人耳能聽(tīng)到的聲音,每秒鐘振動(dòng)的次數(shù)(頻率)是20—20,000赫茲的聲波。頻率低于20赫茲又不能引起聽(tīng)覺(jué)的聲波,叫次聲波;凡是頻率高于20,000赫茲的聲波,叫做超聲波。由于超聲波作用人體形成的損傷,稱為超聲波損傷。
超聲波技術(shù)在本世紀(jì)上半葉得到了迅速發(fā)展,并廣泛地應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、地質(zhì)和海洋研究領(lǐng)域中。但若使用不當(dāng),保管不妥或聲強(qiáng)超過(guò)人體的耐受限度時(shí),便可引起機(jī)體損傷,甚至死亡。
早在第一次世界大戰(zhàn)末,著名的法國(guó)物理學(xué)家朗芝萬(wàn)在研究超聲水下探測(cè)時(shí),就發(fā)現(xiàn)強(qiáng)超聲可使魚等水生小動(dòng)物致死。接著,哈維等人又發(fā)現(xiàn)超聲輻照可使動(dòng)物體內(nèi)溫度升高以致細(xì)胞結(jié)構(gòu)破壞、死亡。
超聲波對(duì)生物機(jī)體的損傷作用,一般認(rèn)為,低聲強(qiáng),長(zhǎng)時(shí)間輻照引起的損傷,以熱效應(yīng)為主,即聲能被機(jī)體吸收后變成熱能,其損傷程度與溫度升高的程度有關(guān),而在聲強(qiáng)高,輻照時(shí)間短的情況下,引起損傷的機(jī)理是以瞬態(tài)超聲空化效應(yīng)為主;當(dāng)聲強(qiáng)在700一1500W/cm2的中間范圍時(shí),損傷則主要產(chǎn)生于其他物理機(jī)制。
用1.9MHz、強(qiáng)度60w/cm2的超聲在大白鼠腹部表面定位照射其肝臟時(shí),可使其有絲分裂細(xì)胞的出現(xiàn)率顯著下降;用0.5—6MHz、峰值強(qiáng)度為56w/cm2的超聲脈沖輻照5分鐘暴露的肝臟,可使其中心血管附近遭到嚴(yán)重破壞,出血次數(shù)增多;用1MHz,強(qiáng)度為25W/cm2的超聲輻照小白鼠的睪丸,輻照時(shí)間為30秒,然后在10天內(nèi)的不同時(shí)間里對(duì)其組織學(xué)檢驗(yàn),發(fā)現(xiàn)同樣輻射條件下,不同種類小鼠的輸精管表現(xiàn)不同程度的損傷,對(duì)精母細(xì)胞的損傷早于精原細(xì)胞;用2.7MHz,強(qiáng)度為1700W/cm2的超聲輻照有髓鞘神經(jīng)0.25秒,可引起神經(jīng)纖維微小損傷;若作用時(shí)間延長(zhǎng),則將發(fā)生橫截面比聲束大3—5倍的神經(jīng)病變,等等。
當(dāng)懷疑超聲波使人體致傷時(shí),需要法醫(yī)學(xué)鑒定者,應(yīng)同專業(yè)工作者一道進(jìn)行,查明有無(wú)接觸超聲波史,檢查損傷的情況,如果排除其他暴力傷或激光或微波的損傷后,才能確定超聲波的損傷。
次聲波的特點(diǎn)是頻率低,在傳播過(guò)程消耗能量少,衰減較小,即穿透力很強(qiáng)。次聲波在科學(xué)上用于探礦、探測(cè)地震中心或預(yù)測(cè)風(fēng)暴等。
超聲波模具的設(shè)計(jì)與制作相當(dāng)重要,你可能經(jīng)常會(huì)有這樣的想法:超聲波模具的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)一定是非常的簡(jiǎn)單。千萬(wàn)不要被誤導(dǎo),當(dāng)使用一個(gè)加工不當(dāng)或是未經(jīng)過(guò)調(diào)諧的焊頭,將給你的生產(chǎn)帶來(lái)昂貴的損失——它會(huì)破壞焊接效果...
