【正文】 nτ f df= nτ f 例如：用 探頭檢測(cè)，儀器按 深度 1： 1 調(diào)節(jié)，檢測(cè) T=60mm 鋼板焊縫，在水平刻度 40mm 處發(fā)現(xiàn)一處缺陷， 求缺陷的 水平距離 。 AC=d (平板工件中缺陷的速度 ) BC=dtgβ =Kd=l（平板工件中缺陷的水平距離） AO=r CD=r+d tgθ =drKdOCBC ?? θ =tg1drKd? BO= 22 )()( drKd ?? 圖 12 h=OBOD= rdrKd ??? 22 )()( L= drKdtgrr ?? ?1180180 ??? 例如 : 橫波斜探頭外圓周檢測(cè)φ 1080 85 壓力容器縱縫。 當(dāng)量試塊比較法 當(dāng)量試塊比較法是將工件中的自然缺陷回波與試塊上的人工缺陷回波進(jìn)行比較來對(duì)缺陷當(dāng)量的方法。 缺點(diǎn)：需要制作大量試塊，成本高；同時(shí)操作也比較繁瑣，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)要攜帶很多試塊，很不方便。 平底孔和大平底的回波聲壓公式為： PB= 2BXbs eXFP ?? ? (大平底 X≥ 3N) Pf= 202bxfs exFP ?? ? (平底孔 X≥ 3N) 不同距離處的大平底與平底孔回波分貝差為 Δ Bf=20lgfBPP =20lgBffxDx2 22?? +2α (xfxB) Δ Bf:底波與缺陷的 dB 差 Xf:缺陷至檢測(cè)面得距離 XB:底波至檢測(cè)面得距離 Df:缺陷的當(dāng)量平底孔直徑 λ :波長(zhǎng) α：材料衰減系數(shù)（單程） 不同平底孔回波分貝差為 Δ 12=20lg )2lg401212 2121 xxxD xDPp ffff ??? （? Δ 12:平底孔 2 的 dB 差 Df Df2:平底孔 2 的當(dāng)量直徑 X X2:平底孔 2 的距離 例 ：用 探頭檢測(cè)厚度為 420mm 餅形鋼制工件，鋼中CL=5900m/s,不考慮介質(zhì)衰減，利用底波調(diào)整φ 2 平底孔檢測(cè)靈敏度，檢測(cè)中在 210mm 處發(fā)現(xiàn)一缺陷，其回波比底波低 26dB ,求此缺陷的當(dāng)量大小。其缺陷長(zhǎng)度為缺陷的指示長(zhǎng)度。 第 七 節(jié) 影響缺陷定位、定量的主要因素 一、 影響缺陷定位的主要因素 儀器的影響 儀器水平線性、儀器水平刻度精度。 ） 3）、工件表面形狀 4）、工件邊界 （側(cè)壁干涉） 5）、工件溫度（工件的溫度改變，聲速改變，探頭折射角改變，溫度增高 ， k 值增大 ） 6）、工件中缺陷情況 操作人員的影響 儀器時(shí)基線比例，入射點(diǎn)、 K 值，定位方法不當(dāng) 三、影響缺陷定量的因素 儀器及探頭性能的影響 1）、 頻率的影響 Δ BF=20lgBffXfDCX2 22? 2)、衰減器精度和垂直線性的影響 3)探頭的形式和晶片的尺寸 4）、探頭的 K 值 例如 檢查焊縫根部未焊透，選用 K= 耦合與衰減的影響 1）、 耦合的影響 當(dāng)耦合層厚度等于半波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí)，聲強(qiáng)透射率與耦合劑性質(zhì)無關(guān)。 4）、缺陷表面粗糙度的影響 5）、 缺陷性質(zhì)的影響 第 八 節(jié) 缺陷 性質(zhì)分析 一、根據(jù)加工工藝分析缺陷性質(zhì) 焊接過程 鑄造過程 鍛造過程 二、根據(jù)缺陷特征分析缺陷性質(zhì) 缺陷的特性是指缺陷的形狀、大小和密集程度。