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      如何選擇超聲波探傷儀(案例分析)
      2015-04-09

      1. 選型背景

      背景:野外 / 室外探傷

      工況:以焊縫探傷為主主要考慮板的對接焊、搭接焊、角焊;表面通常有漆、不光滑;板厚多在 25mm 以下;多為裝配件即已裝配完畢、不拆卸探測、可能只能單面探測。

      難以使用渦流法:表面有漆、銹漬不光滑、有毛刺;

      難以使用射線法:需考慮防護設備、洗片設備、無法當時判斷;(工業(yè) CT 除外)

      難以使用磁粉法:焊縫余高無打磨、深度裂紋無法探測、

      可能有非導磁件(比如鋁合金件);

      難以使用滲透法:未開口到表面的缺陷無法探測。

      2. 解決方案

      綜合以上情況推薦使用超聲波探傷儀。對各種工況的探傷參照如下兩圖(典型圖、僅供參考):

      圖 1 對接焊焊縫余高未磨平、只能單面探測。可使用斜探頭、觀察一次或二次回波在焊縫兩側(cè)進行掃查探傷。

      圖 2 角焊縫。綜合使用斜探頭、直探頭多面、多次探測。

      型號推薦(性能 / 功能的選擇)

      使用超聲探傷有三個目的:

      定位:有沒有缺陷、大致在什么位置;

      定量:缺陷的大小是否超標——缺陷的存在往往難免關(guān)鍵在于大小是否在安全范圍內(nèi);

      定性:什么性質(zhì)的缺陷氣孔、夾渣、裂紋?——這完全是根據(jù)對被測件的結(jié)構(gòu)、材質(zhì)熟悉探測經(jīng)驗豐富之后自行歸納總結(jié)。

      超聲波測量的工作過程:

      探頭發(fā)射或接收超聲信號,引起探頭晶振片振動該機械振動轉(zhuǎn)化為電能、表現(xiàn)為電壓大小的變化儀器監(jiān)測到這種電壓大小的變化并將這種變化轉(zhuǎn)變成示波信號在屏幕上顯示。

      電壓大小的變化就是儀器要所采集的數(shù)據(jù)(采樣)根據(jù)這種變化進行計算從而得出信號從什么位置回來的、強弱情況由此再根據(jù)公式(或各種標準規(guī)定好的參照曲線)進一步推斷出這個信號是否屬于超標信號。

      由此可見采樣的精度是根本它受到被測件材質(zhì) / 結(jié)構(gòu)、探頭(頻率 / 結(jié)構(gòu))、儀器三大方面的影響。

      被測件我們無法控制、無法選擇;探頭可以不斷更換、最終根據(jù)實際情況選擇到一個合適的匹配探頭(所以探頭屬于易損易耗件)。

      3. 產(chǎn)品推薦

      因此在采樣精度的三大影響因素中唯一可控的或者說,表面粗糙度儀可事先選擇的就是儀器。確切講就是儀器的采樣分辨率(切記不是采樣頻率)。據(jù)此,推薦使用時代 TIME1150  超聲波探傷儀 。

      時代 TIME1150 超聲波探傷儀 的采樣分辨率為 12bits 。假設信號滿幅度為 1V (如前所述儀器實際上都是根據(jù)電壓大小的變化來計算和顯示信號的)則 8bits 的儀器只能辨識 4mV 的電壓變化 10bits 的儀器可辨識 1mV 的電壓變化而 12bits 的儀器可辨識 0.25mV 的電壓變化。

      再考慮到室外 / 野外的作業(yè)可能會有強光環(huán)境那么在屏幕的亮度調(diào)節(jié)上該款儀器的屏幕亮度 10 級可調(diào)而且背景色四種搭配可調(diào)。這樣即便在強光直射的情況下屏幕顯示內(nèi)容也清晰可辨。

      鑒于板厚范圍不大、且不算厚板探測表面的空間有限因此在標配隨機帶的 2.5MHz 直探頭、 5MHzK2 斜探頭之外建議加配 5MHzK1 斜探頭、 5MHz 直探頭各一。如需再加配探頭將來可視情況而定(探頭即插即用)。

      關(guān)于儀器性能指標的驗證通常送由第三方(各計量機構(gòu))按國家頒行的相關(guān)檢定規(guī)程(或校準規(guī)范)進行檢定或校準日常工作中為了自行儀器與探頭的匹配效果進行調(diào)較、校驗建議選購以下三種試塊: CSK-1B (較探頭零位、角度、前沿)、 RB-1 (用于調(diào)校匹配性和制作參考曲線適用于 8 ~ 25mm 板厚)、 DB-P ( Z1-2 )(用于調(diào)校匹配性)。其它試塊可在將來的實踐中另行選購。

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