1.可連續(xù)產(chǎn)生1-10微米大小的濃霧而覆蓋塵源并保持與塵埃粒子的混合比。 2.機(jī)械超聲波霧化噴頭原理:壓縮空氣高速通過(guò)噴嘴的過(guò)度導(dǎo)流孔,在超高的空氣速度下,收縮噴口使空氣加速至聲速,并產(chǎn)生高頻率的機(jī)械...
鐵質(zhì)超聲波振子聲傳遞效率高,但材料強(qiáng)度低,易開(kāi)裂和螺孔滑絲;鋼質(zhì)超聲波振子強(qiáng)度高,但聲阻抗相對(duì)較大;鈦合金超聲波振子綜合性能好,缺點(diǎn)就是價(jià)格高、加工難。
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Laser Linc公司提供的超聲波測(cè)量裝置是BenchIinc半敞開(kāi)式檢測(cè)系統(tǒng)。該裝置基于公司的超厚+超聲波壁測(cè)量系統(tǒng)。制造商們能使用該系統(tǒng)來(lái)檢測(cè)管子切割的長(zhǎng)度。操作人員能夠在任何一個(gè)部位和角度用手工定位。對(duì)于操作人員來(lái)說(shuō),容易使用的是,觸發(fā)測(cè)量不外平一是采用按鈕,二是用腳踏板。為了提高檢測(cè)速度,選擇自動(dòng)喂料、自動(dòng)分類、自動(dòng)挑選及選擇合適的位置。本裝置還包括一個(gè)激光測(cè)微計(jì),用于對(duì)外形尺寸的測(cè)量。
通過(guò)超聲波與試件相互作用,就反射、透射和散射的波進(jìn)行研究,對(duì)試件進(jìn)行宏觀缺陷檢測(cè)、幾何特性測(cè)量、組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能變化的檢測(cè)和表征,并進(jìn)而對(duì)其特定應(yīng)用性進(jìn)行評(píng)價(jià)的技術(shù)。
主要是基于超聲波在試件中的傳播特性。
a.聲源產(chǎn)生超聲波,采用一定的方式使超聲波進(jìn)入試件;
b.超聲波在試件中傳播并與試件材料以及其中的缺陷相互作用,使其傳播方向或特征被改變;
c.改變后的超聲波通過(guò)檢測(cè)設(shè)備被接收,并可對(duì)其進(jìn)行處理和分析;
d.根據(jù)接收的超聲波的特征,評(píng)估試件本身及其內(nèi)部是否存在缺陷及缺陷的特性。
a.適用于金屬、非金屬和復(fù)合材料等多種制件的無(wú)損檢測(cè);
b.穿透能力強(qiáng),可對(duì)較大厚度范圍內(nèi)的試件內(nèi)部缺陷進(jìn)行檢測(cè)。如對(duì)金屬材料,可檢測(cè)厚度為1~2mm的薄壁管材和板材,也可檢測(cè)幾米長(zhǎng)的鋼鍛件;
c.缺陷定位較準(zhǔn)確;
d.對(duì)面積型缺陷的檢出率較高;
e.靈敏度高,可檢測(cè)試件內(nèi)部尺寸很小的缺陷;f.檢測(cè)成本低、速度快,設(shè)備輕便,對(duì)人體及環(huán)境無(wú)害,現(xiàn)場(chǎng)使用較方便。
a.對(duì)試件中的缺陷進(jìn)行精確的定性、定量仍須作深入研究;
b.對(duì)具有復(fù)雜形狀或不規(guī)則外形的試件進(jìn)行超聲檢測(cè)有困難;
c.缺陷的位置、取向和形狀對(duì)檢測(cè)結(jié)果有一定影響;
d.材質(zhì)、晶粒度等對(duì)檢測(cè)有較大影響;
e.以常用的手工A型脈沖反射法檢測(cè)時(shí)結(jié)果顯示不直觀,且檢測(cè)結(jié)果無(wú)直接見(jiàn)證記錄。
a.從檢測(cè)對(duì)象的材料來(lái)說(shuō),可用于金屬、非金屬和復(fù)合材料;
