第6章 脈沖反射法超聲檢測(cè)通用技術(shù)(08.5.9)

1、第6章 脈沖反射法超聲檢測(cè)通用技術(shù)6.1 檢測(cè)面的選擇和準(zhǔn)備檢測(cè)面的選擇應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面： 1 檢測(cè)面應(yīng)是平面或規(guī)則面的工件表面； 2 檢測(cè)面的粗糙度應(yīng)6.3µm，表面應(yīng)清除雜物，松動(dòng)氧化皮，毛刺，油污等。 3 被檢測(cè)缺陷的位置、取向； 4 入射聲束應(yīng)盡可能垂直于缺陷反射面； 5 被檢工件的材質(zhì)、坡口形式、焊接工藝等； 6 根據(jù)探頭的晶片尺寸、K值等確定檢測(cè)面寬度； 7 工件側(cè)面反射波的影響； 8 變型波的影響等。6.2 儀器與探頭的選擇一、探傷儀選擇1. 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。2. 其次可考慮檢測(cè)目的，如對(duì)定位要求高時(shí)，應(yīng)選擇水平線性誤差小的儀器，選擇數(shù)字式

2、探傷儀更好。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，對(duì)大型工件或粗晶材料工件探傷，可選擇功率大，靈敏度余量高，信噪比高，低頻性能好的儀器。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。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。二、探頭選擇1. 型式選擇：原則為根據(jù)檢測(cè)對(duì)象和檢測(cè)目的決定：如：焊縫斜探頭鋼板、鑄件直探頭鋼管、水浸板材聚焦探頭（線、點(diǎn)聚集）近表面缺陷雙晶直探頭表面缺陷表面波探頭 2. 探頭頻率選擇超聲波檢測(cè)靈敏度一般是指檢測(cè)最小缺陷的能力，從統(tǒng)計(jì)規(guī)律發(fā)現(xiàn)當(dāng)缺陷大小為時(shí)，可穩(wěn)定地發(fā)現(xiàn)缺陷波，對(duì)鋼工件用2.55MHZ，為：縱波2.36

3、1.18，橫波1.290.65，則縱波可穩(wěn)定檢測(cè)缺陷最小值為：0.61.2mm之間，橫波可穩(wěn)定檢測(cè)缺陷最小值為：0.30.6之間。這對(duì)壓力容器檢測(cè)要求已能滿足。故對(duì)晶粒較細(xì)的鑄件、軋制件、焊接件等常采用2.55MHZ。對(duì)晶粒較粗大的鑄件、奧氏體鋼等因會(huì)出現(xiàn)許多林狀反射，（由材料中聲阻抗有差異的微小界面作為反射面產(chǎn)生的反射），也和材料噪聲干擾缺陷檢測(cè)，故采用較低的0.52.5MHZ的頻率比較合適，主要是提高信噪比，減少晶粒反射。此外應(yīng)考慮檢測(cè)目的和檢測(cè)效果，如從發(fā)現(xiàn)最小缺陷能力方面，可提高頻率，但對(duì)大工件因聲程大頻率增加衰減急劇增加。對(duì)粗晶材料如降低頻率，且減小晶片尺寸時(shí)，則聲束指向性變壞，不利

4、于檢測(cè)遠(yuǎn)場(chǎng)缺陷，所以應(yīng)綜合考慮。3. 晶片尺寸選擇：原則：晶片尺寸要滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，如滿足JB/T4730-2005要求，即晶片面積500mm2，任一邊長(zhǎng)25mm。其次考慮檢測(cè)目的，有利于發(fā)現(xiàn)缺陷，如工件較薄，則晶片尺寸可小些，此時(shí)N小。鑄件、厚工件則晶片尺寸可大些，N大、0小。發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)距離缺陷能力強(qiáng)?？紤]檢測(cè)面的結(jié)構(gòu)情況如對(duì)小型工件，曲率大的工件復(fù)雜形狀工件為便于耦合要用小晶片，對(duì)平面工件，晶片可大一些。4. 斜探頭K值選擇：原則：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。盡可能使檢測(cè)聲束與缺陷垂直，在條件許可時(shí)，盡量用K大些的探頭。薄工件K大些，厚工件K可小些。根據(jù)檢測(cè)對(duì)象選K：

