超聲波探傷常用計算公式

1、1、示波屏上的波高與聲壓成正比。既： =20lgP2/Pi=20lgH2/Hi (1NP=8.68dB 1dB=0.115NP)2、聲壓反射率r和投射率t分別為：r=Pr/ P 0=乙-Z1/Z2+Z1 t=P t/ P O =2Z2/Z2+乙3、聲強(qiáng)反射率R和投射率T分別為：2 2 2R=r =(Z2-Z 1/Z2+Z1)T=4Z 億 /(Z 2+Z1)由以上幾式得：t-r=1 T+R=14、 聲壓往復(fù)透射率T往：探頭接收到的回波聲壓 Pa與入射波聲壓PO之比。既：T往=P/Po=4Z1Z/(Z 2+乙)3、 波束未擴(kuò)散區(qū)與擴(kuò)散區(qū)：b=1.64N4、 矩形波源的近場區(qū)長度 N=Fs/nX，未

2、擴(kuò)散區(qū)b=1.64N,半擴(kuò)散角 0 0=arcsin X /2a 57 X /2a ,5、近場區(qū)在兩種介質(zhì)中的分布；公式 N=D/4 X只適用均勻介質(zhì)。在水、鋼兩種介質(zhì)中，當(dāng)水層厚 度較小時，進(jìn)場區(qū)就會分布在水、鋼兩種介質(zhì)中，設(shè)水層厚度為L,則鋼中剩余進(jìn)場區(qū)長度N為:2N=ZLC1/C2= D s/4 X - LC 1/C2，&橫波近場區(qū)長度；方形 N=Fs/ nX s2*cos B /cos a圓形 N=D 2/4 X s2*COS B /cos a橫波聲場中，第二介質(zhì)中的近場區(qū)長度：N'=N-L2= Fs/ nX s2*cos B /cos a 丄的 a /tg BFs-波

3、源面積X s2-介質(zhì)n中橫波波L1-入射點(diǎn)至波源的距離L2-入射點(diǎn)至假想波源的距離 半擴(kuò)散角；對于圓片形聲源：?0=arcsin1.22 X sJDs=70X sJDs對于矩形正方形聲源：？0=arcsin X s2/2a=57 X s2/2a 計算垂直線性誤差D=(l d1 I + I d2 I) %。d1 實(shí)測值與理想值的最大正偏差；d2實(shí)測值與 理想值的最大負(fù)偏差。 計算水平線性誤差； S = Ia max I /0.8b*100%a max a 2、a 3、a 4中最大者；b示波屏水平 刻度值(一般為10)。 斜探頭K值和折射角B s: K= tg B s=L+L)-35/反射體中心厚

4、度(分別為 B=70 C=30 D=15m) 信噪比； =20lgH 信/H 噪。四1、(1)按聲程調(diào)節(jié)掃描速度時：一次波探傷時(t / < T)，缺陷至入射點(diǎn)的聲程x/=n t /，貝U缺陷 在工件中的水平距離為：I / =x/sin B = nT/sin B、深度為：d/ = x/cos B = nt/cos B。二次波 探傷Tvt /<2T時，則缺陷在工件中的水平距離為：I / =x/sin B = n t /sin B、5、反射、折射定律：sin a l/Cl1=sin alCL1= sin alJCsFsin B l/Cl2=sin B s/Cs2& 第一臨界角。

5、a i =arcsinC lCl2 第二臨界角。a n =arcsinC l1Cs2第三臨界角：a m =arcsinC s/Cl17、(1)薄板工件的衰減系數(shù)測定：a =(20lgBm/Bn- S )/2x(n-m)對于多次反射：a =20lgBm/Bn- S (n-m)/2x(n-m)(2)厚板工件的衰減系數(shù)測定：a =(20lgB1/B2-6- S )/2x對于 2 次波、3 次波；a =(20lgB2/B3-3.5- S )/2x。對于 1 次波、3 次波；a =(20lgB1/B3-9.5- S )/4x。1、 近場區(qū)長度：N=Ds/4入=R2s/入=Fs/ n入=Fs?/C入2、圓

6、盤源輻射的縱波聲場的第一零值發(fā)散角；0 0=arcsin1.22 入 /Ds 心 70 X /Ds深度為：d/ = 2T-x /cos B = 2T-n t /cos B。(2) 按水平調(diào)節(jié)掃描速度時： 一次波探傷(t /W T)時， 則缺陷在工件中的水平距離： 二次波探傷TVt/W 2T時， 則缺陷在工件中的水平距離：(3) 按深度調(diào)節(jié)掃描速度時： 一次波探傷(t /W T)時， 則缺陷在工件中的水平距離為：二次波探傷(TVt/W 2T時，則缺陷在工件中的水平距離為：l / = n t / 深度：d/ = l /K= n t /K。l / = n t / 深度:l / = Kn t /l /

7、 = Kn t /d/ =2T- l K=2T- n t/K。深度為：d=n t /。深度為：d/ =2T- n t/。2、(1)外圓周向探測時，缺陷位置由深度 H和弧長L來確定則：n9 /180= R n /180*tg -1 Kd/R-d。H=R-(Kd) 2+(R-d) 20.5L=R結(jié)論：當(dāng)探頭從圓柱曲面外壁作周向探測時，弧長L總比水平距離I值大，但深度H卻總比平板工件中的缺陷深度d小。(2)內(nèi)圓周向探測時，缺陷位置由深度 h和弧長I來確定則：h=(Kd) 2+(r+d) 0.5-r l=r n9 /180= r n /180*tg -1Kd/r+d結(jié)論：當(dāng)探頭從圓柱曲面內(nèi)壁作周向探測

