息技術(shù)應(yīng)用重視不夠由于缺乏切實(shí)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),這有可能導(dǎo)致現(xiàn)有的超聲檢測軟件系統(tǒng)不同程度的缺陷,降低了檢測的可靠性;對無損檢測重要性認(rèn)識不夠,專門從事無損檢測的人員缺乏等因素,無損檢測在生產(chǎn)中并未發(fā)揮其應(yīng)有的作用。無損檢測方面的書籍缺乏,很不利于無損檢測后繼人員的培養(yǎng)。應(yīng)重視無損檢測技術(shù)領(lǐng)域的信息技術(shù)應(yīng)用,建立無損檢測各類相關(guān)技術(shù)、設(shè)備儀器等方面的專業(yè)的、綜合性的資訊網(wǎng)站,是當(dāng)前無損檢測技術(shù)發(fā)展所必須的。要使超聲檢測的專業(yè)隊(duì)伍技術(shù)水平普遇得到提高,

14、就要認(rèn)識到信息技術(shù)應(yīng)用必要性。2鍛件檢測鍛件是將鑄錠或鍛坯在鍛錘或模具的壓力下變形制成的一定形狀和尺寸的零件毛坯。鍛件可分為自由鍛件和模鍛件 圖2-1 圓餅零件名稱:圓餅(如圖2-1所示材料:LD-7規(guī)格:100X50加工余量:上下表面各10mm檢測標(biāo)準(zhǔn):JB/T8467-1996驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn):按0.8當(dāng)量驗(yàn)收傳輸修正:0dB耦合劑:機(jī)油2.1鍛件檢測方法的選擇無損檢測方法一般有:磁粉檢測法、滲透檢測法、渦流檢測法、超聲波檢測法和射線檢測法等。1磁粉檢驗(yàn)法廣泛地用于檢查鐵磁性金屬或合金鍛件的表面或近表面的缺陷,如裂紋、發(fā)紋、白點(diǎn)、非金屬夾雜、分層、折疊、碳化物或鐵素體帶等。該方法僅適用于鐵磁性材料

15、鍛件的檢驗(yàn),對于奧氏體鋼制成的鍛件不適于采用該方法。2滲透檢驗(yàn)法除能檢查磁性材料鍛件外,還能檢查非鐵磁性材料鍛件的表面缺陷,如裂紋、疏松、折疊等,一般只用于檢查非鐵磁性材料鍛件的表面缺陷,不能發(fā)現(xiàn)隱在表面以下的缺陷。3渦流檢驗(yàn)法用以檢查導(dǎo)電材料的表面或近表面的缺陷。4 射線檢測法,不推薦使用。5超聲波檢驗(yàn)法用以檢查鍛件內(nèi)部缺陷如縮孔、白點(diǎn)、心部裂紋、夾渣等,該方法雖然操作方便、快且經(jīng)濟(jì),但對缺陷的性質(zhì)難以準(zhǔn)確地進(jìn)行判定。值得提出的是鍛件質(zhì)量檢驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性,雖然有賴于正確的試驗(yàn)方法和測試技術(shù),但也有賴于正確的分析和判斷。只有正確的試驗(yàn)方法,而沒有準(zhǔn)確的分析判斷,也不會(huì)得出恰當(dāng)?shù)慕Y(jié)論。因此,鍛件

16、質(zhì)量的分析實(shí)際上是各種測試方法的綜合應(yīng)用及各個(gè)測試結(jié)果的綜合分析,對于大型復(fù)雜的鍛件所出現(xiàn)問題不能單純地依賴于某一種方法,從這一點(diǎn)上可以說各種試驗(yàn)方法在分析過程中是相輔相成的,各種試驗(yàn)方法的有機(jī)配合,并對各自試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行綜合分析,才能得出正確的結(jié)論。同時(shí)就鍛件質(zhì)量分析的目的而言,除了正確的檢驗(yàn)外,還應(yīng)進(jìn)行必要的工藝試驗(yàn)從而找出產(chǎn)生質(zhì)量問題的真正原因并提出圓滿的改進(jìn)措施及防止對策。當(dāng)然,在實(shí)際工作中究竟選用那些檢測方法,運(yùn)用何種檢測手段應(yīng)根據(jù)鍛件的類別和規(guī)定的檢測項(xiàng)目來進(jìn)行。在選擇試驗(yàn)方法和測試手段時(shí),既要考慮到先進(jìn)性,又要考慮到實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性,不能單純地追求先進(jìn)性,能用一種手段解決問題就不要用

