爬坡检测技术

爬坡检测技术 爬坡检测技术 1 概述 爬波,其名称涵义出自德国1898年的专利。超声爬波探头用于产生折射角为90°的压缩波(纵波),对于表面粗糙度不敏感,这种探头对检测奥氏体粗晶材料表面和近表面缺陷特别有效。 2 传统表面缺陷无损检测技术的优缺点 在表面检验中,常规的无损检测方法是磁粉检验、渗透检验、涡流检验。 渗透法不受工件几何形状和尺寸大小的限制,操作简便,费用少,可检测除表面多孔材料以外的几乎所有材料,但要求表面光洁度高,表面粗糙时会掩盖细小分散的缺陷,对于严重磨损的工件表面难以发挥作用; 磁粉法显示直观,具有很高的检测灵敏度,检测的最小裂纹宽度可达0.1um,检测速度快、工艺简单,但只适合铁磁材料的检验,在检测焊接接头焊趾部位的缺陷也存在困难,检测后常需退磁或清洗,而且工件表面不得有油脂或其他粘附磁粉的物质; 涡流法使用范围广,不需要耦合剂,适用于在高温下对工件进行检测,但是只适合导电材料,而且干扰因素多,需要特殊的信号处理,对形状复杂的零件检测效率较低。 对于表面下裂纹,渗透法无能为力,磁粉法根据所采用的检验方法、电流类型以及缺陷的特性,可探测表面下埋深一般不超过1 mm～2 mm的裂纹。另外,这几种方法也只能定性地检测出裂纹缺陷,而不能比较准确的定量确定裂纹的深度。 在这种情况下,超声检测就发挥不出作用。对于表面开口裂纹的检测可以采用瑞利波和兰姆波。如果在材料中的声损失可以忽略,瑞利波可以沿光滑固体表面无衰减地以恒速(瑞利波速)传播,然而利波声能量仅集中在表面以下一个波长的范围(发射频率为4 M H z时,大约0.75 mm),当深度达到两个波长时,其波幅降至最大波幅的0.37倍,果工件表面粗糙(例如存在焊缝余高,飞溅等),可阻止瑞利波的传播,造成误检。兰姆波只适合几个长厚板材的检验,采取两种基本传播形式;对称式反对称式,产生何种形式取决于入射角、发射频率被检工件的弹性性能。在高频的情况下,容易产生合模式,发生频散现象,导致回波信号在探伤仪上法辨认。 2　爬波的产生及爬波探头 2.1　爬波的产生 实验研究爬波最早是由Harbold和Steinberg进行,Gruber等利用环向爬波来估测孔洞的直径。当斜探头以第一临界角(在有机玻璃钢界面,约为27°)入射时,纵波以平行于界面沿表面下传播,为了与体纵波和横波区别,把横波和纵波叠加后能量最集中的前沿称为纵爬波,简称爬波。爬波的产生是利用超声波传播到两种异质界面处发生的波形转变。根据超声波的传播特性,当超声波从一种介质传播到另一种介质界面时,垂直入射时,只有反射和透射;倾斜入射时,除反射外,透射波还会发生折射现