【正文】 比較法定量。 10lgDd 2)、 調(diào)節(jié)：探頭對準(zhǔn)完好區(qū)的底面，衰減（Δ +5— 10dB），調(diào)“增益”使底波 B1 達(dá)到基準(zhǔn)高，然后用“衰減器”增益Δ dB，這時靈敏度就調(diào)好了。 雙晶直探頭基準(zhǔn)靈敏度的確定 使用 CS Ⅱ試塊，依次測試一組不同檢測距離的 φ 3 平底孔（至少三個）。 檢測時機 檢測原則上應(yīng)安排在熱處理后，孔、臺等結(jié)構(gòu)機加工前進(jìn)行，檢測面的表面粗糙度 Ra≤ m。 材料衰減系數(shù)的測定 1)、衰減系數(shù)的計算公式（ T＜ 3N，且滿足 n＞ 3N/T， m =2n） α =［（ BnBm） 6］ /2（ m n） T （ 1） 式中： α —— 衰減系數(shù)， dB/m（單程）； （ Bn Bm） —— 兩次衰減器的讀數(shù)之差， dB； T—— 工件檢測厚度， mm； N—— 單直探頭近場區(qū)長度， mm； m、 n—— 底波反射次數(shù)。為確保檢測時超聲聲束能掃查到工件的整個被檢區(qū)域，探頭的每次掃查覆蓋率應(yīng)大于探頭直徑的 15%。 b) CSⅡ試塊的形狀和尺寸應(yīng)符合圖 31 和表 5 的規(guī)定。探頭晶片面積不小于150mm2；單晶直探頭的公稱頻 率應(yīng)選用 2～ 5MHz，探頭晶片一般為 φ14～ φ 25mm。 圖 29 2） 、雙晶探頭檢測 檢測筒體近表面缺陷 3）、 斜探頭檢測 對于某些重要的筒形鍛件還要用斜探頭從外圓進(jìn)行軸向和周向檢測。 筒類鍛件的檢測 筒類鍛件的制造工藝是先鐓粗、后沖孔，在滾壓。熱處 理缺陷主要有：裂紋。鍛壓過程包括加熱、變形和冷卻。 在檢測過程中，檢測人員如確認(rèn)鋼板中有白點、裂紋等危害性缺陷存在時，應(yīng)評為Ⅴ級。 表 3 鋼板質(zhì)量分級 等級 單個缺陷 指示長度 mm 單個缺陷 指示面積 cm2 在任一 1m 1m 檢測面積內(nèi)存在的缺陷面積百分比 % 以 下單個缺陷 指示面積不計 cm2 Ⅰ ＜ 80 ＜ 25 ≤ 3 ＜ 9 Ⅱ ＜ 100 ＜ 50 ≤ 5 ＜ 15 Ⅲ ＜ 120 ＜ 100 ≤ 10 ＜ 25 Ⅳ ＜ 150 ＜ 100 ≤ 10 ＜ 25 Ⅴ 超 過 Ⅳ 級 者 缺陷面積百分比的評定規(guī)則 在任一 1m 1m 檢測面積內(nèi)，按缺陷面積所占的百分比來確定。若單個缺陷的指示長度小于 40mm 時，可不作記錄。 d) 確定 c）中缺陷的邊界范圍或指示長度時，移動探頭（單直探頭或雙直探頭）使底面第一次反射波升高到熒光屏滿刻度的 50%。兩種方法測得的結(jié)果以較嚴(yán)重者為準(zhǔn)。 c) 底面第一次反射波（ B1）波高低于滿刻度的 50%，即 B1＜ 50%。 b) 根據(jù)合同、技術(shù)協(xié)議書或圖樣的要求，也可采用其他形式的掃查。若檢測人員認(rèn)為需要或設(shè)計上有要求時，也可選鋼板的上、下兩軋制表面分別進(jìn)行檢測。如經(jīng)合同雙方協(xié)商同意，也可采用雙晶直探頭進(jìn)行檢測。 圖 24 鋼板檢測中，如果出現(xiàn)迭加效應(yīng)，一般應(yīng)根據(jù) F1 來評價缺陷，當(dāng)板厚δ＜ 20mm 時，用 F2 來評價缺陷，主要是 為了減少近場區(qū)的影響。圖 18 和圖 19 所示兩例即說明此點。圖 17 表示由密集形缺陷所產(chǎn)生的反射動態(tài)波形Ⅳ。 6dB）。 6dB）。 4dB 的范圍內(nèi)變化，最后又平滑地下降到零。 三、根據(jù)缺陷波形分析缺陷性質(zhì) 1 回波動態(tài)波形的類型 波形模式Ⅰ 圖 13 表示點反射體產(chǎn)生的波形模式Ⅰ，即在熒光屏上顯示出的一個尖銳回波。 當(dāng)耦合層等于λ 2/4 的奇數(shù)倍，聲阻抗為兩側(cè)介質(zhì)聲阻抗的幾何平均值（ Z2= 31ZZ ）時，超聲波全 透 射。 