探頭前后和左右掃查時(shí)，一開始波幅平滑地由零上升到峰值，探頭繼續(xù)移動(dòng)時(shí)，波幅基本不變，或只在177。探頭移動(dòng)時(shí)，回波幅度顯示很不規(guī)則的起伏態(tài)（177。探頭移動(dòng)時(shí)，每個(gè)小波峰也在脈沖包絡(luò)中移動(dòng)，波幅由零逐漸升到最大值，然后波幅又下降到零，信號(hào)波幅起伏較大（177。如能分辨，則可發(fā)現(xiàn)每個(gè)單獨(dú)信號(hào)均顯示波形Ⅰ的特征。 另外，探頭在有曲率的表面掃查時(shí)也要特別 注意，因?yàn)榛夭▌?dòng)態(tài)波形有可能明顯改變。 圖 18曲表面對(duì)點(diǎn)反射體回波動(dòng)態(tài)特性的影響 圖 19曲表面對(duì)平面狀反射體回波動(dòng)態(tài)特性的影響 第九節(jié) 非缺陷回波評(píng)定 一、遲到波 圖 20 二、 三角反射 圖 21 第 七 章 板材超聲波檢測(cè) 第一節(jié) 板材超聲波檢測(cè) 一、鋼板加工及常見缺陷 分層、折迭、白點(diǎn)、裂紋 薄板 δ＜ 6mm 中板 6 mm≤δ≤ 40mm 厚板 δ＞ 40mm 二、檢測(cè)方法 中厚板垂直檢測(cè)法的耦合方式：直接接觸法和充水偶合法， 有單晶直探頭或聚焦探頭 直接接觸法 圖 22 直接接觸法 檢查中厚板 圖 23 當(dāng)板厚較薄，板中的缺陷較小時(shí)，各次底波之前的缺陷波開始幾次逐漸升高 ，然后再逐漸降低，這種現(xiàn)象是由于不同反射路徑聲波相互迭加的結(jié)果，稱為迭加效應(yīng)。試塊厚度應(yīng)與被檢鋼板厚度相近。 板厚不小于探頭的 3 倍近場(chǎng)區(qū)時(shí)，也可取鋼板無缺陷完好部位的第一次底波來校準(zhǔn)靈敏度， 六、 檢測(cè)方法 檢測(cè)面 可 選鋼板的任一軋制表面進(jìn)行檢測(cè)。在鋼板剖口預(yù)定線兩側(cè)各 50mm（當(dāng)板厚超過 100mm時(shí)，以板厚的一半為準(zhǔn)）內(nèi)應(yīng)作 100%掃查，掃查示意圖見圖 3。 b) 當(dāng)?shù)酌娴谝淮畏瓷洳ǎ?B1）波高未達(dá)到滿刻度，此時(shí)，缺陷第一次反射波（ F1）波高與底面第一次反射波（ B1）波高之比大于或等于 50%，即 B1100%，而 F1/B1≥ 50%。此時(shí)，探頭中心的移動(dòng)距離即為缺陷的指示長(zhǎng)度，探頭中心點(diǎn)即為缺陷的邊界點(diǎn)。兩種方法測(cè)得的結(jié)果以較嚴(yán)重者為準(zhǔn)。 八、 缺陷的評(píng)定方法 缺陷指示長(zhǎng)度的評(píng) 定規(guī)則 單個(gè)缺陷按其指示的最大長(zhǎng)度作為該缺陷的指示長(zhǎng)度。 c） 指示面積不計(jì)的單個(gè)缺陷見表 3。 在坡口預(yù)定線兩側(cè)各 50mm（板厚大于 100mm 時(shí)，以板厚的一半為準(zhǔn)）內(nèi)，缺陷的指示長(zhǎng)度大于或等于 50mm 時(shí)，應(yīng)評(píng)為Ⅴ級(jí)。 第六章 鍛件檢測(cè) 一、鍛件加工及常見缺陷 鍛件是由熱態(tài)鋼錠經(jīng)鍛壓變形而形成。 鍛造缺陷主要有：折疊、白點(diǎn)、裂紋等。 餅類、碗類鍛件的檢測(cè) 餅類和碗類鍛件的鍛造工藝主要以鐓粗為主，缺陷的分布主要平行于端面，所以用直探頭在端面檢測(cè)是檢出缺陷的最佳方案。端面檢測(cè)其目的是發(fā)現(xiàn)與軸向垂直的橫向缺陷。 三、檢測(cè)條件的選擇 探頭 雙晶直探頭的公稱頻率應(yīng)選用 5MHz。 