【文章內(nèi)容簡介】 0圓弧反射波BB2對應(yīng)的深dd2： ()然后調(diào)節(jié)儀器使BB2分別對準(zhǔn)水平刻度值dd2。當(dāng)K=，d1=22. 4 mm、d2= mm，調(diào)節(jié)儀器使B則深度1∶1就調(diào)好了。②利用R50半圓試塊調(diào)節(jié)：先計(jì)算半圓試塊BB2對應(yīng)的深度dd2： （）然后調(diào)節(jié)儀器使BB2分別對準(zhǔn)水平刻度值dd2即可，這時(shí)深度1∶1調(diào)好。③利用橫孔試塊調(diào)節(jié)：探頭分別對準(zhǔn)深度d1=40，d2=80的CSKIA試塊上的16橫孔，調(diào)節(jié)儀器使dd2對應(yīng)的φ16回波HH2分別對準(zhǔn)水平刻度80，這時(shí)深度1：1就調(diào)好了。這里同樣要注意反復(fù)調(diào)試，使H1對準(zhǔn)40時(shí)的H2正好對準(zhǔn)80。 檢測靈敏度的調(diào)節(jié)檢測靈敏度是指在確定的聲程范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)規(guī)定大小缺陷的能力，一般根據(jù)產(chǎn)品技術(shù)要求或有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定。可通過調(diào)節(jié)儀器上的[增益]、[衰減器]、[發(fā)射強(qiáng)度]等靈敏度旋鈕來實(shí)現(xiàn)。調(diào)整檢測靈敏度的目的在于發(fā)現(xiàn)工件中規(guī)定大小的缺陷，并對缺陷定量。檢測靈敏度太高或太低都對檢測不利。靈敏度太高，示波屏上雜波多，判傷困難。靈敏度太低，容易引起漏檢。實(shí)際檢測中，在粗探時(shí)為了提高掃查速度而又不致引起漏檢，常常將檢測靈敏度適當(dāng)提高，這種在檢測靈敏度的基礎(chǔ)上適當(dāng)提高后的靈敏度叫做搜索靈敏度或掃查靈敏度。調(diào)整檢測靈敏度的常用方法有試塊調(diào)整法的工件底波調(diào)整法兩種。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)基準(zhǔn)波高，這時(shí)靈敏度就調(diào)好了。例如，壓力容器用鋼板是利用Φ5平底孔來調(diào)整靈敏度的。具體方法是：探頭對準(zhǔn)Φ5平底孔，[衰減器]保留一定的衰減余量，[抑制]至“0”，調(diào)[增益]使Φ5平底孔最高回波達(dá)示波屏滿幅度50%，這時(shí)靈敏度就調(diào)好了。又如，超聲波檢測厚度為100 mm的鍛件，檢測靈敏度要求是：不允許存在Φ2平底孔當(dāng)量大小的缺陷。檢測靈敏度的調(diào)整方法是：先加工一塊材質(zhì)、表面光潔度、聲程與工件相同的Φ2平底孔試塊，將探頭對準(zhǔn)Φ2平底孔，儀器保留一定的衰減余量，[抑制]至“0”調(diào)[增益]使Φ2平底孔的最高回波達(dá)80%或60%高，這時(shí)檢測靈敏度就調(diào)好了。利用試塊調(diào)整靈敏度，操作簡單方便，但需要加工不同聲程不同當(dāng)量尺寸的試塊，成本高，攜帶不便。同時(shí)還要考慮工件與試塊因耦合和衰減不同進(jìn)行補(bǔ)償。如果利用工件底波來調(diào)整檢測靈敏度，那么既不要加工任何試塊，又不需要進(jìn)行補(bǔ)償。利用工件底波調(diào)整檢測靈敏度是根據(jù)工件底面回波與同深度的人工缺陷（如平底孔）回波分貝差為定值，這個(gè)定值可以由下述理論公式計(jì)算出來。 （）式中　x——工件厚度；Df——要求探出的最小平底孔尺寸。利用底波調(diào)整檢測靈敏度時(shí)，將探頭準(zhǔn)工件底面，儀器保留足夠的衰減余量，一般大于Δ+（6~10）dB（考慮搜索靈敏度），[抑制]至“0”，調(diào)[增益]使底波B1最高達(dá)基準(zhǔn)高（如80%），然后用[衰減器]增益ΔdB（即衰減余量減少ΔdB），這時(shí)檢測靈敏度就調(diào)好了。由于理論公式只適用于x≥3N的情況，因此利用工件底波調(diào)靈敏度的方法也只能用于厚度尺寸x≥3N的工件，同時(shí)要求工件具有平行底面或圓柱曲底面，且底面光潔干凈。當(dāng)?shù)酌娲植诨蛴兴蜁r(shí)，將使底面反射率降低，底波下降，這樣調(diào)整的靈敏度將會偏高。例如，( MHzφ20 mm直探頭)檢測厚度x=400 mm的餅形鋼制工件,鋼中cL=5 900 m/s,檢測靈敏度為400/Φ2平底孔(在400 mm處發(fā)現(xiàn)Φ2平底孔缺陷)。利用工件底波調(diào)整靈敏度的方法如下。①計(jì)算：利用理論計(jì)算公式算出400 mm處大底度與Φ2平底孔回波的分貝差Δ為分貝差Δ也可由縱波平底孔AVG曲線得到，如圖2—17中MN對應(yīng)的分貝差Δ=44 dB。②調(diào)整：將探頭對準(zhǔn)工件大平底面，[衰減器]衰減50 dB，調(diào)[增益]使底波B1達(dá)80%，然后使[衰減器]的衰減量減少44 dB，即[衰減器]保留6 dB，這時(shí)Φ2靈敏度就調(diào)好了，也就是說這時(shí)400 nm處的平底孔回波正好達(dá)基準(zhǔn)高（即400 mm處Φ2回波高為6 dB）。如果粗探時(shí)為了便于發(fā)現(xiàn)缺陷，可采用使[衰減器]再去6 dB的搜索靈敏度來進(jìn)行掃查。但當(dāng)發(fā)現(xiàn)缺陷以后對缺陷定量時(shí)，衰減器應(yīng)打回到6 dB。利用試塊和底波調(diào)整檢測靈敏度的方法應(yīng)用條件不同。利用底波調(diào)整靈敏度的方法主要用于具有平底面或曲底面大型工件的檢測，如鍛件檢測。利用試塊調(diào)整靈敏度的方法主要用于無底波和厚度尺寸小于3N的工件檢測。如焊縫檢測、鋼板檢測、鋼管檢測等。此外，還可以利用工件某些特殊的固有信號來調(diào)整檢測靈敏度，例如在螺栓檢測中常利用螺紋波來調(diào)整檢測靈敏度，在汽輪機(jī)葉輪鍵槽徑向裂紋檢測中常利用鍵槽圓角反射的鍵槽波來調(diào)整檢測靈敏度?！∪毕菸恢玫臏y定超聲波檢測中缺陷位置的測定是確定缺陷在工件中的位置，簡稱定位。一般可根據(jù)示波屏上缺陷波的水平刻度值與掃描速度來對缺陷定位。 縱波（直探頭）檢測時(shí)缺陷定位儀器按1∶n調(diào)節(jié)縱波掃描速度，缺陷波前沿所對的水平刻度值為τf、測缺陷至探頭的距隔xf為： xf=nτf （）若探頭波束軸線不偏離，則缺陷正位于探頭中心軸線上。例如用縱波直探頭檢測某工件，儀器按１∶２調(diào)節(jié)縱波掃描速度，檢測中示波屏上水平刻度值７０處出現(xiàn)一缺陷波，那么此缺陷至探頭的距離xf:xf=nτf=270=140（mm） 表面波檢測時(shí)缺陷定位表面波檢測時(shí)，缺陷位置的確定方法基本同縱波。只是缺陷位于工件表面，并正對探頭中心軸線。例如表面波檢測某工件，儀器按1∶1調(diào)節(jié)表面波掃描速度，檢測中在示波屏水平刻度60處出現(xiàn)一缺陷波，則此缺陷至探頭前沿距離xf為：xf=nτf=160=60（mm）橫波斜探頭檢測平面時(shí)，波束軸線在探測面處發(fā)生折射，工件中缺陷的位置由探頭的折射角和聲程確定或由缺陷的水平和垂直方向的投影來確定。