17、二種或更多種,測試手段的選擇應(yīng)準(zhǔn)確地判定缺陷的性質(zhì)和確切找出缺陷產(chǎn)生的原因?yàn)槌霭l(fā)點(diǎn),有時(shí)測試手段選擇得過于先進(jìn)反而會(huì)導(dǎo)致不必要的后果以致造成不應(yīng)有的損失。2.1鍛件中的常見缺陷鍛件缺陷的存在,有的會(huì)影響后續(xù)工序處理質(zhì)量或加工質(zhì)量,有的則嚴(yán)重影響鍛件的性能及使用,甚至極大地降低所制成品件的使用壽命,危及安全。因此為了保證或提高鍛件的質(zhì)量,除在工藝上加強(qiáng)質(zhì)量控制,采取相應(yīng)措施杜絕鍛件缺陷的產(chǎn)生外,還應(yīng)進(jìn)行必要的質(zhì)量檢驗(yàn),防止帶有對后續(xù)工序(如熱處理、表面處理、冷加工及使用性能有惡劣影響的缺陷的鍛件流入后續(xù)工序。經(jīng)質(zhì)量檢驗(yàn)后,還可以根據(jù)缺陷的性質(zhì)及影響使用的程度對已制鍛件采取補(bǔ)救措施,使之符合技術(shù)標(biāo)

18、準(zhǔn)或使用的要求。因此,鍛件質(zhì)量檢驗(yàn)從某種意義上講,一方面是對已制鍛件的質(zhì)量把關(guān),另一方面則是給鍛造工藝指出改進(jìn)方向,從而保證鍛件質(zhì)量符合鍛件技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求,并滿足設(shè)計(jì)、加工、使用上的要求。鍛件質(zhì)量的檢驗(yàn)包括外觀質(zhì)量及內(nèi)部質(zhì)量的檢驗(yàn)。外觀質(zhì)量檢驗(yàn)主要指鍛件的幾何尺寸、形狀、表面狀況等項(xiàng)目的檢驗(yàn);內(nèi)部質(zhì)量的檢驗(yàn)則主要是指鍛件化學(xué)成分、宏觀組織、典型缺陷:(1縮孔:是鑄錠冷卻收縮時(shí)在頭部形成的缺陷。(2縮松:鑄錠凝固收縮時(shí)形成的空隙和空穴,在鍛造過程中因變形量不足而未消除。(3夾雜物:根據(jù)來源或性質(zhì)可分為內(nèi)在金屬夾雜物、外來金屬夾雜物、金屬夾雜物。(4裂紋:裂紋的種類可分為因冶金缺陷在鍛造時(shí)擴(kuò)大形成

19、的裂紋、因鍛造工藝不當(dāng)而形成的裂紋、熱處理形成的裂紋。(5折疊:熱金屬的凸出部位別壓折并嵌入鍛件表面形成的缺陷。(6白點(diǎn):鋼鍛件中由于氫的存在所產(chǎn)生的小裂紋稱為白點(diǎn)。2.2 鍛件超聲檢測的特點(diǎn)鍛壓過程包括加熱、形變和冷卻。形變大致分為鐓粗、拔長和滾壓。為改善鍛件的組織性能,鍛后還要進(jìn)行正火、退火或調(diào)質(zhì)等熱處理。鍛件的特點(diǎn)是:其組織經(jīng)熱變形可以變得很細(xì),并且缺陷的取向,形態(tài)和分布情況受變形量和變形方向影響明顯,典型缺陷(鍛件夾雜:主要特征:(1類型和材料,屬于工藝缺陷。(2起源和位置,近表面(機(jī)械加工前和表面(機(jī)械加工后。(3形狀與取向,一類是與流線平行的長而直的非金屬夾雜,很可能成組出現(xiàn)另一類

