工程結構件現代檢測技術---課內實驗

材料成型與控制工程專業

1602室徐越蘭

超聲探傷檢測實驗2024/6/251實驗一、超聲探傷檢測實驗

一、試驗主要內容：

掌握焊接接頭超聲波縱波探傷檢測基本方法。2024/6/252二、實驗內容

分別選擇不同頻率的縱波探頭測試焊接接頭；觀察分析探傷波形，測定焊接缺陷的位置和大小。掌握判定缺陷性質的波形方法。2024/6/253三、實驗儀器設備和材料1、設備：CTS-22超聲探傷儀、不同頻率的直探頭、耦合劑；2．試樣：焊接接頭若干、標準試塊（IIW試塊）、人工缺陷試塊（自制）。2024/6/254四、實驗原理參見實驗指導書。2024/6/255

五、實驗方法和步驟

1.

試件檢測面的選擇和準備

為了保證檢測面的能良好的聲耦合，進行超聲檢測前應目視檢查試件表面，去除松動的氧化皮、毛刺、油污等。如果個別部位不可能清除，應作標記，供質量評定時參考。

2024/6/2562.探頭頻率的選擇探頭頻率在很大程度上決定超聲波對缺陷的探測能力。頻率高時，波長短、聲束窄、擴散角小、能量集中、因而發現小缺陷的能力強，橫向分辨力好，缺陷定位準確；但掃查空間小，僅能發現聲束軸線附近的缺陷。材料中超聲波的衰減與頻率有極大的關系，頻率越高，衰減越大。對于金屬材料，超聲波的波長與金屬晶粒大小相當或更小時，即頻率過高或晶粒粗大時，衰減很顯著，往往得不到足夠的穿透能等。。2024/6/257由此，頻率選擇的一般原則是：對于小缺陷、近表面缺陷或薄件的檢測，可選擇較高頻率；而對于大厚度試件、高衰減材料，應選擇較低頻率。在靈敏度滿足要求的情況下，選擇寬帶探頭可提高分辨力和信噪比。針對具體對象，適用的頻率需在上述考慮當中取得一個最佳的平衡，即保證所需尺寸缺陷的檢出，并滿足分辨力的要求，也要保證整個檢測范圍內足夠的靈敏度和信噪比。2024/6/2583.耦合劑的選擇

接觸法檢測常選用甘油、機油、化學漿糊等有一定粘度的耦合劑，但在試件表面非常光滑時，有時也采用水作為耦合劑。對于鋼材等易銹的材料，常采用機油、變壓器油等，不宜采用甘油和水作為耦合劑。對于試件表面為豎直狀態等耦合劑易流失的情況，需選擇粘度較高的耦合劑。液浸法檢測最常用水作耦合劑，水中的雜質會引起聲波較大的衰減，因此，所用的水必須是潔凈的。本實驗中選甘油作為耦合劑。2024/6/2594.檢測儀器的調節為實施一項超聲檢測，先要進行檢測儀器的調整，對于A型顯示來說，主要是對儀器進行時基線調整和檢測靈敏度調整，以保證在確定的檢測范圍內發現規定尺寸的缺陷，并對缺陷的位置和大小進行定量評定。2024/6/2510（1）時基線的調整①時基線調整比例：確定水平刻度值τ（格）與實際聲程差χ（mm）的比例，使最大聲程測量范圍的底波反射顯示在儀器水平基線80～100％。為方便讀數本實驗一般使其與40格重疊。2024/6/2511②零位調節：時基線比例調整好后，需采用延尺旋鈕，將聲程零位置于所選定的水平刻度線上，通常接觸法檢測時，聲程零位放在時基線的零點，時基線的讀數直接對應反射波的深度。2024/6/2512（2）檢測靈敏度的調整

探傷靈敏度是指在確定的探測范圍內的最大聲程處發現規定大小缺陷的能力。例如探傷某工件的靈敏度為400/Φ2,表示在400mm處Φ2平底孔回波正好達基準高，即在400mm處發現Φ2平底孔當量的缺陷。探傷靈敏度一般是根據有關標準或技術要求來確定的。通過調節儀器上的“增益”、“衰減器”等靈敏度旋鈕來實現。常用的靈敏度調節方法有1.試塊調節法2.工件底波調節法2024/6/25131.試塊調節法如探傷厚度為200mm鍛件，探傷靈敏度200/Φ2.靈敏度調節方法先加工一塊材質、聲程與工件相同的Φ2的平底孔試塊，將探頭對準試塊上的Φ2平底孔。調節儀器使Φ2的最高回波達50%（或80%）基準高即可。若試塊與工件耦合不好，還應考慮耦合補償。2.工件底波調節法利用工件底波調節靈敏度是根據工件底波與同深度（或不同深度）的特定人工缺陷回波高度的分貝差為定值，由以下公式推出，X-探測面據底面距離；Φ-要求檢測的最小平底孔當量尺寸。檢測時將探頭對準工件底面，儀器保留足夠的衰減余量，一般（Δ+5~10dB）,調節增益使底波最高達50%（或80%）基準高，然后用“衰減器”增益ΔdB(即衰減量減少ΔdB)，這時探傷靈敏度就調好了。（2）檢測靈敏度的調整