由于橫波速度可按聲程、水平、深度來調(diào)節(jié)，因此缺陷定位的方法也不一樣。下面分別加以介紹。儀器按聲程１∶n調(diào)節(jié)橫波掃描速度，缺陷波水平刻度為τf。一次波檢測時(shí)，（a），缺陷至入射點(diǎn)的聲程xf=nτf，如果忽略橫線孔直徑，則缺陷在工件中的水平距離lf和深度df為： （）　橫波檢測缺陷定位（a）一次波　　?。╞）二次波二次波檢測時(shí)，（b）缺陷至入射點(diǎn)的聲程xf=nτf，則缺陷在工件中的水平距離lf和深度df為 ()式中　T——工件厚度； β——探頭橫波折射角。儀器按水平距離1∶n調(diào)節(jié)橫波掃描速度，缺陷波的水平刻度值為τf，采用K值探頭檢測。一次波檢測時(shí)，缺陷在工件中的水平距離lf和深度df為： ()二次波檢測時(shí)，缺陷波在工件中的水平距離lf和深度df為。 ()例如用K2橫波斜探頭檢測厚度T=150 mm的鋼板焊縫，儀器按水平1∶1調(diào)節(jié)橫波掃描速度，檢測中在水平刻度τf=45處出現(xiàn)一缺陷波，求此缺陷的位置。由于KT=215=30，2KT=60，KT＜τf=45＜2KT，因此可以判定此缺陷是二次波發(fā)現(xiàn)的。那么缺陷在工件中的水平距離lf和深度df為：儀器按深度1∶n調(diào)節(jié)橫波掃描速度，缺陷波的水平刻度值為τf，采用K值探頭檢測。一次波檢測時(shí)，缺陷在工件中的水平距離lf和深度df為： ()二次波檢測時(shí)，缺陷在工件中的水平距離lf和深度df為： ()=300 mm的鋼板焊縫，儀器按深度1∶1調(diào)節(jié)橫波掃描速度，檢測中在水平刻度τ=40處出現(xiàn)一缺陷波發(fā),求此缺陷位置。由于T＜τf＜2T,因此可以判定此缺陷是二次波發(fā)現(xiàn)的。缺陷在工件中的水平距離lf和深度df為：lf=Knτf=140=60(mm)df=2Tnτf=230140=20(mm) 橫波周向探測圓柱曲面時(shí)缺陷定位前面討論的是橫波檢測中探測面為平面時(shí)的缺陷定位問題。當(dāng)橫波探測圓柱面時(shí)，若沿軸向探測，缺陷定位與平面相同；若沿周向探測，缺陷定位則與平面不同。下面分外圓和內(nèi)壁探測兩種情況加以討論。，外圓周向探測圓柱曲面時(shí)，缺陷的位置由深度H和弧長來確定,顯然H、與平板工件中缺陷的深度d和水平距離l是有較大差別的。:AC=d(平面工件中缺陷深度)BC=dtgβ=Kd=l(平板工件中缺陷水平距離)AO=R，CO=Rd 　外圓周向探測定位法從而可得： ()由（） 2 388148(外徑壁厚)。　 d(l)102030405060708090100110120130140150160102031415263748597109120132145157170183H10203039495868778695104113122131139148，當(dāng)探頭從圓柱曲面外壁作周向探測時(shí)，弧長總比水平距離l值大，但深度H卻總比d值小，而且差值隨d值增加而增大。，內(nèi)壁周向探測圓柱曲面時(shí)，缺陷的位置由深度h和孤長來確定，這里的h和與平板工件中缺陷深度d和水平距離l是有較大差別的。：AC=d（平板工件中缺陷的深度）BC=dtgβ=Kd=l(平板工件中缺陷的水平距離)AO=r,CO=r+d　內(nèi)壁周向探測從而可得： ()由（） 388148圓柱曲面時(shí)，不同d值所對應(yīng)的K和　d(1)1020304050607080901001101201301401020293848576574829199107115123H102030415162728394104115126137148，當(dāng)探頭從圓柱曲面內(nèi)壁作周向探測時(shí)，弧長總比水平距離l小，但深度h卻總比d值大。