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中级人员超声波讲稿
(韩立柱13964121663)
第一章
前言:
超声波探伤(UT)是目前应用最广泛的五种常规无损探伤(NDT)方法之一,主要用于检测材料内部(埋藏)的不连续性或缺陷。物理基础---机械振动与波动。主要涉及到几何声学和物理声学的一些基本概念和定律。几何声学----反射、折射定律及波形转换;物理声学----波的叠加、干涉、绕射及惠更斯原理。
第一节 振动与波动
概念:
一、振动 周期T----
频率f----
T=1/f
谐振动---
阻尼振动---
受迫振动---
二、波动
波动---
产生机械波必须具备的两个条件:
波长---
频率---
波速---
波动方程---
三、次声波、声波和超声波
次声波---
声波-----
超声波----
超声波的四项重要特性(超声波的应用)----
次声波的应用----
第二节 波的类型
一、据质点的振动方向分类
纵波L---
横波S(T)---
表面波R---
板波----
注意不同类型的波在不同介质中的传播特性。
二、按波的形状分类
平面波---
柱面波---
球面波---
三、按振动的持续时间分类
连续波---
脉冲波---
第三节 超声波的传播速度
超声波、次声波、声波都是机械波,他们在同一介质中的传播速度相同。
超声波在介质中的传播速度与介质的弹性模量和密度有关。
一、固体介质中的声速
1、无限大固体介质中的声速
P9 :纵波、横波、表面波三者之间声速的大小关系
2、细长棒中的纵波声速
P10
3、声速与温度、应力、均匀性的关系
P10
二、液体、气体介质中的声速
液体、气体介质中只能传播纵波,不能传播横波和表面波。
液体介质中的声速与温度的关系
水中声速随温度变化具有特殊性
三、声速的测量
1、探伤仪测量法
(1)按时间刻度
(2)按深度刻度
2、测厚仪测量法
(1)共振式测厚仪
(2)脉冲反射式测厚仪
3、示波器测量法
第四节 波的叠加、干涉、衍射和惠更斯原理
一、波的叠加与干涉
1、波的叠加原理
原理:
2、波的干涉
定义:
干涉波的两种情况:
二、驻波
定义:两列振幅相同的相干波在同一直线上沿相反方向传播是互相叠加而成的波。
波节---
波幅---
相邻两波节或波幅的间距/2,相邻波节和波幅之间的间距/4
在界面处产生波节或波幅的条件:
三、惠更斯原理和波的衍射
1、惠更斯原理:
2、波的衍射(绕射)
超声探伤灵敏度约为/2
第五节 超声场的特征值
升压、声强和声阻抗
(1)声压——超声场中某点瞬间压强与无超声波存在时同一点静压强之差。
即声压 p与频率f成正比
(2)声强——垂直于超声波传播方向上,单位时间,单位面积通过的声能。
即声强正比于频率
(3)声阻抗——Z=ρC (表示介质的声学性质)
①与材料的种类有关ρ
②与波型有关C
③与温度有关t↗→C↘→Z↘
Δ质点的振动速度Vm≠波速C
Δ质点的振动频率f=波传播的频率f
Δ与Z相关的因素:材料的种类,波型,温度
第六节 分贝与奈培
一、分贝与奈培的概念
贝尔(Bel):Δ=
分贝(dB):Δ=10,
即:(当仪器垂直线性好时)
a.已知波高为H2=90%和H1=15%,求H2/H1的分贝差Δ?
解:
b.已知波高差6db, 求?
