超聲檢測(cè)第六章2014陸志春

1、 江蘇特檢院江蘇特檢院常州分院常州分院 陸志春陸志春目錄目錄n概述概述n檢測(cè)面的選擇和準(zhǔn)備檢測(cè)面的選擇和準(zhǔn)備 n儀器與探頭的選擇儀器與探頭的選擇 n耦合劑的選用耦合劑的選用 n縱波直探頭檢測(cè)技術(shù)縱波直探頭檢測(cè)技術(shù) n橫波斜探頭檢測(cè)技術(shù)橫波斜探頭檢測(cè)技術(shù) n影響缺陷定位、定量的主要因素影響缺陷定位、定量的主要因素 n檢測(cè)記錄和報(bào)告檢測(cè)記錄和報(bào)告 6.0 6.0 概述概述n脈沖反射法超聲檢測(cè)技術(shù)主要在以下方面：n檢測(cè)條件n耦合與補(bǔ)償n儀器的調(diào)節(jié)n缺陷的定位、定量、定性 經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的實(shí)踐應(yīng)用與經(jīng)驗(yàn)積累，已經(jīng)形成了成熟通用的技術(shù)手段。n掌握這些通用技術(shù)的熟練對(duì)于發(fā)現(xiàn)缺陷并正確評(píng)價(jià)很重要。脈沖反射法超聲檢

2、測(cè)技術(shù)基本步驟A A檢測(cè)前的準(zhǔn)備檢測(cè)前的準(zhǔn)備( (檢測(cè)面選擇與處理檢測(cè)面選擇與處理) )B B儀器、探頭、試塊的選擇儀器、探頭、試塊的選擇; ; C C儀器調(diào)節(jié)與檢測(cè)靈敏度確定儀器調(diào)節(jié)與檢測(cè)靈敏度確定; ; D D耦合補(bǔ)償耦合補(bǔ)償; ; E E掃查方式掃查方式; ; F F缺陷測(cè)定、記錄和等級(jí)評(píng)定缺陷測(cè)定、記錄和等級(jí)評(píng)定; ; G G儀器和探頭系統(tǒng)復(fù)核。儀器和探頭系統(tǒng)復(fù)核。H H后處理后處理I I出具報(bào)告出具報(bào)告J J儀器、探頭系統(tǒng)的復(fù)核儀器、探頭系統(tǒng)的復(fù)核檢測(cè)前檢測(cè)前準(zhǔn)備階準(zhǔn)備階段段檢測(cè)檢測(cè)階段階段檢測(cè)后檢測(cè)后處理階處理階段段6.1 檢測(cè)面的選擇和準(zhǔn)備檢測(cè)面的選擇和準(zhǔn)備 檢測(cè)面選擇：檢測(cè)面選

3、擇： A 根據(jù)被檢測(cè)缺陷的位置根據(jù)被檢測(cè)缺陷的位置、取向，使入射聲束盡可取向，使入射聲束盡可能垂直于缺陷反射面能垂直于缺陷反射面； 缺陷的最大可能取向應(yīng)根據(jù)缺陷的最大可能取向應(yīng)根據(jù) 被檢工件材質(zhì)被檢工件材質(zhì)、坡坡口形式口形式、焊接工藝焊接工藝等等判斷判斷； B 使聲束方向垂直于最危險(xiǎn)的缺陷；使聲束方向垂直于最危險(xiǎn)的缺陷； C 應(yīng)能使探頭與工件間有足夠的接觸面積應(yīng)能使探頭與工件間有足夠的接觸面積 D產(chǎn)生較少的非缺陷回波產(chǎn)生較少的非缺陷回波如鍛件如鍛件軸類軸類鋼管鋼管層狀撕裂層狀撕裂未焊透未焊透翼板未熔合翼板未熔合腹板未熔合腹板未熔合焊縫裂紋焊縫裂紋焊縫缺陷焊縫缺陷腹板焊趾裂紋腹板焊趾裂紋翼板焊趾

4、裂紋翼板焊趾裂紋n檢測(cè)面的選擇應(yīng)該與檢測(cè)技術(shù)的選擇相結(jié)合檢測(cè)面的選擇應(yīng)該與檢測(cè)技術(shù)的選擇相結(jié)合: : 鍛件：縱波垂直入射檢測(cè)，檢測(cè)面選與鍛件流線相鍛件：縱波垂直入射檢測(cè)，檢測(cè)面選與鍛件流線相 平行的表面；平行的表面； 棒材：入射面為圓周面，縱波檢測(cè)位于棒材中心區(qū)棒材：入射面為圓周面，縱波檢測(cè)位于棒材中心區(qū)的、延伸方向與棒材軸向平行的缺陷的、延伸方向與棒材軸向平行的缺陷；橫波檢測(cè)位于橫波檢測(cè)位于表面附近垂直于表面的裂紋，或沿圓周延伸的缺陷。表面附近垂直于表面的裂紋，或沿圓周延伸的缺陷。 n多個(gè)檢測(cè)面入射檢測(cè)：多個(gè)檢測(cè)面入射檢測(cè)：變形過(guò)程使缺陷有多種取向；變形過(guò)程使缺陷有多種取向；單面檢測(cè)存在盲區(qū)

5、；單面檢測(cè)存在盲區(qū)； 單面檢測(cè)靈敏度不能在整個(gè)工件厚度范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)單面檢測(cè)靈敏度不能在整個(gè)工件厚度范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)時(shí)時(shí)表面準(zhǔn)備：表面準(zhǔn)備：n滿足探頭移動(dòng)及聲耦合的要求；滿足探頭移動(dòng)及聲耦合的要求； 不同加工工藝后工件檢測(cè)的處理要求不同。不同加工工藝后工件檢測(cè)的處理要求不同。去除松動(dòng)的氧化皮、毛刺、油污、切削或磨削產(chǎn)生去除松動(dòng)的氧化皮、毛刺、油污、切削或磨削產(chǎn)生的鐵屑，焊接飛濺、焊渣等。的鐵屑，焊接飛濺、焊渣等。n不可能清除的部位，應(yīng)作標(biāo)記并留下記錄，供質(zhì)量不可能清除的部位，應(yīng)作標(biāo)記并留下記錄，供質(zhì)量評(píng)定時(shí)參考。評(píng)定時(shí)參考。 n粗糙度應(yīng)粗糙度應(yīng)6.3m，表面應(yīng)清除雜物、松動(dòng)氧化表面應(yīng)清除雜物、松動(dòng)氧化

6、皮、皮、毛毛刺刺、油污、油污等等；6.2 儀器與探頭的選擇儀器與探頭的選擇 儀器的選擇 儀器和各項(xiàng)指標(biāo)要符合檢測(cè)對(duì)象標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求。儀器和各項(xiàng)指標(biāo)要符合檢測(cè)對(duì)象標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求。 主要考慮：靈敏度、分辨力、定量要求，定位要求主要考慮：靈敏度、分辨力、定量要求，定位要求 和便攜、穩(wěn)定等方面。和便攜、穩(wěn)定等方面。具體：具體：1、對(duì)定位要求高時(shí)，應(yīng)選擇水平線性誤差小的儀器、對(duì)定位要求高時(shí)，應(yīng)選擇水平線性誤差小的儀器2、對(duì)定量要求高時(shí)，應(yīng)選擇垂直線性誤差小，衰減、對(duì)定量要求高時(shí)，應(yīng)選擇垂直線性誤差小，衰減器精度高的儀器，器精度高的儀器，3、對(duì)大型工件或粗晶材料工件探傷，可選擇功率大，、對(duì)大型工件或粗晶材

7、料工件探傷，可選擇功率大，靈敏度余量高，信噪比高，低頻性能好的儀器。靈敏度余量高，信噪比高，低頻性能好的儀器。儀器的選擇4、對(duì)近表面缺陷檢測(cè)要求高時(shí)，可選擇盲區(qū)小，近區(qū)、對(duì)近表面缺陷檢測(cè)要求高時(shí)，可選擇盲區(qū)小，近區(qū)分辨好的儀器。分辨好的儀器。5、室外現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，重量輕、熒光屏亮度高、抗干擾能、室外現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，重量輕、熒光屏亮度高、抗干擾能力好的儀器。力好的儀器。6、數(shù)字超探儀的采樣頻率不低于最高工作頻率的、數(shù)字超探儀的采樣頻率不低于最高工作頻率的5倍倍6.2 儀器與探頭的選擇儀器與探頭的選擇探頭的選擇探頭的選擇n選擇的依據(jù)：選擇的依據(jù)： 被檢對(duì)象的形狀、聲學(xué)特點(diǎn)和技術(shù)要被檢對(duì)象的形狀、聲學(xué)特點(diǎn)和技