5、如單面焊根部未焊透，選K=0.7-1.5，即在K=0.84-1時(shí)檢測(cè)靈敏度最高。6.3 耦合劑的選用6.3.1耦合就是實(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，聲強(qiáng)透過(guò)率高，表示聲耦合好。耦合劑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。實(shí)際耦合劑聲阻抗在1.52.5×106公斤/米2，而鋼聲阻抗為45×106公斤/米2。所以靠耦合劑是很難補(bǔ)償曲面和粗糙表面對(duì)探測(cè)靈敏度的影響。水銀耦合效果最好，聲阻抗為：19.8×106kg/m2與鋼接近，但有毒、很貴，故不推薦。對(duì)耦合劑的要求：對(duì)工件表面和探頭表面有足夠浸潤(rùn)性

6、，并既有流動(dòng)性，又有附著力強(qiáng)，且易清洗。聲阻抗大，應(yīng)盡量和被檢工件接近。對(duì)人體無(wú)害，對(duì)工件無(wú)腐蝕作用。來(lái)源廣，價(jià)格低廉。性能穩(wěn)定。6.3.2影響聲耦合的主要因素1. 耦合層厚度d： 在均勻介質(zhì)中：最好：d=n· 即半波長(zhǎng)整數(shù)倍時(shí)聲壓透射率為1，幾乎無(wú)反射，聲能全部透射。好象耦合層不存在。最不好：d=（2n+1）即四分之一波長(zhǎng)奇數(shù)倍時(shí)，聲壓透射率最低，反射率最高。此時(shí)相當(dāng)于鋼保護(hù)膜直探頭探測(cè)鋼件。根據(jù)均勻介質(zhì)中異質(zhì)薄層對(duì)聲波的反射特性，其聲壓反射r為：在非均勻介質(zhì)中，根據(jù)教材2.37式，當(dāng)d=n時(shí)和d=（2n+1）,且Z2=時(shí)，聲強(qiáng)透射率最大，超聲檢測(cè)大多情況滿足次種條件。由式可看出：

7、當(dāng)耦合層d=時(shí)，r=0、t=1，靈敏度可以保證，但發(fā)射反射脈沖后面干擾振蕩增加，也影響缺陷檢測(cè)，故實(shí)際上常使用d0的光滑工件使耦合層d0，效果好。如果再增加耦合層厚度，可以使界面波和工件多次反射波分得很開(kāi)，探傷圖形變得很清晰，如控制在底面回波在第二次界面回波前出現(xiàn)，對(duì)缺陷判斷有利（這是水浸探傷中的水層耦合原理）。為使耦合層耦合效果好，由教材（2-38）式和（2-39）式可知，則必須使r0，此時(shí)t1，或T=達(dá)最大，即聲能從探頭全部透到工件，則由聲壓反射率表示式知，r0得Sin0，即d0或d0，但d0，即工件表面越平整，耦合劑層厚d越接近零，耦合越好。2. 工件表面粗糙度影響由上面均勻介質(zhì)中異質(zhì)薄

8、層對(duì)聲波的聲壓反射率表示式可知d0時(shí)，可得r0。耦合效果越好。表示工件表面光潔度越光越好，表面粗糙度越差。則d越大耦合越差。但是當(dāng)表面太光后探頭和工件之間耦合層由于表面張力吸附作用，變成真空使探頭移動(dòng)困難。同時(shí)因真空不能傳播聲波，使耦合變差。一般工件要求粗糙度Ra=6.3m3. 耦合劑聲阻抗影響一般液體耦合劑聲阻抗均比工件聲阻抗小，故對(duì)同一探測(cè)面（光潔度相工件材質(zhì)相同）聲阻抗越大的耦合劑耦合效果越好。4. 工件表面形狀影響平面工件耦合最好。凸曲面和凹曲面均耦合不好。在實(shí)際工作中，T最大處聲壓透射率為平面接觸時(shí)，透射率一半時(shí)的曲率半徑為聲耦合臨界曲率半徑R0。則：R0=0.45fD2Zt/C0Z