解:, H2=H1 即两波高差一倍
第七节 超声波垂直入射到界面时的反射和透射
一、 单一界面的反射与透射率:
在界面两侧的声波,必须符合的两个条件:
1、界面两侧的总声压相等
2、界面两侧质点振动速度幅值相等
图2 纵波垂直入射时波的反射和透射
a.声压反射率γ(Pr/Pe)和透射率t(Pd/Pe)
b.声强反射率R(Ir/Ie)和声强透射率T(Id/Ie)
T
c.边界条件:由力的平衡:PO+Pr=Pt
由于波的连续性,两侧振动速度的振幅相等:
r+1=t; R+T=1
Δ超声波在钢中传播到底面遇到空气100%反射;
Δ超声波从钢传到水中时,88%的声能反射,12%进入水中;
Δ耦合剂作用是传播声能,同时在探头和工件间起到润滑作用。
二、 薄层界面的反射率与透射率
*超声波通过异质薄层时的声压反射率和透射率不仅与介质声阻抗和薄层介质声阻抗有关,而且与薄层厚度同其波长之比(d2/2)有关
1、均匀介质中的异质薄层(Z1=Z3≠Z2)
r、t计算公式(1.35、1.36)
结论:(1)半波透声层---当薄层两侧介质声阻抗相等,薄层厚度为其半波长的整数倍时,超声波全透射,几乎无反射(r≈0),好像不存在异质薄层一样。
(2)异质薄层厚度等于其四分之一波长的奇数倍时,声压透射率最低,声压反射率最高。
(3)超声波对探测含有气体介质的裂纹等缺陷的灵敏度是很高的。
(4)提高超声波探伤频率对于提高探伤灵敏度是有利的。
2、薄层两侧介质不同的双界面(Z1≠Z3≠Z2)
(1)超声波垂直入射到两侧介质声阻抗不同的薄层时,若薄层厚度为其半波长的整数倍,通过薄层的声强透射率与薄层的性质无关,好像不存在薄层一样。
T=4 Z1Z3/( Z1+Z3)2
(2)超声波垂直入射到两侧介质声阻抗不同的薄层时,若薄层厚度为其四分之一波长的奇数倍,薄层声阻抗为其两侧介质声阻抗几何平均值时,其声强透射率等于1,超声波全透射。
T=1
三、声压往复透射率
T往=4 Z1 Z2/( Z1 +Z2)2
在底面全反射的条件下,声压往复透射率与声强透射率在数值上相等。
界面两侧介质的声阻抗差越小,声压往复透射率就越高,反之就越低。
往复透射率高,探伤灵敏度高。
第八节 超声波倾斜入射到界面是的反射和折射
一、波形转换与反射、折射定律
波形转换的定义---
a.反射和折射定律:
b.纵波斜入射:
图3纵波斜入射时的反射和折射
第一临界角(纵波)全反射,
第二临界角C(横波)全反射,
Δ因此必须大于才有第一临界角,即工件的纵波声速必须大于斜楔的纵波声速,才能实现纯横波探伤。
Δ若C<即没有第二临界角,因此第二介质的横波声速必须大于第一介质的纵波声速,才会产生表面波。
c.横波入射:当横波入射,全反射时,对应叫第三临界角
αIII即只有固体才会有第三临界角
d.对于有机斜楔探头检测钢工件时:
αI =27°36′ αII=57°48′
即纵波入射角在27°36′~57°48′实现纯横波探伤
实用β=38°~80° K=0.78~5.07
二、声压反射率
倾斜入射时,声压反射率、透射率不仅与介质的声阻抗有关,而且与入射角有关。
1、纵波倾斜入射到钢/空气界面的反射 图1.35
2、横波倾斜入射到钢/空气界面的反射 图1.36
三、声压往复透射率
图1.38
图1.39
四、端角反射
图1.40 端角反射
图1.41 端角反射率
结论:
当横波入射角(横波探头的折射角βs )=350~550时,端角反射率达100%,即K=tgβs=0.7~1.43时,探伤灵敏度较高。应用于横波探伤焊缝单面焊根部未焊透或裂纹。
