【正文】 ?=22dB 40lg )(2221212 21 ???????? XXxD xD ff ? Df1= mmxxD f 104002102 ????? 答：該缺陷當(dāng)量平底孔尺寸為φ 二、測長法 當(dāng)工件中缺陷尺寸大于聲束 截面時(shí)，采用測長法來確定缺陷長度。僅在 X3N 的情況下或特別重要零件的精度定量是使用。 lf=50mm df=2TKlf =2 20 250 =15mm 3）、按深度調(diào)節(jié)掃查速度 lf=K nτ f df=2T nτ f 例如：用 探頭檢測，儀器按 深度 1： 1調(diào)節(jié)，檢測 T=30mm 鋼板焊縫，在水平刻度 40mm 處發(fā)現(xiàn)一處缺陷，求缺陷的 垂直距離 。 100% CBII 50% φ 5 0 例如：工件檢測距離大于等于 45mm 的鍛件 100% 60% CSI φ 2 圖 6 工件底波調(diào)節(jié)法 利用工件底波調(diào)節(jié)檢測靈敏度是根據(jù)工件底波回波與同深的人工缺陷（如平底孔）回波分貝差為定值，一般要求工件底面和探測面平行，工件底面和探測面形狀相同，且規(guī)則。表示工件表面光潔度越光越好，表面粗糙度越差， 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。 4）、來源廣，價(jià)格低廉。 第三節(jié) 耦合與補(bǔ)強(qiáng) 耦合就是實(shí)現(xiàn)聲能從探頭向工件的傳遞，它是用檢測面上聲強(qiáng)透過率來表示耦合的好壞，聲強(qiáng)透過率高，表示耦合好。 晶片尺寸選擇 原則： 1）、晶片尺寸要滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，如滿足 JB/T47302020 的要求，即 晶片面積一般不應(yīng)大于 500mm2，且任一邊長原則上不大于 25mm。 二、探頭選擇 型式選擇：原則為根據(jù)檢測對(duì)象和檢測目的的決定 例如：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)聚焦） 近表面缺陷 — 雙直探頭 表面缺陷 — 表面波探頭 不銹鋼焊縫 與螺栓檢測 — 縱波斜探頭 探頭頻率選擇 超聲波檢測靈敏度一般為 2? ，對(duì)于鋼工件用 ， λ為：縱波 — ，橫波 — ， 則縱波檢測缺陷最小值為 — 之間，橫波檢測缺陷最小值： — 之間 .這對(duì)承壓類設(shè)備檢測要求已能滿足。 液 浸法 將探頭和工件浸于液體中以液體耦合劑進(jìn)行檢測的方法，稱為液浸法。 雙探頭法 使用兩個(gè)探頭（一個(gè)發(fā)射，一個(gè)接收）進(jìn)行檢測的方法稱為雙探頭法。 橫波法：將縱波通過楔塊、水等介質(zhì)傾斜入射至試件檢測面，利用波型轉(zhuǎn)換得到橫波進(jìn)行檢測的方法，稱橫波法。第 五 章 超聲波檢測方法和通用工藝 第一節(jié) 超聲波檢測方法概述 一、按原理分類 脈沖反射法、穿透法和共振法 脈沖反射法： 超聲波探頭發(fā)射脈沖到被檢試件內(nèi)，根據(jù)發(fā)射波的情況來檢測試件缺陷的方法，稱脈沖反射法 。 表面波法：使用表面波進(jìn)行檢測的方法，稱表面波法。其主要用于發(fā)現(xiàn)單探頭法難以檢出的缺陷。分為全浸沒式和局部浸沒式 （噴液式、通水式、滿溢式） 。 對(duì)晶粒較細(xì)的鑄件、軋制件、焊接件等常采用 。 2）、其次考慮檢測目的，有利于發(fā)現(xiàn)缺陷，如工件較薄，則晶片尺寸可小，此時(shí) N 小。 一、 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。 5）、性能穩(wěn)定，不易變質(zhì)，能長期保存。 一般工件粗糙度 Ra= m 。 Δ =20lgffB D xPP 22lg20 ? ?? x≥ 3N 例如：用 直探頭檢測 x=400mm 的餅形鍛件， 鋼的CL=5900m/s,檢測靈敏度為 400mm 處平底孔 400/φ 2 (JB/ 規(guī)定掃查靈敏度為最大檢測距離的φ 2 平底孔 )。 lf=K nτ f= 40=60mm df=2T nτ f=2 3040=20mm 四、橫波周向探測園軸曲面時(shí)缺陷定位 外圓周向檢測 缺陷的位置由深度 H 和弧長 L 來確定， AC=d（平板工件中缺陷深度） BC=dtgβ =Kd=l AO=R CD=Rd tgβ =dRKdOCBC ?? θ =tg1dRKd? BO= 22 )()( dRKd ?? 