脉冲反射法超声检测通用技术ppt课件.ppt

1第第6章脉冲反射法超声检测通用技术章脉冲反射法超声检测通用技术n n脉冲反射法超声检测在检测条件、耦合补脉冲反射法超声检测在检测条件、耦合补偿、仪器调节、缺陷定位、定量、定性等偿、仪器调节、缺陷定位、定量、定性等方面都有一些通用的技术，掌握这些通用方面都有一些通用的技术，掌握这些通用技术对于发现缺陷并正确评价是很重要的。技术对于发现缺陷并正确评价是很重要的。2第第6章脉冲反射法超声检测通用技术章脉冲反射法超声检测通用技术脉冲反射法超声检测基本步骤：脉冲反射法超声检测基本步骤：a.a.仪器、探头、试块的选择仪器、探头、试块的选择;b.b.仪器调节与检测灵敏度确定仪器调节与检测灵敏度确定;c.c.耦合补偿耦合补偿;d.d.扫查方式扫查方式;e.e.缺陷的测定、记录和等级评定缺陷的测定、记录和等级评定;f.f.仪器和探头系统复核。仪器和探头系统复核。第第6章脉冲反射法超声检测通用技术章脉冲反射法超声检测通用技术6.1 6.1 检测面的选择和准备检测面的选择和准备1.1.检测面的选择原则检测面的选择原则 当一个确定的工件存在多个可能的声入射当一个确定的工件存在多个可能的声入射面时，首先要考虑缺陷的最大可能取向。面时，首先要考虑缺陷的最大可能取向。根据缺陷的可能取向，选择入射超声波的根据缺陷的可能取向，选择入射超声波的方向，使声束轴线与缺陷的主反射面接近方向，使声束轴线与缺陷的主反射面接近垂直。垂直。4第第6章脉冲反射法超声检测通用技术章脉冲反射法超声检测通用技术n检测面的选择应该与检测技术的选择相结检测面的选择应该与检测技术的选择相结合合:锻件：纵波垂直入射检测，检测面选与锻件：纵波垂直入射检测，检测面选与锻件流线相锻件流线相 平行的表面；平行的表面；棒材：入射面为圆周面，纵波检测位于棒材：入射面为圆周面，纵波检测位于棒材中心区的、延伸方向与棒材轴向平行棒材中心区的、延伸方向与棒材轴向平行的缺陷；横波检测位于表面附近垂直于表的缺陷；横波检测位于表面附近垂直于表面的裂纹，或沿圆周延伸的缺陷。面的裂纹，或沿圆周延伸的缺陷。5第第6章脉冲反射法超声检测通用技术章脉冲反射法超声检测通用技术n多个检测面入射检测：多个检测面入射检测：变形过程使缺陷有多种取向；变形过程使缺陷有多种取向；单面检测存在盲区；单面检测存在盲区；单面检测灵敏度不能在整个工件厚度范单面检测灵敏度不能在整个工件厚度范围内实现时。围内实现时。第第6章脉冲反射法超声检测通用技术章脉冲反射法超声检测通用技术2.2.检测面的准备检测面的准备 保证检测面能提供良好的声耦合。保证检测面能提供良好的声耦合。6.2 6.2 仪器和探头的选择仪器和探头的选择 正确选择仪器和探头对于有效地发现缺正确选择仪器和探头对于有效地发现缺陷，并对缺陷定位、定量和定性是至关重陷，并对缺陷定位、定量和定性是至关重要的。实际检测中根据工件结构形状、加要的。实际检测中根据工件结构形状、加工工艺和技术要求选择仪器与探头。工工艺和技术要求选择仪器与探头。7第第6章脉冲反射法超声检测通用技术章脉冲反射法超声检测通用技术6.2.1 6.2.1 检测仪器的选择检测仪器的选择探伤要求仪器性能探伤要求仪器性能n定位要求高：定位要求高：选择水平线性误差小的仪器；选择水平线性误差小的仪器；（JB/T4730.3JB/T4730.3标准要求：标准要求：1 1）。）。第第6章脉冲反射法超声检测通用技术章脉冲反射法超声检测通用技术n定量要求高：定量要求高：选择垂直线性好，衰减器精度高的仪器；选择垂直线性好，衰减器精度高的仪器；（JB/T4730.3JB/T4730.3标准要求：标准要求：5 5；最大累；最大累积误差积误差 1dB1dB）。）