20、是非塑型的,成較大的塊體,與流線不平行。(4典型圖片(如圖2-2 a、b所示 a b2.3常見類型鍛件的超聲檢測常見的鍛件類型有:餅盤件環(huán)形件軸類件筒形件等。1.餅盤件的超聲檢測:由于餅盤類鍛件中心部位常常成為缺陷集中的部位,而且也常是使用時(shí)的主要受力部位,因此,中心部位是通常超聲檢測的重點(diǎn)部位。兩端面是主要鍛造受力方面,是可供選擇的合適的聲束入射面?？v波常用檢測條件為:探頭:210MHZ,晶片直徑常用1030mm.當(dāng)厚度很大,表面較粗糙時(shí),選用晶片直徑大的探頭,也可考慮用低于2MHZ頻率的探頭。如果厚度較小,表面較光滑,質(zhì)量要求高的餅盤件,可選用510MHZ甚至更高的頻率。2.軸類鍛件的超聲

21、檢測:軸類件中最常見的缺陷是位于中心沿軸向延伸的缺陷,但同時(shí)還可能存在徑向和其他方向的缺陷。當(dāng)軸的直徑大于探頭近場長度的三倍時(shí),可使用底波計(jì)算法。軸類件檢測常用的檢測條件為:采用脈沖反射法,常用檢測頻率為210MHZ。常用晶片直徑為20mm或25mm的探頭。3.筒類鍛件或環(huán)形件的超聲檢測:(1直探頭徑向和軸向檢測;(2斜探頭周向檢測;(3斜探頭軸向檢測。在筒形件實(shí)際檢測時(shí)常常需要通過了解被檢筒形件的制造工藝和變形特點(diǎn),分析該筒形件中可能出現(xiàn)的缺陷的取向和分布后,確定應(yīng)采用的檢測技術(shù)。筒類鍛件或環(huán)形件的檢測條件為:常用頻率為25MHZ ;探測距離較大時(shí),可采用2 MHZ;距離較小時(shí),采用5MHZ

22、。對于一些粗晶材料,可以低于2MHZ的頻率。3 超聲檢測設(shè)備與儀器超聲檢測用設(shè)備和儀器包括超聲檢測儀、探頭、試塊、耦合劑和機(jī)械掃查裝置等。儀器和探頭對超聲檢測系統(tǒng)的能力起著關(guān)鍵性作用,是產(chǎn)生超聲波并對經(jīng)材料中傳播后的超聲波信號進(jìn)行接收、處理、顯示的部分。本節(jié)將介紹常用的超聲檢測儀器的原理、組成和功能,常用探頭的分類、結(jié)構(gòu)和特點(diǎn),常用試塊的類型和用途等。3.1超聲檢測設(shè)備1.超聲檢測儀的類型超聲檢測儀是專門用于超聲檢測的一種電子儀器,它的作用是產(chǎn)生電脈沖并施加于探頭使其發(fā)射超聲波,同時(shí)接收來自探頭的電信號,并將其放大處理后顯示在熒光屏上。超聲檢測儀器按照其指示的參量可以分為三類:(1指示聲的穿透