圖 11 H=ODOB=R 22 )()( drKd ?? L= dRKdtgRR ?? ?1180180 ??? 內(nèi)壁周向檢測 缺陷的位置是由深度 h 和弧長 L 來確定。 優(yōu)點(diǎn)：直觀易懂，當(dāng)量觀念明確，當(dāng)量比較穩(wěn)妥可靠。 測長法是根據(jù)缺陷高與探頭移動(dòng)距離來確定缺陷的尺寸。 ） 2）、工件材料（ 壓縮應(yīng)力，則應(yīng)力作用使彈性增加，這時(shí)聲速加快；反之，若應(yīng)力為拉伸應(yīng)力，則聲速減慢。 圖 13 點(diǎn)反射體的回波動(dòng)態(tài)波形 波型模 式Ⅱ 探頭在各個(gè)不同的位置檢測缺陷時(shí)，熒光屏上均顯示一個(gè)尖銳回波。 圖 15 接近垂直入射時(shí)不規(guī)則大反射體的回波動(dòng)態(tài)波形 波型模式Ⅲ b 探頭在各個(gè)不同的位置檢測缺陷時(shí)，熒光屏上顯示脈沖包絡(luò)呈鐘形的一系列連續(xù)信號(hào)（有很多小波峰）。當(dāng)距離超過 200mm 時(shí)，應(yīng)對(duì)反射體標(biāo)出衰減 20dB 的邊界點(diǎn)，再將其間距和 20dB 聲束寬度相比較，進(jìn)行區(qū)分。 用單直探頭檢測厚度大于 20mm 的鋼板時(shí)， CBⅡ標(biāo)準(zhǔn)試塊應(yīng)符合圖 2和表 2 的規(guī)定。 掃查方式 a) 探頭沿垂直于鋼板壓延方向，間距不大于 100mm 的平行線進(jìn)行掃查。 b) 用雙晶直探頭確定缺陷的邊界范圍或指示長度時(shí)，探頭的移動(dòng)方向應(yīng)與探頭的隔聲層相垂直，并使缺陷波下降到基準(zhǔn)靈敏度條件下熒光屏滿刻度的 25%或使缺陷第一次反射波波高與底面第一次反射波波高之比為 50%。 e) 當(dāng)板厚較薄，確需采用第二次缺陷波和第二次底波來評(píng)定缺陷時(shí)，基準(zhǔn)靈敏度應(yīng)以相應(yīng)的第二次反射波來校準(zhǔn)。 九、 鋼板質(zhì)量分級(jí) 鋼板質(zhì)量分級(jí)見表 3。為了改善的組織性能，鍛后還要進(jìn)行正火、退火和調(diào)質(zhì)等熱處理。 1） 、直 探頭檢測 用直探頭從筒體外圓面或端面進(jìn)行檢測，其目的發(fā)現(xiàn)與軸線平行的周向缺陷。如確有需要也可采用其他對(duì)比試塊。當(dāng)采用自動(dòng)報(bào)警裝置掃查時(shí)，不受此限。 單直探頭基準(zhǔn)靈敏度的確定 當(dāng)被檢部位的厚度大于或等于探頭的 3 倍近場區(qū)長度，且探測面與底面平行時(shí)，原則上可采用底波計(jì)算法確定基準(zhǔn)靈敏度。 500mm 處底波與φ 2 平底孔回波的分貝差為 Δ =20lg22lg20 ffB D xPP ? ??=20lg 2 ???? 探頭對(duì)準(zhǔn)完好區(qū)圓柱底面，衰減 55dB，調(diào)“增益”使底波 B1 最高基準(zhǔn) 60%高，然后用“衰減器”增益 46dB， 即去掉 46dB ,保留 9dB,這時(shí)φ 2 靈敏度就調(diào)節(jié)好了。 4 當(dāng)缺陷回波和底面波都很低甚至消失時(shí)，說明鍛件中存在大面積且傾斜的缺陷或在檢測面附近有大缺陷。超聲檢測技術(shù)等級(jí)選擇應(yīng)符合制造、安裝、在用等有關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)圖樣規(guī)定。 d) 應(yīng)進(jìn)行橫向缺陷的檢測。其中一個(gè)折射角應(yīng)為 45176。 檢測曲面工件時(shí)，如檢測面曲率半徑 R ≤ W2/4 時(shí)（ W 為探頭接觸面寬 度，環(huán)縫檢測時(shí)為探頭寬度，縱縫檢測時(shí)為探頭長度），應(yīng)采用與檢測面曲率相同的對(duì)比試塊，反射孔的位置可參照標(biāo)準(zhǔn)試塊確定。 c） 去除余高的焊縫，應(yīng)將余高打磨到與鄰近母材平齊。） 46～ 120 ～ （ 60176。 b） 檢測靈敏度：將無缺陷處第二次底波調(diào)節(jié)為熒光屏滿刻度的100%。 c） 檢測橫向缺陷時(shí)，應(yīng)將各線靈敏度均提高 6dB。的左右轉(zhuǎn)動(dòng)。 b） 縱縫 檢測時(shí)，對(duì)比試塊的曲率半徑與檢測面曲率半徑之差應(yīng)小于 10%。 4 缺陷最大反射波幅的測定 將探頭移至缺陷出現(xiàn)最大反射波信號(hào)的位置，測定波幅大小，并確定它在距離－波幅曲線圖中區(qū)域。 