。n发现近表面缺陷和区分相邻缺陷能力强：发现近表面缺陷和区分相邻缺陷能力强：可选择盲区小，近区分辨好的仪器。可选择盲区小，近区分辨好的仪器。9第第6章脉冲反射法超声检测通用技术章脉冲反射法超声检测通用技术n n大型工件或粗晶材料工件检测大型工件或粗晶材料工件检测：可选择功率大，灵敏度余量高，信噪比可选择功率大，灵敏度余量高，信噪比高，低频性能好的仪器。高，低频性能好的仪器。n室外现场检测室外现场检测 ：重量轻，显示屏亮，抗干扰能力强，重量轻，显示屏亮，抗干扰能力强，便便携式。携式。第第6章脉冲反射法超声检测通用技术章脉冲反射法超声检测通用技术6.2.2 6.2.2 探头的选择探头的选择 根据被检对象的形状、声学特点和技术根据被检对象的形状、声学特点和技术要求来选择探头。要求来选择探头。选择包括：探头的型式、频率、带宽、选择包括：探头的型式、频率、带宽、晶片尺寸和横波斜探头晶片尺寸和横波斜探头K K值。值。11第第6章脉冲反射法超声检测通用技术章脉冲反射法超声检测通用技术 1.1.探头型式：探头型式：一般根据工件形状和可能出现缺陷的部一般根据工件形状和可能出现缺陷的部位、方向等条件来选择，使声束轴线尽量位、方向等条件来选择，使声束轴线尽量与缺陷垂直。与缺陷垂直。纵波直探头：波束轴线垂直于探测面。主纵波直探头：波束轴线垂直于探测面。主要用于检测与检测面平行或近似平行的缺要用于检测与检测面平行或近似平行的缺陷。陷。第第6章脉冲反射法超声检测通用技术章脉冲反射法超声检测通用技术 横波斜探头：通过波型转换来实现横波检横波斜探头：通过波型转换来实现横波检测。主要用于检测与检测面垂直或成一测。主要用于检测与检测面垂直或成一定角度的缺陷。定角度的缺陷。纵波斜探头：利用小角度的纵波进行检测，纵波斜探头：利用小角度的纵波进行检测，或在横波衰减过大的情况下，利用纵波或在横波衰减过大的情况下，利用纵波穿透能力强的特点进行斜入射纵波检测。穿透能力强的特点进行斜入射纵波检测。第第6章脉冲反射法超声检测通用技术章脉冲反射法超声检测通用技术双晶探头：探测薄壁工件或近表面缺陷。双晶探头：探测薄壁工件或近表面缺陷。聚焦探头：用于水浸探测管材或板材。聚焦探头：用于水浸探测管材或板材。2.2.探头频率探头频率 超声波检测频率范围为超声波检测频率范围为0.50.510MHz10MHz，选，选择频率时应考虑的因素择频率时应考虑的因素：14第第6章脉冲反射法超声检测通用技术章脉冲反射法超声检测通用技术a.a.检测灵敏度：检测灵敏度：检测灵敏度约为检测灵敏度约为1/21/2，频，频率高可提高检测灵敏度。率高可提高检测灵敏度。b.b.分辨力分辨力:频率高，脉冲宽度小，分辨力高。频率高，脉冲宽度小，分辨力高。c.c.声束指向性：声束指向性：0=arcsin1.22/D 0=arcsin1.22/D 频率频率高，半扩散角小，声束指向性好，能量集高，半扩散角小，声束指向性好，能量集中，检测灵敏度高，相对的检测区域小。中，检测灵敏度高，相对的检测区域小。第第6章脉冲反射法超声检测通用技术章脉冲反射法超声检测通用技术D.D.近场区长度：近场区长度：N=Ds/4 N=Ds/4，频率高，近场，频率高，近场区长度增加。区长度增加。e.e.衰减：衰减：s s=C=C2 2Fd Fd 3 3f f 4 4，频率高，衰减增加，频率高，衰减增加，信噪比下降。信噪比下降。F.F.缺陷反射指向性：面积状缺陷，频率太高缺陷反射指向性：面积状缺陷，频率太高会形成显著的反射指向性。