下面舉例說明周向探測圓柱曲面缺陷定位。 08085壓力容器縱縫。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。由已知得：d= nτf=240=80,K=l=Kd=80=120,R==540以此代入（）式得：這說明該缺陷至外圓的距離H= mm，對應(yīng)的外圓弧長= mm。3．最大探測壁厚，當(dāng)用橫波外圓周向探測筒體工件時(shí)，對應(yīng)于每一個(gè)確定的K值探頭，都有一個(gè)對應(yīng)的最大探測厚度。當(dāng)波束軸線與筒體內(nèi)壁相切時(shí)，對應(yīng)的壁厚為最大探測厚度Im時(shí)，波束軸線將掃查不到內(nèi)壁。不同K值探頭最大探測壁厚Tm與工件外徑D之比Tm/D可由下述方法導(dǎo)出。 ()式中： Tm——可探測的最大壁厚；D——工件外徑；K——探頭的K值,K=tgβ。由()式算出不同Ｋ值探頭對應(yīng)的Tm/。　斜探頭K值范圍的確定 不同K值（β）對應(yīng)的Tm/D的范圍Kβ176。35176。176。45176。176。176。176。176。74176。r/RTm/D由上表可知,探頭的K值愈小，可探測的最大壁厚就愈大，K值愈大，可探測的最大壁厚就愈小。當(dāng)K值取最小值時(shí)，對應(yīng)的可探測壁厚最大，從理論上講，β=176。，K=，可探測的壁厚最大為Tm/D=,r/R=。但由于這時(shí)的橫波聲壓往復(fù)透射率低，容易漏檢，因此，實(shí)際檢測中K值徑徑選得大一些。當(dāng)K=，可探測的最大壁厚與外徑之比Tm/D=，內(nèi)外半徑之比r/R=。但由于隨著r/R接近臨界值，將會產(chǎn)生表面波，使聲程偏差急劇增大?？紤]到缺陷定位、定量的準(zhǔn)確性，故一般把筒體可探測的內(nèi)外半徑范圍定為r/R≥80%。橫波周向探測筒體工件時(shí)缺陷定位計(jì)算將在后面的管材檢測、鍛件檢測和焊縫檢測中得到應(yīng)用?！∪毕荽笮〉臏y定缺陷定量包括確定缺陷的大小和數(shù)量，而缺陷的大小指缺陷的面積和長度。目前，在工業(yè)超聲波檢測中，對缺陷的定量的方法很多，但均有一定的局限性。常用的定量方法有當(dāng)量法、底波高度法和測長法三種。當(dāng)量法和底波高度法用于缺陷尺寸小于聲束截面的情況，測長法用于缺陷尺寸大于聲束截面的情況。 當(dāng)量法采用當(dāng)量法確定的缺陷尺寸是缺陷的當(dāng)量尺寸。常用的當(dāng)量法有當(dāng)量試塊比較法、當(dāng)量計(jì)算法和當(dāng)量AVG曲線法。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)行比較來對缺陷定量的方法。加工制作一系列含有不同聲程不同尺寸的人工缺陷（如平底孔）試塊，檢測中發(fā)現(xiàn)缺陷時(shí)，將工件中自然缺陷回波與試塊上人工缺陷回波進(jìn)行比較。當(dāng)同聲程處的自然缺陷回波與某人工缺陷回波高度相等時(shí)，該人工缺陷的尺寸就是此自然缺陷的當(dāng)量大小。利用試塊比較法對缺陷定量要盡量使試塊與被探工件的材質(zhì)、表面光潔度和形狀一致，并且其他探測條件不變，如儀器、探頭，靈敏度旋鈕的位置，對探頭施加的壓力等。當(dāng)量試塊比較法是超聲波檢測中應(yīng)用最早的一種定量方法，其優(yōu)點(diǎn)是直觀易懂，