[发明专利]一种基于无损探伤探测机器零件或材料寿命的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于无损探伤探测机器零件或材料寿命的方法，属于材料或机器零件检测领域。

背景技术

随着科学与工业技术的迅速发展，工业现代化进程日新月异，高温、高压、高速度和高负荷已成为现代工业的重要标志，但它的实现是建立在材料或构件高质量的基础上的，为确保这种优异的质量和安全可靠性，必须对产品进行百分之百的不破坏产品原来形状、不改变使用性能的无损检测方法。无损检测技术的应用范围十分广泛，已在机械制造、石油化工、造船、汽车、航空航天和核能等工业中被普遍采用。

无损检测除探测材料或构件中是否有缺陷，并对缺陷的形状、大小、分布、方位、取向和内含物等情况进行判断外，更重要的是这些缺陷的存在对该材料或构件在工作过程中造成什么影响，即这样的材料或构件能否在此服役条件下继续使用，如果能够使用，大概能用多长时间。而这些恰恰是当前无损检测中欠缺的。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供一种基于无损探伤探测机器零件或材料寿命的方法，解决了传统探伤对零部件有损伤或探测不准确的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于无损探伤探测机器零件或材料寿命的方法，所述方法步骤如下：

(1)利用超声波脉冲反射法无损检测机器零件或材料中的缺陷：脉冲振荡器产生超声波，并把超声波通过超声波探头入射到被检机器零件或材料表面，所述超声波无损探伤分为垂直探伤和斜射探伤，当为垂直探伤时，分为三股波返回至超声波探头，所述三股波分别为：始波、伤波和底波；当为斜射探伤时，分为二股波返回至超声波探头，所述二股波分别为：始波和伤波，超声波探头接收到三股波或二股波后通过高频电压发生器转换成高频电压，并通过接收放大器进入示波器，同时脉冲振荡器产生的超声波通过高频电压发生器产生高频电压作为对比信号也直接通过接收放大器进入示波器中，所述示波器横坐标以脉冲振荡器的起震荡时间为基点，把辉点向右移动，从而在示波器上可以得到波形图，通过波形图，可以看出被检机器零件或材料是否有缺陷、缺陷的部位及大小；

(2)精确定位被检机器零件或材料中的缺陷位置：

——精确定位缺陷在探测面上投影位置：

L＝S*sinγ

式中：L---入射点到缺陷的水平距离；

      γ---折射角；

      S---探测面的入射点至缺陷的波程；

——缺陷波程s的测定：固定标尺法

垂直探伤：h＝H*S_伤屏/S_底屏

式中：h--缺陷与机器零件或材料的探测面距离；

      H--机器零件或材料的厚度；

      S_伤屏--缺陷波和始波在固定标尺上的距离读数；

      S_底屏--底波与始波间在固定标尺上的距离读数；

斜射探伤：

当斜射探伤时，所述缺陷波程s的测定方法如下：

测量时，先找一块与待测机器零件或材料同质同厚的材料做试件，然后使探头对试件的垂直边缘慢慢向后移动，直到反射波穿过底角，即在示波器显示屏上显示一个最高位置为止，此时，声波入射点到机器零件或材料底面尖角处的距离为正射波法的波程，用S_1/2表示，入射点到垂直端面边缘的距离用P_1/2表示，荧光屏上，固定标尺的零点与底角反射波，即荧光屏上显示最高位置的距离为S_1/2屏，此时，将探头移至机器零件或材料进行探测缺陷，直到荧光屏上出现缺陷的脉冲波，这样就可计算出缺陷波程s：

s＝S_1/2S_伤屏/S_1/2屏

S_1/2＝P_1/2/sinγ

——精确确定缺陷存在的深度：

h＝s*cosγ

式中：s---声波自探测表面到缺陷的波程；

(3)精确确定被检机器零件或材料中的缺陷大小：脉冲消失法

在探测发生缺陷后，将超声波探头前后左右移动，找出缺陷波消失的位置a和b，然后用下式计算缺陷大小d

d＝L-2h*tanθ

式中：L---当缺陷消失时两探头位置(a、b)边缘间的距离；

      h---缺陷存在的深度；

      θ---声束的半扩散角；