8、術(shù)要求求n選擇的內(nèi)容：選擇的內(nèi)容： 探頭的型式、頻率、帶寬、晶片尺寸探頭的型式、頻率、帶寬、晶片尺寸和橫波斜探頭的和橫波斜探頭的K K值值6.2 儀器與探頭的選擇儀器與探頭的選擇n型式選擇：原則為根據(jù)檢測(cè)對(duì)象和檢測(cè)目的型式選擇：原則為根據(jù)檢測(cè)對(duì)象和檢測(cè)目的決定決定n焊縫焊縫橫波斜探頭、縱波斜探頭橫波斜探頭、縱波斜探頭n鋼板、鑄件鋼板、鑄件縱波直探頭縱波直探頭n鋼管、水浸板材鋼管、水浸板材聚焦探頭（線、點(diǎn)聚焦）聚焦探頭（線、點(diǎn)聚焦）n 近表面缺陷近表面缺陷雙晶探頭雙晶探頭n表面缺陷表面缺陷表面波探頭表面波探頭n螺栓端面檢測(cè)及檢測(cè)面較小螺栓端面檢測(cè)及檢測(cè)面較小小角度縱波小角度縱波斜探頭斜探頭6.2

9、 儀器與探頭的選擇儀器與探頭的選擇n探頭頻率選擇探頭頻率選擇 n標(biāo)準(zhǔn)：標(biāo)準(zhǔn)： 0.510MHz，常用，常用2.55MHz。1、超聲波檢測(cè)靈敏度超聲波檢測(cè)靈敏度/2，對(duì)鋼用對(duì)鋼用2.55MHz，為：縱波為：縱波2.361.18，橫波，橫波1.290.65，則縱波檢測(cè)缺陷最小值為：，則縱波檢測(cè)缺陷最小值為：0.61.2mm，橫波檢測(cè)缺陷最小值為：，橫波檢測(cè)缺陷最小值為：0.30.6mm。2、頻率高，脈沖寬度小，分辨率高。、頻率高，脈沖寬度小，分辨率高。3、頻率高，半擴(kuò)散角小，指向性好，發(fā)現(xiàn)小缺陷能、頻率高，半擴(kuò)散角小，指向性好，發(fā)現(xiàn)小缺陷能力強(qiáng)，橫向定位準(zhǔn)。力強(qiáng)，橫向定位準(zhǔn)。DfcD22. 1ar

10、csin22. 1arcsin06.2 儀器與探頭的選擇儀器與探頭的選擇4、頻率高，近場(chǎng)區(qū)大，對(duì)檢測(cè)不利。、頻率高，近場(chǎng)區(qū)大，對(duì)檢測(cè)不利。5、頻率高，衰減大，厚工件、粗晶材料選用低頻。、頻率高，衰減大，厚工件、粗晶材料選用低頻。cfDDN44224323fFdca 6.2 儀器與探頭的選擇儀器與探頭的選擇n帶寬的選擇：帶寬的選擇：帶寬：帶寬： 超聲脈沖頻率具有無(wú)數(shù)個(gè)頻率，在主頻率附近可利超聲脈沖頻率具有無(wú)數(shù)個(gè)頻率，在主頻率附近可利用的頻率有一個(gè)范圍，這個(gè)范圍大小稱帶寬。用的頻率有一個(gè)范圍，這個(gè)范圍大小稱帶寬。寬帶探頭：寬帶探頭： 脈沖短，即脈沖寬度小，深度分辨率好，盲區(qū)小，脈沖短，即脈沖寬度小

11、，深度分辨率好，盲區(qū)小，靈敏度較低，信噪比好，適合粗晶材料探傷。靈敏度較低，信噪比好，適合粗晶材料探傷。 窄帶探頭：窄帶探頭： 脈沖長(zhǎng)，即脈沖寬度大，深度分辨率差，盲區(qū)大，脈沖長(zhǎng)，即脈沖寬度大，深度分辨率差，盲區(qū)大，靈敏度高，穿透力強(qiáng)。靈敏度高，穿透力強(qiáng)。諧振式發(fā)射電路諧振式發(fā)射電路非諧振式發(fā)射電路非諧振式發(fā)射電路發(fā)射脈沖波的頻譜，按傅里葉級(jí)數(shù)分析，發(fā)射脈沖波的頻譜，按傅里葉級(jí)數(shù)分析，除諧振頻率外，還包含許多其他頻率除諧振頻率外，還包含許多其他頻率1100fff6.2 儀器與探頭的選擇儀器與探頭的選擇n晶片尺寸選擇晶片尺寸選擇n晶片尺寸要滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，如滿足晶片尺寸要滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，如滿足JB/

12、T4730-2005要求，即晶片面積要求，即晶片面積500mm2，任一邊長(zhǎng)，任一邊長(zhǎng)25mm。1、晶片大，半擴(kuò)散角小，指向性好，聲束軸線附近缺、晶片大，半擴(kuò)散角小，指向性好，聲束軸線附近缺陷檢出能力強(qiáng)。陷檢出能力強(qiáng)。2、晶片大，近場(chǎng)區(qū)大，對(duì)檢測(cè)不利；輻射的超聲波能、晶片大，近場(chǎng)區(qū)大，對(duì)檢測(cè)不利；輻射的超聲波能量大，發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)距離缺陷能力強(qiáng)。檢測(cè)效率高。量大，發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)距離缺陷能力強(qiáng)。檢測(cè)效率高。DfcD22. 1arcsin22. 1arcsin0cfDDN4422RW2/4時(shí)應(yīng)修正時(shí)應(yīng)修正3、考慮檢測(cè)面的、考慮檢測(cè)面的結(jié)構(gòu)情況結(jié)構(gòu)情況 如對(duì)小如對(duì)小型工件，曲率大的型工件，曲率大的工件復(fù)雜形狀工件工件

13、復(fù)雜形狀工件為便于耦合要用小為便于耦合要用小晶片，對(duì)平面工件，晶片，對(duì)平面工件，晶片可大一些。晶片可大一些。6.2 儀器與探頭的選擇儀器與探頭的選擇6.2 儀器與探頭的選擇儀器與探頭的選擇n探頭探頭K值的選擇值的選擇1、保證聲束掃到整個(gè)檢測(cè)斷面，對(duì)不同工件形狀要具、保證聲束掃到整個(gè)檢測(cè)斷面，對(duì)不同工件形狀要具體分析選擇。體分析選擇。2、盡可能使檢測(cè)聲束與缺陷垂直，在條件許可時(shí)，盡、盡可能使檢測(cè)聲束與缺陷垂直，在條件許可時(shí)，盡量用量用K大些的探頭。薄工件大些的探頭。薄工件K大些，聲程大，避免近大些，聲程大，避免近場(chǎng)檢測(cè)；厚工件場(chǎng)檢測(cè)；厚工件K可小些?？尚⌒?。3、根據(jù)檢測(cè)對(duì)象選、根據(jù)檢測(cè)對(duì)象選K：

14、 如單面焊根部未焊透，選如單面焊根部未焊透，選K=0.7-1.43，檢測(cè)靈敏度最高，檢測(cè)靈敏度最高.（端角反射）（端角反射）aTlbaK0b6.3 耦合劑的選用耦合劑的選用 n耦合實(shí)現(xiàn)聲能從探頭向工件的傳遞，它可實(shí)現(xiàn)聲能從探頭向工件的傳遞，它可用探測(cè)面上聲強(qiáng)透過(guò)率來(lái)表示耦合的好壞，用探測(cè)面上聲強(qiáng)透過(guò)率來(lái)表示耦合的好壞，聲強(qiáng)透過(guò)率高，表示聲耦合好。聲強(qiáng)透過(guò)率高，表示聲耦合好。 n耦合劑在工件與探頭之間表面，涂敷液體、在工件與探頭之間表面，涂敷液體、排除空氣，實(shí)現(xiàn)聲能傳遞，該液體即耦合劑。排除空氣，實(shí)現(xiàn)聲能傳遞，該液體即耦合劑。常用：水，機(jī)油、甘油、水玻璃、化學(xué)漿糊，常用：水，機(jī)油、甘油、水玻璃、