9、0（1+Zt/Zm）f頻率，D晶片直徑，Zt保護(hù)膜或斜透聲楔聲阻抗，Z0耦合劑聲阻抗，Zm工件聲阻抗，C0耦合劑聲速。當(dāng)工件曲率半徑R與臨界曲率半徑R0比較R/R0=1時(shí)，修正值2.5dB以下，R/R01時(shí)，可不修正，此時(shí)修正值為2.5dB以下，當(dāng)R/R0<1時(shí)要修正，可用實(shí)測(cè)修正。大致值為：R/R0=0.5 0.3 0.2 0.1 1 4 5dB 7dB 9 dB 15dB 2.5dB 0dB5. 表面耦合損耗測(cè)定與補(bǔ)償 耦合損耗測(cè)定試塊和工件在材質(zhì)、反射體、探頭、儀器相同條件下，僅表面光潔度不同測(cè)出相同反射體（聲程相同）回波高度dB差。聲程不同時(shí)，應(yīng)對(duì)聲程變化引起的dB差進(jìn)行修正。

10、補(bǔ)償將試塊上反射體回波高調(diào)至某高h(yuǎn)，再提高測(cè)得的dB值，即為補(bǔ)償。利用底波反射橫波耦合損耗測(cè)試實(shí)例：用兩個(gè)相同規(guī)格斜探頭，作一發(fā)一收方式先在試塊上相對(duì)探測(cè)，分別測(cè)得兩探頭相距一跨距和二跨距時(shí)底面回波高H1和H2，在示波屏上作出H1和H2連線。再將兩探頭在工件上相對(duì)探測(cè)，同樣分別測(cè)得兩探頭相距一跨距和二跨距時(shí)底面回波高h(yuǎn)1和h2，在示波屏上作出h1和h2連線。則H1和H2連線位于h1和h2連線上方，這是因?yàn)楣ぜ砻娲植隈詈喜钜鸬慕Y(jié)果，則此兩線高度差即為表面耦補(bǔ)償差dB值。當(dāng)試塊厚度小于工件時(shí)，h1位于H1和H2中間，當(dāng)試塊厚度大于工件時(shí)，H1位于h1和h2中間。6.4 縱波直探頭檢測(cè)技術(shù)6.4

11、.1 儀器調(diào)整1. 掃描線比例 以工件厚度聲程為基準(zhǔn)調(diào)節(jié)，一般將工件二次底波調(diào)在10格，一次底波調(diào)在第5格。 也可按掃描線1：n的比例調(diào)節(jié)。2. 檢測(cè)靈敏度調(diào)整1. 試塊法根據(jù)工件探傷靈敏度要求。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（如50%高），再根據(jù)工件厚度、要求、調(diào)節(jié)衰減器達(dá)到要求的靈敏度，這方法要注意下到幾點(diǎn)： 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補(bǔ)償。 試塊反射體聲程和工件檢測(cè)靈敏度要求聲程不同引起補(bǔ)償（擴(kuò)散、材質(zhì)）。 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。2. 工件底波法調(diào)整靈敏度要求： 工件底面和探測(cè)面平行。 工件底面

12、和探測(cè)面形狀相同，且規(guī)則。dB=20lg 工件底面和探測(cè)面形狀不同。如帶中心孔的軸或筒體外表面或內(nèi)表面探測(cè)。A dB =20lg+10lgB dB =20lg10lg特點(diǎn)：方便、不用試塊不考慮表面補(bǔ)償不考慮材質(zhì)衰減（底面缺陷和底波聲程相同）方法：只要求出底波高與要求的檢測(cè)靈敏度反射法之間回波高度差。3. 傳輸損失測(cè)定 試塊與工件厚度相同時(shí) 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)dB值V1 工件上第一次回波B1 讀數(shù)dB值V2 則傳輸修正值dBV1V2(Db) 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dB值，再按下式修正 V3（dB）dB20lg 式中：X工工件聲程（mm） X

13、試試塊聲程（mm）4. 工件材質(zhì)衰減系數(shù)測(cè)定 在工件完好區(qū)選三處檢測(cè)面與工件底面平行的代表性部位，調(diào)節(jié)底波Bn和Bm的高度，取m=2n， 則衰減系數(shù)為： （BnBm20lg）/2X(m-n) 當(dāng)工件厚度X2N（N為探頭近場(chǎng)長(zhǎng)度）時(shí)，取n=1，m=2。6.4.2 掃查 掃查應(yīng)考慮： 掃查到整個(gè)探傷面； 聲束掃查到整個(gè)工件檢測(cè)范圍內(nèi)全體積； 探頭移動(dòng)間距相鄰有一定范圍覆蓋重疊區(qū)； 掃查速度滿足JB/T4730標(biāo)準(zhǔn)要求 有效聲束范圍。6.4.3 缺陷到評(píng)定1. 缺陷位置確定 缺陷平面位置 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)。 埋藏深度 根據(jù)缺陷波聲程及掃描線比例計(jì)算得出。

