本文關(guān)鍵詞：鍛鋼超聲波水浸探傷及三維成像技術(shù)研究

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【摘要】：超聲波探傷,是無損檢測里的重要方法。水浸超聲波探傷,是用水作為耦合劑、探頭與鋼件不接觸,利用探頭發(fā)出的超聲波經(jīng)過水傳播到鋼件中從而進(jìn)行探傷。本論文從水浸超聲波探傷技術(shù)出發(fā),分別研究水浸垂直入射探傷技術(shù)、水浸斜入射探傷技術(shù)、水浸超聲波掃描三維成像技術(shù)。主要內(nèi)容有:(1)從探頭的類型、尺寸和頻率三個(gè)方面研究水浸探傷探頭的選用。水浸探頭按是否聚焦分為非聚焦探頭和聚焦探頭,使用這兩種類型探頭分別探傷含有三個(gè)傾斜角不同的平底孔的試塊和內(nèi)部含有多個(gè)缺陷的試塊,由結(jié)果得知,非聚焦探頭掃查覆蓋空間大,而聚焦探頭聲能集中、對(duì)缺陷方向不敏感。理論分析探頭的尺寸、頻率對(duì)探傷的影響得知,根據(jù)鋼件厚度、缺陷情況、檢測要求等,選擇的探頭類型、尺寸和頻率要確保能檢測到要求的最小缺陷、保證超聲波衰減較小。理論分析計(jì)算水浸探傷水層厚度及其對(duì)聚焦探頭焦柱的影響,得到焦柱在鋼件中位置的計(jì)算公式。通過對(duì)一含有缺陷的鍛件進(jìn)行水浸垂直探傷,結(jié)合低倍檢驗(yàn)、金相檢驗(yàn)、掃描電鏡檢驗(yàn),得知,利用水浸探傷的成像分析功能可得到鋼件內(nèi)部缺陷在不同視角的投影圖像及缺陷分層變化情況,水浸探傷對(duì)缺陷形貌的掌握、缺陷性質(zhì)的預(yù)判起到重要作用。(2)缺陷的取向?qū)λ暡ù怪睓z測有影響且有時(shí)影響很大,采用水浸小角度縱波入射檢測的方法,將探頭傾斜一個(gè)小角度對(duì)含有三個(gè)傾斜角不同的平底孔的試塊進(jìn)行掃查,由結(jié)果得知,小角度縱波檢測可更真實(shí)地反映出缺陷的實(shí)際形貌和當(dāng)量大小,掃描結(jié)果受到缺陷取向的影響較小。調(diào)整探頭傾斜角度在15.4°與22.4°之間,利用波型轉(zhuǎn)換原理,用橫波掃查一個(gè)含有多個(gè)較深人工平底孔的較薄平面鋼件,由結(jié)果可知,此時(shí)探傷靈敏度最高,能得到良好的檢測效果。水浸斜入射檢測可彌補(bǔ)常規(guī)垂直入射檢測在平面鍛鋼件探傷中的不足。(3)利用MATLAB軟件在原超聲波掃描軟件的基礎(chǔ)上開發(fā)其三維成像程序,將水浸超聲波掃描結(jié)果文件導(dǎo)入該程序即可實(shí)現(xiàn)缺陷在不同視角上的成像顯示、分層顯示和三維成像顯示。該程序彌補(bǔ)了原掃描系統(tǒng)的不足,對(duì)缺陷形貌、位置、變化等信息的分析掌握起到重要作用。通過實(shí)際測量鋼件的多次底面回波高度,擬合出超聲波DAC曲線,并利用此曲線對(duì)水浸超聲波掃描結(jié)果進(jìn)行傳輸修正處理,補(bǔ)償了超聲波掃描時(shí)的衰減,得到更真實(shí)的缺陷形貌。
【關(guān)鍵詞】：水浸超聲波探傷 斜入射 超聲波三維成像 傳輸修正
【學(xué)位授予單位】：安徽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG316.193
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 引言9-10
• 第1章 緒論10-28
• 1.1 研究背景10
• 1.2 常用超聲波探傷技術(shù)介紹10-19
• 1.2.1 A型顯示超聲波探傷10-11
• 1.2.2 B型顯示超聲波探傷11-12
• 1.2.3 C型顯示超聲波探傷12-13
• 1.2.4 D型顯示超聲波探傷13
• 1.2.5 3D型顯示超聲波探傷13-14
• 1.2.6 超聲波探傷聲學(xué)原理14-19
• 1.2.7 超聲波掃描缺陷類型19
• 1.3 鍛鋼件常見A超探傷缺陷19-22
• 1.3.1 偏析19
• 1.3.2 裂紋19-20
• 1.3.3 白點(diǎn)20
• 1.3.4 夾雜物20-21
• 1.3.5 晶粒粗大21
• 1.3.6 縮孔和疏松21-22
• 1.4 水浸探傷國內(nèi)外研究情況22-27
• 1.4.1 國內(nèi)研究情況22-25
• 1.4.2 國外研究情況25-27
• 1.4.3 目前研究存在的不足之處27
• 1.5 本論文的研究目的和內(nèi)容27-28
• 1.5.1 研究目的27
• 1.5.2 研究內(nèi)容27-28
• 第2章 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及原理28-35
• 2.1 BUT301超聲波檢測系統(tǒng)28-31
• 2.1.1 BUT301工作原理28-29
• 2.1.2 水浸探傷原理29-30
• 2.1.3 水浸探傷過程30-31
• 2.2 超聲波探頭31-32
• 2.3 ABCScan掃描軟件成像32-35
• 2.3.1 人工刻槽掃描成像32-33
• 2.3.2 自然缺陷掃描成像33
• 2.3.3 超聲掃描成像方式33-35
• 第3章 水浸超聲波垂直入射探傷研究35-50
• 3.1 探頭選擇35-38
• 3.1.1 探頭類型選擇35-37
• 3.1.2 探頭尺寸選擇37
• 3.1.3 探頭頻率選擇37-38
• 3.2 水層厚度計(jì)算38-41
• 3.3 水浸垂直入射探傷的應(yīng)用41-48
• 3.4 本章小結(jié)48-50
• 第4章 水浸超聲波斜入射探傷研究50-61
• 4.1 小角度縱波檢測50-53
• 4.1.1 缺陷取向?qū)z測結(jié)果的影響50-51
• 4.1.2 聚焦探頭小角度縱波檢測51-53
• 4.2 斜入射橫波檢測53-60
• 4.2.1 臨界角53-55
• 4.2.2 端角反射55-56
• 4.2.3 橫波掃查56-60
• 4.3 本章小結(jié)60-61
• 第5章 水浸超聲波掃描三維成像研究61-73
• 5.1 超聲波掃描的三維成像61-65
• 5.1.1 原軟件成像原理61
• 5.1.2 原軟件數(shù)據(jù)存儲(chǔ)原理61-63
• 5.1.3 三維成像程序開發(fā)63
• 5.1.4 三維成像分析63-65
• 5.2 超聲波掃描的傳輸修正65-72
• 5.2.1 傳輸修正原因65-66
• 5.2.2 A超的傳輸修正66-69
• 5.2.3 水浸掃描的傳輸修正69-71
• 5.2.4 水浸掃描傳輸修正案例71-72
• 5.3 本章小結(jié)72-73
• 第6章 主要結(jié)論73-74
• 參考文獻(xiàn)74-77
• 附錄A 超聲波掃描MATLAB三維重建成像主要程序77-78
• 附錄B 超聲波探傷水浸掃描三維成像分析軟件說明書78-83
• 在學(xué)研究成果83-84
• 致謝84

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本文編號(hào)：1038632