15、化學(xué)漿糊，纖維素、洗潔精等纖維素、洗潔精等6.3 耦合劑的選用耦合劑的選用 n對(duì)耦合劑的要求 對(duì)對(duì)工件工件表表面和探頭表面有足夠浸潤(rùn)性面和探頭表面有足夠浸潤(rùn)性，并有并有流動(dòng)性流動(dòng)性，附著力強(qiáng)，易清洗，聲阻抗大附著力強(qiáng)，易清洗，聲阻抗大，應(yīng)應(yīng)盡量和被檢工件接近盡量和被檢工件接近對(duì)對(duì)人體無(wú)害，人體無(wú)害，對(duì)對(duì)工件工件無(wú)無(wú)腐蝕作用腐蝕作用來(lái)來(lái)源源廣廣，價(jià)價(jià)格低格低廉廉性能穩(wěn)定性能穩(wěn)定 6.3.3影響聲耦合的主要因素 耦合層厚度耦合層厚度d 工件表面粗糙度工件表面粗糙度耦合劑聲阻抗耦合劑聲阻抗工件表面形狀工件表面形狀6.3.3影響聲耦合的主要因素n耦合層厚度耦合層厚度dn 即半波長(zhǎng)整數(shù)倍時(shí)聲壓透射率為即

16、半波長(zhǎng)整數(shù)倍時(shí)聲壓透射率為1，幾，幾乎無(wú)反射，聲能全部透射。好象耦合層不存在。乎無(wú)反射，聲能全部透射。好象耦合層不存在。n 即四分之一即四分之一n波長(zhǎng)奇數(shù)倍時(shí)，聲壓透射波長(zhǎng)奇數(shù)倍時(shí)，聲壓透射n率最低，反射率最高。率最低，反射率最高。nd0，最好。，最好。2nd 412）（nd6.3.3影響聲耦合的主要因素n工件表面粗糙度工件表面粗糙度1、同一耦合劑，隨粗糙度增大，耦合效果差，反射回波低。、同一耦合劑，隨粗糙度增大，耦合效果差，反射回波低。2、聲阻抗低的耦合劑，隨粗糙度增大，耦合效果降低的更快。、聲阻抗低的耦合劑，隨粗糙度增大，耦合效果降低的更快。3、表面太光滑，耦合效果不、表面太光滑，耦合效果

17、不會(huì)顯著增加，但探頭移動(dòng)困難。會(huì)顯著增加，但探頭移動(dòng)困難。耦合劑聲阻抗的影響，同一耦合劑聲阻抗的影響，同一檢測(cè)面，耦合劑聲阻抗檢測(cè)面，耦合劑聲阻抗越大耦合效果越好。越大耦合效果越好。n實(shí)際耦合劑聲阻抗在實(shí)際耦合劑聲阻抗在1.52.5106公斤公斤/米米2，而鋼聲阻抗為而鋼聲阻抗為45106公斤公斤/米米2。6.3.3影響聲耦合的主要因素n工件表面形狀工件表面形狀平面工件耦合最好。平面工件耦合最好。凸曲面次之，點(diǎn)或線接觸、凸曲面次之，點(diǎn)或線接觸、凹曲面均耦合不好，中心不接觸。凹曲面均耦合不好，中心不接觸。曲率半徑越大，耦合效果越好。曲率半徑越大，耦合效果越好。6.4 縱波直探頭檢測(cè)技術(shù)縱波直探頭

18、檢測(cè)技術(shù) 6.4.1 儀器調(diào)整 n時(shí)基線的調(diào)整時(shí)基線的調(diào)整 又叫掃描線比例調(diào)節(jié)，俗稱定標(biāo)、掃描速度調(diào)節(jié)又叫掃描線比例調(diào)節(jié)，俗稱定標(biāo)、掃描速度調(diào)節(jié)n調(diào)整目的：保證在確定的檢測(cè)范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)規(guī)定尺寸的缺陷，并確定缺陷的位置和大小。n步驟：步驟： 實(shí)際是掃描速度和零點(diǎn)調(diào)整兩步，儀器自動(dòng)校準(zhǔn)，是兩步實(shí)際是掃描速度和零點(diǎn)調(diào)整兩步，儀器自動(dòng)校準(zhǔn)，是兩步并作一步走，手動(dòng)校準(zhǔn)可分步校準(zhǔn)。并作一步走，手動(dòng)校準(zhǔn)可分步校準(zhǔn)。 1調(diào)零位調(diào)零位 2調(diào)掃描線比例調(diào)掃描線比例06.4.1 儀器調(diào)整n掃描速度調(diào)整的實(shí)質(zhì)是時(shí)基線與超聲波傳播的掃描速度調(diào)整的實(shí)質(zhì)是時(shí)基線與超聲波傳播的距離的比例的校準(zhǔn)。距離的比例的校準(zhǔn)。 掃描線比例掃

19、描線比例1 n （屏顯示：實(shí)際值）。（屏顯示：實(shí)際值）。 如如n=2： 板厚為板厚為50mm，一、二次底波在熒光屏，一、二次底波在熒光屏2.5格和格和5格；格； 如如n=5： 板厚為板厚為100mm，一、二次底波在熒光屏，一、二次底波在熒光屏2格和格和4格。格。6.4.1 儀器調(diào)整T=50 T=50 二次底波二次底波T=100 T=100 二次底波二次底波6.4.1 儀器調(diào)整如檢測(cè)厚度為400的鍛件？01001：106.4.1 儀器調(diào)整n雙晶直探頭時(shí)基線調(diào)整雙晶直探頭時(shí)基線調(diào)整200B1B26.4.1 儀器調(diào)整n檢測(cè)靈敏度調(diào)整檢測(cè)靈敏度調(diào)整 n概念：在確定的聲程范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)規(guī)定大小缺陷的能力n目

20、的：發(fā)現(xiàn)工件中規(guī)定大小的缺陷并對(duì)缺陷定量。n依據(jù)：產(chǎn)品技術(shù)要求或有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。n調(diào)節(jié)：儀器上增益、衰減器、發(fā)射強(qiáng)度等靈敏度旋鈕n要求：檢測(cè)靈敏度要適當(dāng)，太高，雜波多缺陷判斷困難；太低，容易漏檢。P1強(qiáng)強(qiáng)P2弱弱讀數(shù)大讀數(shù)大讀數(shù)小讀數(shù)小6.4.1 儀器調(diào)整n檢測(cè)靈敏度調(diào)整方法檢測(cè)靈敏度調(diào)整方法 1）試塊法）試塊法 應(yīng)用場(chǎng)合：應(yīng)用場(chǎng)合： 聲程小于聲程小于3N，或不能獲得工件底波，兩表面不平行，或不能獲得工件底波，兩表面不平行 方法：方法： 將探頭對(duì)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)試塊上人工缺陷探測(cè)使波高達(dá)到某將探頭對(duì)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)試塊上人工缺陷探測(cè)使波高達(dá)到某基準(zhǔn)波高，再根據(jù)工件厚度、要求、調(diào)節(jié)衰減器達(dá)到基準(zhǔn)波高，再根據(jù)工件厚度、

21、要求、調(diào)節(jié)衰減器達(dá)到要求的靈敏度。要求的靈敏度?？紤]事項(xiàng)：考慮事項(xiàng)：試塊和工件材質(zhì)不同，衰減不同的補(bǔ)償。試塊和工件材質(zhì)不同，衰減不同的補(bǔ)償。 試塊和工件表面粗糙度不同的耦合補(bǔ)償。試塊和工件表面粗糙度不同的耦合補(bǔ)償。 試塊反射體聲程和工件聲程不同引起擴(kuò)散補(bǔ)試塊反射體聲程和工件聲程不同引起擴(kuò)散補(bǔ)償。償。 試塊反射體和工件檢測(cè)靈敏度要求的反射體試塊反射體和工件檢測(cè)靈敏度要求的反射體種類不同引起補(bǔ)償。種類不同引起補(bǔ)償。 試塊試塊鍛件：鍛件：CS-2 平底孔平底孔 CS-2、 3 、4、 6平底孔平底孔鋼板：鋼板：CB-平底面平底面 CB-5平底孔平底孔6.4.1 儀器調(diào)整2）工件底波法調(diào)整靈敏度）工件

22、底波法調(diào)整靈敏度 當(dāng)反射體在聲程當(dāng)反射體在聲程3N以外，反射體的聲壓變化可以外，反射體的聲壓變化可以用理論計(jì)算得出。如計(jì)算出底波高與要求的檢測(cè)以用理論計(jì)算得出。如計(jì)算出底波高與要求的檢測(cè)靈敏度反射體之間回波高度差。靈敏度反射體之間回波高度差。方便、不用試塊方便、不用試塊 不考慮表面補(bǔ)償不考慮表面補(bǔ)償不考慮材質(zhì)衰減（底面缺陷和底波聲程相同）不考慮材質(zhì)衰減（底面缺陷和底波聲程相同）大平底與平底孔的分貝差：大平底與平底孔的分貝差：2.5P20Z探頭，探頭，400mm鋼制大平底與同聲程鋼制大平底與同聲程 2平平底孔的分貝差：底孔的分貝差：44dB。 這條件下可以這條件下可以dB=20logX-8.5d

