当超声检测幻化为“人”,优秀并不完美

文章来源:www.ly-ndt.com
前言 由于声学家、电子工程师和探伤人员50年来的不懈努力,使基于“固体雷达”原理的超声波探伤技术已发展成为当今无损检测的主要方法之一。 如果当“超声检测技术”幻化为为“人”,他有太多优秀,但也不完美。 (Ps:仅供娱乐,切勿当真,如其中描述有误,请留言!) 一、当遇面积和体积,检出率会“玩游戏” 面积型缺陷的检出率较高,而体积型缺陷的检出率较低。 从理论上说,反射超声波的缺陷面积越大,回波越高,越容易检出,因为面积型缺陷反射面积大而体积型缺陷反射面积小,所以面积型缺陷的检出率高。 实践中,对较厚(约30mm以上)焊缝的裂纹和未熔合缺陷检测,超声波检测确实比射线照相灵敏。但在较薄的焊缝中,这一结论不一定成立。 必须注意,面积型缺陷反射波并不总是很高的,有些细小裂纹和未熔合反射波并不高,因而也有漏检的例子。 此外,厚焊缝中的未熔合缺陷反射面如果较光滑,单探头检测可能接收不到回波,也会漏检。 二、超声“坏”毛病,喜欢“挑肥拣瘦” 适宜检验厚度较大的工件,不适宜检验较薄的工件。 超声波对钢有足够的穿透能力,检测直径达几米的锻件,厚度达上百毫米的焊缝并不太困难。 另外,对厚度大的工件检测,表面回波与缺陷波容易区分。因此相对于射线检测来说,超声波更加适宜检验厚度较大的工件。 但对较薄的工件,例如厚度小于8mm的焊缝和6mm的板材,进行超声波检测检验则存在困难。 薄焊缝检测困难是因为上下表面形状回波容易与缺陷波混淆,难以识别; 薄板材检测困难除了表面回波容易与缺陷波混淆的问题外,还因为超声波探伤存在盲区以及脉冲宽度影响纵向分辨率。 三、超声“人脉王”,天下皆“朋友” 应用范围广,可用于各种试件。 超声波探伤应用范围包括对接焊缝、角焊缝、T型焊缝、板材、管材、棒材、锻件、以及复合材料等。 但与对接焊缝检测相比,角焊缝、T型焊缝检测工艺相对不成熟,有关标准也不够完善。板材、管材、棒材、锻件、以及复合材料的内部缺陷检测超声波是方法。 四、“家底雄厚”却“节俭” 检测成本低、速度快,仪器体积小,重量轻,现场使用较方便。 便携式手工探伤超声波仪器有模拟式和数字式两种,模拟式仪器1-2万元,数字式仪器4-8万元。 检测过程消耗材料费用很少。正常情况下,一个检测人员一天能检测数十米焊缝,检测结果当场就能得到。 目前数字式仪器的体积只有词典大小,重2-3公斤,与射线仪器相比,现场使用要方便得多。 五、“内功深厚”也会"犯糊涂" 无法得到缺陷直观图象,定性困难,定量精度不高。 超声波探伤是通过观察脉冲回波来获得缺陷信息的。 缺陷位置根据回波位置来确定,对小缺陷(一般10mm以下)可直接用波高测量大小,所的结果称为当量尺寸; 对大缺陷,需要移动探头进行测量,所的结果称指示长度或指示面积。 由于无法得到缺陷图象,缺陷的形状、表面状态等特征也很难获得,因此判定缺陷性质是困难的。 在定量方面,所谓缺陷当量尺寸、指示长度或指示面积与实际缺陷尺寸都有误差,因为波高变化受很多因素影响。 超声波对缺陷定量的尺寸与实际缺陷尺寸误差几毫米甚至更大,一般认为是正常的。 近些年来,在超声波定性和定量技术方面有一些进展。 例如用不同扫查手法结合动态波形观察对缺陷定性、采用聚焦探头对缺陷定量、以及各种成像技术等等,但实际应用效果还不能令人满意。 六、对于问题表达“委婉含蓄” 检测结果无直接见证记录。 由于不能象射线照相那样留下直接见证记录,超声波检测结果的真实性、直观性、全面性和可追踪性都比不上射线照相。 超声波检测的可靠性在很大程度上受检测人员责任心和技术水平的影响,如果检测方法选择不当,或工艺制订不当,或操作方面失误,有可能导致大缺陷漏检。 而对超声波检测结果的审核或复查是困难的,因其错误的检测结果不象射线照相那样容易发现和纠正,这是超声波检测的一大不足。 近年来发展的数字式超声波探伤仪虽然能记录波形,但仍不能算检测结果的直接见证记录。 只有做到对检测全过程的探头位置、回波反射点位置、以及回波信号三者关联记录,才能算真正的检测直接记录,而这对于便携式超声波仪器和手工探伤方法来说,是很困难的。 七、做事精准把握一个“度” 对缺陷在工件厚度方向上的定位较准确。 这一条是相对于射线照相来说的,由于射线照相无法对缺陷在工件厚度方向上定位,通常对射线照相发现的缺陷用超声波检测定位。 八、“小洁癖”容不得不整洁 材质、晶粒度对探伤有影响。 晶粒粗大的材料,例如铸钢、奥氏体不锈钢焊缝,未经正火处理的电渣焊焊缝等,一般认为不宜用超声波进行探伤。 这是因为粗大晶粒的晶界会反射声波,在屏幕上出现大量“草状回波”,容易与缺陷波混淆,因而影响检测可靠性。 近年来对奥氏体不锈钢焊缝超声波探伤技术进行了专门研究,如果采用特殊的探头(纵波窄脉冲探头)降低信噪比,并制订专门工艺,可以实施奥氏体不锈钢焊缝超声波检测,其精度和可靠性基本上是能够保证的。 探头扫查面的平整度和粗糙度对超声波检测有一定影响。 一般轧制表面或机加工表面即可满足要求。严重腐蚀表面、铸、锻原始表面无法实施检测。 用砂轮打磨处理表面要特别注意平整度,防止沟槽和凹坑的产生,否则严重影响。 九、“强迫症”也让人上头,要求规整 工件不规则的外形和一些结构会影响检测。 例如台,槽,孔较多的锻件,不等厚削薄的焊缝,管板与筒体的对接焊缝,直边较短的封头与筒体连接的环焊缝,高颈法兰与管子对接焊缝等。 对锻件,一般在台、槽、孔加工前进行超声波检测。 管板与筒体的对接焊缝,直边较短的封头与筒体连接的环焊缝一类结构对超声波检测的影响主要是探头扫查面长度不够,可通过增加扫查面,或采用两种角度探头,或把焊缝磨平后检测等方法来解决。 不等厚削薄的焊缝或类似结构的问题是扫查面不规则,对此可通过改变扫查面,或采用计算法选择合适角度探头和对缺陷定位等方法来解决。