14、2. 缺陷尺寸的評(píng)定（1）回波高度法 1）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。 2）底波高度法在遠(yuǎn)場(chǎng)（X>3N），當(dāng)缺陷比聲束截面小時(shí)，缺陷波高與面積成正比（此時(shí)可用當(dāng)量法定缺陷大?。?；當(dāng)小缺陷數(shù)量很多，或缺陷面積逐漸增加，則缺陷越大，所遮擋的聲束愈多，造成缺陷處工件底波下降越大，此時(shí)可用缺陷波與底波相對(duì)波高來(lái)評(píng)價(jià)缺陷的大小。1. ：BF為缺陷處底波高度，F(xiàn)缺陷波高 2. ：BG無(wú)缺陷處底波高度3. 此方法在鋼板、鍛件探傷中常應(yīng)用。（2） 缺陷當(dāng)量評(píng)定法1） 當(dāng)量法適用于小于聲場(chǎng)的缺陷的當(dāng)量測(cè)定。a 、當(dāng)量試塊比較法方法：將人工缺陷（試塊上標(biāo)準(zhǔn)反射體

15、）與工件中自然缺陷回波比較，定出的缺陷當(dāng)量。要求： 加工一系列不同聲程，不同形狀（平底孔或橫孔），不同尺寸（直徑不同）試塊，將自然缺陷聲程與試塊上聲程相近的反射體比較。試塊與工件材質(zhì)相近或相同，光面光潔度，工件形狀相同或一致。 探測(cè)條件一致，儀器、探頭、靈敏度一致。優(yōu)點(diǎn)：直觀，測(cè)得當(dāng)量值較明確。缺點(diǎn)：要做大量試塊，成本高。 對(duì)X>3N時(shí)做試塊不易，故僅在X3N時(shí)應(yīng)用。b、當(dāng)量計(jì)算方法當(dāng)量：不同類型和不同大小的工件中的任何缺陷反射回波高與同聲程的某標(biāo)準(zhǔn)（規(guī)則）反射體的反射回波高相同時(shí)，則該標(biāo)準(zhǔn)（規(guī)則）反射體的類型和尺寸即為該缺陷的當(dāng)量。由于實(shí)際缺陷的幾何形狀，表面狀況、方向，缺陷性質(zhì)各不相

16、同，其聲吸收、聲散射比標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則幾何開(kāi)頭反射體復(fù)雜的多。一般實(shí)際缺陷總比所定的當(dāng)量值大35倍，或更多。當(dāng)量計(jì)算方法：利用規(guī)則形狀反射體回波聲壓（第二章中介紹的幾種）與缺陷回波聲壓（缺陷波高dB值）進(jìn)行比較得到缺陷當(dāng)量?；竟剑海ǜ鳂?biāo)準(zhǔn)反射體回波聲壓）大平底：平底孔：長(zhǎng)橫孔：短橫孔： Lf短橫孔長(zhǎng)，Df短橫孔直徑。球孔： 園柱曲面：PC= 凸面 r內(nèi)半徑 PC= 凹面 R外半徑。考慮材質(zhì)衰減應(yīng)均乘上：e-式中：P=2P0Sin在X>3N時(shí)P=具體計(jì)算：用公式計(jì)算：應(yīng)根據(jù)缺陷波高與所定探傷靈敏度比較或和底波高比較，再與探傷靈敏度比較。 計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮： 材質(zhì)衰減。 如題中不考慮，就不管。 如題