23、B=20logX-8.5注意：凡是能引起底波降低的情況，用底波調(diào)靈敏注意：凡是能引起底波降低的情況，用底波調(diào)靈敏度時(shí)會(huì)增加靈敏度度時(shí)會(huì)增加靈敏度)3(2lg20lg202NxDxPPffB將衰減器讀數(shù)減少44dB將底波調(diào)至基準(zhǔn)波高調(diào)整調(diào)整6.4.1 儀器調(diào)整傳輸修正值的測(cè)定傳輸修正值的測(cè)定 1、試塊與工件厚度相同時(shí)試塊與工件厚度相同時(shí) A 試塊上第一次回波試塊上第一次回波B1調(diào)到基準(zhǔn)波高時(shí)衰減器讀數(shù)調(diào)到基準(zhǔn)波高時(shí)衰減器讀數(shù)dB值值V1； B 工件上第一次回波工件上第一次回波B1調(diào)到基準(zhǔn)波高時(shí)衰減器讀數(shù)調(diào)到基準(zhǔn)波高時(shí)衰減器讀數(shù)dB值值V2 ，則傳輸修正值，則傳輸修正值 dBV1V2(dB) dB

24、為正，提高增益；為正，提高增益； dB為負(fù)，降低增益；為負(fù)，降低增益； 傳輸修正值是表面耦合損失和材質(zhì)衰減的總和。傳輸修正值是表面耦合損失和材質(zhì)衰減的總和。傳輸修正值的測(cè)定傳輸修正值的測(cè)定2、 試塊與工件厚度不相同時(shí)按試塊與工件厚度不相同時(shí)按上述試塊與工件同厚度測(cè)得的上述試塊與工件同厚度測(cè)得的dB值，再按下式修正：值，再按下式修正： 試工xxVlg203式中：式中：-相同厚度時(shí)測(cè)得的相同厚度時(shí)測(cè)得的dB值值X工工工件聲程（工件聲程（mm） X試試試塊聲程（試塊聲程（mm）6.4.1 儀器調(diào)整工件材質(zhì)衰減系數(shù)測(cè)定：工件材質(zhì)衰減系數(shù)測(cè)定：目的：目的： 在檢測(cè)大厚度工件檢測(cè)，用計(jì)算法調(diào)整靈敏度和評(píng)定

25、缺陷時(shí)，在檢測(cè)大厚度工件檢測(cè)，用計(jì)算法調(diào)整靈敏度和評(píng)定缺陷時(shí)，計(jì)算材質(zhì)衰減引起的信號(hào)幅度差。計(jì)算材質(zhì)衰減引起的信號(hào)幅度差。注意：注意： 由于材質(zhì)衰減系數(shù)與頻率有關(guān)，測(cè)定時(shí)應(yīng)采用實(shí)際檢測(cè)工件由于材質(zhì)衰減系數(shù)與頻率有關(guān)，測(cè)定時(shí)應(yīng)采用實(shí)際檢測(cè)工件的探頭進(jìn)行。的探頭進(jìn)行。n方法原理方法原理n利用工件兩個(gè)相互平行的底面的多次反射波。利用工件兩個(gè)相互平行的底面的多次反射波。n測(cè)定要求：測(cè)定要求：n無(wú)缺陷處無(wú)缺陷處n有代表性的三處的平均值。有代表性的三處的平均值。6.4.1 儀器調(diào)整n工件材質(zhì)衰減系數(shù)測(cè)定方法：工件材質(zhì)衰減系數(shù)測(cè)定方法：1、工件、工件T3N時(shí)，時(shí)，衰減系數(shù)測(cè)定衰減系數(shù)測(cè)定 條件：條件：T3N

26、，且滿足，且滿足n3N/T，m=2n式中：式中： 衰減系數(shù)，衰減系數(shù)，dB/m（單程）；（單程）； （Bn-Bm）-兩次衰減器的讀數(shù)之差，兩次衰減器的讀數(shù)之差，dB； T工件檢測(cè)厚度，工件檢測(cè)厚度，mm； N單直探頭近場(chǎng)區(qū)長(zhǎng)度，單直探頭近場(chǎng)區(qū)長(zhǎng)度，mm； m、n底波反射次數(shù)。底波反射次數(shù)。 TnmBBmn)-(26-2.5PZ20N=42T=60?T=70B1B2B3B4B52、工件厚度、工件厚度T3N時(shí)，衰減系數(shù)測(cè)定時(shí)，衰減系數(shù)測(cè)定 n材質(zhì)衰減系數(shù)超過(guò)材質(zhì)衰減系數(shù)超過(guò)4dB/m，應(yīng)考慮修正，應(yīng)考慮修正 。TBB26-21目的：移動(dòng)探頭使聲束覆蓋到工件需檢測(cè)的所有體積內(nèi)容：掃查方式、掃查速度、

27、掃查距離1、掃查方式：描述探頭的移動(dòng)方向、移動(dòng)軌跡要考慮聲束覆蓋范圍根據(jù)工件形狀、缺陷可能取向和延伸方向，盡量使缺陷能夠重復(fù)顯現(xiàn)，并使動(dòng)態(tài)波形容易判別。全面掃查： 大面積局部掃查（平行線掃查）：分區(qū)掃查：體積大或形狀復(fù)雜自動(dòng)掃查：管類、軸類工件6.4.2 掃查6.4.2 掃查掃查方式： 描述探頭的移動(dòng)方向、移動(dòng)軌跡雙晶探頭應(yīng)注意隔聲層與掃查方向的關(guān)系6.4.2 掃查2、掃查速度：探頭在檢測(cè)面上相對(duì)于工件的移動(dòng)速度。n掃查速度適當(dāng)，目視觀察時(shí)保證缺陷回波能清楚地看到，在自動(dòng)記錄時(shí)保證記錄裝置有明確的記錄。n掃查速度的上限與探頭的有效聲束寬度和重復(fù)頻率有關(guān)，實(shí)際計(jì)算時(shí)的有效聲束寬度以探頭的直徑或?qū)?/p>

28、度為準(zhǔn)。n由公式可知：D大，f高，則掃查速度可大一此，反之則掃查速度應(yīng)慢一些。聲束有效寬度的測(cè)定聲束有效寬度的測(cè)定6.4 縱波直探頭檢測(cè)技術(shù)縱波直探頭檢測(cè)技術(shù) n6.4.3 缺陷的評(píng)定 缺陷位置確定缺陷位置確定 缺陷平面位置缺陷平面位置：找到缺陷最大反射波，缺陷位：找到缺陷最大反射波，缺陷位于探頭主聲束上，即在探頭正下方工件內(nèi)。于探頭主聲束上，即在探頭正下方工件內(nèi)。 埋藏深度埋藏深度：根據(jù)缺陷波聲程及掃描線比例計(jì)算得出。：根據(jù)缺陷波聲程及掃描線比例計(jì)算得出。ffnx6.4 縱波直探頭檢測(cè)技術(shù)縱波直探頭檢測(cè)技術(shù)缺陷尺寸的評(píng)定缺陷尺寸的評(píng)定 （1）回波高度法）回波高度法 a）缺陷回波高度法：根據(jù)缺

29、陷回波高度比）缺陷回波高度法：根據(jù)缺陷回波高度比檢測(cè)靈敏度下基準(zhǔn)波高比較，確定缺陷大小。檢測(cè)靈敏度下基準(zhǔn)波高比較，確定缺陷大小。 b）底波高度法）底波高度法BF為缺陷處底波高度，F(xiàn)缺陷波高，BG無(wú)缺陷處底波高度。n如如JB4730中鋼板探傷時(shí)缺陷的判定中鋼板探傷時(shí)缺陷的判定6.4 縱波直探頭檢測(cè)技術(shù)縱波直探頭檢測(cè)技術(shù) （2）缺陷當(dāng)量評(píng)定法（適用于小于聲場(chǎng)的缺陷的當(dāng)）缺陷當(dāng)量評(píng)定法（適用于小于聲場(chǎng)的缺陷的當(dāng)量測(cè)定）量測(cè)定） A 試塊對(duì)比法：將工件中自然缺陷與人工缺陷試塊對(duì)比法：將工件中自然缺陷與人工缺陷（試塊上標(biāo)準(zhǔn)反射體）回波進(jìn)行比較，定出的缺（試塊上標(biāo)準(zhǔn)反射體）回波進(jìn)行比較，定出的缺陷當(dāng)量。當(dāng)

