近表面缺陷的超声TOFDR和TOFDW检测

针对超声TOFD方法存在近表面检测盲区问题,提出了基于二次波的综合超声衍射反射回波方法(TOFDR)和缺陷W衍射反射方法(TOFDW)的检测模式。分析了TOFDR和TOFDW检测方法的超声传播特性,阐明了2种方法的检测原理,研究了它们的近表面理论检测能力。对于TOFDR检测方法,缺陷越近表面,D扫图像分辨特征越好。对于TOFDW检测方法,总体分辨能力大于TOFDR方法,但对于特别浅的近表面缺陷,声波难以识别,而将这2种检测方法综合应用,通过调整检测工艺参数可对近表面缺陷进行识别。通过对人工缺陷试样的检测,研究了综合2种方法结合条件的新检测模式的信号图像特征以及检测灵敏度,2种检测方法结合产生的D扫图像能很好的发现埋藏深度为1 mm的缺陷。     

一种基于超声TOFD法的近表面缺陷检测模式

针对常规超声TOFD法存在近表面检测盲区的问题,提出一种纵波三次反射的TOFDW检测模式.分析了TOFDW模式的声传播特性,并阐明了该模式的检测原理.通过人工缺陷检测,研究了该模式检测信号和图像特征及检测灵敏度和精度.对实际焊缝进行了检测,并通过破坏性试验对无损检测结果进行了验证.结果表明,TOFDW模式能够识别常规模...     

基于光学原理的轴承球体表面缺陷检测方法研究

目的 实现球体表面微小缺陷的非接触式检测。方法 基于激光散射和剪切干涉的光学原理,设计了适用于微小缺陷检测的光路系统,搭建了可适用于不同直径球体检测的精密可调节检测光路系统平台,通过对标定板的检测及重复性实验,确定光路系统的检测精度。采用高精度气浮主轴搭建了精密可调节的球体运动平台,通过对直径20 mm的G5级高精度氮化硅陶瓷球的检测实验,以及通过对一半抛光一半未抛光直径20 mm轴承钢球体的检测对比实验,验证光路实验平台对于球体表面微小缺陷检测的可行性。 结果 标定板上4 μm宽、63 nm高的条纹的剪切干涉信噪比为8∶1,具有相对较高的信噪比。G5级高精度氮化硅陶瓷球的检测试验以及一半抛光一半未抛光轴承钢球体检测的对比实验,验证了该光路实验平台中,激光散射可灵敏地检测较深的微米级缺陷,剪切干涉可灵敏地检测较浅的微米级缺陷。结论 基于光学原理搭建的球体表面微小缺陷检测平台,可以实现对球体表面微米级别缺陷的检测。     

线聚焦超声波法焊接缺陷识别

针对常规超声TOFD(time of flight diffraction,衍射时差)法存在超声衍射声场能量低、检测回波信号弱的问题,提出一种线聚焦超声TOFD焊接缺陷识别方法. 基于几何声学理论,根据所需主轴声线折射角度及聚焦深度,设计线聚焦超声TOFD法所用的声楔块. 通过铝合金板人工缺陷试件的检测,研究线聚焦法的检测灵敏度;通过铝合金板搅拌摩擦焊试件的检测,验证线聚焦法的有效性. 结果表明,和常规方法相比较,相同测试条件下线聚焦超声TOFD法的检测灵敏度更高,采集的图像具有更好的对比度,同时能较好地保持图像边缘. 所提新方法在改善缺陷分辨力、提高缺陷检出率及降低漏检等方面具有很好的使用价值.     

