小径薄壁管环缝用超声波聚焦探头性能测试的特殊试块的设计及使用

在检测小径薄壁管焊缝时需要使用聚焦探头。为了测试所用聚焦探头的相关技术指标,如聚焦性能、探头声束准直性、探头分辨力、探头K值以及前沿等,设计了一种特殊试块。介绍了试块的设计图纸以及其上人工缺陷的形式,同时介绍了采用该试块测量不同技术参数的方法以及评价方式。     

车轴横波聚焦探头的研制

利用几何声学原理,研究了在火车车轴圆周面上扫查时声波的传播规律,分析了声波的发散特性和聚焦条件,设计了5晶片聚焦探头,进行了探头性能测试和探伤试验。测试结果表明,5晶片聚焦探头聚焦效果明显,在探测深度为160mm时,其声场强度较等面积单晶片探头提高了5dB以上。     

双晶纵波斜探头设计参数对聚焦区声场特性定量影响分析

基于对双晶纵波斜探头结构和聚焦区声场特性的分析,给出了探头几何参数的计算公式。讨论了探头晶片尺寸、roof角以及晶片间距对聚焦区焦点深度和有效检测范围的定量影响。为双晶纵波斜探头选用和设计优化提供了参考。     

基于聚焦探头的带包覆层管道复杂结构部位脉冲涡流检测研究

脉冲涡流检测技术在带包覆层管道腐蚀缺陷检测中展现出优势而引起广泛关注。本研究设计了一种脉冲涡流聚焦探头,通过有限元仿真与试验,研究其在复杂结构部位中的检测能力。仿真结果显示,设计的脉冲涡流聚焦探头能有效聚集磁场与涡流场能量,有利于对局部缺陷与复杂结构中的缺陷进行检测。通过探究聚焦探头在提离10~50 mm下对管道焊缝及各种尺寸局部缺陷的检测灵敏度,分析其检测能力与提离检测极限,以及在检测过程中的信号特征。结果表明,聚焦探头在提离50 mm下仍能检出尺寸为40 mm×40 mm×1 mm（长×宽×深）的方形局部腐蚀缺陷,焊缝信号的凸起特征、缺陷信号的下凹特征与仿真结果相印证。     

基于CIVA软件的全聚焦相控阵声场特性仿真

全聚焦相控阵是当前超声无损检测领域的研究热点,但其声场特性和检测工艺方面的研究较少。在CIVA仿真软件平台的基础上,开展了全聚焦相控阵的声场仿真计算与缺陷响应研究。采用相同激发参数和孔径的超声探头仿真常规超声声场和全聚焦相控阵声场,分析比对各自的声场特性。通过缺陷响应研究模拟全聚焦相控阵声场与横通孔之间的作用,并分析了全聚焦相控阵技术的检测能力。该研究工作有望为全聚焦相控阵探头的研发设计以及检测工艺的制定提供参考。     

基于曲晶片相控阵超声的细长轴类锻件检测仿真与试验

细长轴类锻件的缺陷方向通常与轴线平行,因此一般超声检测采用纵波直探头在锻件圆周面上进行扫查。由于细长轴类锻件的直径较小,其圆柱曲界面与探头很难实现完全接触而使得耦合层厚度不均,进而导致超声波透射系数减小以及检测灵敏度下降。为实现对细长轴类锻件缺陷的有效检测,从理论上分析了圆柱曲晶片及曲晶片相控阵的检测原理,提出了曲晶片超声相控阵聚焦技术。通过仿真软件CIVA对常规探头、曲晶片探头以及曲晶片相控阵探头形成的声场聚焦分布规律进行研究,设计加工了曲面对比试块和带人工缺陷的细长轴类小型锻件,开展了平面晶片和曲面晶片的相控阵探头超声检测试验,验证了提出的曲晶片超声相控阵聚焦方法的可行性与合理性,结果表明该方法的检测灵敏度和定位定量精度均优于常规直探头和平晶片相控阵探头的。     

毛面球墨铸铁件的专用超声换能器制作及成像检测

针对球墨铸铁件的特点,专门制作了曲面水浸聚焦探头,对探头性能进行了测试,利用超声特征成像系统,对球墨铸铁件进行了超声成像检测研究.实验证实:探头的聚焦特性对缺陷的检出有很大的影响;此聚焦探头对球墨铸铁件缺陷的检出有很好的应用,有利于缺陷的检出.     