圖 30 CSⅠ標(biāo)準(zhǔn)試塊 表 4 CSⅠ標(biāo)準(zhǔn)試塊尺寸 mm 試塊序號(hào) CSⅠ 1 CSⅠ 2 CSⅠ 3 CSⅠ 4 L 50 100 150 200 D 50 60 80 80 （ 2）、 雙晶直探頭試塊 a) 工件檢測(cè)距離小于 45mm 時(shí)，應(yīng)采用 CSⅡ標(biāo)準(zhǔn)試塊。 掃查方法的選擇 鍛件檢測(cè)時(shí)，應(yīng)在檢測(cè)面上從兩個(gè)互相垂直的方向進(jìn)行全面掃查。鍛件厚度超過 400mm 時(shí)，應(yīng)從相對(duì)兩端面進(jìn)行 100%的掃查。 計(jì)算缺陷當(dāng)量時(shí)，若材質(zhì)衰減系數(shù)超過 4dB/m，應(yīng)考慮修正。對(duì)由于幾何形狀所限，不能獲得底波或壁厚小于探頭的 3 倍近場(chǎng)區(qū)時(shí)，可直 接采用 CSⅠ標(biāo)準(zhǔn)試塊確定基準(zhǔn)靈敏度。 底波調(diào)節(jié)法 1）、計(jì)算 ：對(duì)于平 底 面或 實(shí)心圓柱底面，同距離處 Δ Δ =20lg22lg20 ffB D xPP ? ?? λ：波長(zhǎng) Df :平底孔直徑 x: 被檢測(cè)部位的厚 度 對(duì)于空心圓柱，同距離處底波與平底孔回波的分貝差為： Δ =20lg22lg20 ffB D xPP ? ??177。 五、缺陷大小的測(cè)定 對(duì)于尺寸小于聲束截面的缺陷一般用當(dāng)量法定量。 2 密集區(qū)缺陷 （ 50mm 范圍內(nèi)有不少于 5 個(gè)φ 2 缺陷） ：記錄密集區(qū)缺陷中最大當(dāng)量缺陷和缺陷分布。 5 當(dāng)示波屏上出現(xiàn)密集的互相彼連的缺陷回波，底波明顯下降或消失時(shí)，說明鍛件中存在密集性缺陷。 例 ：用 探頭檢測(cè)面積為 400cm2 鍛件，檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)一密集缺陷，其面積為 24cm2,該處底波為 30dB，無缺陷處底波為 44dB，根 據(jù)JB/ 標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定該鍛件的質(zhì)量級(jí)別 。 不同檢測(cè)技術(shù)等級(jí)的要求 A 級(jí)僅適用于母材厚度為 8mm～ 46mm 的對(duì)接焊接接頭。 b) 母材厚度大于 46mm 至 120mm 時(shí)，一般用一種 K 值探頭采用直射波法在焊接接頭的雙面雙側(cè)進(jìn)行檢測(cè)，如受幾何條件限制，也可在焊接接頭的雙面單側(cè)或單面雙側(cè)采用兩種 K 值探頭進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)時(shí) ，可在焊接接頭兩側(cè)邊緣使探頭與焊接接頭中心線成 10176。 C 級(jí)檢測(cè)： 采用 C 級(jí)檢測(cè)時(shí)應(yīng)將焊接接頭的余高磨平，對(duì)焊接接頭兩側(cè)斜探頭掃查經(jīng)過的母材區(qū)域要用直探頭進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)方法見 （三） .4。 b) 母材厚度大于 46mm 至 400mm 時(shí)，一般用兩種 K 值探頭采用直射波法在焊接接頭的雙面雙側(cè)進(jìn)行檢測(cè)。 應(yīng)進(jìn)行橫向缺陷的檢測(cè)。