基于超声TOFD法直通波幅度分布的近表面缺陷检测

针对超声衍射时差法（TOFD）的近表面检测盲区问题,提出一种基于直通波幅度分布分析的近表面缺陷检测方法。在近表面缺陷检测信号的直通波部分选取多个关键点,揭示了各关键点幅度分布与近表面缺陷深度的关系,获得了用于近表面缺陷检测的幅度分布特征值。试验结果表明,该方法能准确检测出埋深1．0mm的人工缺陷,有效地提高了对近表面缺陷的识别能力。     

基于超声TOFD直通波及神经网络的近表面缺陷自动识别

针对超声TOFD存在近表面盲区及近表面缺陷自动识别分类的问题,提出了基于超声TOFD直通波及神经网络对近表面孔状缺陷识别分类的方法。在近表面缺陷检测信号的直通波部分选取多个关键点,揭示了各关键点幅度分布与近表面缺陷深度的关系,获得了用于近表面缺陷检测的幅度分布特征值,并将该特征值用于BP神经网络对缺陷识别分类。试验结果表明,该方法能够对铝合金板近表面孔状缺陷进行准确、有效的自动识别分类。     

长输管道内壁腐蚀缺陷的超声波衍射时差法检测

对某公司长输管道内壁腐蚀缺陷进行超声波衍射时差法(TOFD)检测仿真分析,采用能源部标准推荐的焊缝检测工艺参数进行声场及缺陷响应仿真分析,得到初步检测工艺,在实际工程中应用该检测工艺进行检测,并与常规超声检测结果进行比对分析。结果表明,TOFD检测结果与常规超声检测结果基本一致,且检测结果直观,给长输管道内壁腐蚀缺陷的检测提供了一种有效的检测方法。     

表面开口缺陷高度的测量方法对比

表面开口类缺陷的检测和高度的测量对核电设备寿命的评估意义重大。分别利用常规超声端点衍射法与TOFD(衍射时差法)方法对表面开口缺陷的高度进行了测量并对结果进行了比较,得出结论:检测高度小于4 mm的开口缺陷时,常规超声端点衍射法分辨力下降严重;TOFD方法利用A扫信号可以区分1mm高度的开口缺陷;随着表面开口缺陷高度的增加,两种方法测量结果基本一致。     

氧气球罐缺陷的声发射和磁记忆在线综合检测

采用声发射、磁记忆检测技术与常规无损检测技术相结合的方法对400m^3氧气球罐进行在线检验,得到了400m^3氧气球罐典型案例的检测方案和检测数据。结果表明,采用声发射、磁记忆检测、联合超声和磁粉检测可以实现氧气罐的在线检测,磁记忆榆测技术可以检测到内部非超标缺陷影响形成的应力集中,声发射技术评价缺陷的活性,常规超声检测可能存在表面缺陷漏检的情况,声发射、磁记忆检测弥补了常规无损检测方法的不足。容器加压声发射检测中不活动缺陷和活动缺陷的磁记忆信号有明显差异。     

激光-电磁超声技术的检测原理与应用

系统介绍了激光-电磁超声检测技术的检测原理和技术特点。针对连铸钢坯中存在的多种类型缺陷,研究了钢坯表面、近表面和内部缺陷的检测方法。建立了激光-电磁超声检测系统,并对含有尺寸为30mm×0.2mm×0.2mm的表面裂纹、Ф3mm×30mm的近表面横通孔以及Ф3mm×30mm的内部横通孔的人工缺陷试样进行了检测。试验结果表明,该方法适用于钢坯缺陷的检测,且该技术在高温、腐蚀和高速运动等苛刻环境下的金属材料检测方面具有明显的优势和应用前景。     

基于超声杂波抑制的缺陷检测

超声TOFD(time of flight diffraction,衍射时差)法检测的D扫描图像中,作为背景杂波的侧向波与近表面缺陷波会发生混叠,致使近表面缺陷不易于检测. 针对这一问题,提出一种基于杂波抑制的缺陷检测方法. 该方法通过图像能量分布统计,确定背景杂波分量并予以去除,从而分离出与其混叠的缺陷信号,实现近表面缺陷的检测. 建立了的超声TOFD法检测信号的数学模型,阐明了基于图像能量分布的杂波抑制原理. 制作了人工缺陷试块及实际焊缝试块,并对其检测获取的图像进行了杂波抑制处理. 结果表明,提出的方法可有效去除图像中的非缺陷目标、提取近表面缺陷波,从而提高系统的有效检测范围.     

