理论教育 如何识别缺陷类型?

如何识别缺陷类型?

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:缺陷类型的识别是将探头从两个方向扫查,通过观察回波动态波形来进行的。由于缺陷相对于波束的取向及其表面粗糙度不同,因此回波幅度变化很大。通过转动扫查和环绕扫查,可大致了解密集型缺陷的性质是球形还是平面型点状反射体。从不同方向,用不同角度测出的回波高度的平均量值,若反射有明显方向性,则表明该缺陷是一群平面型点状反射体。

如何识别缺陷类型?

缺陷类型的识别是将探头从两个方向扫查(即前后扫查和左右扫查),通过观察回波动态波形来进行的。缺陷类型只用单个探头或只通过单向扫查是不太可能识别的,宜采用一种以上的声束方向做多种扫查,包括前后扫查、左右扫查、转动扫查和环绕扫查,以此对各种超声信息进行综合评定来识别缺陷。

1.点状缺陷

点状缺陷是指气孔和小夹渣等小缺陷,大多属于体积性缺陷。点状缺陷的回波幅度较小,在探头左右扫查和前后扫查时均显示动态波形Ⅰ,转动扫查时情况相同。在对点状缺陷做环绕扫查时,从不同方向、用不同声束角度检测,进行声程差修正后,回波高度基本相同。

2.线性缺陷

线性缺陷是指有明显的指示长度,但不易测出其断面尺寸的缺陷。线性夹渣、线性未焊透或线性未熔合均属于这类缺陷。这类缺陷在长度上也可能是间断的,如链状夹渣、断续未焊透和断续未熔合等。当探头对准这类缺陷进行前后扫查时,一般显示波形Ⅰ的特征,左右扫查时则显示波形Ⅱ的特征,或者有点像波形Ⅲa。在转动扫查和环绕扫查时,回波高度在与缺陷平面相垂直方向的两侧迅速降落。只要信号不能明显断开较大的距离,就表明缺陷基本连续。若缺陷断面大致为圆柱形,则只要声束垂直于缺陷的纵轴,在对声轴距离进行修正后,回波高度变化就会较小。若缺陷断面为平面状,则从不同方向、用不同角度检测时,回波高度在与缺陷平面相垂直的方向会有明显降落。在长度方向上断续缺陷的波高包络有明显降落,此时应在明显断开的位置附近进行转动扫查和环绕扫查,若观察到在垂直方向附近的波高迅速降落,且无明显的二次回波,则证明缺陷是断续的。

3.体积状缺陷

这种缺陷有可测的长度和明显的断面尺寸,如不规则或球形的大夹渣。体积状缺陷在左右扫查时一般显示动态波形Ⅱ或Ⅲa的特征,在前后扫查时显示波形Ⅲa或Ⅲb的特征。在转动扫查时,若声束垂直于缺陷纵轴,则所显示的波形颇似波形Ⅲb的特征,一般可观察到最高回波。在环绕扫查时,在缺陷轴线的垂直方向两侧,回波高度有不规则的变化。这种缺陷在方向变动较大或更换多种声束角度时,仍能被检测到,但回波高度有不规则变化。

4.平面状缺陷

这种缺陷有长度和明显的自身高度,其表面既有光滑的,也有粗糙的,如裂纹、面状未熔合或面状未焊透等。平面状缺陷在左右扫查和前后扫查时显示回波动态波形Ⅱ或Ⅲa、Ⅲb的特征。在对表面光滑的缺陷做转动扫查和环绕扫查时,在与缺陷平面相垂直方向的两侧,回波高度迅速降落。在对表面粗糙的缺陷做转动扫查时,显示动态波形Ⅲb的特征,而做环绕扫查时,在与缺陷平面相垂直方向的两侧,回波高度的变化均不规则。由于缺陷相对于波束的取向及其表面粗糙度不同,因此回波幅度变化很大。

5.多重缺陷

这是一群相隔距离很近的缺陷,用超声波无法单独定位、定量,如密集气孔或再热裂纹等。在做左右扫查和前后扫查时,由各个反射体产生的回波在时基线上出现的位置不同,次序也不规则。每个单独的信号显示波形Ⅰ的特征。根据回波的不规则性,可将此类缺陷与有多个反射面的裂纹区分开来。通过转动扫查和环绕扫查,可大致了解密集型缺陷的性质是球形还是平面型点状反射体。从不同方向,用不同角度测出的回波高度的平均量值,若反射有明显方向性,则表明该缺陷是一群平面型点状反射体。

(1)静态波形

1)气孔。虽然气孔的反射率高,但是由于其大多呈球形,因此其波峰不会很高。单个气孔的波形为单峰,如图4-61所示。当探头左右扫查时,其波形很快消失。当探头做环绕扫查时,其波幅变化不大。

2)夹渣。由于夹渣的反射率低,因此其波幅一般不高。夹渣的波峰一般比较毛糙,且从各个方向检测时,当量明显不一样,如图4-62所示。

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图4-61 单个气孔的波形

978-7-111-43197-8-Chapter04-101.jpg(www.daowen.com)

图4-62 点状夹渣的波形

3)未焊透。由于未焊透的反射率高,因此其反射波幅高。当探头左右扫查时,其波形稳定,波幅变化不大。当从焊缝两侧检测时,其波幅高度相差不大,如图4-63所示。

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图4-63 未焊透的波形

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图4-64 裂纹的波形

4)裂纹。裂纹的反射率高。当声束方向与裂纹面反射理想时,反射波幅很高,陡峭程度比夹渣严重。由于裂纹面往往呈锯齿形,因此其波峰往往呈多峰出现,当探头做转动扫查时,波幅起伏变化,如图4-64所示。

5)未熔合。未熔合分为坡口未熔合和层间未熔合。坡口未熔合波形的主要特征是:当探头在焊缝的一侧检测时,由于反射面理想,因此反射波幅很高;但当探头在焊缝的另一侧检测时,由于反射条件很差,因此反射波幅很低。在有些情况下,由于检测条件和反射条件均很差,因此在焊缝某一侧很难发现未熔合的信号。层间未熔合的波形与一般夹渣的波形很难区别,如图4-65所示。

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图4-65 未熔合的波形

a)坡口未熔合的波形 b)层间未熔合的波形

以上是各种缺陷的典型波形。在实际检测中依靠静态波形来区别缺陷性质的难度较高,只有不断地总结波形和实物解剖的经验,才能较好地判断缺陷的性质。

(2)动态波形 当探头做左右扫查、前后扫查、定点扫查和环绕扫查时,缺陷的波形会发生变化并有某种规律可循。三种典型缺陷的动态波形见表4-4。

4-4 三种典型缺陷的动态波形

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与静态波形相比,通过动态波形能较好地对缺陷的性质作出判断,在实际探伤工作中要学会这种方法。必须指出,仅从回波形态来辨认缺陷性质对超声波检测来说是很困难的,必须有丰富的实践经验和焊接、材料、工艺知识。因此,在实际检测中往往不对这种方法作硬性规定。当判定为裂纹时,若有可能,则应进行必要的验证。

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