23、能量,稱為穿透式檢測儀。由于這種儀器對缺陷檢測的靈敏度較低,且可操作性也受限制,目前已很少使用。(2指示頻率可變的超聲連續(xù)波在試件中形成共振的情況,目前也已很少使用。(3指示脈沖反射聲波的幅度和傳播時(shí)間,稱為脈沖反射式檢測儀,是目前應(yīng)用最廣泛的一種檢測儀。脈沖反射式檢測儀的信號顯示方式可分為A型顯示、B型顯示、C型顯示,又稱A掃描、B掃描、C掃描。A型顯示顯示缺陷深度及反射波幅度的、B形顯示顯示在橫截面上缺陷的形狀和分布情況的、C型顯示。顯示水平截面上缺陷形狀和分布情況的2.數(shù)字式超聲檢測儀數(shù)字式超聲檢測儀是計(jì)算機(jī)技術(shù)和超聲檢測儀技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。所謂數(shù)字式超聲檢測儀主要是指發(fā)射、接收電路的參

24、數(shù)控制和接收信號的處理、顯示均采用數(shù)字化方式的儀器。 3.數(shù)字式超聲檢測儀的優(yōu)勢與問題數(shù)字式儀器與模擬式儀器相比的優(yōu)勢在于:(1接收信號的數(shù)字化使超聲信號的存儲(chǔ)、記錄、再現(xiàn)十分方便,改變了傳統(tǒng)超聲檢測缺乏永久記錄的缺點(diǎn);(2方便了信號的分析與處理,從而可從接收的超聲信號中得到更多的信息;(3顯示器不需要傳統(tǒng)的示波管,使得儀器更便于小型化;(4儀器參數(shù)的數(shù)字式控制使檢測參數(shù)可以存儲(chǔ)、檢測過程的重現(xiàn)更為方便;(5還便于實(shí)現(xiàn)遙控等功能,為自動(dòng)檢測系統(tǒng)提供了更方便的條件。但是,數(shù)字式儀器也有一些不利因素,因其模-數(shù)轉(zhuǎn)換器的采樣頻率、數(shù)據(jù)長度、顯示器的分辨率、刷新速度等帶來的信號失真,可能對檢測信號的評

25、價(jià)帶來一定的影響。在使用數(shù)字式儀器時(shí),必須對這些因素加以考慮,以免造成缺陷的漏檢、誤檢等問題。4 儀器的維護(hù)保養(yǎng)(1使用儀器前,仔細(xì)閱讀儀器的使用說明書,嚴(yán)格按說明書要求使用儀器。(2儀器搬動(dòng)時(shí)應(yīng)避免強(qiáng)烈震動(dòng),現(xiàn)場檢測時(shí)采取可靠的防護(hù)措施。(3儀器避免在強(qiáng)電磁場、灰塵彌漫、雨水淋濺、潮濕、高溫及有腐蝕性氣體的環(huán)境下工作。(4使用電時(shí),注意其額定電壓與工作電壓。(5撥接電源、探頭插頭時(shí),不宜用力過猛。(6清潔熒光屏?xí)r,避免表面受損。(7使用完要及時(shí)清理儀器表面,放置干燥通風(fēng)處。(8不經(jīng)常使用的儀器,應(yīng)定期接通電源,驅(qū)除潮氣。(9儀器出現(xiàn)故障,應(yīng)立即關(guān)閉電源。3.2超聲波探頭超聲波探頭是用來產(chǎn)生于

26、接收超聲波的器件,是組成超聲檢測系統(tǒng)的最重要的組件之一。超聲波探頭的性能直接影響到發(fā)射的超聲波的特性,影響到超聲波的檢測能力。超聲探頭是利用材料的壓電效應(yīng)實(shí)現(xiàn)電聲能量轉(zhuǎn)換的壓電換能器探頭。這類探頭的關(guān)鍵部件是壓電換能器,又稱壓電晶片。它的作用是將電能轉(zhuǎn)換為聲能,并將聲能轉(zhuǎn)換為電能。1.壓電效應(yīng)與壓電材料 晶體在交變應(yīng)力作用下形變時(shí)產(chǎn)生交變電場的現(xiàn)象,稱為正壓電效應(yīng)。反之,晶體材料在交變電場作用下產(chǎn)生伸縮形變的現(xiàn)象,稱為逆壓電效應(yīng)。具有壓電效應(yīng)的材料稱為壓電材料,是晶體結(jié)構(gòu)的材料,分為單晶體和多晶體兩類。常用的壓電單晶體材料有石英、硫酸鋰、鈮酸鋰等。常用的壓電多晶體材料有鈦酸鋇、鋯鈦酸鉛等,又稱