探頭的影響 聲束偏離、探頭雙峰、斜楔磨損（前磨 k 值減小，后磨 K 值增大） 、探頭指向性（半擴角小，指向性好） 工件的影響 1）、 工件表面粗糙度（工件表面粗糙，不僅耦合不良，而且由于表面凹凸不平，使聲波進(jìn)入工件的時間產(chǎn)生差異。 實際由于缺陷的取向、性質(zhì)、表面狀況等都會影響缺陷回波高度，因此缺陷的指示長度總是小于或等于缺陷的實際長度。 解： λ = mmfC 66 ???? N= mmD 144 22 ???? 3N=3 21=63210mm 設(shè) 420 處大平底回波聲壓為 PB， 210mm 處缺陷回波聲壓為 Pf，則 Δ Bf=20lg 26 2222 ??? ???? DDx xPP fb ffB ? ?dB Df= 2 ??? ?? 答：該缺陷當(dāng)量平底孔為φ 例 ： 用 探頭徑向檢測直徑為 500mm 的實心圓柱鋼工件，CL=5900m/s，α =，利用底波調(diào)整 500/φ 2 靈敏度，檢測在 400mm 處發(fā)現(xiàn)一缺陷，其回波比靈敏度基準(zhǔn)波高 22 dB， 求此缺陷的當(dāng)量大小。 當(dāng)量計算法 當(dāng) x≥ 3N 時 ，規(guī)則反射體的回波聲壓變化規(guī)律符合理論回波聲壓公式。 利用試塊比較法對缺陷定量要盡量使試塊與被檢 工件的材質(zhì)、表面光潔度和形狀一致，并且氣體其它檢測條件不變，如儀器、探頭、靈敏度旋鈕的位置、對探頭施加的壓力等。儀器按深度 1： 2 調(diào)節(jié)掃描速度，檢測中在水平刻度 40 處出現(xiàn)一缺陷波，試確定此缺陷的位置。 df=40mm lf= Kdf= 40=60mm 一次反射波進(jìn)行檢測 1）、聲程調(diào)節(jié)掃查速度 T lf B β Xf df T 圖 10 τ f lf= Xf sinβ =nτ f sinβ df=2T Xfcosβ =2T nτ fcosβ 2）、按水平調(diào)節(jié)掃查速度 lf= nτ f df=2T KnTKl ff ??? 2 例如：用 13K2 探頭檢測，儀器按 水平 1： 1 調(diào)節(jié)，檢測 T=20mm 鋼板焊縫，在水平刻度 50mm 處發(fā)現(xiàn)一處缺陷，求缺陷的 垂直距離 。 第五節(jié) 缺陷位置的測定 一、縱波（直探頭）檢測是缺陷定位 儀器按 1： n 調(diào)節(jié)縱波掃查速度， 缺陷波前沿所對的水平刻度值為 τ f、測量缺陷至探頭的距離 xf為： xf=nτ f 例如：利用縱波檢測某鍛件，儀器按 1： 5 調(diào)節(jié) T B F Xf L 0 70 80 圖 7 Xf=5 70=350mm L=5 80=400mm 二、表面波檢測時缺陷定位 儀器表面波為 1:1 Xf= nτ f T B 70 Xf=70mm 圖 8 三、橫波檢測 平面時缺陷定位 直射波進(jìn)行檢測 T lf B β Xf df T 圖 9 τ f 1）、 聲程調(diào)節(jié)掃查速度 lf=Xfsinβ df= Xfcosβ 2）、按水平調(diào)節(jié)掃查速度 采用水平 距離 進(jìn)行調(diào)節(jié)，即 示波器的水平刻度為探頭到缺陷的水平距離。 例如：板厚大于 20mm 鋼板檢測時。 工件表面形狀影響 平 面工件耦合最好，凸曲面次之，凹曲面最差。耦合效果越好。 最不好 d2=(2n+1)4?（四分之一波長奇數(shù)倍時，聲壓透射率最低，反射率最高，在工件中的反射回波低。 ２）、聲阻抗大， 應(yīng)盡量和被檢工件接近 3）、對人體無害，對工件無腐蝕作用，不污染環(huán)境。所以靠耦合劑是很難補償曲面和粗糙表面對檢測靈敏度的影響。 3）、根據(jù)檢測對象選 K: 單面焊根部未焊透，選 K=，即在 K= 時檢測靈敏度最高。 3）、 考慮檢測面的結(jié)構(gòu)情況 如對小型工件，曲率大的工件、復(fù)雜形狀工件為便于耦合要用小晶片，對平面工件，晶片可大一些。 5）、α =C2Fd3f4，頻率增加，衰減急劇增加。 