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超声波探伤仪的常见问题解答

来源:作者 发布时间:2019-06-10 221 次浏览

1.   问:为什么进波门内最高回波前沿的位置与参数显示读数不一致
答: 当参数菜单位置显示一项为峰值时,仪器读出的指示数据均是峰值而不是前沿值,此时如果要读出某一幅度回波的前沿,可使用门线;如果将参数菜单位置显示一项改为前沿则读数将以进波门内最高波与门高线相交位置为准。

2.   问:同样的条件和操作过程,为何结果有差异
答: 超声波探伤的人为和外界因素对探伤结果影响较大,虽然在表面看来,探伤条件和操作一样(比如同一试块或工件,相同的操作功能),但结果不一样,这是正常的。因为有一些条件是用户无法控制和重复的,如耦合、手感、探头的方向和位置等等。用户只要确认差异是否在允许范围内。

3.   问:为什么屏幕上参数区的一些参数值一直有微小变化
答: 无论是在有无回波显示的情况下,屏幕上的幅度显示值都可能会出现微小变化(通常在小数位上),这是正常现象。产生的原因是由于在波门内的回波存在微小的波动。如果不接探头,则可能是仪器噪声的原因。

4.   问:为何要用组合键
答: 由于键盘数量的限制,仪器采用组合键来实现一些功能。在该仪器中,通道“K为同一按键;声程延时为同一按键;抑制零点增益为同一按键;进波门(门A)和失波门(门B)为同一键。用户在使用这些按键时,应注意屏幕左上角的功能提示,以避免操作失误。

5.   问:关机后立即开机,仪器为何会鸣叫报警或没有回波
答: 造成这一现象的原因是由于开关机间隔时间太短,用户应在关机后等待30秒后再开机。

6.   问:为何在参数菜单中,探头K值与折射角的正切值并不相等
答:由于仪器精度的原因,在计算K值与折射角时可能会出现误差,但误差值一般在0.5度以内,不会影响探伤精度。

7.   问:为何仪器在操作过程中出现死机,且关机后不能再开机
答:由于仪器受到剧烈震动、或者误操作或其它原因使仪器存储器内容出现混乱,从而导致发现死机现象,此时关机后过30秒后再开机,一般可以重新进行正常操作,但在某些极端情况下可能会出现开机即死机的现象,此时用户可将仪器初始化即可消除此现象,但仪器内部存储数据可能会部分或全部丢失,在此我们特别提醒用户要及时将需打印或传送到计算机备份的内容打印或备份。对可能造成的数据丢失我们表示万分的抱歉和遗憾。

8.   问:为何制作DAC曲线时,近距离的波幅反而低:阿
答:探头和试块的耦合不良,未找到最高波;
探头近场区的影响(比如:用K1探头测深10mm孔比测深20mm孔的回波低。)

9.   问:为何有时探伤时调声程,屏幕冻结,死机:
答:在声程-1”状态下调节声程,应注意不可一直按住<+><->键不放,这样仪器会因反应速度的问题而死机。
应该在按<+><->键时有少许停顿时间,或直接用声程-2”来调节。

10。 问:为何制作DAC曲线时,曲线形状不够美观:
答:在制作DAC曲线时,一定要采集到每一点的最高反射波,用户应反复移动探头,使反射体的最高波出现在屏幕上。

11. 问:为何制作DAC曲线时,10mm孔和20mm孔的回波找到了,而30mm孔的回波却找不到;
答:在制作DAC曲线前,要先确认工件声速、探头的零点K值等是否正确,而且一定要将抑制调为0,否则高度低于抑制的回波将不显示,导致找不到回波。

12。 问:为何有时垂直读值准确而水平读值不准:
答:探头零点、K值测试不准或前沿值输入不准:
 
若探头前沿为0mm,则回波的水平读值为探头声束发射中心至缺陷的水平距离;
 
若探头前沿为实测值,则回波的水平读值为探头前端至缺陷的水平距离;
 
若探头前沿输入为任意一数值,则水平读值会有偏差,甚至偏差很大。

13. 问:将门内的回波调到多高,读数较准确:
答:一般将回波幅度调至40%~80%,回波与DACAVG曲线的当量误差最小;
 
门内回波的波峰高度调至20%~100%时,位置读数较准确;
 
而回波幅度高于屏幕,或波幅太低(比如低于20%),则位置读值及当量都可能有误差。

超声波探伤仪的故障及处理方法

一、仪器不能开启
1.应检查电源是否正常,观察电源指示灯是否已亮,或直接接入充电器后开机;
2
.多次按动电源键,但间隔应不少于半分钟;
3
.接上充电器,反复开启仪器电源开关;
4
.如果上述方法无效,接上充电器,关机半小时后反复开启电源。