8、時，弧長I總比水平距離I值小，但深度h卻總比平板工件中的缺陷深度d值大。(注意，如缺陷深度h大于壁厚，則為焊縫雜波)3、最大探測壁厚；Tm/DC 1/2(1-sin B ) w 1/2(1-K/(1+K 2)0.5一般把筒體可探測的內(nèi)外半徑范圍定位 r/R >80%4、不同距離處的大平底與平底孔回波分貝差為； B?=20lgPB/P?=20lg2入x 2?/畀D? x b+2 a ( x ?- x b) a材質(zhì)衰減系數(shù)；x ?探測面至缺陷的距 離；x B探測面至底面的距離(工件的厚度)不同平底孔、距離的回波分貝差為； 12=20lgP?/P ?2=40lgD?1 x 2/D?2 x 1

9、P ?1人工缺陷；P?2 工件缺陷5、避免側(cè)壁干涉的條件側(cè)壁反射波束與直接傳播波束的聲程差大于4入(既：2W-a >4入)就可以避免側(cè)壁干涉。(1) 探頭軸線上缺陷反射時避免側(cè)壁干涉的最小距離dmin為：dmin>(2 a入)對于鋼：dmin>(2 a X)0'5=3.5 ( a/?) 05(2) 底面反射時避免側(cè)壁干涉的最小距離 dmin為：dmin>2 ( a入)"對于鋼：dmin>2 ( a 入)05=5 (a/?) °56、 偏心距X的選擇：偏心距一是指探頭聲束軸線與管材中心線之間的水平距離，用X表示。入 射角a隨偏心距X的距離

10、增大而增大，控制偏心距X即可控制入射角a。滿足純橫波探測內(nèi)壁的 條件為：CLi/C l2 x Rw Xw Gi/Cl2 x r對于水浸探傷鋼管 0.251R w XW 0.458r取平均值X=1/2 (0.251R+0.458r ) 水層厚度的選擇：要求水層厚度H大于鋼管中橫波全聲程的1/2 (即H>X),這是因?yàn)樗?鋼界面的第二次回波S將 位于管子的缺陷波F內(nèi)(一次波)F外(二次波)之后，這樣，有利于對缺陷判別。 焦距的選擇：F=H+( 氏-X2) 0.5 聲透鏡的曲率半徑r' 由F=2.2r'得r'=0.46F也可有r'=C 1-C2/C1*F C1-

11、聲透鏡的縱波聲速 C2-水中的縱波聲速五、1、水浸重合波探傷鋼板，根據(jù)鋼和水中的聲速，可得各次重合波水層厚度H與鋼板厚度S的關(guān)系為：H=nC水/C鋼S =n /4 n 重合波次數(shù)2、復(fù)合材料超聲波探傷，當(dāng)不考慮介質(zhì)衰減和擴(kuò)散衰減，且底面全反射時，底波B1與復(fù)合界面反射波S (復(fù)合良好)的dB差值為： Bj=20lg | B1/S =20lg | T/r | =20lg | 1-r7r | 式中 r 復(fù)合界面聲壓反射率，r=Z2-Z1/Z2+Z1 T復(fù)合界面聲壓往復(fù)透射率T=1-r式中r底面聲壓反射率，r' =Z3-Z2/Z3+Z2六當(dāng)量計算法對于同距離平底面或?qū)嵭膱A柱體曲底面與平底孔回

12、波分貝差； =20lgPB/Pf=20lg2 入n對于不同距離平底面或?qū)嵭膱A柱體曲底面與平底孔回波分貝差； =20lgPg/Pf=20lg2 入 Xf/Dl n X對于空心圓柱體同距離處圓柱曲底面與平底孔回波分貝差；2 =20lgPB/Pf=20lg2 入 Xf/D f n± 10lgd/D外圓探傷用 +',內(nèi)圓探傷用-'當(dāng)試塊厚度、平底孔直徑與所調(diào)節(jié)的工件厚度和要求© 2平底孔不同時： =20lgPJP f =40lgDfi Xi/Df2X2(一般設(shè)被利用的試塊平底孔回波聲壓為Pb,所要得到的工件© 2平底孔回波聲壓為Pf) 當(dāng)量計算法：當(dāng)用平底

13、面或?qū)嵭膱A柱體曲底面調(diào)節(jié)探傷靈敏度時，當(dāng)量計算公式為；Bf=20lgPJPf=20lg2 入 X2f/D2f n Xb+2X(X-Xb)當(dāng)用空心圓柱體內(nèi)孔或外圓曲面調(diào)節(jié)探傷靈敏度時，當(dāng)量計算公式為； Bf=20lgPB/Pf=20lg2 入 X/dI n Xb± 10lgd/D +2X(X lXb)七 焊縫兩側(cè)探測面的修整寬度 P, 般根據(jù)母材厚度來確定；厚度為8-46mm的焊縫采用二次波探 傷，探測面修整寬度為：P>2KT+50 mm厚度大于46mnt勺焊縫采用一次波探傷，探測面修整寬 度為：P> KT+50 mm 缺陷位置的測定方法有幾種？缺陷定位方法有；聲程、水平、深度定位法。 聲程定位法：當(dāng)儀器按聲程1: n調(diào)節(jié)時；一次波探傷：l f=n t fsin B d f= n t fCos B 二次波探傷：lf=nT fsin B d f= 2T-n t fCos B 水平定位法：當(dāng)儀器按水平1： n調(diào)節(jié)時；一次波探傷：lf=nT f df=n t f/K二次波探傷：