17、中告訴衰減，要弄清是雙程還是單程的。 是否要不同孔型之間相互換算。如靈敏度為平底孔，題中要求求出長(zhǎng)橫孔當(dāng)量，這要互換。X3N近似準(zhǔn)確。 用AVG圖計(jì)算，可直接查得缺陷相對(duì)大小G，再乘探頭晶片尺寸DS則可得缺陷尺Df。 用實(shí)用當(dāng)量曲線可在曲線上直接查得缺陷當(dāng)量直徑。（3） 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。指示長(zhǎng)度：根據(jù)缺陷波高，用探頭移動(dòng)距離的方法。按規(guī)定方法測(cè)得的缺陷長(zhǎng)稱指示長(zhǎng)度。特點(diǎn)：由于工件中實(shí)際缺陷取向、性質(zhì)、表面狀態(tài)均影響缺陷回波高度。故指示長(zhǎng)度一般小于或等于實(shí)際長(zhǎng)度（此時(shí)所用dB值即缺陷波最高波下降dB值6dB時(shí)），當(dāng)dB>6dB時(shí)，一般將缺陷測(cè)大，即指

18、示長(zhǎng)度大于實(shí)際長(zhǎng)度。1） 相對(duì)靈敏度測(cè)方法相對(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)，使缺陷波下降一定的dB值。常用6dB（半波）、12dB（波高）、20dB（全波消失）。 6dB法（半波） 適用于： 缺陷只有一個(gè)高點(diǎn) 缺陷基本垂直聲束 缺陷沿探頭移動(dòng)方向基本均勻 缺陷長(zhǎng)度大于聲束截面指所用波束截面這里指6dB波束截面 端點(diǎn)6dB法：一般將缺陷測(cè)大缺陷有多個(gè)高點(diǎn)時(shí)，用端部6dB法即使端部波高下降6dB。關(guān)鍵：確定端部缺陷回波峰值（最高值），找到了缺陷端部峰值后，和6dB法同樣操作。2） 絕對(duì)靈敏度法探傷儀在規(guī)定靈敏度條件下沿缺陷方向移動(dòng)（不管缺陷最高在何值）。使缺陷波下降

19、至規(guī)定的位置如評(píng)定線，如GB11345和JB/T4730中區(qū)缺陷規(guī)定降到測(cè)長(zhǎng)線即為絕對(duì)靈敏度法。特點(diǎn)： 測(cè)長(zhǎng)是與缺陷最高波多少無(wú)關(guān)。 缺陷長(zhǎng)度（指示長(zhǎng)度）與缺陷波高和所規(guī)定的測(cè)長(zhǎng)值位置有關(guān)，如缺陷波高只比規(guī)定測(cè)長(zhǎng)靈敏度高3dB，即為3dB測(cè)長(zhǎng)，一般將缺陷測(cè)短。如缺陷波高比規(guī)定測(cè)長(zhǎng)靈敏度高20dB，即為20dB測(cè)長(zhǎng)，一般將缺陷測(cè)大。3） 端點(diǎn)峰值法：一般將缺陷測(cè)少。在探頭移動(dòng)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)缺陷有多個(gè)高點(diǎn)，則將缺陷兩端點(diǎn)最大波高處探頭位置的距離作為端點(diǎn)峰值法指示長(zhǎng)度。關(guān)鍵：尋找端點(diǎn)峰值位置。 以上測(cè)長(zhǎng)法適用：長(zhǎng)條形缺陷 對(duì)于缺陷回波包絡(luò)線只有一個(gè)極大值的缺陷，可用最大波高衰減法，常用6dB法。 對(duì)缺陷

20、回波包絡(luò)線有多個(gè)極大值缺陷，可用端點(diǎn)6dB法或端點(diǎn)峰值法。 對(duì)條形氣孔、未焊縫等宜用6dB法。 對(duì)裂紋、未熔合、條形夾渣等宜用1012dB法。 對(duì)小于10mm缺陷宜用3dB法。（標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定指示長(zhǎng)度小于10mm，以5mm計(jì)）。 對(duì)中間粗、兩端細(xì)或細(xì)長(zhǎng)缺陷（裂紋、未熔合）用端點(diǎn)法可獲得較好的結(jié)果。 用20dB法時(shí)應(yīng)考慮聲場(chǎng)修正。（即測(cè)得移動(dòng)長(zhǎng)度應(yīng)減去聲場(chǎng)直徑才為缺陷指示長(zhǎng)度）6.4.4 非缺陷回波的判別1、遲到波條件：探頭在細(xì)長(zhǎng)工件（板或棒）一端縱波探測(cè)，擴(kuò)散聲束縱波射到側(cè)壁產(chǎn)生變型橫波，再變成給縱波經(jīng)底面反回探頭引導(dǎo)成遲到波。2、61°反射：特定反射。當(dāng)縱波入射到鋼/空氣界面。+=90&