試塊寬度 b 一般應(yīng)滿足： b ≥ 2λ S /D0 （ 3） 式中： b —— 試塊寬度， mm； λ —— 超聲波波長(zhǎng)， mm； S —— 聲程， mm； D0—— 聲源有效直徑， mm。 1）采用一次反射法檢測(cè)時(shí)，探頭移動(dòng)區(qū)大于或等于 ： P =2TK 或 P =2T tanβ 式中： P—— 跨距， mm； T—— 母材厚度， mm； K—— 探頭 K 值； β —— 探頭折射角，（176。保 留余高的焊縫，如果焊縫表面有咬邊、較大的隆起和凹陷等也應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)男弈ィ⒆鲌A滑過渡以免影響檢測(cè)結(jié)果的評(píng)定。 ～ 60176。 ～ 45176。 母材的檢測(cè) 對(duì)于 C 級(jí)檢測(cè)，斜探頭掃查聲束通過的母材區(qū)域，應(yīng)先用直探頭檢測(cè)，以便檢測(cè)是否有影響斜探頭檢測(cè)結(jié)果的分層或其他種類缺陷存在。 c） 凡缺陷信號(hào)幅度超過熒光屏滿刻度 20%的部位，應(yīng)在工件表面作出標(biāo)記，并予以記錄。 圖 19 距離 — 波幅曲線 距離－波幅曲線的靈敏度選擇 a） 壁厚為 6mm～ 120mm 的焊接接頭，其距離－波幅曲線靈敏度按表 19的規(guī)定。 d） 檢測(cè)面曲率半徑 R ≤ W2/4 時(shí)，距離－波幅曲線的繪制應(yīng)在與檢測(cè)面曲率相同的對(duì)比試塊上進(jìn)行。 例如： 采用 13K2探頭 對(duì)規(guī)格φ 2600 11000 30mm液化石 油氣儲(chǔ)罐的縱環(huán)焊縫進(jìn)行 100%超聲波檢測(cè)，如何制作距離波幅曲線？ 解： 1）、測(cè)探頭的前沿距離 l0 =R100L L:探頭前沿到試塊的端點(diǎn)距離 l0 :探頭的前沿到入射點(diǎn)距離（探頭前沿距離） 2）、測(cè)探頭的 K 值 K= K2 CSKIIIA 孔深 (mm) 10 20 30 40 50 60 70 φ 1 6(dB) 52 50 47 44 41 38 36 φ 1 6+5(dB) 判廢線 57 55 52 49 46 43 41 φ 1 63(dB) 定量線 49 47 44 41 38 35 33 φ 1 69(dB) 評(píng)定線 43 41 38 35 32 29 27 六、 檢測(cè)方法 平板對(duì)接焊接接頭的超聲檢測(cè) a）為檢測(cè)縱向缺陷，斜探頭應(yīng)垂直于焊縫中心線放置在檢測(cè)面上，作鋸齒型掃查，見圖 20。不同檢測(cè)技術(shù)等級(jí)對(duì)縱向缺陷的檢測(cè)要求見 。 d）為觀察缺陷動(dòng)態(tài)波形和區(qū)分缺陷信號(hào)或偽缺陷信號(hào)，確定缺陷的位置、方向和形狀，可采用前后、左右、轉(zhuǎn)角、環(huán)繞等四種探頭基本掃查方式，見圖 21。 1）根據(jù)工件的曲率和材料厚度選擇探頭 K 值，并考慮幾何臨界角的限制，確保聲束能掃查到整個(gè)焊接接頭。 七 缺陷定量檢測(cè) 1 靈敏度應(yīng)調(diào)到定 量線靈敏度。 5 缺陷定量 應(yīng)根據(jù)缺陷最大反射波幅確定缺陷當(dāng)量直徑 φ 或缺陷指示長(zhǎng)度 Δ L。 3) 當(dāng)缺陷反射波峰位于Ⅰ區(qū)，如認(rèn)為有必要記錄時(shí)，將探頭左右移動(dòng)，使波幅降到評(píng)定線，以此測(cè)定缺陷指示長(zhǎng)度。 九 質(zhì)量分級(jí) 焊接接頭質(zhì)量分級(jí)按表 23的規(guī)定進(jìn)行。 第七章