概述
按一般法規或規章要求,一旦檢測出一個可疑的內孔表麵(ID)相連的裂紋,則必須對它進行鑒定。初始過程通常包括使用與檢測階段相同的1.5、2.25或5MHz斜探頭。進一步評估信號幅度、上升和降落時間、回波動態響應和脈衝持續時間,希望籍此能幫助確定該可疑信號是否來自內部相連幾何體、沉頭孔、根部或者是否是一個實際的缺陷。
另(ling)一(yi)種(zhong)方(fang)法(fa),即(ji)使(shi)用(yong)單(dan)晶(jing)片(pian)爬(pa)波(bo)探(tan)頭(tou)也(ye)可(ke)用(yong)於(yu)鑒(jian)定(ding)過(guo)程(cheng),這(zhe)種(zhong)方(fang)法(fa)逐(zhu)漸(jian)盛(sheng)行(xing),因(yin)為(wei)它(ta)簡(jian)易(yi)而(er)且(qie)能(neng)對(dui)該(gai)可(ke)疑(yi)缺(que)陷(xian)提(ti)供(gong)檢(jian)測(ce)以(yi)及(ji)初(chu)步(bu)的(de)定(ding)量(liang)信(xin)息(xi)。
單晶片爬波探頭詳述
用於內孔(ID)爬波技術的單晶片探頭設計成能在感興趣的材料中產生70度的折射縱波。用於產生70度縱波的入射角也會生成其他波型的波。這些不同模式的波互相作用從而產生一個獨特的回波波型――波型變化決定於引起回波的缺陷材料中的深度。每種成分的行為可分為以下三種類型:
直接縱波:這是70度折射縱波,在快速簡易的校準程序後,隻有在裂紋非常深的時候才出現。
橫波(30-70-70):伴隨著70度的縱波,同時會產生一個30度的橫波。30度橫波傳播到試塊底麵,有一部分聲波能量將折射為70度縱波信號。這種“波型轉換”的70度波將撞擊反射體表麵然後傳播回到探頭。該往返信號也被認為是“30-70-70”信號來表示三角聲程的每一段的角度。這個信號出現在中間壁厚的或是很深的缺陷處。
內表麵爬波:這zhe種zhong波bo型xing實shi質zhi上shang是shi一yi種zhong沿yan著zhe試shi塊kuai內nei表biao麵mian傳chuan播bo的de表biao麵mian縱zong波bo。當dang出chu現xian內nei表biao麵mian爬pa波bo時shi,為wei可ke能neng存cun在zai內nei表biao麵mian相xiang連lian缺que陷xian提ti供gong強qiang有you力li的de證zheng據ju,所suo以yi內nei表biao麵mian爬pa波bo信xin號hao被bei認ren為wei是shi一yi種zhong“標記”。
使用爬波探頭校準
pabojishuzhisuoyixiangduirongyishishi,guiyinyuxiaozhunhexinhaopingdinghendachengdushangjiyuboxingshibiedejiandangainianzheyishishi。yibaneryan,zhesanzhongboxingmoshichanshengdexinhaoshifouchuxianA-掃描顯示取決於反射體的種類和幾何形狀。
涉及這三種波形中的兩種波形的定位回波的校準:內表麵爬波和30-70-70信xin號hao。建jian議yi校xiao準zhun在zai與yu被bei檢jian測ce材cai料liao同tong樣yang厚hou度du的de校xiao準zhun試shi塊kuai上shang進jin行xing。為wei了le接jie近jin被bei檢jian測ce的de裂lie紋wen,需xu要yao在zai試shi塊kuai內nei切qie割ge出chu一yi係xi列lie的de切qie槽cao。具ju有you代dai表biao性xing的de切qie槽cao深shen度du為wei20%~80%壁bi厚hou。由you於yu能neng產chan生sheng這zhe三san種zhong波bo型xing模mo式shi指zhi示shi,試shi塊kuai側ce麵mian可ke以yi用yong於yu校xiao準zhun。當dang參can考kao試shi塊kuai和he測ce試shi材cai料liao厚hou度du一yi樣yang時shi,每mei一yi種zhong信xin號hao的de到dao達da時shi間jian的de差cha值zhi是shi一yi樣yang的de。實shi施shi校xiao準zhun時shi,來lai自zi試shi塊kuai邊bian緣yuan的de30-70-70信xin號hao應ying該gai定ding位wei於yu探tan傷shang儀yi屏ping幕mu的de第di四si格ge而er內nei表biao麵mian爬pa波bo信xin號hao定ding位wei於yu第di五wu格ge。一yi旦dan建jian立li起qi這zhe種zhong關guan係xi,就jiu可ke以yi開kai始shi使shi用yong爬pa波bo探tan頭tou進jin行xing探tan傷shang和he信xin號hao識shi別bie過guo程cheng。