前言

由于声学家、电子工程师和探伤人员50年来的不懈努力,使基于“固体雷达”原理的超声波探伤技术已发展成为当今无损检测的主要方法之一。

如果当“超声检测技术”幻化为为“人”,他有太多优秀,但也不完美。

(Ps:仅供娱乐,切勿当真,如其中描述有误,请留言!)



一、当遇面积和体积,检出率会“玩游戏”

面积型缺陷的检出率较高,而体积型缺陷的检出率较低。

从理论上说,反射超声波的缺陷面积越大,回波越高,越容易检出,因为面积型缺陷反射面积大而体积型缺陷反射面积小,所以面积型缺陷的检出率高。

实践中,对较厚(约30mm以上)焊缝的裂纹和未熔合缺陷检测,超声波检测确实比射线照相灵敏。但在较薄的焊缝中,这一结论不一定成立。

必须注意,面积型缺陷反射波并不总是很高的,有些细小裂纹和未熔合反射波并不高,因而也有漏检的例子。

此外,厚焊缝中的未熔合缺陷反射面如果较光滑,单探头检测可能接收不到回波,也会漏检。


二、超声“坏”毛病,喜欢“挑肥拣瘦”

适宜检验厚度较大的工件,不适宜检验较薄的工件。

超声波对钢有足够的穿透能力,检测直径达几米的锻件,厚度达上百毫米的焊缝并不太困难。

另外,对厚度大的工件检测,表面回波与缺陷波容易区分。因此相对于射线检测来说,超声波更加适宜检验厚度较大的工件。

但对较薄的工件,例如厚度小于8mm的焊缝和6mm的板材,进行超声波检测检验则存在困难。

薄焊缝检测困难是因为上下表面形状回波容易与缺陷波混淆,难以识别;

薄板材检测困难除了表面回波容易与缺陷波混淆的问题外,还因为超声波探伤存在盲区以及脉冲宽度影响纵向分辨率。


三、超声“人脉王”,天下皆“朋友”

应用范围广,可用于各种试件。

超声波探伤应用范围包括对接焊缝、角焊缝、T型焊缝、板材、管材、棒材、锻件、以及复合材料等。

但与对接焊缝检测相比,角焊缝、T型焊缝检测工艺相对不成熟,有关标准也不够完善。板材、管材、棒材、锻件、以及复合材料的内部缺陷检测超声波是方法。


四、“家底雄厚”却“节俭”