会形成显著的反射指向性。第第6章脉冲反射法超声检测通用技术章脉冲反射法超声检测通用技术n频率的高低对检测有较大影响，实际检测频率的高低对检测有较大影响，实际检测中要全面分析考虑各方面的因素，合理选中要全面分析考虑各方面的因素，合理选择频率以取得最佳平衡。择频率以取得最佳平衡。n对于小缺陷、厚度不大的工件，晶粒较细对于小缺陷、厚度不大的工件，晶粒较细的锻件、轧制件和焊接件，一般选择较高的锻件、轧制件和焊接件，一般选择较高频率（频率（2.510MHz2.510MHz）；对于大厚度工件、高）；对于大厚度工件、高衰减材料选择较低频率（衰减材料选择较低频率（0.52.5MHz0.52.5MHz）。）。17第第6章脉冲反射法超声检测通用技术章脉冲反射法超声检测通用技术3.3.探头带宽探头带宽n宽带探头：脉冲宽度较小，深度分辨率好，宽带探头：脉冲宽度较小，深度分辨率好，盲区小，灵敏度较低；盲区小，灵敏度较低；n窄带探头：脉冲较宽，深度分辨率变差，窄带探头：脉冲较宽，深度分辨率变差，盲区大，灵敏度较高，穿透能力强。盲区大，灵敏度较高，穿透能力强。18第第6章脉冲反射法超声检测通用技术章脉冲反射法超声检测通用技术4.4.探头晶片尺寸：晶片面积探头晶片尺寸：晶片面积500mm500mm2 2，圆，圆晶片晶片25mm25mm。n晶片大小影响：声束指向性、近场区长度、晶片大小影响：声束指向性、近场区长度、近距离扫查范围、远距离缺陷检出能力。近距离扫查范围、远距离缺陷检出能力。第第6章脉冲反射法超声检测通用技术章脉冲反射法超声检测通用技术n选择晶片尺寸时应考虑的因素：选择晶片尺寸时应考虑的因素：a.a.声束指向性；声束指向性；0 0 0 0=arcsin1.22/D=arcsin1.22/D b.b.近场区长度；近场区长度；N=Ds/4 N=Ds/4 c.c.扫查范围。扫查范围。n大晶片探头大晶片探头:提高检测效率，检测厚工件时提高检测效率，检测厚工件时有效发现远距离的缺陷；有效发现远距离的缺陷；20第第6章脉冲反射法超声检测通用技术章脉冲反射法超声检测通用技术n小晶片探头小晶片探头:检测小工件时提高缺陷定位、检测小工件时提高缺陷定位、定量精度，检测表面不太平整或曲率较大定量精度，检测表面不太平整或曲率较大工件时减少耦合损失。工件时减少耦合损失。5.5.横波斜探头横波斜探头K K值：值：n横波检测中，斜探头横波检测中，斜探头K K值影响缺陷检出率、值影响缺陷检出率、检测灵敏度、声束轴线方向，一次波的声检测灵敏度、声束轴线方向，一次波的声程。程。第第6章脉冲反射法超声检测通用技术章脉冲反射法超声检测通用技术n为保证声束扫查到整个焊缝，探头为保证声束扫查到整个焊缝，探头K K值必须值必须满足：满足：（a a、b b分别为上、下焊缝分别为上、下焊缝1/21/2宽）宽）第第6章脉冲反射法超声检测通用技术章脉冲反射法超声检测通用技术n实际检测中，工件厚度较小时，应选用较实际检测中，工件厚度较小时，应选用较大大K K值，工件厚度较大时，应选用较小值，工件厚度较大时，应选用较小K K值。值。n焊缝检测中，焊缝检测中，K K值的选择应考虑可能产生的值的选择应考虑可能产生的与检测面的角度，并保证主声束能扫查整与检测面的角度，并保证主声束能扫查整个焊缝截面。检测根部未焊透应考虑端角个焊缝截面。检测根部未焊透应考虑端角反射率问题。反射率问题。