第九节 超声波的聚焦与发散
一、 声压距离公式
1、 球面波
P=P1/x 声压与距离成反比
2、 柱面波
P=P1/x1/2 声压与距离的平方根成反比
二、 球面波在平界面上的反射与折射
1、 单一平界面上的反射 图1.42
2、 双界面的反射 图1.43
双界面的反射:当双界面距离较大时,超声波探头发出的超声波可视为球面波,示波屏上各次底波的高度之比近似符合1:1/2:1/3…的规律。
3、 单一界面上的折射
对于球面波入射到水/钢界面时,其折射波更加发散
三、平面波在曲界面上的反射与折射
1、平面波在曲界面上的反射
(从入射方向看)凹曲面的反射波聚焦,凸曲面的反射波发散。
2、平面波在曲界面上的折射
折射波的聚焦或发散不仅与曲面的凹凸有关,而且与界面两侧的波速有关。对于凹透镜(从入射方向看),当c1 < c2时聚焦,c1 > c2时发散;对于凸透镜(从入射方向看),当c1 > c2时聚焦,c1 < c2时发散;图1.46
四、球面波在曲界面上的反射与折射
1、球面波在曲界面上的反射
(从入射方向看)凹曲面的反射波聚焦,凸曲面的反射波发散。
2、球面波在柱面上的反射
* W反射 图1.48
第十节 超声波的衰减
定义:
一、 衰减的原因
波束扩散、晶粒散射、介质吸收
扩散衰减---
散射衰减---
吸收衰减---
二、 衰减方程与衰减系数
1、 衰减方程
公式 1.58 平面波的介质衰减
公式 1.59 球面波的衰减(包括扩散衰减和介质衰减)
公式 1.60 柱面波的衰减(包括扩散衰减和介质衰减)
2、衰减系数
只考虑介质的散射和吸收衰减,未涉及扩散衰减。
公式 1.61—1.62
(1) 介质的吸收衰减与频率成正比
(2) 介质的散射衰减与f,d,F有关,当d<时,散射衰减系数与f4、d3成正比。介质晶粒粗大时,引起严重衰减,示波屏出现大量草状回波。铸件、不锈钢超探困难所在。
三、衰减系数的测定
①薄板
②厚板:
超声检测总复习
1.什么是超声波:
人耳听不见(人耳可听见16-20000Hz),即频率大于2万赫兹(2×104 Hz)的机械波(声波)
2.工业超声波探伤频率:1-5M Hz
a.粗晶材料(奥氏体不锈钢,大的锻件,铸件)用1-2 M Hz
b.细晶材料(薄钢板,薄焊缝)用4-5 M Hz,常用5 M Hz
c.其它材料:2-3 M Hz 常用2.5 M Hz
3.金属材料用高频超声波原因
a.指向性好(即)声能集中,可以传播很远,距离分辨力好,缺陷分辨率高。
b.f大即λ小,检测灵敏度高(可达到)
(一)超声波的发生及其性质:
1、超声波的发生的接收
(1)产生条件:
a.振动源(波源)——晶片振动
b.能传播波的介质——弹性介质
(2)振动和波动的区别:
a.振动——是物质在平衡位置附近的往复(周期性)运动。
b.波动——是振动状态或振动能量的传播,不是物质的迁移。
(3)压电效应:
a. 正压电效应: 交变(拉、压)应力——交变电场(接受超声波)
b.逆压电效应: 交变电场——振动(晶片)(发射超声波)
(4)压电晶片:
a.常用的压电晶片:
石英——单晶体、稳定性好、耐高温(550℃)
硫酸锂——单晶体、接收性能好
锆钛酸铅——多晶体、灵敏度高、发射性能好
钛酸钡——多晶体、发射性能好
铌酸锂——单晶体、耐高温(1200℃)
b.单晶直探头常用锆钛酸铅制作(PZT)
双晶探头常用PZT+硫酸锂,高温探头用铌酸锂和石英。
c.晶片参数:频率常数
2、超声波的种类:
(1)纵波–––振动方向与波传播方向平行
