螺栓探伤方案
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风电螺栓检测—A扫探伤

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螺栓超声波检测方案要点
一.直探头纵波检测
二.斜探头横波法检测


螺栓检测主机采用BSN910数字超声波探伤仪
关于探头的选择根据螺栓的不同,可以用直探头纵波法和斜探头横波法,下面对这两种方案分别进行介绍:
          

一.螺栓直探头纵波检测
1. 检测适用范围
对于端面为平面的螺栓可以采用纵波法。端面为平面的螺栓又分为无中心孔和有中心孔两类,如下图1和图2:
螺栓探伤  螺栓探头
图1 无中心孔柔性螺栓扫查 螺栓探头

                                                       
 



螺栓超声波探伤
                                                                    图2 有中心孔柔性螺栓扫查

2.探头的选择
2.1探头晶片尺寸的选择
对于无中心孔的螺栓,探头晶片尺寸尽可能大于螺栓直径
对于有中心孔的螺栓,探头晶片尺寸尽可能大于螺栓壁厚
探头的晶片尺寸一般选择Ø12或Ø14,规格较大的螺栓可选择Ø20。

2.2探头频率的选择
首选5 MHz,规格较大的螺栓可选择2.5 MHz。

3.检测的缺陷类型
以检测本侧螺纹根部裂纹为主。
4.扫描速度的调整
    应根据螺栓的长度调整扫描速度,通常最大检测范围应至少达到屏幕满刻度的80%。
方法是:将试块上与被检螺栓最远端螺纹距离相近的Ø1横孔最高反射波,调整到80%屏高作为基准灵敏度,再根据被检螺栓的规格和型式提高一定的增益(dB)作为检测灵敏度。低合金钢螺栓检测灵敏度选择可在表3灵敏度的基础上增益6dB,对于有中心孔柔性马氏体钢及镍基高温合金螺栓本侧检测,则应增益12dB。
5.探头位置及扫查方式
将探头置于螺栓端面上进行扫查,探头移动速度应缓慢,移动间距不大于探头半径,移动时探头适当转动,探头晶片不应超出端面或覆盖中心孔。
6.指示长度的测定
采用半波高度(6dB)法测定缺陷指示长度:移动探头,找到缺陷最强反射波,将波高调到80%屏高,向左(或向右)移动探头,当波高降到40%屏高时,在探头中心线所对应的螺栓上作好标记,然后向右(或向左)移动探头,同样使波高降到40%屏高并作好标记,两标记间的距离即为缺陷的指示长度。

二.斜探头横波法
1.检测适用范围
斜探头横波法主要适用于:
a) 端面无法放置小角度纵波斜探头和纵波直探头的螺栓;
b) 螺栓光杆处表面、螺纹根部处以及中心孔内壁的检测。
2.探头选择
横波探头 K值一般取1.7。频率选择:低合金钢螺栓为5MHZ;马氏体钢及镍基高温合金螺栓为2 MHz~2.5 MHz。晶片尺寸选择见下表。
表1:横波探头晶片尺寸的选择
低合金钢螺栓规格mm    M32~M100    > M100
晶片尺寸mm×mm    8×12    13×13
马氏体钢及镍基高温合金螺栓规格mm    M32~M100    >M100
晶片尺寸mm×mm    13×13    18×18
3.探头曲面的选择
    横波探头移动时要求保持与检测面的良好耦合,应选择与螺栓曲面相匹配的探头,横波探头曲面的选择见下表2:
螺栓规格mm    ≤M80    >M80~M100    >M100~M120    >M120~M140    >M140~M160    >M160
探头曲面直径mm    Ø 80    Ø 100    Ø 120    Ø 140    Ø 160    平面
3.1扫描速度的调整
扫描时基线比例应依据螺栓(螺纹)长度调整为满刻度的80%。
3.2检测灵敏度
检测灵敏度的调整方法如下:
检测螺纹根部裂纹一般是以螺栓的螺纹反射波来调整检测灵敏度。调整方法:前后移动探头,找到检测部位的螺纹反射波,一般应出现4~6个螺纹波,且无明显杂波,然后将螺纹反射波调到60%的屏高即可。
4.探头位置及扫查方式
将探头置于螺栓的光杆部位,沿外圆周向及轴向前后移动,绕螺栓扫查一周。
5.缺陷指示长度的测定
如以螺栓的螺纹反射波来调整检测灵敏度时,探头周向移动,当被遮挡的螺纹反射波上升到与正常螺纹波相同高度,此时探头所移动的距离即为缺陷的指示长度。
6.横波检测时螺纹根部处裂纹波的识别
当螺栓某个螺纹根部处出现裂纹时,其后邻近的第1个螺纹反射波可能被裂纹遮挡。当裂纹较大时,第2第3个螺纹波也将被遮挡。如发现缺陷的反射波幅与其后的第1螺纹反射波幅之差大于或等于6dB,且指示长度大于或等于10mm时,即可判定为裂纹,见下图3。
 螺栓超声探伤
                                            图3 横波检测时的裂纹识别





 

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