表面不平度对近表面缺陷的超声检测的影响

激光焊接是连接钛合金的一种主要的工艺方法.由于焊缝中气孔形成倾向较大,需要进行严格的无损检测.文中概述了超声自动检测过程中工件表面不平度的不利影响,重点分析了焊缝余高对检测结果的影响.采用不同频率的探头对模拟试件进行超声水浸检测,通过对焊缝的不同位置进行测试得到适用的探头频率及其它检测参数.结果表明,通过选择合适的探头频率和检测工艺,可以减小表面不平度对检测灵敏度的影响,可以发现工件表面以下深度为1.0～2.5 mm、最小直径为0.3 mm的气孔缺陷,从而提高超声自动检测的可靠性.     

薄板焊缝检测的超声相控阵楔块设计

针对薄板检测的特殊性,运用Snell公式等分析计算设计了一种超声相控阵斜探头楔块,并采用声场模拟以及实际检测方法验证了设计的楔块对于薄板搅拌摩擦焊缺陷的检测效果。结果表明,采用上述方法可以优化楔块设计,减少盲目性。按照设计结果加工的楔块对薄板具有良好的检测效果,可检测出3mm板中距离上表面1mm直径为0.3mm的侧孔。     

Defect detection in brazed weldment with lattice structure using ultrasonic Lamb wave technique

In this paper, defects detection in brazed weldment with lattice structure is studied using ultrasonic Lamb wave. Based on the ultrasonic guided wave theory, the frequency dispersion curves for phase and group velocity of 1Cr18Ni9Ti are obtained by solving the Rayleigh-Lamb equation. The incident angles of different modes are determined through theoretical calculation and experimental analyses. Artificial defects of through-wall slots with different dimensions are made and tested. Experimental scattering effects of the fundamental symmetric mode S_2 and asymmetric modes A_1 and A_0 are analysed and compared. The results show that mode A_0 is suitable for detecting artificial defect, and the amplitude of the received signals are in good agreement with the defect size. Brazed weldment specimen containing lack of brazing with certain dimensions is made. Using the same methodology, scattering effects produced by weld defects are measured. The results show that the clutter wave brought about by the filler metal will certainly disturbs the identification of defect signal. But, when the defect is 3.0mm in width, the presented mode A_0 could be used potentially.     

复杂结构电子束焊缝超声无损评价

采用超声C扫描成像方法检测了复杂结构电子束焊缝.根据这类焊接结构的特点,采用模拟试件,代替真实试件,简化了试验条件.着重分析了大深宽比工件内超声的传播特性,在此基础上,经反复试验研制了聚焦效果较好的声透镜,将声透镜应用于平探头上进行检测试验,为了验证检测结果的可靠性,对试件上典型位置进行了破坏性试验分析.结果表明:自制探头的检测灵敏度较高,超声检测结果与界面缺陷分布情况具有较好的一致性,说明超声C扫描成像检测方法是电子束焊缝质量评价的有效手段.     

T型激光焊接接头近表面微小缺陷的自动超声波检测

给出了超声波自动检测过程中影响C扫描图像成像质量的各种参数,如探头的种类、水程、扫查灵敏度和闸门,并对设计和加工的模拟试件进行了超声水浸检测,获得焊缝中的模拟缺陷图像。与X射线照相图片对比结果表明,应用此方案检测T型钛合金激光焊缝时,可以发现在焊缝表面粗糙度较小的试件表面以下1.0~2.5 mm深处、直径>0.3 mm的缺陷。     

SDS-6500R高频超声C扫描水浸探伤技术及应用

介绍了超声波图像可视装置SDS-6500R,及其对缺陷的定性判断原理和定量分析方法。利用该设备,对炼钢厂生产的连铸坯样品（截面为20mm×20mm）进行了超声C扫描探伤,并通过金相显微镜观察对探伤结果进行验证。结果表明,使用50MHz的高频水浸聚焦探头,该设备可以有效探测被检测件中〉30μm的非金属夹杂物等缺陷,将夹杂物和气孔区分开来,而且对缺陷数量的统计结果也比较精确,适用于实验室检测和分析。