30、量尺寸。陷當(dāng)量。當(dāng)量尺寸。優(yōu)點(diǎn)：明確直觀，結(jié)果可靠，不受近場(chǎng)區(qū)的限制，優(yōu)點(diǎn)：明確直觀，結(jié)果可靠，不受近場(chǎng)區(qū)的限制，對(duì)儀器的水平線性和垂直線性要求也不高，尤其對(duì)儀器的水平線性和垂直線性要求也不高，尤其是是x3N的情況的情況 。缺點(diǎn)：需要大量的試塊，攜帶不方便。缺點(diǎn)：需要大量的試塊，攜帶不方便。6.4 縱波直探頭檢測(cè)技術(shù)縱波直探頭檢測(cè)技術(shù)n當(dāng)試塊厚度與工件厚度不同時(shí)，可能一試塊厚度小于當(dāng)試塊厚度與工件厚度不同時(shí)，可能一試塊厚度小于工件厚度，另一試塊厚度大于工件厚度，此時(shí)用中間工件厚度，另一試塊厚度大于工件厚度，此時(shí)用中間插入法確定缺陷大小。插入法確定缺陷大小。80120110?db 缺陷小于聲束直

31、徑時(shí)用半波高度法測(cè)缺陷小于聲束直徑時(shí)用半波高度法測(cè)出的是聲束直徑，所以標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定指示長(zhǎng)出的是聲束直徑，所以標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定指示長(zhǎng)度小于度小于10時(shí)按時(shí)按5計(jì)缺陷指示長(zhǎng)度計(jì)缺陷指示長(zhǎng)度聲束直徑聲束直徑6.4 縱波直探頭檢測(cè)技術(shù)縱波直探頭檢測(cè)技術(shù) B 當(dāng)量計(jì)算方法：當(dāng)量計(jì)算方法： 原理：利用規(guī)則形狀反射體回波聲壓與缺陷回波聲壓原理：利用規(guī)則形狀反射體回波聲壓與缺陷回波聲壓（缺陷波高（缺陷波高dB值）進(jìn)行比較得到缺陷當(dāng)量。值）進(jìn)行比較得到缺陷當(dāng)量。方法方法1 測(cè)出缺陷回波高度與基準(zhǔn)平底孔回波高度的分貝測(cè)出缺陷回波高度與基準(zhǔn)平底孔回波高度的分貝差差 dB，則缺陷的當(dāng)量尺寸，則缺陷的當(dāng)量尺寸d： dj、xj基

32、準(zhǔn)平底孔的直徑與埋深，基準(zhǔn)平底孔的直徑與埋深， d、x缺陷的當(dāng)量直徑與埋深，缺陷的當(dāng)量直徑與埋深，方法方法2 測(cè)出缺陷回波高度與大平底的回波高度的分貝差測(cè)出缺陷回波高度與大平底的回波高度的分貝差 dB，則缺陷的當(dāng)量尺寸，則缺陷的當(dāng)量尺寸d： xD大平底距探頭的距離。大平底距探頭的距離。40)-(2-10 xxdBjjjxxdd20)-(2-2102xxdBDDxxd例題例題1n工件厚工件厚400，在，在250處有一缺陷比大平底反射波低處有一缺陷比大平底反射波低16dB，探頭頻率探頭頻率4MHz，衰減系數(shù)，衰減系數(shù)0.01dB/mm，求缺陷當(dāng)量大小。，求缺陷當(dāng)量大小。一、一、 400處的孔與大平

33、底的處的孔與大平底的dB差差 -40dB二、現(xiàn)在大平底與二、現(xiàn)在大平底與250處處缺陷相差缺陷相差-16dB三、波高增加了三、波高增加了24dB四、增加原因：四、增加原因：A 聲程短擴(kuò)散小聲程短擴(kuò)散小 增加增加 8dBB 聲程短材料衰減少聲程短材料衰減少 增加增加 3dBC 缺陷大缺陷大 增加增加 13dBD 從從 =2至至=4 12dB16)52504lg20(84002lg2022200FsPFPs16)5250475. 14lg20(8400475. 12lg2022200FsPFPs31640024250475. 1lg2022例題例題2n鋼包耳軸鋼包耳軸 直徑直徑150 長(zhǎng)長(zhǎng)420衰

34、減系數(shù)為衰減系數(shù)為0.01dB/mm 2.5MHZ c=5900m/s1、問(wèn)用大平底調(diào)、問(wèn)用大平底調(diào)2靈敏度時(shí)，靈敏度時(shí)，是低了？還是高了？是低了？還是高了？（P176）2、如在、如在300處有一缺陷波高比處有一缺陷波高比 試塊上試塊上200 處處2反射波高反射波高40dB，試塊材料中衰減不計(jì)，試塊材料中衰減不計(jì)，試塊與工件耦合差試塊與工件耦合差4dB，缺，缺陷當(dāng)量大小？陷當(dāng)量大?。坷}例題3n一工件厚一工件厚420衰減系數(shù)為衰減系數(shù)為0.01dB/mm ，用，用f=2.5MHZ探頭檢測(cè)探頭檢測(cè) c=5900m/sN=20。 在在200mm處發(fā)現(xiàn)一缺陷波，波處發(fā)現(xiàn)一缺陷波，波高為高為40% ，

35、此時(shí)衰減器讀數(shù)比，此時(shí)衰減器讀數(shù)比420mm處的處的2 2平底孔反射波（基平底孔反射波（基準(zhǔn)波高準(zhǔn)波高80%80%）增加增加40dB，求缺陷當(dāng)，求缺陷當(dāng)量大?。苛看笮。縩一工件無(wú)法獲得大平底底波，一工件無(wú)法獲得大平底底波，工件的材料衰減系數(shù)為工件的材料衰減系數(shù)為0.02db/工件與試塊表面耦合差工件與試塊表面耦合差4db1、如何調(diào)靈敏度？、如何調(diào)靈敏度？試塊上試塊上2 2波高為增益波高為增益5656db，工件上增益為多少工件上增益為多少db時(shí)靈敏度滿足要求？時(shí)靈敏度滿足要求？2、現(xiàn)在工件中、現(xiàn)在工件中80處發(fā)現(xiàn)一缺陷處發(fā)現(xiàn)一缺陷,波高比試塊波高比試塊2002 2孔波高高孔波高高4040db，求

36、缺陷當(dāng)量大小，求缺陷當(dāng)量大小20080工件試塊6.4 縱波直探頭檢測(cè)技術(shù)縱波直探頭檢測(cè)技術(shù)（2）缺陷當(dāng)量評(píng)定法）缺陷當(dāng)量評(píng)定法 C 通用通用AVG曲線法：曲線法：d=GD例例3:2.5P14Z直探頭檢測(cè)直探頭檢測(cè)420mm鋼工件，在鋼工件，在210mm處發(fā)現(xiàn)一缺陷比工處發(fā)現(xiàn)一缺陷比工件底波低件底波低26dB，求當(dāng)量尺寸。，求當(dāng)量尺寸。查圖：查圖：G=0.2d=0.214=2.8mmmmDN21422021420NxjAj0121021NxA6.4 縱波直探頭檢測(cè)技術(shù)縱波直探頭檢測(cè)技術(shù) （3）缺陷延伸長(zhǎng)度的測(cè)定（適用于缺陷尺寸大于聲）缺陷延伸長(zhǎng)度的測(cè)定（適用于缺陷尺寸大于聲束截面時(shí)的缺陷）束截面

37、時(shí)的缺陷） A 相對(duì)靈敏度法相對(duì)靈敏度法 相對(duì)靈敏度法是以缺陷最高回波為基準(zhǔn)，使探相對(duì)靈敏度法是以缺陷最高回波為基準(zhǔn)，使探頭沿缺陷長(zhǎng)度方向兩端移動(dòng)，使缺陷波下降一定頭沿缺陷長(zhǎng)度方向兩端移動(dòng)，使缺陷波下降一定的的dB值，常用值，常用6dB法（半波）、法（半波）、 端點(diǎn)端點(diǎn)6dB法（半法（半波）、波）、 12dB法（法（1/4波高）、波高）、20dB法（全波消法（全波消失）。失）。 6.4 縱波直探頭檢測(cè)技術(shù)縱波直探頭檢測(cè)技術(shù)6.4 縱波直探頭檢測(cè)技術(shù)縱波直探頭檢測(cè)技術(shù)b）絕對(duì)靈敏度法）絕對(duì)靈敏度法 探傷儀在規(guī)定探傷儀在規(guī)定靈敏度條件下沿缺靈敏度條件下沿缺陷方向移動(dòng)，使缺陷方向移動(dòng)，使缺陷波下降至