b.從檢測(cè)對(duì)象的制造工藝來(lái)說(shuō),可用于鍛件、鑄件、焊接件、膠結(jié)件等;
c.從檢測(cè)對(duì)象的形狀來(lái)說(shuō),可用于板材、棒材、管材等;
d.從檢測(cè)對(duì)象的尺寸來(lái)說(shuō),厚度可小至1mm,也可大至幾米;
e.從缺陷部位來(lái)說(shuō),既可以是表面缺陷,也可以是內(nèi)部缺陷。
接到探傷任務(wù)后,首先要了解圖紙對(duì)焊接質(zhì)量的技術(shù)要求。鋼結(jié)構(gòu)的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)是依據(jù)GB50205-95《鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》來(lái)執(zhí)行的。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:對(duì)于圖紙要求焊縫焊接質(zhì)量等級(jí)為一級(jí)時(shí)評(píng)定等級(jí)為Ⅱ級(jí)時(shí)規(guī)范規(guī)定要求做100%超聲波探傷;對(duì)于圖紙要求焊縫焊接質(zhì)量等級(jí)為二級(jí)時(shí)評(píng)定等級(jí)為Ⅲ級(jí)時(shí)規(guī)范規(guī)定要求做20%超聲波探傷;對(duì)于圖紙要求焊縫焊接質(zhì)量等級(jí)為三級(jí)時(shí)不做超聲波內(nèi)部缺陷檢查。
在此值得注意的是超聲波探傷用于全熔透焊縫,其探傷比例按每條焊縫長(zhǎng)度的百分?jǐn)?shù)計(jì)算,并且不小于200mm。對(duì)于局部探傷的焊縫如果發(fā)現(xiàn)有不允許的缺陷時(shí),應(yīng)在該缺陷兩端的延伸部位增加探傷長(zhǎng)度,增加長(zhǎng)度不應(yīng)小于該焊縫長(zhǎng)度的10%且不應(yīng)小于200mm,當(dāng)仍有不允許的缺陷時(shí),應(yīng)對(duì)該焊縫進(jìn)行100%的探傷檢查,其次應(yīng)該清楚探傷時(shí)機(jī),碳素結(jié)構(gòu)鋼應(yīng)在焊縫冷卻到環(huán)境溫度后、低合金結(jié)構(gòu)鋼在焊接完成24小時(shí)以后方可進(jìn)行焊縫探傷檢驗(yàn)。另外還應(yīng)該知道待測(cè)工件母材厚度、接頭型式及坡口型式。截止到目前為止我在實(shí)際工作中接觸到的要求探傷的絕大多數(shù)焊縫都是中板對(duì)接焊縫的接頭型式,所以我下面主要就對(duì)焊縫探傷的操作做針對(duì)性的總結(jié)。一般地母材厚度在8-16mm之間,坡口型式有I型、單V型、X型等幾種形式。在弄清楚以上這此東西后才可以進(jìn)行探傷前的準(zhǔn)備工作。
在每次探傷操作前都必須利用標(biāo)準(zhǔn)試塊(CSK-IA、CSK-ⅢA)校準(zhǔn)儀器的綜合性能,校準(zhǔn)面板曲線,以保證探傷結(jié)果的準(zhǔn)確性。
1、探測(cè)面的修整:應(yīng)清除焊接工作表面飛濺物、氧化皮、凹坑及銹蝕等,光潔度一般低于▽4。焊縫兩側(cè)探傷面的修整寬度一般為大于等于2KT 50mm,(K:探頭K值,T:工件厚度)。一般的根據(jù)焊件母材選擇K值為2.5探頭。例如:待測(cè)工件母材厚度為10mm,那么就應(yīng)在焊縫兩側(cè)各修磨100mm。