另外還要考慮以下因素： 1）、由于波的繞射 ， 使超聲波 檢測靈敏度 約為2?，因此提高頻率，有利于發(fā)現(xiàn)更小的缺陷。 對于室外檢測，應(yīng)選擇重量輕，熒光屏亮度好， 抗干擾能力強的攜帶儀器。 對于定位要求高的情況，應(yīng)選擇水平線性誤差小的儀器。操作方法簡單，但要求檢測面光潔度高。 并列式 K 形式 交叉式 V 形式 串列式 圖 1 多探頭法 使用二個以上的探頭成對的組合在一起進(jìn)行檢測的方法，稱為多探頭法。與波束軸線平行的片狀缺陷難以檢出。 爬波法： （ 爬波是指表面下的縱波，它是當(dāng)?shù)谝唤橘|(zhì)中的縱波入射角位于第一臨 界角附近時在第二介質(zhì)中產(chǎn)生的表面下橫波，這種 表面下縱波不是純粹的縱波，還有折射橫波。包括： 單晶探頭反射法、雙晶探頭反射法和穿透法。 穿透法 ： 依據(jù)脈沖或連續(xù)波穿透試件之后的能量變化來判斷缺陷情況的一種方法，稱穿透法。包括 ： 缺陷回波法、底波高度法和多次底波法 。 二、按 波形分類 縱波法、橫波法、表面波法、板波法、爬波法 縱波法： 使用直探頭發(fā)射縱波，進(jìn)行檢測的方法 。 板波法：使用板波進(jìn)行檢測的方法，稱為板波法。 特點： 對于與波束軸線垂直的片狀缺陷和立體缺陷的檢出效果好。 方法：并列式、交叉式、 V 型串列式、 K 型串列式、串列式等。 特點：檢測圖形較簡單，判斷容易，檢出缺陷靈敏度高。 第二節(jié) 儀器與探頭的選擇 一、檢測儀器選擇 儀器和各項指標(biāo)要符合檢測對象標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求。 為了有效的發(fā)現(xiàn)近表面缺陷和區(qū)分相鄰缺陷，應(yīng)選擇盲區(qū)小、分辨力好的儀器。 對晶粒較粗的鑄件、奧氏體鋼等會出現(xiàn) 許林狀反射，（ 由 材料中聲阻抗有差異的微小界面反射面），也和材料噪聲干擾缺陷檢測，故采用較低的 的頻率，主要是提高信噪比，減少晶粒反射。 4）、 由 N= ?42D ,頻率高，波長短，近場區(qū)長度大，對檢測不利。 鑄件、厚工件則晶片尺寸可大 些， N 大、θ小，發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)距離缺陷能力強。薄工件 K 大些，厚工件 K 可小些。 實際耦合劑聲阻抗在 106kg/m2，而鋼聲阻抗為 45106kg/m2。 對耦合劑的要求 ： １）、對工件表面和探頭表面有足夠浸潤性，并既有流動 性，又有附著力，且易清洗。 二、影響耦合的主要因素 耦合層厚度 d2: d2=n2? d=0 最好 d2=n2? 即半波長整數(shù)倍時聲壓透射率為 1，幾乎無反射，聲壓全部透射 ，在工件中的反射回波高 。 工件表面粗糙度影響 由上面式可知 d 0 時，可得 r≈ 0。 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 對同一探測面（光潔度相同，工件材質(zhì)相同）聲阻抗越大的耦合劑耦合效果越好。 實際檢測中，在粗查時為了提高掃查速度而又不至于引起漏檢， 試塊調(diào)節(jié) 根據(jù)工件對靈敏度的要求選擇相應(yīng)的試塊 ，將探頭對準(zhǔn)試塊上的人工缺陷，調(diào)整儀器上的有關(guān)靈敏度旋鈕，使示波屏上人工缺陷的最高反射 回波達(dá)到基準(zhǔn)高，這時儀器的靈敏度調(diào)節(jié)好。 工件底波調(diào)整靈敏度利用的方法如下： λ =fCL=6 105900?? = Δ =20lgffB D xPP 22lg20 ? ?? =20lg ??? =(dB)≈ 44(dB) 調(diào)整：將探頭對準(zhǔn)工件大平底，衰減器 50dB，跳 [增益 ]使底波 B1 達(dá)到 80%，然后使 [衰減器 ]的衰減量減少 44dB，即 [衰減器 ]保持 6dB，這時φ 2 平底孔靈敏度調(diào)好了。 lf=K