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奧林巴斯超聲波探傷儀探頭的選擇
點擊次數(shù):1990 更新時間:2017-03-29
     奧林巴斯超聲波探傷儀能夠快速、便捷、無損傷、地進行工件內(nèi)部多種缺陷(裂紋、夾雜、疏松、氣孔等)的檢測。可靠性高,穩(wěn)定性好,可全面、客觀地采集和存儲數(shù)據(jù),并對采集到的數(shù)據(jù)進行實時處理或后處理,對信號進行時域、頻域或圖像分析,減少了人為因素的影響,提高了檢索的可靠性和穩(wěn)定性,真正實現(xiàn)鑄件、鍛件、板材、焊縫檢測全無憂。
    奧林巴斯超聲波探傷儀中,超聲波的發(fā)射和接收都是通過探頭來實現(xiàn)的。探頭的種類很多,結(jié)構(gòu)型式也不一樣。探傷前應(yīng)根據(jù)被檢對象的形狀、衰減和技術(shù)要求來選擇探頭,探頭的選擇包括探頭型式、頻率、晶片尺寸和斜探頭K值的選擇等。
    1. 探頭型式的選擇
    常用的探頭型式有縱波直探頭、橫波斜探頭、表面波探頭、雙晶探頭,聚焦探頭等。一般根據(jù)工件的形狀和可能出現(xiàn)缺陷的部位、方向等條件來選擇探頭的型式,使聲束軸線盡量與缺陷垂直。
    縱波直探頭波束軸線垂直于探測面,主要用于探測與探測面平行的缺陷,如鍛件、鋼板中的夾層、折疊等缺陷。
    橫波斜探頭主要用于探測與探測面垂直可成一定角度的缺陷,如焊縫中未焊透、夾渣、未溶合等缺陷。
    表面波探頭用于探測工件表面缺陷,雙晶探頭用于探測工件近表面缺陷,聚焦探頭用于水浸探測管材或板材。
    2. 探頭頻率的選擇。
    超聲波探傷頻率0.5~10MHz之間,選擇范圍大。一般選擇頻率時應(yīng)考慮以下因素:
    (1) 由于波的繞射,使超聲波探傷靈敏度約為波長的一半,因此提高頻率,有利于發(fā)現(xiàn)更小的缺陷。
    (2) 頻率高,脈沖寬度小,分辨力高,有利于區(qū)分相鄰缺陷。
    (3) 頻率高,波長短,則半擴散角小,聲束指向性好,能量集中,有利于發(fā)現(xiàn)缺陷并對缺陷定位。
    (4) 頻率高,波長短,近場區(qū)長度大,對探傷不利。
    (5) 頻率增加,衰減急劇增加。
    由以上分析可知,頻率的高低對探傷有較大的影響,頻率高,靈敏度和分辨力高,指向性好,對探傷有利;但近場區(qū)長度大,衰減大,又對探傷不利。實際探傷中要全面分析考慮各方面的因素,合理選擇頻率。一般在保證探傷靈敏度的前提下盡可能選用較低的頻率。
    對于晶粒較細(xì)的鍛件、軋制件和焊接件等,一般選用較高的頻率,常用2.5~5MHz;對晶粒較粗大的鑄件、奧氏體鋼等宜選用較低的頻率,常用0.5~2.5MHz。如果頻率過高,就會引起嚴(yán)重衰減,屏幕上出現(xiàn)林狀回波,信噪比下降,甚至無法探傷。
    3. 超聲波探傷儀探頭晶片尺寸的選擇
    晶片尺寸對探傷也有一定的影響,選擇晶片尺寸進要考慮以下因素:
    (1) 晶片尺寸增加,半擴散角減少,波束指向性變好,超聲波能量集中,對探傷有利。
    (2) 晶片尺寸增加,近場區(qū)長度迅速增加,對探傷不利。
    (3) 晶片尺寸大,輻射的超聲波能量大,探頭未擴散區(qū)掃查范圍大,遠(yuǎn)距離掃查范圍相對變小,發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)距離缺陷能力增強。
    以上分析說明晶片大小對聲束指向性、近場區(qū)長度、近距離掃查范圍和遠(yuǎn)距離缺陷檢出能力有較大的影響。實際探傷中,探傷面積范圍大的工件時,為了提高探傷效率宜選用大晶片探頭;探傷厚度大的工件時,為了有效地發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的缺陷宜選用大晶片探頭;探傷小型工件時,為了提高缺陷定位定量精度宜選用小晶片探頭;探傷表面不太平整,曲率較低較大的工件時,為了減少耦合損失宜選用小晶片探頭。
    4. 橫波斜頭K值的選擇
    在橫波探傷中,探頭的K值對探傷靈敏度、聲束軸線的方向,一次波的聲程(入射點至底面反射點的距離)有較大的影響。K值大,一次波的聲程大。因此在實際探傷中,當(dāng)工件厚度較小時,應(yīng)選用較大的K值,以便增加一次波的聲程,避免近場區(qū)探傷;當(dāng)工件厚度較大時,應(yīng)選用較小的K值,以減少聲程過大引起的衰減,便于發(fā)現(xiàn)深度較大處的缺陷。在焊縫探傷中,不要保證主聲束能掃查整個焊縫截面;對于單面焊根未焊透,還要考慮端角反射問題,應(yīng)使K=0.7~1.5,因為K<0.7或K>1.5,端角反射很低,容易引起漏檢。
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