2024/6/25145.掃描

（1）掃查方式：全面掃查和局部掃查兩種方式；（2）掃查速度：掃查速度應當適當，在目視觀察時應能保證缺陷回波被有把握地看清，在自動記錄時，則要保證記錄裝置能有明確的記錄。（3）掃查間距：掃查間距通常根據探頭的最小聲束寬度，保證兩次掃查之間有一定比例的覆蓋。2024/6/25156.缺陷的評定（1）缺陷平面位置的確定（2）缺陷埋藏深度的確定（3）缺陷尺寸的評定2024/6/25167、超聲波探傷儀的使用方法2024/6/2517（1）把探傷儀接上穩壓電源，閉合儀器面板上的電源開關；（2）接好探頭；（3）調節探傷儀的“輝度”、“聚焦”、“掃描水平和垂直位置”旋鈕，并使起始波的前沿對準標準尺零點；2024/6/2518（4）清理試件表面，涂上耦合劑；（5）調節“深度”旋鈕，把“微調”控制旋鈕調到零位；把“粗調”控制旋鈕調到和試件厚度范圍相當的檔數；適當調節“微調”旋鈕，以便測讀熒光屏上底（6）用標波的位置；準試塊校驗儀器的時基線和校正零點等；2024/6/2519（7）校驗試塊和焊件的缺陷；（8）探傷完畢后，切斷電源，卸下探頭；（9）結果記錄與報告的編寫。2024/6/2520實驗二

焊接接頭X射線探傷評片實驗一、實驗目的掌握焊縫接頭X射線探傷的質量分級評定。二、實驗內容依據從底片上得到的工件缺陷數據，按照驗收標準或技術條件對焊件質量級別作出評定。2024/6/2521三、實驗儀器設備和材料1、不同坡口的焊接接頭X射線探傷底片。2、X射線底片評片機。2024/6/2522四、實驗原理射線檢測的理論基礎為當強度均勻的射線束透射物體時，如果物體局部區域存在缺陷或結構存在差異，它將改變物體對射線的衰減，使得不同部位透射射線強度不同，這樣，采用一定的檢測器（例如，射線照相中采用膠片）檢測透射射線強度，就可以判斷物體內部的缺陷和物質分布等。2024/6/2523五、實驗方法和步驟對焊件的射線照相檢驗結果，進行質量評定的基本步驟：1．準備：充分理解和掌握焊縫接頭質量驗收標準（鋼熔化焊對接接頭射線照相和質量分級

GB3323-1987）；2024/6/25242．整理數據：對從射線底片得到的缺陷數據進行歸納、分析；（1）審查缺陷類型，判斷是否存在不允許存在的缺陷，以便直接確定質量級別；(2）對允許存在的缺陷，首先審查是否存在尺寸超過質量級別規定的情況；（3）確定可能的評定區，按缺陷類型在評定區進行質量分級評定。2024/6/25253．分級評定：依據質量驗收標準的規定對工件的質量級別進行評定；4．結論：依據質量分級的結果對工件質量作出結論。2024/6/2526六、思考題1．討論附圖中導致缺陷與焊縫色差原因。2．討論透度計的作用。

2024/6/2527實驗四

著色滲透探傷檢測實驗一、實驗目的掌握著色滲透探傷檢測非孔性材料表面開口的缺陷方法（焊件焊縫）。二、實驗內容用溶劑去除型著色滲透檢測焊縫及其周邊金屬。2024/6/2528三、實驗器材1、噴罐式溶劑去除型著色滲透檢測材料：一套（其靈敏度符合實驗要求）；2、試板；3、白光燈、放大鏡；4、鋼絲刷、砂紙、銼刀等工具；5、無絨布或紗布。2024/6/2529四、實驗原理著色探傷原理：將含有染料的滲透液涂敷在被檢工件表面，利用液體的毛細作用，使其滲入表面開口缺陷中，然后再除去工件表面多余的滲透液，干燥后施加顯象劑，將缺陷中的滲透液吸附到工件表面上，再觀察反映缺陷形狀的跡痕，進行缺陷的質量評定。下圖1為著色滲透探傷原理示意圖。2024/6/2530著色滲透探傷原理示意圖2024/6/2531五、實驗步驟1、預處理：先用鋼絲刷、砂紙、銼刀等工具清理試板的檢測區域，及檢測部位四周向外擴展約25mm，去除試板表面的銹跡等污物；再用清洗劑清洗試板的受檢表面，以除去油污和污垢。2024/6/25322、滲透：將滲透液噴涂于清洗干凈好的試板受檢面，滲透時間為10mi，環境溫度為15～50℃；在整個滲透時間內，滲透液必須潤濕受檢表面，保護不干狀態。3、去除：滲透完畢后，先用干布擦去表面多余滲透液，然后用沾有去除劑的無絨布擦拭，擦拭時，應朝一個方向擦拭，不能往復擦拭。2024/6/25334、顯像：將顯像劑噴涂于受檢表面，噴涂時，噴嘴距被檢工件表面一般以300～400mm為宜，噴灑方向與受檢表面夾