超聲波檢測的基本問題(編輯修改稿)
2025-06-18 05:41 本頁面
【文章內容簡介】 探頭的選擇包括選擇探頭型式、頻率、晶片尺寸和斜探頭的折射角 (K值 )等。 探頭型式的選擇 1 ? 常用的探頭型式有縱波直探頭、橫波斜探頭、表面波探頭、雙晶探頭、聚焦探頭等。其選擇主要取決于所選擇的探傷方法。一般根據(jù)工件的形狀和可能出現(xiàn)缺陷的部位、方向等條件來選擇探傷方法，一旦方法確定，應采用什么型式的探頭也就確定了。 探頭型式的選擇 2 ? 例如鍛件、鋼板的探傷主要探測平行于鍛壓（軋制）面的夾層、折疊等缺陷，探傷方法選擇縱波垂直探傷法，則探頭一定選用縱波直探頭。 ? 又如焊縫探傷主要探測與探測面垂直或成一定角度的未焊透、未熔合、裂紋等危害性缺陷，探傷方法選擇橫波傾斜入射的探傷方法，探頭一定選用橫波斜探頭。 ? 表面波探頭、雙晶探頭、液浸聚焦探頭的選擇也都是根據(jù)各自適應的探傷方法確定。 探頭 頻率的選擇 － ３ ? 超聲波檢測所使用的頻率一般在 10MHz之間，如何選擇，一般應考慮以下因素： ? 由于波的繞射，使超聲波檢測靈敏度大約為 λ／ 2，因此提高頻率，有利于發(fā)現(xiàn)更小的缺。 ? 頻率高，脈沖寬度小，分辨力高，有利于區(qū)分相鄰缺陷。 ? 由 θ＝ arcsin ／ D可知，頻率高，波長短，則半擴散角小，聲束指向性好，能量集中，有利于發(fā)現(xiàn)缺陷并對缺陷定位。 ? 由 N＝ D2／ 4λ可知，頻率高，波長短，近場區(qū)長度大，對探傷不利。 ? 頻率增加，衰減急劇增加，對探傷不利。 ? 由以上分析可知，頻率的高低對探傷有較大的影響。頻率高，靈敏度和分辨力高，指向性好，對探傷有利。但頻率高，近場區(qū)長度大，衰減大，又對探傷不利。實際探傷中要全面分析考慮各方面的因素，合理選擇頻率。一般在保證探傷靈敏度的前提下盡可能選用較低的頻率。 ? 對于晶粒細的鍛件、軋制件和焊接件等，一般選用較高的頻率，常用～ 。對晶粒較粗大的鑄件、奧氏體鋼等宜選用較低的頻率，常用～ 。如果頻率過高，就會引起嚴重衰減，示波屏上出現(xiàn)林狀回波，信噪比下降，甚至無法探傷。 晶片大小對探傷的影響 ? 由 θ＝ arcsin ／ D可知，晶片尺寸增加，半擴散角減少，波束指向性變好，超聲波能量集中，對探傷有利。 ? 由 N＝ D2 ／ 4λ可 ，晶片尺寸增加，近場區(qū)長度迅速增加，對探傷不利。 ? 晶片尺寸大，輻射的超聲波能量大，探頭未擴散區(qū)掃查范圍大，遠場掃查范圍相對變小，發(fā)現(xiàn)遠距離缺陷能力增強。 ? 以上分析說明晶片大小對聲束指向性，近場區(qū)長度、近距離掃查范圍和遠距離缺陷檢出能力有較大的影響。實際探傷中，探傷面積范圍大的工件時，為了提高探傷效率宜選用大晶片探頭。探傷厚度大的工件時，為了有效地發(fā)現(xiàn)遠距離的缺陷宜選用大晶片探頭。探傷小型工件時，為了提高缺陷定位量精度宜選用小晶片探頭。探傷表面不太平整，曲率較大的工件時，為了減少耦合損失宜選用小晶片探頭。 折射角 (K值 )的選擇 ? 對于探測除焊縫以外的工件（例如鍛件、鋼管等），宜采用折射角為 40176。 左右的橫波斜探頭，因為用有機玻璃斜探頭探傷鋼制工件， 折射角 40176。 (K＝ )左右時， 聲壓往復透射率最高，即探傷靈敏度最高 ；缺陷距探測面深度相同的情況下，折射角小，聲程短，有利于缺陷的探測。 超聲波檢測儀的選擇 一般市場上出售的 A型脈沖反射式超聲波檢測儀已具備一些基本功能 ， 其基本性能參數(shù) (垂直線性 、 水平線性等 )也能滿足通常超聲檢測的要求 。 對于給定的任務 ， 在選擇超聲波檢測儀時 ， 主要考慮的是該任務的特殊要求 ， 可從以下幾方面進行考慮： 就性能而言，一般應考慮以下原則： ? 對于定位要求高的情況，應選擇水平線性誤差小的儀器。 ? 對于定量要求高的情況，應選擇垂直線性好，衰減器精度高的儀器。 ? 對于大型零件的探傷，應選擇靈敏度余量高、信噪比高、功率大的儀器。 ? 為了有效地發(fā)現(xiàn)近表面缺陷和區(qū)分相鄰缺陷，應選擇盲區(qū)小、分辨力好的儀器。 ? 對于室外現(xiàn)場探傷，應選擇重量輕，示波屏亮度好，抗干擾能力強的攜帶式儀器。 ? 根據(jù)所探對象要考慮的問題 ? 生產量及是否連續(xù)，確定選擇自動探傷儀或手工探傷儀； ? 對于自動探傷儀，根據(jù)被檢對象情況選擇單通道或多通道設備； ? 對于手工探傷儀，根據(jù)檢測現(xiàn)場的位置及條件選擇較大型的探傷
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