21、#176; 縱波入射角 橫波反射角。由及即入射角=61°時(shí)，出現(xiàn)=29°的很強(qiáng)的橫波反射。3、三角反射回波直探頭在實(shí)心園柱體探測(cè)得的遲到反射。B1L底波 聲程dH1L等邊三角形反射波聲程1.3dH2L-S-L反射波 聲程1.67d。探測(cè)此類工件如工件中無(wú)缺陷，則出現(xiàn)三角形反射，如無(wú)此三角形波，則此工件中存在缺陷。4、探頭雜波5、工件輪廓波各種形狀工件輪廓波不相同要具體分析。6、耦合劑反射表面波及大K值探頭探傷時(shí)出現(xiàn)。7、幻象波重復(fù)頻率太高時(shí)產(chǎn)生，可降低重復(fù)頻率。8、草狀回波（林狀回波）工件晶粒粗大引起，可降低頻率。9、其它變型波根據(jù)具體工件情況及橫波探傷時(shí)特定條件，要具體分

22、析。10. 側(cè)壁干涉波縱波探頭靠近側(cè)壁，經(jīng)側(cè)反射的縱波和變型橫波與直接傳播的縱波互相干涉，造成越靠近側(cè)壁，回波反而下降，探頭離開(kāi)一定位置回波反而上升。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4。1. 軸線小缺陷無(wú)側(cè)壁干擾條件： 對(duì)鋼2. 底面無(wú)干擾： 對(duì)鋼試塊寬最小要滿足上述條件。6.5 橫波斜探頭檢測(cè)技術(shù)6.5.1 儀器調(diào)節(jié) 1. 入射點(diǎn)、折射角測(cè)定 2. 掃描線比例調(diào)節(jié) 聲程比例： 掃描線刻度按橫波聲程成一定比例調(diào)節(jié)，可利用IIW,IIW2,CSK-IA,半圓試塊等調(diào)節(jié)。 水平比例調(diào)節(jié) 掃描線刻度按反射體水平距離成一定比例調(diào)節(jié)，可利用CSK-IA,A,A等試塊調(diào)節(jié)。 深度比例調(diào)

23、節(jié) 掃描線刻度按反射體深度距離成一定比例調(diào)節(jié)，可利用CSK-IA,A,A等試塊調(diào)節(jié)。 3. 距離波幅曲線靈敏度 根據(jù)JB/T4730標(biāo)準(zhǔn)和檢測(cè)要求制作和調(diào)整檢測(cè)靈敏度。 4. 傳輸修正測(cè)定和補(bǔ)償（一） 引起損失原因表面耦合差：試塊與工件，表面粗糙度不同；材質(zhì)衰減差：試塊與工件，材質(zhì)不同引起材質(zhì)衰減不同；底面反射差：試塊與工件，底面不同狀況。（二） 測(cè)試方法1. 薄板焊縫損失差：一收一發(fā)兩探頭在工件上相距2P時(shí)，測(cè)得回波高為H1（具體可將波調(diào)至基準(zhǔn)高如40%，記衰減器讀數(shù)NdB），再在試塊上一收一發(fā)探頭相距仍為2P時(shí)，測(cè)得回波高為HZ（具體將波調(diào)至基準(zhǔn)高如40%，記下衰減器讀數(shù)N ）。用衰減測(cè)出

24、H1-H2=dB值=（N-N）dB。如dB即為： 表面耦合損失差 底面反射損失差 材質(zhì)衰減損失差2. 中厚板焊縫聲能損失差測(cè)定 試塊與工件材質(zhì)、厚度相同。上表面耦合損失差：試塊A面與工件光潔度相同，B面與CSK-A光潔度相同。用衰減器測(cè)出B1-B2=1dB值。下表面反射聲能損失差：用衰減測(cè)出H1-H2=2dB值。總的聲能損失dB=1dB+2dB。（這里因材質(zhì)相同故無(wú)材質(zhì)衰減損失差） 試塊與工件材質(zhì)、厚度不同1） 材質(zhì)衰減系數(shù)測(cè)定：試塊：厚T=40mm，材質(zhì)、表面粗糙度與工件相同或相近。儀器按深度1:1調(diào)，兩只相同型號(hào)斜探頭一收一發(fā)，測(cè)出相距1P和2P時(shí)的波幅H1（dB）和H2（dB）。則衰減系