(2)横波–––振动方向与波传播方向垂直(只能在固体中传播)
(3)表面波–––长轴是横波,短轴是纵波的合成,在表面下2 λ内传播的椭圆振动(只能在固体中传播)
(4)板波:充满板内,各种模式的纵、横波
(5)爬波:表面下纵波(当纵波λ射角在第一临界附近时产生)
(6)探头:
a.直探头(纵波)
①阻尼块:缩短晶片振动时间,脉冲宽度变窄
②保护膜(按声阻抗Z大力分为硬、软保护膜)
硬保护膜——适用于表面光洁度高的工件
软保护膜——适用于表面粗糙工件
b.斜探头:(直探头+斜楔)
①斜楔(作用有二方面)
波型转换(CL有机玻璃< CL2件)
表面开槽:减少探头杂波
②K值(折射角的正切函数):t↗→k↗;斜楔磨损时,磨前k↘,磨后k↗。
C.双晶探头(双直,双斜)
①灵敏度高(聚焦区声能集中)
②声束窄,分辨率高
③定位精度高
3.声速(波速)
(1)常用的声速参数:
CL钢=5900米/秒 CS钢=3230米/秒
CL有机=2730米/秒 C水=1500米/秒
(2)与声速有关的参数:
a.与材料种类有关,
ρ(密度)↗→C↘, E(弹性)↗→C↗
b.与源型有关:CL:CS:Ct =1.8 : 1 : 0.9(对于钢材)
c.与温度(t↗→c↘,只有水例外)有关,
与应力(F↗(拉应力)→c↗)有关。
与介质尺寸有关。
4.频率、波长、声速相互关系:
图1振动曲线
C=f*λ
(1)λ——质点完成一次全振动波传播的距离。
或者波线上相邻两振动相位相同质点间的距离。
(2)f——波动过程中,每秒内通过某点波的个数。
(3)C——波在1秒内传播的距离。
5.超声波的特征量:
(1)声压——超声场中某点瞬间压强与无超声波存在时同一点静压强之差。
即声压 p与频率f成正比
(2)声强——垂直于超声波传播方向上,单位时间,单位面积通过的声能。
即声强正比于频率
(3)声阻抗——Z=ρC (表示介质的声学性质)
①与材料的种类有关ρ
②与波型有关C
③与温度有关t↗→C↘→Z↘
Δ质点的振动速度Vm≠波速C
Δ质点的振动频率f=波传播的频率f
Δ与Z相关的因素:材料的种类,波型,温度
(4)分贝Δ–––(当仪器垂直线性好时)
a.已知波高为H2=90%和H1=15%,求H2/H1的分贝差Δ?
解:
b.已知波高差6db, 求?
解:, H2=H1 即两波高差一倍
6.异质界面的反射和透射
(1) 垂直入射:
图2 纵波垂直入射时波的反射和透射
a.声压反射率γ(Pr/Pe)和透射率t(Pd/Pe)
b.声强反射率R(Ir/Ie)和声强透射率T(Id/Ie)
T
c.边界条件:由力的平衡:PO+Pr=Pt
由于波的连续性,两侧振动速度的振幅相等:
r+1=t; R+T=1
Δ超声波在钢中传播到底面遇到空气100%反射;
Δ超声波从钢传到水中时,88%的声能反射,12%进入水中;
Δ耦合剂作用是传播声能,同时在探头和工件间起到润滑作用。
(2)斜入射:
a.反射和折射定律:
b.纵波斜入射:
图3纵波斜入射时的反射和折射
第一临界角(纵波)全反射,
第二临界角C(横波)全反射,
Δ因此必须大于才有第一临界角,即工件的纵波声速必须大于斜楔的纵波声速,才能实现纯横波探伤。
Δ如果C<即没有第二临界角,因此第二介质的横波声速必须大于第一介质的纵波声速,才会产生表面波。
c.横波入射:当横波入射,全反射时,对应叫第三临界角
αIII即只有固体才会有第三临界角
d.对于有机斜楔探头检测钢工件时:
αI =27°36′ αII=57°48′
即纵波入射角在27°36′~57°48′实现纯横波探伤