38、規(guī)定的陷波下降至規(guī)定的位置如評(píng)定線，如位置如評(píng)定線，如GB11345和和JB/T4730中中區(qū)區(qū)缺陷規(guī)定降到測(cè)長(zhǎng)缺陷規(guī)定降到測(cè)長(zhǎng)線即為絕對(duì)靈敏度線即為絕對(duì)靈敏度法。法。6.4 縱波直探頭檢測(cè)技術(shù)縱波直探頭檢測(cè)技術(shù)c）端點(diǎn)峰值法）端點(diǎn)峰值法 在探頭移在探頭移動(dòng)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)動(dòng)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)缺陷有多個(gè)高缺陷有多個(gè)高點(diǎn)，則將缺陷點(diǎn)，則將缺陷兩端點(diǎn)最大波兩端點(diǎn)最大波高處探頭位置高處探頭位置的距離作為端的距離作為端點(diǎn)峰值法指示點(diǎn)峰值法指示長(zhǎng)度。長(zhǎng)度。 6.4 縱波直探頭檢測(cè)技術(shù)縱波直探頭檢測(cè)技術(shù) n6.4.4 非缺陷回波的判別 遲到波遲到波61反射反射三角反射回波三角反射回波 探頭雜波探頭雜波工件輪廓波工件輪廓

39、波 耦合劑反射耦合劑反射幻幻象象波波 草狀回波草狀回波側(cè)壁干涉波側(cè)壁干涉波 其它變型波其它變型波 波型轉(zhuǎn)換與反射折射定律波型轉(zhuǎn)換與反射折射定律22111sinsinsinsinsinSSLLSSLLLLccccc超聲波傾斜入射到平界面上的反射、折射超聲波傾斜入射到平界面上的反射、折射(a) 縱波入射；縱波入射； (b) 橫波入射橫波入射 sLsL1、遲到波、遲到波n條件：條件： 探頭在細(xì)長(zhǎng)工件（板或棒）一端縱波探測(cè)，擴(kuò)散探頭在細(xì)長(zhǎng)工件（板或棒）一端縱波探測(cè)，擴(kuò)散聲束縱波斜射到側(cè)壁產(chǎn)生變型反射橫波，再經(jīng)反聲束縱波斜射到側(cè)壁產(chǎn)生變型反射橫波，再經(jīng)反射變成縱波到達(dá)底面返回探頭形成遲到波。遲到射變成縱

40、波到達(dá)底面返回探頭形成遲到波。遲到的縱波聲程特定的縱波聲程特定XX0.76d0.76d（d d為板厚或棒直徑）。為板厚或棒直徑）。LL=70=70，SS=33=33變形橫波很強(qiáng)。變形橫波很強(qiáng)。產(chǎn)生原因分析產(chǎn)生原因分析XABD0.76d2)33tan3230590033cos(2)tancos(2ddCCdwxsSLsCEXCECCBCXSADCDCECCBCABSLSLS11XWXS1XXSX變型波的聲程之間的關(guān)系變型波的聲程之間的關(guān)系n注意：注意：n以縱波來(lái)校準(zhǔn)儀器（定標(biāo)），或者說(shuō)縱波斜探頭檢以縱波來(lái)校準(zhǔn)儀器（定標(biāo)），或者說(shuō)縱波斜探頭檢測(cè)時(shí)，出現(xiàn)變形橫波，則示波屏上顯示的聲程測(cè)時(shí)，出現(xiàn)變形橫

41、波，則示波屏上顯示的聲程SL與與實(shí)際的橫波聲程實(shí)際的橫波聲程SS之間的關(guān)系為：之間的關(guān)系為：n以橫波來(lái)校準(zhǔn)儀器（定標(biāo)），或者說(shuō)橫波斜探頭檢以橫波來(lái)校準(zhǔn)儀器（定標(biāo)），或者說(shuō)橫波斜探頭檢測(cè)時(shí)，出現(xiàn)變形縱波，則示波屏上顯示的聲程測(cè)時(shí)，出現(xiàn)變形縱波，則示波屏上顯示的聲程 SS與與實(shí)際的縱波聲程實(shí)際的縱波聲程SL之間的關(guān)系為：之間的關(guān)系為：SLSLCCSSLSLSCCSS2 2、61 61 反射反射n縱波入射角縱波入射角與橫波反射角與橫波反射角滿足：滿足： +=90時(shí)時(shí) =90- sin=cos 在特定位置出現(xiàn)特定反射在特定位置出現(xiàn)特定反射 對(duì)于鋼對(duì)于鋼 =61=2982. 132305900tanco

42、ssinsinsinsLcc61反射的聲程：反射的聲程：ABCDDEabBCECBEbaCCbaxSLtan612、61 反射實(shí)例反射實(shí)例nA處處61反射的聲程：反射的聲程： ( (W試塊上試塊上)nB處反射的聲程：處反射的聲程：nC處反射的聲程：處反射的聲程：mmRddCCRdxSLA7 .832-82.1)sin61-(d61cos-2121mmRddRdxB69.6sin452-)Rsin45-d45cos-2121mmRdxC4525-70-13、三角反射、三角反射n底波，底波，d。A不發(fā)生變形轉(zhuǎn)換，形成不發(fā)生變形轉(zhuǎn)換，形成等邊三角形。等邊三角形。B發(fā)生變形轉(zhuǎn)換，形成等發(fā)生變形轉(zhuǎn)換，形

43、成等腰三角形，腰三角形，L-S-L。ddx3 .130cos231ddccdxSSLL76 .1cos21cos2LS22sin211cos22cosABCODABD=90CBD= CAD= LS S = 90- 2L L 6.4.4 非缺陷回波的判別4、探頭雜波、探頭雜波5、工件輪廓回波、工件輪廓回波6、幻象波：重復(fù)頻率過(guò)高時(shí)產(chǎn)生，現(xiàn)重復(fù)頻率、幻象波：重復(fù)頻率過(guò)高時(shí)產(chǎn)生，現(xiàn)重復(fù)頻率于深度范圍同步調(diào)節(jié)，一般不會(huì)產(chǎn)生。于深度范圍同步調(diào)節(jié)，一般不會(huì)產(chǎn)生。6.4.4 非缺陷回波的判別7、側(cè)壁干涉：、側(cè)壁干涉： 縱波探頭靠近側(cè)壁，經(jīng)側(cè)壁反射的縱波和變型橫波縱波探頭靠近側(cè)壁，經(jīng)側(cè)壁反射的縱波和變型橫波與

44、直接傳播的縱波互相干涉，造成探頭靠近側(cè)壁正與直接傳播的縱波互相干涉，造成探頭靠近側(cè)壁正對(duì)缺陷檢測(cè)缺陷回波低，探頭遠(yuǎn)離缺陷檢測(cè)反而缺對(duì)缺陷檢測(cè)缺陷回波低，探頭遠(yuǎn)離缺陷檢測(cè)反而缺陷回波高，缺陷位置給定時(shí)，有一個(gè)最佳位置，缺陷回波高，缺陷位置給定時(shí)，有一個(gè)最佳位置，缺陷回波最高，但總是偏離缺陷。陷回波最高，但總是偏離缺陷。6.4.4 非缺陷回波的判別n避免側(cè)壁干擾條件：避免側(cè)壁干擾條件： 側(cè)壁反射波聲程與直接傳播聲程差大于側(cè)壁反射波聲程與直接傳播聲程差大于4。1、軸線軸線小缺陷無(wú)側(cè)壁干擾條件：小缺陷無(wú)側(cè)壁干擾條件： 對(duì)鋼：對(duì)鋼： ad2minfad5.3minn2、底面無(wú)側(cè)壁干擾條件：、底面無(wú)側(cè)壁干

45、擾條件： 對(duì)鋼：對(duì)鋼：ad2minfad5min6.5 橫波斜探頭檢測(cè)技術(shù)橫波斜探頭檢測(cè)技術(shù) n6.5.1 儀器調(diào)整 入射點(diǎn)、入射點(diǎn)、折射角測(cè)定折射角測(cè)定 掃描線比例調(diào)節(jié)掃描線比例調(diào)節(jié) 聲聲程比程比例例 水水平比平比例例 深深度比度比例例scSt 直射波直射波一次反射波一次反射波跨距跨距L橫波探傷示意圖橫波探傷示意圖S SL=SL=SSinSinH=SH=SCOSCOS超聲波橫波探傷水平定位超聲波橫波探傷水平定位超聲波橫波探傷深度定位13131 測(cè)定探頭前沿測(cè)定探頭前沿探頭前沿探頭前沿l0入射點(diǎn)入射點(diǎn)l0=100-872 測(cè)探頭測(cè)探頭K值值 距離距離L3035lLK前沿與前沿與K 值測(cè)試值測(cè)試