25、數(shù) （S1和S2為橫波聲程；為斜探頭內(nèi)等效聲程） （如忽略，則此式約等于：） （這里。對(duì)K2值探頭=63.4°，故忽略=10mm。）2） 表面耦合與底面反射損失差測(cè)試。一發(fā)一收兩斜探頭置于CSK-A（T=30mm）或CSK-A（T=T1）在相距1P時(shí)測(cè)出回波高H1（dB），再將探頭移至工件上，相距1P時(shí)同樣測(cè)出回波高H2（dB）。則表面耦合與底面反射損失差1為：表面與底面反射損失：1（dB）=（H1-H2-2-3）dB擴(kuò)散（聲程差引起）： （T1試塊厚；T2工件厚）材質(zhì)衰減引起：3=2X2-1X1當(dāng)試塊10.01dB/mm時(shí)，3=2X2=2（單探頭探傷時(shí)2為來(lái)回雙程，故，不為。）6.

26、5.2 掃查按JB/T4730標(biāo)準(zhǔn)要求作前后、左右、環(huán)繞和轉(zhuǎn)動(dòng)掃查。6.5.3 缺陷的評(píng)定1. 橫波平面工件的缺陷定位：（1）聲程比例調(diào)節(jié)定出水平距離Lf=nTfSin和深度df=nTfCOS，二次波df=2T-nTfCOS。（2）按水平比例調(diào)節(jié)定出：水平距離Lf=nTf可直接在掃描線上讀出深度df=nTf/K，二次波df=2T-nTf/K。（3）按深度比例調(diào)節(jié)定出：水平距離：Lf=K·nTf 深 度： df= nTf二次波： df=2T -nTf2. 橫波周向探測(cè)（1）外園周向探測(cè) 離外表深度 H=R-L弧長(zhǎng) =tg-1式中：d為掃描線上顯示的平板工件深度。H為曲面工件上缺陷離外表

27、面實(shí)際深度。 R 為工件外半徑。 K為探頭K值。 為缺陷離探頭外表面弧長(zhǎng)。L特點(diǎn)：H<d ， >L（<平板工件缺陷水平距離）。L（2）內(nèi)壁周向探測(cè) h=rL = tg-1L特點(diǎn)：h>d < L 式中：r為工件內(nèi)半徑。（3）最大探測(cè)壁厚探頭在筒體外表面探測(cè)時(shí)，主聲束與內(nèi)表面相切時(shí)筒體的壁厚即為最大探測(cè)壁厚Tm。此時(shí)探頭折射為：Sin=（R、r分別為筒體外、內(nèi)半徑）則 即TmR（4） 聲程修正系數(shù)和跨距修正系數(shù)m。當(dāng)探頭在外園探測(cè)時(shí)，設(shè)平板工件跨距AH=2Ttg工件上橫波一次波聲程AG=式中T工件板厚，探頭折射角。AE 設(shè)AC為厚度為T的平板工件一次橫波聲程， 為工件

28、上外園面一跨距弧長(zhǎng)，則： =AEm = 經(jīng)整理得 = m= 一般： 1.1時(shí)可不作修正，則>1.1時(shí)修正條件，可求得： K=1.0 r/R<0.86 K=2.0 r/R<0.96 K=2.5 r/R<0.975由上式可得到 和T/D關(guān)系曲線 m和T/D關(guān)系曲線 實(shí)際應(yīng)用時(shí)可查圖，可求出缺陷靠近內(nèi)壁（一次）和外壁（二次）的水平跨距和缺陷位置。 實(shí)際缺陷位置仍用前面外壁探測(cè)公式，本節(jié)只對(duì)是否要修正來(lái)說(shuō)。3. 缺陷定量（1）測(cè)長(zhǎng)法；見(jiàn)6.4.3（2）缺陷自身高度的測(cè)定 1）端部最大回波法 利用超聲波入射到裂紋端部，出現(xiàn)一個(gè)較強(qiáng)的回波（稱端部峰值回波，實(shí)質(zhì)是由端部強(qiáng)裂散射引起回