实用β=38°~80° K=0.78~5.07
7.指向性:
(1)直探头的指向角
a.圆晶片指向角
(方晶片指向角)
b.未扩散区:b=1.64N (N=)
c.声束宽度:W=
x w
图5 指向角,未扩散区,声束宽度
(2)斜探头的指向角:
a.纵向θ上>θ下 使6dB测高增加误差
b.横向θ左=θ右 测长同直探头
8.近场区和远场区:
图7 圆盘形声源轴线
上声压分布,
N—近场长度。
(1)圆盘源的声压曲线:
N=
(2) 远场区:X≥3N 接球面波规律,PX=P0
△频率越高,指向性越好
△小晶片指向性差,大晶片指向性好
△近场区越大,指向性越好
△盲区不是近场区,是脉冲宽度+阻塞效应
△近场区缺陷定量不准
△当量计算法适用于X≥3N时,小于声束截面尺寸W的缺陷的当量计算
△只要当缺陷某个方向的尺寸大于声束截面尺寸时,就 能用移动探头法测长。
9、小物体的声波反射
(1)遇到不同尺寸的障碍物时的桡射和反射
a.当λ≥d时,桡射(衍射),无反射。
b.当λ≈d时,既桡射,又反射
c. 当d≥λ时,只有反射,形成声影
(2)缺陷的反射率:
a.光滑表面:00~100%, 2.50~10%, 120~0.1%
b.粗糙表面:00~100%, 800~10%
(凹凸度<为光滑面)。
△ 当探头指向性好,缺陷指向性差时,缺陷定位准确。
△ 当探头指向性差,缺陷指向性好时,缺陷定位差。
△ 裂纹反射波幅不一定总是很高(与裂纹面的方向有关)。
10、标准反射体的反射声压(X≥3N)
(1) 大平底,PB=PX(同等厚度的实心圆柱体), ~6db
(2) 平底孔, , X~12db, Φ~12db
(3) 专横孔,PØ=PX , X~9db ,Ø~3db
(4) 球孔,Pd=PX , d~6db ,X~12db
(5) 圆柱曲线面,P凸=PB、 P凹=PB、
(6) P凸<P凹<PB
(二)超声检测的原理:
1. 纵波探伤:(直探头)
图9 直探头定位示意图
a.定位时,应读脉冲前沿(不能读峰 值或后沿)
b.适用于钢板、锻件、铸件
c.检测与探测面平行或稍有倾斜的 缺陷
2、横波探伤(斜探头):
适用于焊缝,钢管以及大锻件和厚钢板的辅助检测,检测与探测面垂直或与探测面倾斜较大的缺陷,主要用于焊缝。
(1)扫描线三种调试方法:
a.水平调试(中薄板焊缝)δ20mm以下;
图10 斜探头检测时缺陷定位
示意图
L=S.Sinβ=S.= K.d
b.垂直调试(厚焊缝)δ20mm以 上,
d=S.Cosβ=S.
c.声程调试(形状复杂工件) 如曲面焊缝,
S
(2)调试扫描线的几种试块
a.CSK-IA CSK-IIIA
b.R40半圆试块
c.Ⅱw试块
(3)焊缝探伤时的伪缺陷波
a仪器杂波。
b探头杂波
c耦合剂反射波
d焊缝表面沟槽反射波
e焊缝上下错位引起的反射波
(三)试块:
1.试块的用途
(1)确定合适的探伤方法
(2)确定探伤灵敏度:(JB4730)
a.钢板:
δ≤20mm 双晶直探头, 大平底50%-10db δ>20mm 单直探头, Φ5平底孔50%
b.锻件:Φ2平底孔
c.焊缝:纵向缺陷 评定线
横向缺陷 评定线-6dB
d.钢管: 60°尖角槽80%
(3)检测仪器,探头性能:
a.仪器:垂直线性,水平线性,动态范围,衰减器精度
b.探头:K值,前沿长度,双峰,水平偏差。
c.系统:盲区,远场分辨力(直>30db 斜>6db) ,有效灵敏度余量>10 dB ,始脉冲宽度(5MHz ) L≤10mm ;(2.5 MHz ) L≤15mm.
