在實(shí)際的探傷過程,脈沖反射式超聲波探傷儀應(yīng)用的為廣泛。一般在均勻的材料中,缺陷的存在將造成材料的不連續(xù),這種不連續(xù)往往又造成聲阻抗的不一致,由反射定理我們知道,超聲波在兩種不同聲阻抗的介質(zhì)的交界面上將會(huì)發(fā)生反射,反射回來的能量的大小與交界面兩邊介質(zhì)聲阻抗的差異和交界面的取向、大小有關(guān)。脈沖反射式超聲波探傷儀就是根據(jù)這個(gè)原理設(shè)計(jì)的。 通常,機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播過程叫做波,人耳能夠感受到頻率高于16次/秒(赫茲),低于20000赫茲的彈性波,所以在這個(gè)頻率范圍內(nèi)的彈性波又稱為聲波,而頻率小于10赫茲的彈性波叫做次聲波,頻率高于20000赫茲的彈性波叫做超聲波。次聲波和超聲波人耳都不能聽到。 超聲波與聲波具有下列不同的特點(diǎn): (1)超聲波的聲束能集中在特定的方向上,在介質(zhì)中沿直線傳播,具有良好的指向性; (2)超聲波在介質(zhì)中的傳播過程中,會(huì)發(fā)生衰減和散射; (3)超聲波在異種介質(zhì)的界面上將產(chǎn)生反射、折射和波型轉(zhuǎn)換。利用這些特性,可以獲得從缺陷界面反射回來的反射波,從而達(dá)到探測(cè)缺陷的目的; (4)超聲波的能量比聲波大得多; (5)超聲波在固體中的傳輸損失小,探測(cè)深度大。由于超聲波在異質(zhì)界面上會(huì)發(fā)生反射、折射等現(xiàn)象,尤其不能通過氣體與固體的界面。如果金屬中有氣孔、裂紋、分層之類的缺陷(缺陷中有氣體)或夾渣之類的缺陷(缺陷中有異種介質(zhì)),超聲波傳播到金屬與缺陷的界面處,就會(huì)全部或部分被反射。反射回來的超聲波被探頭接收,通過儀器內(nèi)部的電路處理,在儀器的熒光屏上就顯示出不同高度和有一定間距的波形。探傷人員則根據(jù)波形的變化特征,判斷缺陷在工件中的深度、大小和類型。 超聲波探傷的優(yōu)點(diǎn)是檢測(cè)厚度大、靈敏度高、速度 快、成本低、對(duì)人體無害,能對(duì)缺陷進(jìn)行定位和定量。缺點(diǎn)是超聲波探傷對(duì)缺陷的顯示不直觀,探傷技術(shù)難度大,容易受到主、客觀因素的影響,以及探傷結(jié)果不便保存等,使超聲波探傷也有其局限性。 |