3 相鄰兩缺陷在一直線上，其間距小于其中較小的缺陷長度時(shí)，應(yīng)作為一條缺陷處理，以兩缺陷長度之和作為其指示長度（間距不計(jì)入缺陷長度）。 表 23 焊接接頭質(zhì)量分級(jí) mm 等級(jí) 板厚 T 反射波幅 (所在區(qū)域 ) 單個(gè)缺陷指示長度 L 多 個(gè)缺陷累計(jì)長度 L′ Ⅰ 6～ 400 Ⅰ 非裂紋類缺陷 6～ 120 Ⅱ L＝ T /3，最小為 10，最大不超過 30 在任意 9T 焊縫長度范圍內(nèi) L′不超過 T 120～400 L＝ T /3，最大不超過 50 Ⅱ 6～ 120 Ⅱ L＝ 2 T/3，最小為 12，最大不超過 40 在任意 L′不超過 T 120～400 最大不超過 75 Ⅲ 6～ 400 Ⅱ 超過Ⅱ級(jí)者 超過Ⅱ級(jí)者 Ⅲ 所有缺陷 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 裂紋等危害性缺陷 注 1： 母材板厚不同時(shí)，取薄板側(cè)厚度值。 a） 缺陷當(dāng)量直徑 φ ，用當(dāng)量平底孔直徑表示，主要用于直探頭檢測，可采用公式計(jì)算，距離－波幅曲線和試塊對(duì)比來確定缺陷當(dāng)量尺寸。 2）探頭接觸面修磨后，應(yīng)注意探頭入射點(diǎn)和 K 值的變化， 并用曲率試塊作實(shí)際測定。 圖 20 鋸齒型 掃查 b）不同檢測技術(shù)等級(jí)對(duì)橫向缺陷的檢測要求見 。 e） 工件的表面耦合損失和材質(zhì)衰減應(yīng)與試塊相同，否則應(yīng)按附錄 F（規(guī)范性附錄）的規(guī)定進(jìn)行傳輸損失補(bǔ)償。 掃描速度的調(diào)節(jié) 1）、聲程法 2）、水平法 3）、深度法 距離－波幅曲線的繪制 距離－波幅曲線應(yīng)按所用探頭和儀器在試塊上實(shí)測的數(shù)據(jù)繪制而成，該曲線族由評(píng)定線、定量線和判廢線組成。） 120～ 400 ～ （ 60176。 探頭 K值（角度） 斜探頭的 K 值（角度）選取可參照表的規(guī)定。 三、 檢測準(zhǔn)備 檢測面 a） 檢測區(qū)的寬度應(yīng)是焊縫本身，再加上焊縫兩側(cè)各相當(dāng)于母材厚度 30%的一段區(qū)域，這個(gè)區(qū)域最小為 5mm，最大為 10 mm，見圖 38。兩種探頭的折射角相差應(yīng)不小于 10176。～ 20176?？捎靡环NK 值探頭采用直射波法和一次反射波法在對(duì)接焊接接頭的單面單側(cè)進(jìn)行檢測。 七 鍛件評(píng)定 見 JB/ 標(biāo)準(zhǔn) 例： 用 探頭檢測 400mm 厚的鋼鍛件，鋼中 CL=5900m/s，衰減系數(shù)α =，檢測靈敏度為 400mm/φ 4mm 平底孔，檢測中在 250mm 處發(fā)現(xiàn)一處缺陷，其波高比基準(zhǔn)波高 20dB，根據(jù)JB/ 標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定該鍛件的質(zhì)量級(jí)別。當(dāng)缺陷長度 X≥3N 時(shí)，常用當(dāng)量計(jì)算法或當(dāng)量 AVG 曲線法定量，當(dāng)缺陷長度 X＜ 3N時(shí)，用 試塊 比較法定量。 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(gè)）。 材料衰減系數(shù)的測定 1)、衰減系數(shù)的計(jì)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)。 b) CSⅡ試塊的形狀和尺寸應(yīng)符合圖 31和表 5的規(guī)定。 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(duì)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。熱處 理缺陷主要有：裂紋。 在檢測過程中，檢測人員如確認(rèn)鋼板中有白點(diǎn)、裂紋等危害性缺陷存在時(shí)，應(yīng)評(píng)為Ⅴ級(jí)。若單個(gè)缺陷的指示長度小于 40mm時(shí)，可不作記錄。兩種方法測得的結(jié)果以較嚴(yán)重者為準(zhǔn)。 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