由you於yu在zai爬pa波bo組zu件jian中zhong包bao含han的de較jiao高gao的de能neng量liang,以yi及ji爬pa波bo在zai靠kao近jin內nei表biao麵mian處chu傳chuan播bo的de事shi實shi,它ta對dui於yu內nei表biao麵mian連lian接jie裂lie紋wen非fei常chang而er不bu遵zun循xun表biao麵mian幾ji何he形xing狀zhuang,對dui於yu使shi用yong橫heng波bo探tan頭tou能neng提ti供gong強qiang烈lie指zhi示shi的de焊han縫feng根gen部bu這zhe樣yang的de反fan射she體ti,爬pa波bo的de靈ling敏min度du比bi較jiao低di。因yin為wei這zhe個ge原yuan因yin,檢jian測ce員yuan可ke以yi對dui原yuan先xian判pan定ding為wei缺que陷xian的de重zhong新xin評ping定ding,也ye可ke對dui懷huai疑yi為wei內nei表biao麵mian連lian接jie指zhi示shi體ti補bu充chong掃sao查zha檢jian測ce材cai料liao。因yin為wei每mei一yi種zhong波bo形xing模mo式shi隻zhi在zai特te定ding的de條tiao件jian下xia爬pa波bo探tan頭tou也ye允yun許xu用yong戶hu獲huo得de初chu步bu的de尺chi寸cun信xin息xi
圖1的A掃描隻顯示ID爬波信號,這表明有淺裂紋存在。圖2中的A-掃描同時顯示內表麵爬波和30-70-70往返信號,這表明有中間層內缺陷存在。圖3中的A-掃描顯示了所有的三種信號。ID爬波、30-70-70wangfanxinhaohezhijiedezongboxinhaodoucunzai。zhebiaomingyoushenliewencunzai。youyurenhechaoshengjishudoucunzaijuxianxing。laizisanzhongboxingmoshidexinhaokenengyoubutongdefuzhiguanxi,zhequjueyutantoupinlv、阻尼特性、晶(jing)片(pian)尺(chi)寸(cun)和(he)被(bei)檢(jian)材(cai)料(liao)的(de)厚(hou)度(du)。更(geng)有(you)甚(shen)者(zhe),被(bei)檢(jian)金(jin)屬(shu)的(de)類(lei)型(xing)和(he)實(shi)際(ji)內(nei)表(biao)麵(mian)形(xing)狀(zhuang)也(ye)可(ke)能(neng)改(gai)變(bian)入(ru)射(she)角(jiao)從(cong)而(er)改(gai)變(bian)回(hui)波(bo)幅(fu)值(zhi)關(guan)係(xi)。由(you)於(yu)這(zhe)些(xie)原(yuan)因(yin),對(dui)這(zhe)種(zhong)技(ji)術(shu)建(jian)議(yi)使(shi)用(yong)合(he)適(shi)的(de)校(xiao)準(zhun)試(shi)塊(kuai)。
zhezhongqianfudekebianxingyeshizhezhongjishuzhisuoyizuoweidingxingfangfadeyuanyin。huibodeguanxiduiyuquexiandazhideshendugeichuleyigefeichanghaodezhishi,danshibixushiyongjinyibudingliangjishulaiyanzhengfanshetideshendu。
定量技術
定量技術使用定量流程圖
使用內表麵爬波技術得到的結果可用一個定量流程圖來概括
尖端衍射技術
這種方法用於定量範圍約為5-35%壁bi厚hou深shen度du的de淺qian裂lie紋wen。在zai這zhe種zhong方fang法fa中zhong,來lai自zi裂lie紋wen尖jian端duan的de信xin號hao的de抵di達da時shi間jian用yong於yu確que定ding裂lie紋wen深shen度du。為wei了le簡jian化hua這zhe個ge過guo程cheng,儀yi器qi校xiao準zhun成cheng每mei一yi個ge屏ping幕mu格ge子zi對dui應ying用yong一yi個ge特te定ding的de裂lie紋wen深shen度du。典dian型xing地di,選xuan定ding屏ping幕mu的de最zui初chu五wu格ge中zhong的de每mei一yi格ge代dai表biao材cai料liao厚hou度du的de20%。因此,穿過20%壁厚深處的裂紋會在第4個屏幕分格上產生信號,穿過40%壁厚深處的裂紋會在第3個(ge)屏(ping)幕(mu)分(fen)格(ge)上(shang)產(chan)生(sheng)信(xin)號(hao)等(deng)等(deng)。