2.试块种类:
(1)调节仪器及测试探头性能的试块:CSK-IA,半圆试块,Ⅱw试块……等。
(2)纵波用试块:Φ5平底孔(CBII),阶梯试块(CBI),CS-I(Φ2)、CS-II(Φ2、Φ3、Φ4、Φ6)试块……等。
(3)横波用试块:CSK-ⅡA、CSK-IIIA 、CSK-ⅣA、尖角槽试块……等。
(4) 准试块,对比试块,(JB4730的分类)
(5) 自然缺陷试块
(四)检测工艺
1、 探伤方法分类:
(1) 找原理分类
a.脉冲反射法:
①缺陷回波高度法:
用回波幅度判断缺陷大小,可进行当量计算、比较或测长
②底波高度法:
F/B, F/BF, F/BG 用缺陷波与底波高的比值表示缺陷的大约尺寸。
③底面多次回波法:
观察衰减规律PX =P0 eα x 来确定材料有无缺陷,晶粒度……等
b.穿透法:利用缺陷挡住声束多少程度来发现缺陷。
①缺点<
②优点<
c.共振法:利用驻波来判断缺陷或测厚(老式测厚仪)
(2)按显示方法分类:
a. A显示:幅度显示
提供信息: 幅度~缺陷大少
声程~缺陷位置(时间)
b. B显示:纵截面显示
提供信息 深度
纵截面面积(长×高)
c. C显示:水平截面显示
提供信息 水平截面面积(长×宽)
无深度
(3)按波型分类:
a.纵波:钢板、锻件、铸件(波长长,穿透力强,可用于粗晶材料)
b.横波:焊缝,钢管及厚钢板、锻件辅助检测(波长短,衰减快,检测深度小,不适用粗晶材料)
c.表面波:表面开口缺陷,时延法可较精确检测开口裂纹的高度
d.板波:用于δ6mm以下的薄板
e.爬波:检测粗糙表面(角焊缝、堆焊)的近表面缺陷
(4)探头数目:
a.单探头(收、发共用)
b.双探头(一收、一发)
①双晶直探头——δ20mm以下的钢板,δ45mm以下的锻件,堆焊层未结合
②双晶斜探头——薄壁管焊缝,堆焊层焊缝
③串列扫查或TOFD法——厚焊缝(坡口角度小于5度的未熔合和垂直于表面的面状缺陷)
c.多探头:多对探头交替发、收,适用钢板自动化检测
(5)按接触方法分类:
a.直接接触法:
①用一层薄的耦合剂(≤)
②特点:探伤简便,适用于手工操作,灵敏度高;工件表面粗糙度控制在6.3μm,探头易磨损;耦合效果与接触力有关(1~2Kg)
b.液(水)浸法:
①全浸和局部水浸
②特点:耦合稳定,粗糙表面对探伤无影响;探头不接触工件,不易磨损;盲区小(因为水钢界面波宽度很小),调整入射角,可获得任意角度的横波 ,但声能损耗较大。
2.基本操作:
(1)探伤时机: 根据工件检测面能够对缺陷进行检测和工件中危险缺陷发生的时间来选择
a锻件:热处理后,槽孔台阶加工前
b焊缝:(i)有延迟裂纹倾向的,应在焊后24~48小时
(ii)有再热裂纹倾向的,应在热处理后再增加一次检测(沉淀强化材料,如含Cr,, Mo, V, Ti ,Nb钢)
(iii)电渣焊应在正火后进行——晶粒粗大
(2)探伤方法:根据工件的形状及工件中缺陷的分布方向来选择
a.钢板:分层,因此用直探头纵波探伤
. b锻件:缺陷垂直于锻压方向。
δ<45用双晶直探头
δ≥45用单直探头
c.钢管:检测纵向缺陷为主,采用水浸法自动探伤时,用线聚焦探头
d.焊缝:①一般用单斜探头,当厚度大时用串列法或TOFD法
②不锈钢焊缝检测难点:
晶粒粗大 : 杂波多,衰减大
“形似”信号:当相邻晶粒晶界回波叠加,如晶界回波足够长,几个分波幅的合成,形成一个假回波
解决办法:
用低频(0.5~2MHz), 用纵波斜探头 ,用一次波探伤