玻璃纤维增强树脂基复合材料内部缺陷的超声成像检测

针对玻璃纤维增强树脂基复合材料内部缺陷检测,采用平探头和聚焦探头超声脉冲反射法对人工模拟缺陷试样进行了水浸超声C扫描成像检测。试验结果表明,聚焦探头超声脉冲反射法对各层不同尺寸大小的缺陷均能检出,且分辨力优于平探头超声脉冲反射法。因此聚焦探头超声脉冲反射法是评价玻璃纤维增强复合材料内部质量的有效的无损检测方法。     

TC4合金Ф25mm棒材超声波水浸检测探头应用研究

采用不同频率、晶片直径和焦距尺寸的圆柱面聚焦探头、球面聚焦探头,检测TC4合金准25 mm对比试样,通过对TC4合金准25 mm棒材超声波水浸检测探头的参数进行研究,分析了圆柱面聚焦探头检测灵敏度、水距和信噪比的对应关系。结果表明,采用圆柱面聚焦、频率15 MHz、晶片直径准0.25″、焦距1.0″的水浸超声波探头,对TC4合金准25 mm棒材缺陷检测结果较好,可以保证检测结果的真实性和稳定性。     

新型聚焦直探头和聚焦斜探头

本文叙述了超声检测用的新型结构聚焦直探头和聚焦斜探头的结构、性能和应用;不论是在纵波直声束,还是在横波斜声束的超声检测技术中,这种新型结构的聚焦直探头和聚焦斜探头都能产生非常窄而长的超声声束,并且灵敏度高、近场小;在探测、评价各种各样缺陷的位置、大小时,这种长焦柱小直径的声束是很有效的。     

聚焦气流对大功率等离子弧焊炬工作稳定性的影响

为了进一步探讨聚焦气流对大功率等离子弧焊炬工作稳定性的影响,设计了两种水冷探头,对YJ-700大功率等离子焊炬(带有环形水冷聚焦罩)和通用型LH-300焊炬,在各种参数、喷嘴孔径时,弧对探头表面的径向压强分布、弧对探头的传导热及探头表面的径向温度分布进行了测定。虽然弧对探头的作用力不同于弧对熔池的作用力,但可以用来定最描述弧的刚性及穿透力。探头表面的温度分布及弧对探头的传导热,虽然并非为弧的真实径向温度分布及弧对阳极工件的传导热,但可以说明弧的热特性及阳极工件的热传导规律。试验证明,聚焦气流的存在,不但可以抑制双弧的产生,而且能使弧特性(包括压力特性及热特性)对离子气流量的变化不敏感;探头表面的温度分布对喷嘴直径的变化也不敏感,有利于焊炬的工作稳定性。     

钢板受控射流超声检测用线聚焦探头检测灵敏度的影响因素

钢板射流超声检测用水浸线聚焦探头的检测灵敏度受多种因素的影响,为了探究各种因素对该探头的影响程度,对每个因素设计了不同的试验条件。结果表明:探头的偏转角度、气泡对探头灵敏度的影响最大,水浊度在一定范围内对检测灵敏度没有很大影响。影响因素的研究结果对相关检测工艺和标准的制定具有重要意义。     

液浸法检测钢管时聚焦探头的选定方法

笔者在对蓄能器产品进行制造监督检验时，发现很多厂在对钢管进行超声波探伤时，使用焦距恒定的聚焦探头去检测不同规格的钢管，产生了由于聚焦探头选用不当造成的漏检和误判。以下笔者将介绍聚焦探头的工作原理、适用范围和选用的原则，以供各制造厂同行参考。     

电磁法检测传感器的设计及仿真

对瞬变电磁法传感器探头结构设计展开研究,首先介绍了瞬变电磁法检测的原理,并分析了该检测技术具有不聚焦、覆盖范围大及能量低等缺点,然后根据要求设计了一种新型传感器。采用有限元仿真软件建立了传感器模型,对其检测能力进行模拟,并与传统传感器的仿真结果进行对比,结果表明:该聚焦探头的磁场分布范围比传统探头的缩小了42%,其中心磁感应强度比传统线圈的增强了36.78%,对比结果确定了该聚焦结构的合理性及有效性。为瞬变电磁法在埋地金属管道上的局部检测提供了关键部件,确保了检测精度和检测效率,可进一步为瞬变电磁法探头的优化设计和应用提供参考。     