同(tong)樣(yang)要(yao)注(zhu)意(yi)在(zai)這(zhe)個(ge)技(ji)術(shu)中(zhong)要(yao)把(ba)尖(jian)端(duan)信(xin)號(hao)和(he)角(jiao)反(fan)射(she)分(fen)離(li)開(kai),從(cong)這(zhe)種(zhong)分(fen)離(li)中(zhong)獲(huo)得(de)的(de)信(xin)息(xi)使(shi)操(cao)作(zuo)者(zhe)對(dui)裂(lie)紋(wen)深(shen)度(du)做(zuo)出(chu)最(zui)終(zhong)的(de)精(jing)確(que)的(de)判(pan)定(ding)。圖(tu)4顯示了一個穿過20%壁厚缺陷的A-掃描波形。
為了對來自裂紋尖端的信號提供良好的分辨率,典型的是使用高阻尼、5MHz、45或60度的斜探頭。由於裂紋尖端的信號可能比較弱,探傷儀應該有RF顯示模式。當信噪比比較差時,用這種顯示模式可以更容易地看到裂紋尖端信號,如圖5所示。
雙波型技術
這種方法用於對穿透30-70%壁厚深度範圍的裂紋進行定量。典型地使用3MHz雙晶片串列式的探頭。該探頭由前麵的晶片發射50度折射縱波和相應的橫波,並由後麵接收來自晶片的波形。
zhezhongtantoudexiaozhunheshiyongshizhishangshijianduanyanshehepabojishudejiehe。shiyongjianduanyanshejishu,tanshangyishizheyangxiaozhunde,shidelaiziliewenjianduandexinhaoweiyupingmutedingdefengeshang。zaipingding/定量過程中同樣使用這種衍射技術,來記錄和使用不同波型波的分離。
高角度縱波技術
最後的定量技術用於穿過約60-95%壁(bi)厚(hou)深(shen)度(du)範(fan)圍(wei)的(de)裂(lie)紋(wen)進(jin)行(xing)定(ding)量(liang)。這(zhe)種(zhong)方(fang)法(fa)再(zai)次(ci)使(shi)用(yong)來(lai)自(zi)裂(lie)紋(wen)尖(jian)端(duan)信(xin)號(hao)抵(di)達(da)時(shi)間(jian)作(zuo)為(wei)裂(lie)紋(wen)深(shen)度(du)的(de)指(zhi)示(shi)。來(lai)自(zi)靠(kao)近(jin)表(biao)麵(mian)的(de)裂(lie)紋(wen)的(de)信(xin)號(hao)校(xiao)準(zhun)在(zai)前(qian)幾(ji)個(ge)分(fen)格(ge)處(chu)而(er)更(geng)深(shen)一(yi)點(dian)的(de)指(zhi)示(shi)信(xin)號(hao)校(xiao)準(zhun)在(zai)更(geng)多(duo)數(shu)目(mu)的(de)分(fen)格(ge)處(chu)。應(ying)該(gai)注(zhu)意(yi):這zhe些xie指zhi示shi信xin號hao顯xian示shi了le保bao持chi試shi樣yang中zhong的de大da量liang的de好hao的de材cai料liao的de數shu量liang,而er不bu是shi裂lie紋wen的de實shi際ji深shen度du。我wo們men建jian議yi這zhe種zhong技ji術shu使shi用yong雙shuang晶jing片pian高gao角jiao度du縱zong波bo探tan頭tou。對dui於yu檢jian測ce幾ji乎hu完wan全quan沿yan著zhe壁bi厚hou方fang向xiang傳chuan播bo的de裂lie紋wen,內nei表biao麵mian爬pa波bo探tan頭tou是shi很hen有you用yong的de。
結論
zhexiejishuzuizhongyaodefangmianjiushitamendejianyixing。yidanlijieleshengshudexingwei,jiancehedingliangneibiaomianlianjiequexiandeguochengjiuchengweixiaozhunheboxingshibiedeyizhongjishu。ciwai,yinweigaidingliangjishujiyuhuibodedidashijian,yinci,zaibenzhishangjiugengjingque。erchuantongjishuzeliyongxinhaodefuzhi,huiyinouhetiaojianerzaoshouxuduobianhua。caiyongduyueshijianjibenjishu,huijiangdihuoxiaochuzhexiebianhuadeyingxiang。
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