二、无回波
1.探头是否接对;
2
.探头方式是否正确,如果探头设置为双晶,而接入的是单探头,则不会有回波;
3
.是否在仪器屏幕显示的工作状态下工作;
4
.探头线是否正常,探头与探头线接触是否正常,用户可用一个镊子(金属)以接触探头座的内芯,如果有杂波,则仪器良好;
5
.增益、位移和声程是否正常;
 6
.是否存在较高的抑制,如有应将抑制降为0
7.
无回波时的简单处理方法:按<功能>键,再按“9. 参数清零,清除当前通道,接着用一根新探头线连接直探头,在耦合良好的薄型试块上探测,如有回波则可能参数设置错误或探头线接触不良;若无回波,则可用一个镊子接触,观察有无杂波;若仍无回波,则与友联公司联系。

三、不能打印
1
.打印线是否是随机提供的打印线;
2
.打印线连接不正确或连接不良;
3
.打印机未正常供纸;
4
.连接打印电缆时,一定要关掉探伤仪,否则可能会损坏探伤仪;
5
.打印机是否与EPSON LQ-1600KHP LJ6LEpson C61兼容;
6
.打印机工作是否正常。

四、喷墨打印机打印模糊
 如果喷墨打印机出现打印模糊现象,请按照打印机使用说明书清洗打印头,并检查墨盒是否需要更换

五、键盘操作失灵
1
.该键盘被锁定(即在此时不应操作此键);
2
.未按住键盘中的接触点;
3
.未按屏幕提示操作键盘;
注:按仪器键盘,查看是否有声音,有声音则键盘正常。

六、开机后,屏幕显示混乱或无法执行下步操作
1.关机,等待1分钟后再开机;
2
.将仪器初始化;
3
.按不能开机情况处理。

七、数据文件丢失
存贮在仪器内的数据一般不会丢失,如果在短时间内丢失应注意:
1
.是否执行了删除操作;
2
.是否经历过激烈的撞击;
3
.是否长时间未开机且未充电。

八、杂波干扰强烈或回波左右移动或忽有忽无
探头和探头线接触不良,此时去掉探头线,现象应消失。
电源线或充电器有干扰,去掉充电器直接使用电池,现象应消失。
探头或探头线离屏幕太近,引起屏辐射。

九、双晶探头无回波
1.探头设置是否为双晶探头;
2
.探测范围是否在探头焦距范围内;
3
.灵敏度是否太低。

十、无法制作DAC曲线
1.在制作DAC曲线中采集测试点时,未按 <-> 键冻结回波;
2.
<-> 键时,参数区提示不是“DAC”三字;
3.
<-> 键时,屏幕上显示的回波幅度太低。

十一、声音报警无效
1.声音报警关闭;
2
.波幅不在波门报警幅度范围内。
注:如果以上可能均被排除,仪器工作仍不正常,应立即与厂家联系。

 

高频焊直缝管超声探伤的探头选择

      

高频焊直缝管超声探伤的探头选择

摘要 本文通过几何作图的方法并从声学原理的角度讨论在对高频焊直缝钢管的焊缝进行超声横波探伤时,应该注意选择适当晶片尺寸的问题。指出在管直径较小时使用较大尺寸的晶片会在工件上产生表面波及其他波型的干扰,从而影响纯横波探伤时对焊缝缺陷的正确判断。给出了晶片尺寸与管半径的关系供选择探头时参考。本文对于其他同类型的管材横波探伤也有参考意义。

1.问题的提出

笔者在为某大型钢管公司提供超声波探伤技术咨询服务时发现,该公司对高频焊接钢管直焊缝进行超声横波探伤时,探伤工人以为采用大探头可以加快探伤速度,于是使用晶片尺寸为13X132。5P-K1。5探头(探伤仪是汕头产CTS-23型),探伤对象是油田用的高频焊直缝钢管,规格有外径四英寸、五英寸、六英寸、八英寸、十英寸和十二英寸,壁厚从3.5毫米到10.31毫米。探伤验收标准按美国石油协会的API标准即3。0毫米直径的径向通孔(柱孔),探伤耦合剂为机油或浆糊。

在这样的探伤条件下,探伤过程中经常有回波信号出现并且被判断为缺陷信号。实际上通过触摸法和声程位置判断以及解剖证实均不是焊缝缺陷回波,结果造成的误判率最高曾达到90%。造成这样高的误判率除了探伤工人本身操作技术问题和判伤经验不足以外,分析起来其使用的探头晶片选择不当也是一个重要的原因。为此,笔者进行了理论上的分析计算和探讨如下。

2。晶片尺寸大小与在管材上激发纯超声横波的关系

如后面附图所示,通过简单的几何作图可以推导出斜探头晶片的切向尺寸D与钢管外半径R以及晶片上下边缘声线在钢管曲面上入射角的关系有: α' = arcsin[sinα+(D/2R)] α''= arcsin[sinα-(D/2R)] 式中:α' 为晶片上边缘声线在管材表面上的入射角;α''为晶片下边缘声线在管材表面上的入射角;α 为晶片声轴线在管材表面上的入射角;R 为管材外半径从图中可以明显看到α'αα'',根据所采用的管材直径和探头型式有以下计算结果,见表1至表4。

