钢轨探伤1章理论 - 图文(2)

来源：网络收集时间：2026-02-04

导读：可分别相应地发出黄绿色的荧光或呈现红色，从而能够用肉眼检查出试件表面的开口缺陷。渗透探伤的基本步骤如图1－3。渗透探伤除荧光渗透探伤和着色渗透探伤方法外，还有滤出粒子探伤法，氪气体渗透成像等。渗透探伤

可分别相应地发出黄绿色的荧光或呈现红色，从而能够用肉眼检查出试件表面的开口缺陷。渗透探伤的基本步骤如图1－3。渗透探伤除荧光渗透探伤和着色渗透探伤方法外，还有滤出粒子探伤法，氪气体渗透成像等。

渗透探伤适用于检测金属和非金属材料表面开口的裂纹、折叠、疏松、针孔等缺陷。它能确定缺陷的位置、大小和形状，但难于确定其深度，不适用于探测多孔性材料及材料内部缺陷。

图1－3 渗透探伤的基本操作过程

（四）涡流探伤（ET）

涡流探伤是将通有交流电的激励线圈靠近某一导电试件（如图1－4所示），由于电磁感应作用，进入试件的交变磁场可在试件中感生出方向与激励磁场相垂直的、呈旋涡状流动的电流（涡流），此涡流会转而产生一与激励磁场方向相反的磁场使原磁场有部分减少，从而引起线圈阻抗的变化，通过对线圈阻抗变化的测量，就可得知试件中产生的涡流状况，从而获悉与试件有关的一些参量。当试件内有缺陷时，涡流因流动途径的变化，使涡流磁场也相应变化，经试验线圈检出异常磁场的变化量，可获得缺陷的信息。

由于涡流是交流电，具有集肤效应，在导电试件的表面较多，随着涡流向试件内部的深入，电流按指数函数而减少，因此，涡流探伤主要适用于金属和石墨等导电材料的表面和近表面缺陷，通常能够确定缺陷的位置和相对尺寸，不适用于非导电材料

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的缺陷检测。

图1－4 涡流的产生

以上介绍了几种常用探伤方法的基本原理，实际应用当中，射线探伤和超声波探伤适合于内部缺陷探测，而磁粉、渗透、涡流探伤则适合于表面缺陷探测，它们各有其优越性，因此必须结合缺陷具体情况合理配合使用，才会收到更好的效果。几种探伤方法的比较见表1－1。

表1－1 五种常规无损探伤方法比较

项目探伤方法 1．对确定内部缺陷大小、位置、取超声探伤 2．适用广泛、使用灵活、费用低廉 1．适用于几乎所有材料 2．探伤结果（底片）显示直观、便射线探伤于分析 4．探伤技术和检验工作质量可以监测 1．直观显示缺陷的形状、位置、大小 2．灵敏度高，可检缺陷最小宽度约磁粉探伤为1μm 3．几乎不受试件大小和形状的限制。 4．检测速度快、工艺简单、费用低廉 5．操作简便、仪器便于携带 1．只能用于铁磁性材料 2．只能发现表面和近表面缺陷 3．对缺陷方向性敏感但不知道缺陷的深度检测铸件、锻件、焊缝和机械加式零件等铁磁性材料的表裂纹） 1．检验成本较高 2．对裂纹类缺陷有方向性限制射线的传播） 1．难于对缺陷作精确定性和定量的复杂性有一定限制可用于金属、非金属及复合材料的铸、锻、焊件与板材检测铸件及焊接件等构件内部缺陷，特别是体积型缺陷（即具有一定空间分布的缺陷），优点缺点适用范围向、埋深、性质等比其它方法有优势 2．一般需用耦合剂，对试件形状3．探伤结果可以长期保存 3 ．需考虑安全防护问题（如Χ、γ4．能知道缺陷的位置和表面长度，面和近表面缺陷（如 - 7 -