46、n用用CSK-IIIA試塊同時(shí)測(cè)前沿與試塊同時(shí)測(cè)前沿與K值值L1L2L1+l0=40K 解方程得L2+l0=80K K、l06.5 橫波斜探頭檢測(cè)技術(shù)橫波斜探頭檢測(cè)技術(shù)3 掃描線比例具體的調(diào)節(jié)方法：A按聲程調(diào)節(jié)法： 目的：使示波屏上的水平刻度值與橫波聲程成比例 試塊：IIW1，CSK-IA，IIW2，半圓試塊等 方法一：利用IIW1試塊上R100mm圓弧面和91mm 平面結(jié)合縱橫探頭來(lái)調(diào)節(jié)。 IIW1 CSK-IA 6.5 橫波斜探頭檢測(cè)技術(shù)橫波斜探頭檢測(cè)技術(shù)0501006.5 橫波斜探頭檢測(cè)技術(shù)橫波斜探頭檢測(cè)技術(shù)050100聲程調(diào)節(jié)二聲程調(diào)節(jié)二 方法三：利用IIW2或半圓試塊（帶切槽）調(diào)節(jié)。

47、 IIW2圓弧面的反射特點(diǎn)：探頭對(duì)準(zhǔn)R25面時(shí)，反射波間距為25mm、75mm、75mm；探頭對(duì)準(zhǔn)R50面時(shí)，反射波間距為50mm、75mm、75mm ； IIW-II半圓試塊半圓試塊半圓試塊（不帶切槽）反射特點(diǎn)：反射波間距為50mm、100mm、100mm 帶切槽時(shí)反射波在50、100、150050100中心帶切槽時(shí)波形中心帶切槽時(shí)波形中心不帶切槽時(shí)波形中心不帶切槽時(shí)波形6.5 橫波斜探頭檢測(cè)技術(shù)橫波斜探頭檢測(cè)技術(shù)nB 水平調(diào)節(jié)、深度調(diào)節(jié)水平調(diào)節(jié)、深度調(diào)節(jié)n適用于模擬機(jī)，要先適用于模擬機(jī)，要先 知道知道K值。值。n聲束走的路徑聲程，衰聲束走的路徑聲程，衰減計(jì)算按聲程，減計(jì)算按聲程， 水平、深

48、度只是便于模水平、深度只是便于模擬機(jī)定位。擬機(jī)定位。n其它略。其它略。水平距離 l深度d6.5 橫波斜探頭檢測(cè)技術(shù)橫波斜探頭檢測(cè)技術(shù)022.444.8K=2 深度深度1：16.5 橫波斜探頭檢測(cè)技術(shù)橫波斜探頭檢測(cè)技術(shù)n在在CSK-IIIA試塊上調(diào)深度試塊上調(diào)深度1：1第一步第一步 測(cè)測(cè)h=20 的孔的孔第二步第二步 測(cè)測(cè)H=40的孔的孔第一步第一步 測(cè)測(cè)h=40 的孔的孔第二步第二步 測(cè)測(cè)H=20的孔的孔？6.5 橫波斜探頭檢測(cè)技術(shù)橫波斜探頭檢測(cè)技術(shù)n3距離距離波幅曲線制作和靈敏度調(diào)整：略。波幅曲線制作和靈敏度調(diào)整：略。n4傳輸修正值測(cè)定和補(bǔ)償：傳輸修正值測(cè)定和補(bǔ)償：1）單探頭法測(cè)定）單探頭法

49、測(cè)定 工件與試塊厚度相同。工件與試塊厚度相同。 dBV1V2(dB) dB為正，提高增益；為正，提高增益；dB為負(fù)，降低增益；為負(fù)，降低增益； 傳輸修正值是傳輸修正值是 表面耦合損失和表面耦合損失和 材質(zhì)衰減的總和。材質(zhì)衰減的總和。6.5 橫波斜探頭檢測(cè)技術(shù)橫波斜探頭檢測(cè)技術(shù)傳輸修正值測(cè)定和補(bǔ)償：2）雙探頭法測(cè)定 工件與試塊厚度相同。6.5 橫波斜探頭檢測(cè)技術(shù)橫波斜探頭檢測(cè)技術(shù)n傳輸修正值測(cè)定和補(bǔ)償：傳輸修正值測(cè)定和補(bǔ)償：2）雙探頭法測(cè)定）雙探頭法測(cè)定 工件厚度小于試塊厚度。工件厚度小于試塊厚度。6.5 橫波斜探頭檢測(cè)技術(shù)橫波斜探頭檢測(cè)技術(shù)n傳輸修正值測(cè)定和補(bǔ)償：傳輸修正值測(cè)定和補(bǔ)償：2）雙探

50、頭法測(cè)定）雙探頭法測(cè)定 工件厚度大于試塊厚度。工件厚度大于試塊厚度。6.5 橫波斜探頭檢測(cè)技術(shù)橫波斜探頭檢測(cè)技術(shù)n6.5.2 掃查 n橫波斜探頭掃查控制的內(nèi)容也包括掃查速度、掃查間距和掃查方式三個(gè)方面。n橫波斜探頭掃查時(shí)，掃查速度和掃查間距的要求與縱波檢測(cè)時(shí)相似。n但掃查方式有其獨(dú)有特點(diǎn)，掃查方式的運(yùn)用不僅要考慮探頭相對(duì)于工件的移動(dòng)方向、移動(dòng)軌跡，還要考慮探頭的朝向。n探頭的朝向由聲束方向確定，聲束方向由缺陷取向確定，檢測(cè)缺陷在焊縫中，聲束方向必須朝向焊縫，在此基礎(chǔ)上，控制探頭的前后左右移動(dòng)。 掃查方式掃查方式 半波程掃查半波程掃查n按鋸齒形掃查，同時(shí)有一個(gè)按鋸齒形掃查，同時(shí)有一個(gè)15的轉(zhuǎn)動(dòng)的

51、轉(zhuǎn)動(dòng)晶片寬度的85%掃查方式掃查方式 全波程掃查全波程掃查n按鋸齒形掃查，同時(shí)有一個(gè)按鋸齒形掃查，同時(shí)有一個(gè)15度的轉(zhuǎn)動(dòng)度的轉(zhuǎn)動(dòng)晶片寬度的85%檢測(cè)橫向裂紋掃查方式檢測(cè)橫向裂紋掃查方式6.5 橫波斜探頭檢測(cè)技術(shù)橫波斜探頭檢測(cè)技術(shù)n6.5.2 掃查 按按JB/T4730標(biāo)準(zhǔn)要求作前后、左右、環(huán)繞和轉(zhuǎn)動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)要求作前后、左右、環(huán)繞和轉(zhuǎn)動(dòng)掃查。掃查。 6.5 橫波斜探頭檢測(cè)技術(shù)橫波斜探頭檢測(cè)技術(shù) n6.5.3 6.5.3 缺陷的評(píng)定缺陷的評(píng)定n1 1 橫波平面工件的缺陷定位橫波平面工件的缺陷定位 1 1）按聲程調(diào)節(jié)掃描線比例）按聲程調(diào)節(jié)掃描線比例 sinsinfffnxlcoscosfffnxd6.5

52、.3 6.5.3 缺陷的評(píng)定缺陷的評(píng)定 缺陷定位缺陷定位cos2cos2fffnTxTd二次波檢測(cè)時(shí)深度：二次波檢測(cè)時(shí)深度：2T缺陷深d缺陷深d6.5 橫波斜探頭檢測(cè)技術(shù)橫波斜探頭檢測(cè)技術(shù)2）按水平調(diào)節(jié)掃描線比例）按水平調(diào)節(jié)掃描線比例 一次波探傷時(shí)一次波探傷時(shí)缺陷水平距離缺陷水平距離缺陷深度距離缺陷深度距離二次波探傷時(shí)二次波探傷時(shí)缺陷深度距離：缺陷深度距離：ffnlKnKldfffKnTKlTdfff226.5 橫波斜探頭檢測(cè)技術(shù)橫波斜探頭檢測(cè)技術(shù)ffKnlffndffnTd 2n3）按深度調(diào)節(jié)掃描線比例）按深度調(diào)節(jié)掃描線比例 n一次波探傷時(shí)一次波探傷時(shí)n缺陷水平距離缺陷水平距離n缺陷深度距離

