[發(fā)明專利]一種基于無損探傷探測(cè)機(jī)器零件或材料壽命的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310218991.6
• 申請(qǐng)日: 2013-06-05
• 公開（公告）號(hào): CN103308602A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬建平;陳文革
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青島諾斯機(jī)械有限公司
• 主分類號(hào): G01N29/04
• 分類號(hào): G01N29/04
• 代理公司: 北京聯(lián)瑞聯(lián)豐知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11411
• 代理人: 鄭自群

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于無損探傷探測(cè)機(jī)器零件或材料壽命的方法，屬于材料或機(jī)器零件檢測(cè)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著科學(xué)與工業(yè)技術(shù)的迅速發(fā)展，工業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程日新月異，高溫、高壓、高速度和高負(fù)荷已成為現(xiàn)代工業(yè)的重要標(biāo)志，但它的實(shí)現(xiàn)是建立在材料或構(gòu)件高質(zhì)量的基礎(chǔ)上的，為確保這種優(yōu)異的質(zhì)量和安全可靠性，必須對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行百分之百的不破壞產(chǎn)品原來形狀、不改變使用性能的無損檢測(cè)方法。無損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用范圍十分廣泛，已在機(jī)械制造、石油化工、造船、汽車、航空航天和核能等工業(yè)中被普遍采用。

無損檢測(cè)除探測(cè)材料或構(gòu)件中是否有缺陷，并對(duì)缺陷的形狀、大小、分布、方位、取向和內(nèi)含物等情況進(jìn)行判斷外，更重要的是這些缺陷的存在對(duì)該材料或構(gòu)件在工作過程中造成什么影響，即這樣的材料或構(gòu)件能否在此服役條件下繼續(xù)使用，如果能夠使用，大概能用多長(zhǎng)時(shí)間。而這些恰恰是當(dāng)前無損檢測(cè)中欠缺的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種基于無損探傷探測(cè)機(jī)器零件或材料壽命的方法，解決了傳統(tǒng)探傷對(duì)零部件有損傷或探測(cè)不準(zhǔn)確的問題。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：一種基于無損探傷探測(cè)機(jī)器零件或材料壽命的方法，所述方法步驟如下：

(1)利用超聲波脈沖反射法無損檢測(cè)機(jī)器零件或材料中的缺陷：脈沖振蕩器產(chǎn)生超聲波，并把超聲波通過超聲波探頭入射到被檢機(jī)器零件或材料表面，所述超聲波無損探傷分為垂直探傷和斜射探傷，當(dāng)為垂直探傷時(shí)，分為三股波返回至超聲波探頭，所述三股波分別為：始波、傷波和底波；當(dāng)為斜射探傷時(shí)，分為二股波返回至超聲波探頭，所述二股波分別為：始波和傷波，超聲波探頭接收到三股波或二股波后通過高頻電壓發(fā)生器轉(zhuǎn)換成高頻電壓，并通過接收放大器進(jìn)入示波器，同時(shí)脈沖振蕩器產(chǎn)生的超聲波通過高頻電壓發(fā)生器產(chǎn)生高頻電壓作為對(duì)比信號(hào)也直接通過接收放大器進(jìn)入示波器中，所述示波器橫坐標(biāo)以脈沖振蕩器的起震蕩時(shí)間為基點(diǎn)，把輝點(diǎn)向右移動(dòng)，從而在示波器上可以得到波形圖，通過波形圖，可以看出被檢機(jī)器零件或材料是否有缺陷、缺陷的部位及大小；

(2)精確定位被檢機(jī)器零件或材料中的缺陷位置：

——精確定位缺陷在探測(cè)面上投影位置：

L＝S*sinγ

式中：L---入射點(diǎn)到缺陷的水平距離；

??????γ---折射角；

??????S---探測(cè)面的入射點(diǎn)至缺陷的波程；

——缺陷波程s的測(cè)定：固定標(biāo)尺法

垂直探傷：h＝H*S_傷屏/S_底屏

式中：h--缺陷與機(jī)器零件或材料的探測(cè)面距離；

??????H--機(jī)器零件或材料的厚度；

??????S_傷屏--缺陷波和始波在固定標(biāo)尺上的距離讀數(shù)；

??????S_底屏--底波與始波間在固定標(biāo)尺上的距離讀數(shù)；

斜射探傷：

當(dāng)斜射探傷時(shí)，所述缺陷波程s的測(cè)定方法如下：

測(cè)量時(shí)，先找一塊與待測(cè)機(jī)器零件或材料同質(zhì)同厚的材料做試件，然后使探頭對(duì)試件的垂直邊緣慢慢向后移動(dòng)，直到反射波穿過底角，即在示波器顯示屏上顯示一個(gè)最高位置為止，此時(shí)，聲波入射點(diǎn)到機(jī)器零件或材料底面尖角處的距離為正射波法的波程，用S_1/2表示，入射點(diǎn)到垂直端面邊緣的距離用P_1/2表示，熒光屏上，固定標(biāo)尺的零點(diǎn)與底角反射波，即熒光屏上顯示最高位置的距離為S_1/2屏，此時(shí)，將探頭移至機(jī)器零件或材料進(jìn)行探測(cè)缺陷，直到熒光屏上出現(xiàn)缺陷的脈沖波，這樣就可計(jì)算出缺陷波程s：

s＝S_1/2S_傷屏/S_1/2屏

S_1/2＝P_1/2/sinγ

——精確確定缺陷存在的深度：

h＝s*cosγ

式中：s---聲波自探測(cè)表面到缺陷的波程；

(3)精確確定被檢機(jī)器零件或材料中的缺陷大小：脈沖消失法

在探測(cè)發(fā)生缺陷后，將超聲波探頭前后左右移動(dòng)，找出缺陷波消失的位置a和b，然后用下式計(jì)算缺陷大小d

d＝L-2h*tanθ

式中：L---當(dāng)缺陷消失時(shí)兩探頭位置(a、b)邊緣間的距離；

??????h---缺陷存在的深度；

??????θ---聲束的半擴(kuò)散角；