27、壓電陶瓷。壓電單晶體中的石英是最早使用的壓電晶體。它具有機(jī)械性能和電性能穩(wěn)定、耐腐蝕、居里溫度高等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是容易產(chǎn)生其他震動(dòng)模式,機(jī)電轉(zhuǎn)換效率也較低。單晶體中硫酸鋰的特點(diǎn)是接收超聲波的性能很好。他的特點(diǎn)是機(jī)電耦合系數(shù)大,居里溫度很高。壓電陶瓷的發(fā)射性能很好,接收性能不如石英和硫酸鋰,其中鋯鈦酸鉛是最常用的壓電陶瓷。2.探頭各組成部分及作用(1晶片,是探頭中最重要的元件,晶片的性能決定探頭的性能。晶片的尺寸和諧振頻率,決定著發(fā)射聲場的強(qiáng)度、距離幅度特性與指向性。(2阻尼塊和吸聲材料。阻尼塊的作用:a對壓電晶片的振動(dòng)起阻尼作用;b是吸收晶片向其背面發(fā)射的超聲波;c是對晶片起支撐作用。阻尼塊的阻尼

28、作用越大,脈沖的寬度越窄,分辨力提高,但是,靈敏度會(huì)下降。(3保護(hù)膜,保護(hù)晶片和電極層不被磨損或碰壞。某些情況下,也能改善探頭與事件的耦合效果。保護(hù)膜分為硬保護(hù)膜和軟保護(hù)膜。保護(hù)膜會(huì)使始波寬度增大,分辨力變差,靈敏度降低。(4斜鍥,是斜探頭中為了使超聲波傾斜入射到檢測面而裝在前面的鍥塊。斜鍥外形的設(shè)計(jì),使得超聲波在斜鍥內(nèi)多次反射的聲波不再返回晶片,從而減少或消除噪音。3.探頭的主要種類(1接觸式縱波直探頭,廣泛用于板材、棒材、鑄件、鍛件等的檢測?？v波直探頭的主要參數(shù)是頻率和晶片尺寸。(2接觸式斜探頭,斜探頭的主要參數(shù)是頻率、晶片尺寸和聲入射角。(3雙晶探頭,是在同一探頭殼內(nèi)裝有兩個(gè)晶片,采用兩

29、個(gè)晶片一收一發(fā)的方式進(jìn)行工作的探頭。(4水浸平探頭和聚焦探頭,聚焦探頭的主要參數(shù)是頻率、晶片尺寸和焦距。(5接觸式聚焦探頭。4.探頭的型號標(biāo)識基本頻率:用阿拉伯?dāng)?shù)字表示,單位為MHz晶片材料:用材料代號表示,見表一。晶片尺寸:用阿拉伯?dāng)?shù)字表示,單位為mm。探頭種類:用漢語拼音縮寫字母表示,見表二。表一晶片材料代號鋯鈦酸鉛P鈦酸鋇 B鈦酸鉛T鈮酸鋰L碘酸鋰I石英Q其他壓電材料N表二探頭種類代號直探頭Z斜探頭(K值K斜探頭(折射角X分割探頭FG水浸聚焦探頭SJ表面波探頭BM可變角探頭KB1.耦合劑為了改善探頭與試件間聲能的傳遞而加在探頭和檢測面之間的液體薄層成為耦合劑。耦合劑的作用是,一填充探頭與