( JB4730 ) 用 2.5MHz ,高阻尼,窄脉冲,45°纵波斜探头,或者纵波聚焦斜探头或双晶纵波斜探头。
(3)探伤仪选择:常用模拟机或数字机,裂纹测高必须用数字机
(4)探伤方向和扫查面:根据缺陷种类和方向来选择
a.钢板垂直于压延方向100mm列线扫查,坡口边缘50mm或壁厚的一半,取大者100%扫查;
b.焊缝根据不同厚度,δ≤46mm,单面双侧;
δ>46mm双面4侧
横向缺陷,平行,斜平行扫查
电渣焊八字裂纹45°扫查
c.轴类锻件径向检测,饼形锻件端面检测(大于400mm两个端面检测)
(5)频率选择:
a.选用高频:
①优点: λ小——检测灵敏度高,可检出小缺陷能力强
f高——脉冲窄,分辨率高(脉冲宽度一般为4λ)
θ小——指向性好
②缺点: 衰减大,——穿透能力差
N大——近场定量不利
b.选用低频:
最大优点是衰减小,穿透能力强,适用于检测粗晶材料,如大的锻件,不锈钢焊缝等
(6)晶片尺寸选择:
a.大晶片:
①指向性好,幅射声能大,远距离缺陷检出能力高
②扫查范围大,检测效率高
b.小晶片:
①检测小工件,定量,定位,精度高
②检测有曲率的工件,耦合效果好
(7)探伤面:过于粗糙表面不仅耦合不良,严重时会造成声束分叉,影响缺陷的定位。一般标准控制为粗糙度6.3μm
(8)耦合剂和耦合方法:
a.作用:
①传递声波
②直接接触法时,减少探头与工件间的摩擦力作用
b.影响耦合效果的因素:
①耦合层厚度T:当T≤(越薄越好);T= 效果好
当T=效果差
②工件表面光滑度高,效果好
③耦合剂声阻抗大,效果好
c.耦合方法:
①粗糙面或竖面用粘度大的耦合剂(如水玻璃、凡士林、化学浆糊等)
平面:一般用机油、甘油、水、化学浆糊等
②直接接触法要加1~2Kg力
③曲面耦合:当R应用和检测面曲率相近的试块
纵缝为±10%(0.9~1.1)R工件
环缝为(0.9~1.5)R工件 或用弧形导块
(9)探伤灵敏度:
a.不同检测对象有不同的灵敏度(见9.3.1(2))
b.灵敏度的补偿
①表面粗糙度的补偿(实测)(对同样尺寸的反射体进行测量)
②材质衰减(α)的补偿(实测):
当,
当(用薄板),
(m=2n n>3N/T 不考虑反射损失)
③曲率补偿:用曲面试块(实测):
当X≥3N时可用大平底调灵敏度,只须考虑材质衰减引起的补偿
(10)粗探伤和精探伤:
粗探伤是一种快速检测工件中是否有缺陷,采用的灵敏度又叫扫查灵敏度(通常比基准灵敏度高6dB)
如检测焊缝纵向缺陷时,用评定线灵敏度沿焊缝长度方面作距齿扫查。发现有疑问时,再进行精探伤,即用定量线灵敏度对疑问点进行前后(测深)、左右(测长),转角,环绕(测方向)扫查,确定缺陷的位置和尺寸、方向等。
一般,粗扫查=精扫查—6db
(10)缺陷大小测定:
a.小于声速宽度W的缺陷
①X<3N,用当量试块比较法;
②X≥3N,用当量公式计算法;
③用AVG曲线法
b.大于声速截面W的缺陷
①相对灵敏度法;最大波高6dB法;端点6dB法 JB4730
②绝对灵敏度法:用评定线灵敏度 JB4730, GB11345
③端点峰值法:GB11345、
④几种测长方法的比较:通常
绝对灵敏度法测长>端点6dB法>端点峰值法>最大波高6dB法测长
半波高度缺陷测长法
各种探头移动法测得缺陷指示长度比较
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