[其他]工件中点缺陷和细长缺陷的超声波分类法

说明书

本发明是关于一种用超声波对工件中的裂缝，特别是对厚度层已知的平面部件或弧形部件焊缝上和焊缝中的裂缝，进行分类的方法，在该方法中，对工件或其预计有裂缝的部位分别进行的系统检验（必要时，先进行人工检查或机械检查）的实现是通过应用超声波回波图象法在各横截面平面内产生截面扫描或B型扫描，改变变换装置在工件上的位置，并/或改变发射方向，再计算可能反射的延迟时间，以此来确定缺陷的位置。

在材料、半成品和成品的无损检验中应用超声波法已有相当长的时间了。关于超声波回波图象法和检验结果在阴极射线管上的表示，可有A型扫描（线性扫描）或B型扫描的可能性。在A型扫描中，阴极射线管的X偏移与声脉冲同时开始，所接收的回声强度招致Y偏移，因而使屏幕的标志横座标上出现有关延迟时间的信息，从而知道反射体位置与发射器位置之间的距离。B型扫描能显示出受检验物体某一截面的表面，其中各反射体用微量增辉表示。在后者的情况下，对图象的分析全凭观察者的经验。

生产过程中产品检验的目的，或对使用中各机器部件进行检验的目的，是要求提供所有资料，这些资料或作为交货时对规定收货标准的产品状况进行评价的依据，或作为对机器或工厂的某一部分是否适宜继续使用进行评价的依据。超声波技术的主要优点是能可靠地检测，并测定出材料的内部裂缝的位置，尽管在分类法上受到一定的限制，但还是能令人满意地估计出裂缝的大小;过去超声波检验的缺点则在于定性方面，即对自然裂缝有关裂缝类型的解释方面。随着对安全要求与日俱增，和生产过程中产品检验活动，特别是对诸如高压管线、桥梁桁架等承受高载荷的部件和装置进行的检验活动日益频繁，判明裂缝的类型就变得特别重要。

若能对裂缝的类型进行明确分类，则一方面可以更确切地预计缺陷对结构的影响，另一方面，在许多场合下，特别是牵涉到运行中各装置定期例行检查的场合下，可以由此得出何时或在哪种条件下会出现缺陷等的有关资料。

西德专利DE-PS3236017提出的超声波无损探伤检验工件的方法试图清晰地显示出材料中缺陷的形状。该方法采用了组合式超声波传感器钟控阵列，因而可分别周期性地改变上述阵列，并将超声波信号传送到工件中，然后检测出信号到达缺陷轮廓上反射体的延迟时间和相应的波幅，并将此时间和波幅存储起来。在预计的裂缝部位的可能位置所产生的延迟时间及相应波幅系存储在第二存储器中，存储时只把最大值写入存储器中。检测的结果以亮度分布的形式（反射点密聚的形式）显示在图象显示装置上，从显示屏上可以看出哪一些是主要缺陷，哪一些缺陷可以忽略不计。采用该公知方法可以知道获得的资料是，工件有哪些地方不连续，此不连续的部分所表示的缺陷的几何形状有哪一些系由所测出的反射点产生的。至于缺陷的类型，由于缺乏与工件制造技术有关的资料，故无从获取关于缺陷类型的资料。

焊接板中缺陷的另一种分类方法见《材料评价》杂志，第42卷，第4期，第433至438页及443页，题为“应用按特点的多维判定法对焊接板中的裂缝进行分类”的文章。该方法是在连续改变超声波传感器的位置，或信号传送方向（冲击角）的同时，记录超声波回波的波幅，或记录由回波波幅得出的幅值与其中一个变量的关系或与超声波传感器、反射体位置之间延迟时间的关系。根据回波波幅在反射体两侧前沿和后沿的上升速率或下降速率，可就缺陷的类型（例如，裂纹、孔隙或熔渣）得出某些结论。检验焊缝时，为客观地利用测出的数据，需要知道焊缝的几何形状，不然对待测定数据的处理过程会变得复杂。因此，例如，要检验某一个双V形焊缝，可将焊缝截面分为四区，在该四区中规定四个待测定的数据。在这种情况下，可以正确鉴定75%或以上的缺陷。用这种公知的方法检验预计有裂缝的部位（其宽窄须事先知道），可以确定有无缺陷存在，并鉴定一般缺陷的类型。目前还没有可以显示裂缝区宽窄的任何类型的图象再现。