29、波峰值）。測(cè)量裂紋深度（開(kāi)口裂紋）裂紋深h為h= 如用K=1探頭，則h=（實(shí)際測(cè)量時(shí)常用K1斜探頭）l0探頭前沿長(zhǎng)度，a探頭前沿至缺陷距離。 利用此法測(cè)表面未口裂紋高度， 聚焦探頭測(cè)效果好 對(duì)上端點(diǎn)深度小于5mm困難將掃描線按深度1:1調(diào)，h1和h2分別表示缺陷上、下端點(diǎn)離開(kāi)探測(cè)面距離，可直接在掃描線讀取，則裂紋高度h：h=h2 h1= （a為探頭分別探測(cè)到缺陷上、下端點(diǎn)時(shí)的探測(cè)位置處探頭入射點(diǎn)之間的距離，可以在工件上測(cè)量出來(lái)，k探頭k值。）2）橫波端角反射法 橫波射到下表面開(kāi)口缺陷（根部未焊透，下表面裂紋等）回波高h(yuǎn)與波長(zhǎng)以及探頭K值有關(guān)。經(jīng)試驗(yàn)在矩形槽深2mm以內(nèi)，回波高度dB值與h/的變

30、化不是單調(diào)的，而是起伏的。因此，此種方法光靠波高無(wú)法確定缺陷深度，實(shí)際應(yīng)用時(shí)，用不同深度槽形試塊對(duì)比得出缺陷深，故誤差較大。當(dāng)橫波探測(cè)到下表面開(kāi)口缺陷時(shí)，形成角鏡反射條件，可用角鏡反射法測(cè)量：將探傷儀掃描線按深度1:1調(diào)節(jié)，當(dāng)探測(cè)面與缺陷不在同一面時(shí)使探頭置于表面開(kāi)口背側(cè)，聲束軸線對(duì)準(zhǔn)缺陷與下表面直角處（此處角鏡），將此波調(diào)至熒光屏高80%，此波用C表示，然后提高靈敏度1525dB，探頭向前移動(dòng)，當(dāng)聲束軸線掃查到開(kāi)口缺陷頂部時(shí)，出現(xiàn)缺陷波反射波DE，當(dāng)DE達(dá)到最大值聲束軸線完全離開(kāi)缺陷端點(diǎn)時(shí)，在近靠DE的前方，將出現(xiàn)第一個(gè)峰值加波，稱端點(diǎn)衍射波DW，則開(kāi)口缺陷自身高度H=C-DW，當(dāng)探測(cè)面與開(kāi)

31、口缺陷在同一面上時(shí)，只需探測(cè)到開(kāi)口缺陷的下端點(diǎn)，此時(shí)DW位于DE后方，則缺陷深度H=DW。用此法可測(cè)量單面焊未焊透高度。用此種方法，還可探測(cè)焊縫中埋藏缺陷高度，探頭置于焊縫任一探測(cè)面上，探測(cè)到缺陷上端點(diǎn)的衍射波為DW上，探測(cè)到下端點(diǎn)的衍射波為DW下，則缺陷本身高度H=DW下DW上3）橫波串列式雙探頭法兩個(gè)探頭一發(fā)一收，特點(diǎn)：工件中無(wú)缺陷時(shí)，接收探頭收不到回波。工件中有缺陷時(shí)，發(fā)射探頭發(fā)出的聲波通過(guò)工件底面反射至接收探頭。示波屏只出現(xiàn)一個(gè)缺陷波且位置固定不動(dòng)，出現(xiàn)在半跨距處。只能檢測(cè)厚工件中垂直于表面的大缺陷，（如窄間隙厚焊縫電渣焊縫中未焊透）。發(fā)和收兩探頭移動(dòng)方向相反。當(dāng)兩個(gè)探頭靠在一起時(shí)，可測(cè)缺陷下端點(diǎn)最下部位置，該位置離工件下表面距離h為：h=稱死區(qū)范圍，b為兩探頭靠近時(shí)入射點(diǎn)之間距離。此式為近似式，即認(rèn)為時(shí)得出。K=1時(shí)完全正確。即當(dāng)缺陷