30、試件間的空氣間隙;二起潤滑作用,便于探頭移動(dòng);三減少探頭與試件之間的摩擦,防止試件表面磨損探頭。常用的耦合劑有:水、甘油、全損耗系統(tǒng)用油、變壓器油、化學(xué)漿糊等。2.試塊超聲檢測用的試塊有標(biāo)準(zhǔn)試塊和對比試塊兩種。標(biāo)準(zhǔn)試塊具有規(guī)定的材質(zhì)、表面狀態(tài)、幾何形狀與尺寸,可用于評定和校準(zhǔn)超聲檢測設(shè)備。標(biāo)準(zhǔn)試塊的材料、熱處理狀態(tài)、表面粗糙度、外形和尺寸要求均有嚴(yán)格規(guī)定。常用的標(biāo)準(zhǔn)試塊有: IIW試塊,CSK-IA試塊,IIW2試塊。對比試塊是以特定方法檢測特定試件時(shí)所有的試塊。對比試塊材料的聲透性、聲速、聲衰減等應(yīng)盡可能與被檢件相同或相似。試塊的主要用途:(1調(diào)節(jié)時(shí)基線比例和探測范圍。(2測定斜探頭的K值。

31、(3測定橫波AVG曲線。(4調(diào)節(jié)檢測靈敏度。(5進(jìn)行缺陷定量。3.3超聲檢測儀器與探頭的性能超聲檢測儀各部分的主要性能有:1脈沖發(fā)射部分,主要有發(fā)射脈沖幅度、發(fā)射脈沖上升時(shí)間、發(fā)射脈沖寬度和發(fā)射脈沖頻譜。2接收部分,主要有垂直線性、頻率響應(yīng)、噪聲電平、最大使用靈敏度、衰減器準(zhǔn)確度等。3時(shí)基部分,主要有水平線性、脈沖重復(fù)頻率、以及與示波管結(jié)合的性能等。探頭的主要性能:1頻率響應(yīng),是在給定的發(fā)射體上測得探頭的脈沖回波頻率特征。2相對靈敏度,一脈沖回波方式,在規(guī)定的介質(zhì)、聲程和反射體上,衡量探頭電聲轉(zhuǎn)換效率的一種度量。3時(shí)距離幅度特性、聲速擴(kuò)散特性、聲軸偏斜角和雙峰,均屬于探頭的聲場特性。4時(shí)間域響

32、應(yīng),通過回波脈沖的形狀,脈沖寬度、峰數(shù)等特征來評價(jià)探頭的性能。4工藝流程編制超聲檢測規(guī)程和工藝卡是超聲檢測質(zhì)量保證體系中非常重要的技術(shù)文件。由于超聲檢測技術(shù)的選用與檢測對象的具體情況關(guān)系十分密切,而檢測規(guī)程恰恰是根據(jù)企業(yè)實(shí)際情況,針對具體工件編制的,對檢測工作的實(shí)施具有最直接的指導(dǎo)意義。4.1超聲檢測規(guī)程與工藝卡的內(nèi)容與編制要求超聲檢測規(guī)程,有些標(biāo)準(zhǔn)中,對檢測規(guī)程的內(nèi)容有所規(guī)定,歸納起來有以下各項(xiàng): 1編制規(guī)程所依據(jù)的相關(guān)文件;2 規(guī)程所適用的被檢材料或工件的范圍,可包括受檢件的名稱、圖號、材料及熱處理狀態(tài);3驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)或等效的技術(shù)要求;4實(shí)施規(guī)程的人員資格要求;5檢測時(shí)機(jī)、工序號;6采用的超聲

33、檢測技術(shù);7實(shí)施規(guī)程所需要的超聲檢測儀的型號;8所用探頭的類型、頻率、尺寸、斜探頭的角度等;9耦合劑的名稱、牌號;10標(biāo)準(zhǔn)試塊和對比試塊的代號和名稱;11備件部位及檢測前的表面準(zhǔn)備要求;12校準(zhǔn)方法,包括儀器、設(shè)備的各項(xiàng)調(diào)整要求;13查方式的要求;14缺陷評定方法的要求;15檢測的標(biāo)記和原始數(shù)據(jù)記錄要求;16檢測后的操作要求;17結(jié)果報(bào)告的要求;18規(guī)程編制者(III級人員的簽名;4.2超聲檢測工藝卡超聲檢測工藝卡應(yīng)依據(jù)超聲檢測規(guī)程或方法標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容和要求進(jìn)行編制。其內(nèi)容至少包括:1所依據(jù)的檢測規(guī)程或標(biāo)準(zhǔn)號;2相同的被檢材料或工件的名稱、產(chǎn)品號、被檢部位及檢測前的表面準(zhǔn)備;3驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn);4指定的超