53、缺陷深度距離n二次波探傷時(shí)二次波探傷時(shí)n缺陷深度距離：缺陷深度距離：6.5 橫波斜探頭檢測(cè)技術(shù)橫波斜探頭檢測(cè)技術(shù) 6.5.3 缺陷的評(píng)定 2. 橫波周向探測(cè)橫波周向探測(cè) 1）外園周向探測(cè)）外園周向探測(cè) 比比 大，大，H比比d小。小。 lLdRKdRRLdRKdROBODHarctan180180)(22H HA AB BC CD Dd dR RO OL2）內(nèi)壁周向探測(cè)）內(nèi)壁周向探測(cè) 比比 小，小，h比比d大。大。drKdrrLrdrKdODOBHarctan180180)(22ll6.5 橫波斜探頭檢測(cè)技術(shù)橫波斜探頭檢測(cè)技術(shù)3）最大探測(cè)壁厚）最大探測(cè)壁厚 6.5 橫波斜探頭檢測(cè)技術(shù)橫波斜探頭檢

54、測(cè)技術(shù)3）最大探測(cè)壁厚）最大探測(cè)壁厚 結(jié)論：結(jié)論： K K越小，越小，T Tm m就越大就越大n標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定筒體可檢測(cè)的內(nèi)外徑之比控制為r/R80%的原因： 理論上當(dāng)K=0.65時(shí),Tm/D最大，r/R最小,但此時(shí)橫波聲壓往復(fù)透射率低，容易漏檢； 當(dāng)K=1時(shí)， Tm/D=0.1465，r/R=0.707，但由于隨著r/R接近臨界值，將會(huì)產(chǎn)生表面波，使聲程偏差急劇增大。 還要考慮到定位，定量的準(zhǔn)確性，n 管材檢測(cè)時(shí)直探頭相對(duì)于管軸線的偏移距離也要控制)1-1 (21)sin1212KKDTm（K00.650.70.81.01.52.02.53.0 3.533.23538.74556.363.468

55、.271.574r/R0.54760.57360.62520.70710.83200.89420.92850.94870.9613Tm/D0.22620.21230.18740.14650.08400.05290.03580.02560.01946.5 橫波斜探頭檢測(cè)技術(shù)橫波斜探頭檢測(cè)技術(shù) n6.5.3 缺陷的評(píng)定 3. 缺陷定量缺陷定量 1）測(cè)長(zhǎng)法）測(cè)長(zhǎng)法 2）缺陷自身高度的測(cè)定）缺陷自身高度的測(cè)定 端部最大回波法端部最大回波法 6dB法法橫波端角反射法橫波端角反射法 橫波串列式雙探頭法橫波串列式雙探頭法 端點(diǎn)衍射法端點(diǎn)衍射法 2）缺陷自身高度的測(cè)定）缺陷自身高度的測(cè)定n端部最大回波法端部最

56、大回波法n一般用一般用K1探頭，誤差小，聚焦探頭精度高。探頭，誤差小，聚焦探頭精度高。n數(shù)字機(jī)直接讀出：圖數(shù)字機(jī)直接讀出：圖6-30：h； 圖圖6-31：h=h2-h1；2）缺陷自身高度的測(cè)定）缺陷自身高度的測(cè)定n6dB法法2）缺陷自身高度的測(cè)定）缺陷自身高度的測(cè)定n橫波端角反射法橫波端角反射法n回波高度與回波高度與h/有關(guān)，有關(guān)，2mm以內(nèi)不是單調(diào)的。以內(nèi)不是單調(diào)的。2）缺陷自身高度的測(cè)定）缺陷自身高度的測(cè)定n橫波串列式雙探頭法：橫波串列式雙探頭法：n回波位置固定不動(dòng)。回波位置固定不動(dòng)。n底面盲區(qū)底面盲區(qū)KHHKABABh2tan21Kbbh2tan2）缺陷自身高度的測(cè)定）缺陷自身高度的測(cè)定

57、端點(diǎn)衍射法端點(diǎn)衍射法 ：用匝門(mén)套住上下端點(diǎn)衍射波，讀數(shù)相減即可。：用匝門(mén)套住上下端點(diǎn)衍射波，讀數(shù)相減即可。H= DW下下- DW上上6.5 橫波斜探頭檢測(cè)技術(shù)橫波斜探頭檢測(cè)技術(shù) n6.5.3 缺陷的評(píng)定 4. 非缺陷回波測(cè)定非缺陷回波測(cè)定 1）工件輪廓回波）工件輪廓回波 2）端角反射波）端角反射波 3）探頭雜波）探頭雜波 4）表面波）表面波 5）草狀回波）草狀回波 6）焊縫中變型波）焊縫中變型波 7）“山山”形波形波有焊角反射波有焊角反射波如有裂紋時(shí)混在一起如有裂紋時(shí)混在一起無(wú)焊角反射波無(wú)焊角反射波如有裂紋時(shí)才顯示如有裂紋時(shí)才顯示6.5 橫波斜探頭檢測(cè)技術(shù)橫波斜探頭檢測(cè)技術(shù)n焊縫中變型波：焊縫

58、中變型波：n前提：前提：s6.6 影響缺陷定位、定量的主要因素影響缺陷定位、定量的主要因素影影 響響 缺缺 陷陷 回回 波波 的的 因因 素素工工 件件耦耦 合合儀器和探頭儀器和探頭缺缺 陷陷定定位位定定量量 儀儀 器器發(fā)射條件發(fā)射條件抑制電路抑制電路接收條件接收條件水平線性水平線性垂直線性垂直線性探頭探頭探頭與儀器組合探頭與儀器組合靈敏度靈敏度 盲區(qū)盲區(qū)分辨率分辨率耦合劑種類耦合劑種類耦合層厚度耦合層厚度粗糙度粗糙度形狀形狀形形 狀狀取取 向向表面粗糙度表面粗糙度性性 質(zhì)質(zhì)尺尺 寸寸埋藏深度埋藏深度組組 織織表面形狀表面形狀表面粗糙度表面粗糙度溫度溫度探測(cè)面探測(cè)面干干 涉涉散散 射射散射散射

59、應(yīng)力致折射應(yīng)力致折射6.6 影響缺陷定位、定量的主要因素影響缺陷定位、定量的主要因素6.6.1 影響缺陷定位的主要因素影響缺陷定位的主要因素1、儀器的影響、儀器的影響2、探頭的影響n制作工藝不同，同樣參數(shù)的探頭其性能也有差異，探頭的頻率、頻譜不同會(huì)對(duì)探頭聲場(chǎng)產(chǎn)生影響也對(duì)信噪比、分辨力有明顯影響，不同探頭檢測(cè)同一工件時(shí)，可能會(huì)有不同的結(jié)果。聲束偏離： 無(wú)論垂直入射還是傾斜入射檢測(cè)，都是假定波束軸線與探頭晶片幾何中心重合，實(shí)際上這兩者往往難以重合，造成聲束偏離。 當(dāng)實(shí)際聲束軸線偏離探頭幾何中心軸線較大時(shí)，缺陷定位精度會(huì)下降。2、探頭的影響探頭雙峰 探頭發(fā)射的聲場(chǎng)一般只有一個(gè)主聲束，遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)軸線上聲壓

60、最高，有些探頭性能不佳，存在兩個(gè)主聲束，當(dāng)發(fā)現(xiàn)缺陷時(shí)，很難判斷是哪個(gè)主聲束發(fā)現(xiàn)的，造成難以確定缺陷的實(shí)際位置。2、探頭的影響斜楔磨損 橫波探頭在檢測(cè)過(guò)程中，由于工件表面的粗糙度，斜楔不呆避免地會(huì)磨損，操作者用力不勻?qū)е绿筋^前后磨損不同。 斜楔后面磨損較大時(shí)，折射角增大也即探頭K值增大，斜楔前面磨損較大時(shí)，折射角減小也即探頭K值減小。 探頭磨損還會(huì)使探頭入射點(diǎn)發(fā)生變化，影響缺陷定位。3、工件的影響工件表面粗糙度 工件表面粗糙，除影響耦合效果外，而且由于表面凹凸不平，還會(huì)使聲束進(jìn)入工件的時(shí)間產(chǎn)生差異。 當(dāng)凹槽深度為/2時(shí)，則進(jìn)入工件的聲波相位正好相反，使進(jìn)入工件的聲波互相干涉形成分叉使缺陷定位困難