2、耦合劑的選擇應(yīng)考慮到粘度、流動(dòng)性、附著力、對(duì)工件表面無(wú)腐蝕、易清洗,而且經(jīng)濟(jì),綜合以上因素選擇漿糊作為耦合劑。
3、由于母材厚度較薄因此探測(cè)方向采用單面雙側(cè)進(jìn)行。
4、由于板厚小于20mm所以采用水平定位法來(lái)調(diào)節(jié)儀器的掃描速度。
5、在探傷操作過(guò)程中采用粗探傷和精探傷。為了大概了解缺陷的有無(wú)和分布狀態(tài)、定量、定位就是精探傷。使用鋸齒形掃查、左右掃查、前后掃查、轉(zhuǎn)角掃查、環(huán)繞掃查等幾種掃查方式以便于發(fā)現(xiàn)各種不同的缺陷并且判斷缺陷性質(zhì)。
6、對(duì)探測(cè)結(jié)果進(jìn)行記錄,如發(fā)現(xiàn)內(nèi)部缺陷對(duì)其進(jìn)行評(píng)定分析。焊接對(duì)頭內(nèi)部缺陷分級(jí)應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB11345-89《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果分級(jí)》的規(guī)定,來(lái)評(píng)判該焊否合格。如果發(fā)現(xiàn)有超標(biāo)缺陷,向車間下達(dá)整改通知書,令其整改后進(jìn)行復(fù)驗(yàn)直至合格。
一般的焊縫中常見(jiàn)的缺陷有:氣孔、夾渣、未焊透、未熔合和裂紋等。到目前為止還沒(méi)有一個(gè)成熟的方法對(duì)缺陷的性質(zhì)進(jìn)行準(zhǔn)確的評(píng)判,只是根據(jù)熒光屏上得到的缺陷波的形狀和反射波高度的變化結(jié)合缺陷的位置和焊接工藝對(duì)缺陷進(jìn)行綜合估判。
超聲波探傷是利用超聲能透入金屬材料的深處,并由一截面進(jìn)入另一截面時(shí),在界面邊緣發(fā)生反射的特點(diǎn)來(lái)檢查零件缺陷的一種方法,當(dāng)超聲波束自零件表面由探頭通至金屬內(nèi)部,遇到缺陷與零件底面時(shí)就分別發(fā)生反射波,在熒光屏上形成脈沖波形,根據(jù)這些脈沖波形來(lái)判斷缺陷位置和大小。
磁粉探傷利用了鋼鐵制品表面和近表面缺陷(如裂紋,夾渣,發(fā)紋等)磁導(dǎo)率和鋼鐵磁導(dǎo)率的差異,磁化后這些材料不連續(xù)處的磁場(chǎng)將發(fā)生畸變,形成部分磁通泄漏處工件表面產(chǎn)生了漏磁場(chǎng),從而吸引磁粉形成缺陷處的磁粉堆積——磁痕,在適當(dāng)?shù)墓庹諚l件下,顯現(xiàn)出缺陷位置和形狀,對(duì)這些磁粉的堆積加以觀察和解釋,就實(shí)現(xiàn)了磁粉探傷。
渦流探傷是以交流電磁線圈在金屬構(gòu)件表面感應(yīng)產(chǎn)生渦流的無(wú)損探傷技術(shù)。渦流磁場(chǎng)方向與外加電流的磁化方向相反,因此將抵消一部分外加電流,從而使線圈的阻抗、通過(guò)電流的大小相位均發(fā)生變化。管的直徑、厚度、電導(dǎo)率和磁導(dǎo) 率的變化以及有缺陷存在時(shí),均會(huì)影響線圈的阻抗。若保持其他因素不變,僅將缺陷引起阻抗的信號(hào)取出,經(jīng)儀器放大并予檢測(cè),就能達(dá)到探傷目的。
在外載或環(huán)境作用下,由細(xì)觀結(jié)構(gòu)缺陷(如微裂紋、微孔隙等) 萌生、擴(kuò)展等不可逆變化引起的材料或結(jié)構(gòu)宏觀力學(xué)性能的劣化稱為損傷。損傷理論將材料斷裂的過(guò)程描述為微孔洞的形核、長(zhǎng)大、聚合直至產(chǎn)生宏觀裂紋的過(guò)程。