"无损探伤基础知识"
无损探伤基础知识是指通过非破坏性检测技术对材料或组件进行检测,检查其内部或表面的缺陷或损害,无需对被检测对象进行破坏或损害。该技术广泛应用于航空航天、核电、石油化工、汽车制造、医疗等领域。
从超声波探伤物理基础知识来看,超声波是一种机械波,产生机械波的条件是需要有作机械振动的波源和能传播机械振动的弹性介质。机械波的基本参数包括波长、波速和频率,其中波速是波动在弹性介质中的传播速度,波长是同一波线上相邻两振动相位相同的质点间的距离,频率是波动过程中任一给定点在 1 秒内能通过的完整波的个数。
根据超声波的频率,可以将其分为次声波、声波和超声波。超声波的频率高于 20000HZ,是一种高频率的机械波。超声波的特性包括方向性好、能量高、能在界面上产生反射、折射和波型转换、穿透能力强等。
超声波类型有纵波、横波、表面波和板波等。纵波是介质中质点振动方向与波的传播方向相同的波;横波是介质中质点振动方向与波的传播方向垂直的波;表面波是在介质表面受到交变应力作用时,产生沿介质表面传播的波;板波是在板厚与波长相当的弹性薄板中传播的波。
超声波在不同的介质中的声速也不同,如钢的纵波声速为 5900m/s,铝的纵波声速为 6300m/s,水的纵波声速为 1500m/s 等。
在超声波探伤过程中,超声波垂直入射到平面上时,将在第一介质中产生一个入射波方向相反的反射波,在第二介质中产生一个与入射波方向相同的透射波。超声波斜射到平面上的反射和折射也可以发生波型转换,即超声波倾斜入射到异质界面时,除了产生了入射波同类型的反射波和折射波以外,还会产生与入射波不同类型的反射波和折射波。
第一临界角、第二临界角和第三临界角是超声波探伤中重要的概念。第一临界角是超声波纵波倾斜入射到界面上,第二介质纵波波速 CL2 大于第一介质中纵波波 CL1 的情况下,发生折射和反射。第二临界角是超声波倾斜入射到界面上,第二介质中的横波波速 Cs2 大于第一介质中的纵波波 CL1 的情况下,发生折射和反射。第三临界角是超声波倾斜入射到界面上,第二介质中的横波波速 Cs2 小于第一介质中的纵波波 CL1 的情况下,发生折射和反射。