1．只能检测开口于表面的缺陷，1．设备简单，操作简便，投资小 2．效率高（对复杂试件也只需一次渗透探伤检验） 3．适用范围广（对表面缺陷，一般不受试件材料种类及其外形轮廓限制）且不能显示缺陷深度及缺陷内部的形状和尺寸 2．无法或难以检查多孔的材料，检测结果受试件表面粗糙度影响 3．难于定量控制检验操作程序，多凭检验人员经验、认真程度和视力的敏锐程度 1．适于自动化检测（可直接以电信号输出）涡流探伤 2．非接触式检测，无需耦合剂且速度快 3．适用范围较广（既可检测缺陷也可检测材质、形状与尺寸的变化等）用于检验有色和黑色金属的铸件、锻件、粉末冶金件、焊接件以及各种陶瓷、塑料、玻璃制品的裂纹、气孔、分层、缩孔、疏松、折叠及其它开口于表面的缺陷用于钢铁、有色金属等导电材料所制成的试件，不适于玻璃、石头和合成树脂等非金属材料 1．只限用于导电材料 2．对形状复杂试件及表面下较深部位的缺陷检测有困难，检测结果尚不直观，判断缺陷性质、大小及形状尚难

第二节超声波探伤基础

超声波探伤是依据定向辐射超声波束在缺陷界面上产生反射或使透过声能下降等原理，通过测量回波信息和透过声波强度变化来指示伤损的一种方法。

一、超声波一般知识

人们日常所听到的各种声音，是由于各种声源（如演奏小提琴时，声源即为被擦动的那根弦）的振动通过空气等弹性介质传播到耳膜引起的耳膜振动，牵动听觉神经，产生听觉。声源的振动有快有慢，通常用每秒内的振动次数即“频率”来衡量快慢，单位为“赫兹”（符号为Hz），必须指出，只有当频率在一定范围内的振动才能引起听觉。人们把能引起听觉的机械振动称为声波，频率大致在20Hz～20kHz（即20 000Hz，1kHz＝1000Hz）。频率低于20Hz的机械波称为次声波，频率高于20kHz的机械波称为超声波（用于探伤的超声波频率范围为0.2～25MHz，其中最常用的频段为0.5～10MHz）。生活当中，人耳听不到超声波，但蝙蝠、秋虫和海豚等却能听见并可用超声波传递信息。尤其是蝙蝠，它能发射超声脉冲，并能接受和识别从电线等障碍物或昆虫等反射回来的波，因此它在飞行时不会碰撞障碍物。超声波探伤大多采用的就是

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像蝙蝠这样的脉冲反射形式，这种反射波又叫回波。

超声波探伤可检查金属材料、部分非金属材料的表面和内部缺陷。如检查锻件中的白点、裂纹、夹渣、分层；非金属材料中的气泡、分层和粘合层中的粘合不良；焊缝中裂纹，未焊透、夹渣、气孔以及管棒和锻件中与表面成一定角度的缺陷。它之所以被广泛地应用于无损探伤。

超声波探伤的优点

1．指向性好。超声波波长很短，像光波一样，可以定向发射，因而能方便、准确地对缺陷定位。

2．穿透能力强。超声波能量高，在大多数介质中传播时能量损失小，在一些金属材料中传播时，其穿透能力可达数米，其它无损探伤手段无法比拟。

3．检测灵敏度高。一个存在于钢中的空气分层厚度为10－6 mm，反射率可超过21%，当分层厚度在10－5 mm以上时，反射率可超过94%，其灵敏度居所有无损探伤方法之首。

4．可检出各种取向的缺陷。通过应用多种波型以及各种探头作不同方向的探测，能探出工件内部和表面各种取向（与表面平行或倾斜）的缺陷。

5．检测速度快，费用低（仅耗损少量电能和耦合剂）。超声波探伤的局限性

1．探测结果受人的因素影响。对试件中缺陷的发现与评价，主要取决于探伤人员对仪器的调节和判断。

2．探测表面要求制备。不良的探测面影响伤损检测灵敏度。 3．检测结果受工件形状、晶粒和组织不均匀性的限制。

4．定量精度差。探测出缺陷的当量或延伸度与实际缺陷大小均有一定的误差。

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（一）超声波的产生

人们把声源振动在介质（如空气等）中的传播过程，称为波动，简称波。波是物质的一种运动形式，可分为电磁波和机械波两类。电磁波是交变电磁场在空间的传播过程，如无线电波、红外线等，而机械波是指机械振动在弹性介质中的传播过程，如水波、超声波等。产生机械波需要两个必要条件：第一要有作机械振动的振源；第二要有能传递机械振动的弹性介质。探伤作业中，超声探头就是产生超声波的振源，原则上凡是能将其它形式能量转换成超声振动方式能量的方法都可以产生超声波，如机械方 …… 此处隐藏：1745字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……

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