ut超声检测执行标准(超声波ut检测缺陷图解)
超声检测UT介绍之二
振动的传播过程是称为波动。波动分机械波和电磁波,超声波属机械波。超声波的分类形式有很多种,主要按:波的类型、.波的传播形状、振动的持续时间。
超声波在弹性介质中单位时间内传播的距离称为声速,是波长与频率的乘积:
当钢的纵波声速为5920 m/s,声波穿过60mm厚钢件所需时间近似为10 μs。
按波的类型分类
超声波根据波动在介质传播时,介质质点的振动方向相对于波的传播方向的不同,可分为:纵波、横波、表面波、板波和爬波等,其中纵波、横波、表面波、爬波属体波,它们之间的声速关系是:
纵波:质点的振动方向与波的传播方向相互平行的波,用“L”表示。纵波是介质质点受到交变拉压应力作用时,质点间产生相应伸缩形变形成的波。凡能承受拉伸或压缩应力的介质都能传播纵波,固体介质能承受拉伸和压缩应力,液体和气体能承受压应力。因此,固体、液体和气体介质可以传播纵波。
材料
纵波声速m/s
空气
330
水
1480
有机玻璃
2730
钢
5880~5950
铜
4700
铝
6260
纵波
横波:质点的振动方向与波的传播方向相互垂直的波,用“S”表示。横波是受到交变剪切应力作用时,产生切变形变形成的。只有固体介质才能承受剪切应力。因此,横波只能在固体中传播,不能在液体和气体介质中传播。
材料
横波声速m/s
空气
/
水
/
有机玻璃
1460
钢
3230
铜
2260
铝
3080
横波
表面波:当介质表面受到交变应力作用时,产生沿介质表面传播的波。用“R”表示。瑞利波是表面波,表面波的质点作相应的纵横向复合振动,即在平衡位置附近作椭圆形振动。因此,表面波也只能在固体中传播,不能在液体和气体介质中传播。另表面光洁度对表面波的传播有明显影响,粗糙表面会使表面波衰减较大;表面粘附的油污、铁锈、水垢及与材料表面相接触的其他物体,对表面波有强烈衰减作用,如表面附着油层,表面波几乎完全衰减!
表面波
板波:在板厚与波长相当的薄板中传播的波,用“P”表示。另外根据质点振动的方向不同可将板波分为SH波和兰姆波。在板波传播过程中,质点的振动遍及整个板厚,沿着板的两个表面和中部传播。当对称和非对称型板波的质点位移叠加后,质点在平衡位置附近作椭圆振动。因此,板波也只能在固体中传播,不能在液体和气体介质中传播。
板波的传播速度与频率和板厚的乘积有关,其声速分为相速度和群速度。相速度是声波在沿行进路线上相位移动速度,群速度是声能变更的速度。板波声速确定比较复杂,需通过查相应材质的速度图来大致估计。
406钢板板波相速度曲线
(1)SH波也称乐甫波,是水平偏振的横波在薄板中传播的波。薄板中各质点的振动方向平行于板面而垂直于波的传播方向,相当于固体介质表面中的横波。
SH波
(2)兰姆波又分为对称型(S型)和非对称型(A型)。对称型(S型)的特点是薄板中心质点做纵向振动,上下表面质点做椭圆运动,振动相位相反并对称于中心。非对称型(A型)的特点是薄板中心质点做横向振动,上下表面质点做椭圆运动,振动相位相同,振动相位相同并不对称。
兰姆波 a)对称型(S型) b)非对称型(A型)
爬波:是能够沿着弯曲界面绕行的特殊表面波,即纵波入射角接近第一临界角时,产生的折射角为90度的沿工件表面下传播的纵波,用“C”表示。它是由夫兰兹(Franz)首先发现命名的,因此也叫夫兰兹波。它的声速约为0.96倍纵波声速。
爬波的传播方向不是直线方向,而纵波、横波(包括它们的反射波、折射波)都是直线传播,或说波线是直的。
爬波和探头
爬波对表面粗糙度不敏感,对于检测表面比较粗糙的工件的表层缺陷,如铸钢件、有堆焊层的工件等,其灵敏度和分辨力均比表面波高,特别适于检测奥氏体粗晶粒材料表面和近表面缺陷。
超声检波中波的类型
波的类型
质点振动特点
传播介质
应 用
纵波(L)
质点振动方向平行于
波传播方向
固、液、气体
钢板、锻件检测等
横波(S)
质点振动方向垂直于
波传播方向
固体、特别粘的薄液层
焊缝、钢管检测等
表面波(R)
质点作椭圆运动,
椭圆长轴垂直波传播方向,
短轴平行于波传播方向
固体表面,且固体的厚度远大于波长
钢管检测等
板波(P)
对称型
(S型)
上下表面:椭圆运动,
中心:纵向振动
固体介质(厚度为几个波长的的薄板)
<6mm薄壁的板、管等
非对称型
(A型)
上下表面:椭圆运动,
中心:横向振动
爬波(C)
折射角为90度的压缩纵波
固、液、气体
奥氏体钢等粗晶材料表面及近表面垂直性缺欠及T型接头层状撕裂等
温馨提示:通过以上关于超声检测UT介绍之二内容介绍后,相信大家有新的了解,更希望可以对你有所帮助。