检测成本低、速度快,仪器体积小,重量轻,现场使用较方便。

便携式手工探伤超声波仪器有模拟式和数字式两种,模拟式仪器1-2万元,数字式仪器4-8万元。

检测过程消耗材料费用很少。正常情况下,一个检测人员一天能检测数十米焊缝,检测结果当场就能得到。

目前数字式仪器的体积只有词典大小,重2-3公斤,与射线仪器相比,现场使用要方便得多。


五、“内功深厚”也会"犯糊涂"

无法得到缺陷直观图象,定性困难,定量精度不高。

超声波探伤是通过观察脉冲回波来获得缺陷信息的。

缺陷位置根据回波位置来确定,对小缺陷(一般10mm以下)可直接用波高测量大小,所的结果称为当量尺寸;

对大缺陷,需要移动探头进行测量,所的结果称指示长度或指示面积。

由于无法得到缺陷图象,缺陷的形状、表面状态等特征也很难获得,因此判定缺陷性质是困难的。

在定量方面,所谓缺陷当量尺寸、指示长度或指示面积与实际缺陷尺寸都有误差,因为波高变化受很多因素影响。

超声波对缺陷定量的尺寸与实际缺陷尺寸误差几毫米甚至更大,一般认为是正常的。

近些年来,在超声波定性和定量技术方面有一些进展。

例如用不同扫查手法结合动态波形观察对缺陷定性、采用聚焦探头对缺陷定量、以及各种成像技术等等,但实际应用效果还不能令人满意。


六、对于问题表达“委婉含蓄”

检测结果无直接见证记录。

由于不能象射线照相那样留下直接见证记录,超声波检测结果的真实性、直观性、全面性和可追踪性都比不上射线照相。

超声波检测的可靠性在很大程度上受检测人员责任心和技术水平的影响,如果检测方法选择不当,或工艺制订不当,或操作方面失误,有可能导致大缺陷漏检。

而对超声波检测结果的审核或复查是困难的,因其错误的检测结果不象射线照相那样容易发现和纠正,这是超声波检测的一大不足。

近年来发展的数字式超声波探伤仪虽然能记录波形,但仍不能算检测结果的直接见证记录。

只有做到对检测全过程的探头位置、回波反射点位置、以及回波信号三者关联记录,才能算真正的检测直接记录,而这对于便携式超声波仪器和手工探伤方法来说,是很困难的。


七、做事精准把握一个“度”

对缺陷在工件厚度方向上的定位较准确。

这一条是相对于射线照相来说的,由于射线照相无法对缺陷在工件厚度方向上定位,通常对射线照相发现的缺陷用超声波检测定位。


八、“小洁癖”容不得不整洁

材质、晶粒度对探伤有影响。

晶粒粗大的材料,例如铸钢、奥氏体不锈钢焊缝,未经正火处理的电渣焊焊缝等,一般认为不宜用超声波进行探伤。

这是因为粗大晶粒的晶界会反射声波,在屏幕上出现大量“草状回波”,容易与缺陷波混淆,因而影响检测可靠性。

近年来对奥氏体不锈钢焊缝超声波探伤技术进行了专门研究,如果采用特殊的探头(纵波窄脉冲探头)降低信噪比,并制订专门工艺,可以实施奥氏体不锈钢焊缝超声波检测,其精度和可靠性基本上是能够保证的。

探头扫查面的平整度和粗糙度对超声波检测有一定影响。

一般轧制表面或机加工表面即可满足要求。严重腐蚀表面、铸、锻原始表面无法实施检测。

用砂轮打磨处理表面要特别注意平整度,防止沟槽和凹坑的产生,否则严重影响。


九、“强迫症”也让人上头,要求规整

工件不规则的外形和一些结构会影响检测。

例如台,槽,孔较多的锻件,不等厚削薄的焊缝,管板与筒体的对接焊缝,直边较短的封头与筒体连接的环焊缝,高颈法兰与管子对接焊缝等。

对锻件,一般在台、槽、孔加工前进行超声波检测。

管板与筒体的对接焊缝,直边较短的封头与筒体连接的环焊缝一类结构对超声波检测的影响主要是探头扫查面长度不够,可通过增加扫查面,或采用两种角度探头,或把焊缝磨平后检测等方法来解决。

不等厚削薄的焊缝或类似结构的问题是扫查面不规则,对此可通过改变扫查面,或采用计算法选择合适角度探头和对缺陷定位等方法来解决。

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