34、聲檢測儀、探頭、對比試塊、耦合劑和輔助設(shè)備的規(guī)格、型號、編號;5所采用的超聲檢測技術(shù);6校準(zhǔn)要求和掃查方式;7對結(jié)果判斷和數(shù)據(jù)記錄的規(guī)定;8編制者(II級或III級人員的簽名;與檢測規(guī)程相比,工藝卡針對性更強(qiáng)。下面舉例說明鍛件檢測工藝卡的編寫過程。假設(shè)鍛件情況:一高溫合金軋制環(huán)形件,材料牌號為LD-7,尺寸與形狀如圖4-1所示。內(nèi)外徑加工余量各為5mm,兩端面加工余量為10mm。合同要求按GJB1580-2004的AA級進(jìn)行驗(yàn)收,檢測方法依據(jù)GJB1580-2004。465385100圖4-1下圖是針對該鍛件編制的檢測工藝卡。其編寫過程如下:鍛件超聲檢測工藝卡檢測標(biāo)準(zhǔn)JB/T8467-1996

35、 檢測技術(shù)縱波垂直入射法檢測靈敏度0.8mm平底孔傳輸修正逐件實(shí)測時(shí)基線調(diào)節(jié)1:1儀器型號Anyscan-3X 探頭5p14 耦合劑機(jī)油掃查方式圓周面沿軸向掃查端面沿徑向掃查試件名稱圓餅材料牌號LD-7 試件規(guī)格驗(yàn)收要求JB/T8467-1996AA級:4.背反射損失超過正常值50%,應(yīng)屬不符合要求檢測面和檢測方向:入射方向A入射方向B 檢測區(qū)域:直徑385-465mm,深度10-90mm46538510 90記錄與標(biāo)記:2.合格件和不合格件均應(yīng)作出明顯標(biāo)記并分開存放。備注:編制XXX 審核XXX 批準(zhǔn)XXX 年月日年月日年月日(1了解試件情況與檢測要求,包括材料、規(guī)格、制造工藝、熱處理狀態(tài)、

36、表面粗糙度、用途、受力方向、加工余量、要求檢測的缺陷類型與部位、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)、依據(jù)的檢測方法標(biāo)準(zhǔn)等,將相應(yīng)情況填入工藝卡表格。(2選擇檢測技術(shù)、檢測方向和檢測面。(3選擇儀器、探頭、耦合劑。(4選擇掃查方式、掃查間距、掃查速度。(5調(diào)整儀器。(6對比試塊。(7圖示。(8記錄、標(biāo)記要求。(9填寫備注欄。(10填寫編制審核欄目。結(jié)束語經(jīng)過兩個(gè)多月的努力,鍛件超聲檢測使用的方法及儀器論文終于完成在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中,出現(xiàn)過很多的難題,但都在同學(xué)們幫助下順利解決了,在不斷的學(xué)習(xí)過程中我體會(huì)到:寫論文是一個(gè)不斷學(xué)習(xí)的過程,從最初剛寫論文時(shí)的盲目到思路一點(diǎn)點(diǎn)的清晰從對知識的模糊到對知識深刻的認(rèn)識,我明白了實(shí)踐對于學(xué)習(xí)的重要性,以前只是明白理論,沒有經(jīng)過實(shí)踐考察,對知識的理解不夠明確,通過完成這次論文,真正做到理論實(shí)踐相結(jié)合。畢業(yè)論文也