小口径薄壁管在役超声波检测

为能更好地保证核电站辅助工艺管道系统中的小口径薄壁管在役时的运行状态良好，有效检出其内外壁轴向缺陷十分重要。介绍了小口径薄壁管在役超声波检测的系统组成、技术方法、超声波探头参数的选择、设计原理、在役检测时局部水套的设计制作基本原理以及检测实施过程中的要点。经过大量的试验和现场检测，证明采用聚焦探头和局部水套的水浸聚焦法检测小口径薄壁管内外壁的轴向缺陷能够达到理想的检测效果。     

管状螺纹联接件超声探伤方法研究

钻杆和钻铤等管状螺纹联接件是钻探和石油钻井工业中的关键设备，对管状螺纹联接件的超声检测方法进行了研究，以钻铤检测为例，介绍探头设计的考虑因素和计算方法，据此研制的接触式线聚焦双斜探头，能满足管状螺纹联接件的探伤要求。     

TM50钛合金中成分偏析的超声波检测

新型钛合金TM50具有优良的生物相容性和良好的力学性能,是一种很有发展前途的高新生物材料。由于其优异的弹性性能和无毒、耐腐蚀性能,TM50已成为顶级品牌眼镜架的用料,被日本、欧美的许多厂家青睐。然而厂家在使用TM50小规格棒材的过程中,多次发现材料中存在成分偏析,严重影响材料的加工性能及使用寿命。笔者经过多次反复试验和论证,终于通过超声波方法,采用高频、小晶片聚焦探头检出TM50小规格棒材的偏析疵病。1试验设备与方法1.1材料选用西北有色金属研究院研制生产的TM50合金8.0mm磨光棒材。1.2检测设备及探头检测仪选用GE公司生产的K K USM35型检测仪。探头选用三种不同参数的聚焦探头,具体序号及参数见表1。表1聚焦探头参数探头序号焦距F/mm频率f/MHz晶片尺寸/mm聚焦方式1251012.7线聚焦225103.2线聚焦325203.2点聚焦1.3检测方法用水浸聚焦法检测,试块选用TC4,8/0.8mm,符合GB5193—1985标准AA级检测要求。2试验结果三种不同探头的杂波水平分别为0.8mm-0dB,0.8mm-9dB,0.8mm-12dB。选用3号探头进行超声波检测,将存在内部...     

快速线性阵列超声波相控阵自动检测

基于超声波聚焦原理,提出借助声透镜实现线阵相控阵探头的二维聚焦的方法。通过声场模拟对比了普通线阵相控阵和改进型相控阵的声场分布;通过试验得到了上述两种手段对同一铜钢堆焊结构的C扫描检测图像,并将检测结果与常规单晶片点聚焦探头的检测结果进行了对比。理论分析和试验结果均显示,改进后的相控阵系统能够有效地使线性阵相控阵探头实现二维聚焦,其C扫描结果与常规单晶片探头的检测结果吻合良好;在保证检测准确性和可靠性的前提下,扫描效率也得到了显著的提升。     

300mm厚钛板的环阵相控阵检测

环阵相控阵探头因为其结构特点,在轴向上有非常好的聚焦性能,因此常用于大厚壁工件的超声检测。通过仿真设计定制了一款特殊的环阵相控阵探头,并提出了一种结合动态深度聚焦技术(DDF)的300mm厚钛板的分区检测方案以提升检测效果和提高检测效率。在用其对300mm厚钛板底面0.8mm的平底孔缺陷进行检测后得到了非常高的信噪比,验证了该方案的可行性。     

小直径棒料的超声波检测

介绍了小直径棒料内部质量检测的超声双晶探头法和水浸聚焦检测方法.采用现有的对比试块和10 MHz水浸聚焦探头,完成了φ6和8 mm棒材中φ0.5mm当量的原材料检测质量要求,解决了双晶探头损坏后该类棒材检测能力的不足,且检测效果理想,检测过程易于控制,非常适宜于小批量、多规格小直径棒材的检测.