1 2。5P13x13K2探头(声轴线入射角α= 49.7°

钢管外径

4英寸

5英寸

6英寸

8英寸

10英寸

12英寸

a′

62.95°

59.89°

57。99°

55.76°

54.47°

53.64°


(27%)

(21%)

(17%)

(12%)

(10%)

(8%)

a″

39。4°

41.32°

42.64°

44。32°

45.36°

46。06°


(-21%)

(-17%)

(-14%)

(-11%)

(-9%)

(-7%)

注:表中括号内的数字表示与声轴线入射角相差的百分数,以下均同。

2 2。5P8x10K2探头(声轴线入射角α=49。7°

钢管外径

4英寸

5英寸

6英寸

8英寸

10英寸

12英寸

a′

57.29°

55。66°

54。6°

53。33°

52.58°

52。08°


(15%)

(12%)

(10%)

(7%)

(6%)

(5%)

a″

43.15°

44.4°

45.25°

46。33°

46.98°

47。43°


(-13%)

(-11%)

(-9%)

(-7%)

(-5%)

(-5%)

3 2.5P13x13K1.5探头(声轴线入射角α=45.2°

钢管外径

4英寸

5英寸

6英寸

8英寸

10英寸

12英寸

a′

56。88°

54.29°

52。64°

50。67°

49。53°

48。78°


(26%)

(20%)

(16%)

(12%)

(10%)

(8%)

a″

35.56°

37.39°

38。63°

40.21°

41.18°

41。83°


(-21%)

(-17%)

(-15%)

(-11%)

(-9%)

(-7%)

4 2。5P8x10K1。5探头(声轴线入射角α=45。2°

钢管外径

4英寸

5英寸

6英寸

8英寸

10英寸

12英寸

a′

52.03°

50。58°

49.65°

48.5°

47.82°

47.38°


(15%)

(12%)

(10%)

(7%)

(6%)

(5%)

a″

39.11°

40。28°

41.08°

42.08°

42.69°

43。1°


(-13%)

(-11%)

(-9%)

(-7%)

(-6%)

(-5%)

注:探头斜楔材料按有机玻璃纵波速度2730/秒;钢中横波速度按3200/秒,钢中纵波速度按5900/秒。

讨论: 从计算结果可以发现,晶片直径(或切向边长)相对钢管直径为较大的时候,其上边缘声线入射角已经接近或超出第二临界角(对于有机玻璃-钢界面,其第二临界角为58°左右)从而会激发出表面波造成干扰,钢管的曲率越大和晶片直径越大则激发表面波的机会越大,这是其一。此外,从近声场特性来看,晶片直径越大,相对于一定的频率和材料其近场长度也越大,众所周知,脉冲超声波束在近场内呈收敛状态至N点后再发散,因此对于一般斜探头斜楔中声轴线声程为10-15毫米的情况下,2。5P13X13斜探头在有机玻璃斜楔中的近场长度约有38。41毫米而2.5P8X10斜探头在有机玻璃斜楔中的近场长度则只有约14.55毫米,显然后者上下边缘声线的收敛程度大于前者,因而其上下边缘声线入射角将会更接近声轴线的入射角,亦即有利于声束的集聚,这是其二。第三个可能造成干扰的因素是在对壁厚仅有3。5毫米的钢管探伤时,若晶片直径相对于壁厚较大,则有可能会因为粗大的波束在钢管薄壁中反射形成叠加干涉而激发出某种模式的兰姆波造成干扰。 因此,在综合考虑探伤灵敏度和探伤速度的情况下,适当选择切向边长较小而轴向尺寸较大(即较宽)的晶片应该是有利的。

3。实际探伤验证
考虑到探伤对象是壁厚与外径之比在0。02-0。05范围的薄壁管,采用K2探头较有利于发现最常见的径向取向的焊缝缺陷,故选择声束相对扁宽且能保证必需的发射功率以保证探伤灵敏度的2.5P8X10K2探头进行探伤。 通过对原来探伤判定不合格的数百吨钢管改用2.5P8X10K2探头进行全部复验,确认约90%的钢管并非存在不合格缺陷而不该判废,从而避免了重大的浪费。采用改进后的探伤工艺在以后的探伤中也大大降低了虚假缺陷回波信号的出现几率,大幅度提高了探伤的可靠性,显著降低了探伤的误判率。

4.结论
综上所述,笔者认为在钢管超声横波探伤中,应当注意探头晶片尺寸与钢管曲率的关系,特别是曲率较大的钢管应当采用切向尺寸较小的晶片。在综合考虑探伤灵敏度和探伤速度与效率的需要情况下,适当选择切向边长较小而轴向尺寸较大(即较宽)的晶片有利于减少干扰回波信号的产生。

 



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