第第6章脉冲反射法超声检测通用技术章脉冲反射法超声检测通用技术第第6章脉冲反射法超声检测通用技术章脉冲反射法超声检测通用技术n如光从探头考虑：从斜入射往复透过率角如光从探头考虑：从斜入射往复透过率角度分析，有机玻璃度分析，有机玻璃钢折射角钢折射角=40=405050（相当于（相当于K=1K=1左右）往复透过率最高，左右）往复透过率最高，大于大于20%20%30%30%。此时检测灵敏度最高。此时检测灵敏度最高。n=50=506060时，往复透过率时，往复透过率171720%20%（相（相当当K=1.5K=1.5）。）。n=60=607070时，往复透过率时，往复透过率141417%17%（相（相当当K=2K=2）。）。第第6章脉冲反射法超声检测通用技术章脉冲反射法超声检测通用技术n=70=708080时，往复透过率时，往复透过率101014%14%（相（相当当K=2.5K=2.53 3）。）。n=80=809090时，往复透过率时，往复透过率10%010%0。n即即越大（越大（K K越大），往复透过率越小，灵越大），往复透过率越小，灵敏度越小。敏度越小。n当然灵敏度除了探头当然灵敏度除了探头K K值，还有仪器配合。值，还有仪器配合。第第6章脉冲反射法超声检测通用技术章脉冲反射法超声检测通用技术n n横波斜探头横波斜探头K K值的选择原则：值的选择原则：保证声束能扫查到整个焊缝截面，对不保证声束能扫查到整个焊缝截面，对不同工件形状要具体分析选择。同工件形状要具体分析选择。尽可能使检测声束与缺陷垂直（不同角尽可能使检测声束与缺陷垂直（不同角度、不同度、不同K K值），在条件许可时，尽量用大值），在条件许可时，尽量用大K K值的探头。薄工件值的探头。薄工件K K值大些，厚工件值大些，厚工件K K值可值可小些。小些。第第6章脉冲反射法超声检测通用技术章脉冲反射法超声检测通用技术根据检测对象选根据检测对象选K K值：值：如单面焊根部未焊透，选如单面焊根部未焊透，选K=0.7-1.5K=0.7-1.5，即，即在在K=0.84-1K=0.84-1时检测灵敏度最高。时检测灵敏度最高。第第6章脉冲反射法超声检测通用技术章脉冲反射法超声检测通用技术6.3 6.3 耦合剂的选用耦合剂的选用6.3.1 6.3.1 耦合剂耦合剂n超声耦合：超声波在检测面上的声强透射超声耦合：超声波在检测面上的声强透射率。率。n耦合剂作用：排除探头与工件表面之间的耦合剂作用：排除探头与工件表面之间的空气，使超声波有效的传入工件，达到检空气，使超声波有效的传入工件，达到检测的目的。测的目的。第第6章脉冲反射法超声检测通用技术章脉冲反射法超声检测通用技术6.3.2 6.3.2 影响声耦合的主要因素影响声耦合的主要因素 1 1耦合层厚度：厚度为耦合层厚度：厚度为/4/4的奇数倍时，的奇数倍时，透声效果差；为透声效果差；为/2/2的整数倍或很薄时，的整数倍或很薄时，透声效果好。透声效果好。第第6章脉冲反射法超声检测通用技术章脉冲反射法超声检测通用技术n n由上图可见在均匀介质中：由上图可见在均匀介质中：n n最好：最好：d=n./2.d=n./2.即半波长整数倍时声压透射率为即半波长整数倍时声压透射率为1 1，几乎无，几乎无反射，声能全部透射。好象耦合层不存在。反射，声能全部透射。好象耦合层不存在。d0d0时：可得时：可得r0r0。几乎无反射，声。几乎无反射，声能全部透射，耦合效果最好。能全部透射，耦合效果最好。第第6章脉冲反射法超声检测通用技术章脉冲反射法超声检测通用技术n n最不好：最不好：d=d=（2n+12n+1）/4./4.即四分之一波长奇数倍时，声压透射率最即四分之一波长奇数倍时，声压透射率最低，反射率最高。低，反射率最高。第第6章脉冲反射法超声检测通用技术章脉冲反射法超声检测通用技术 2 2工件表面粗糙度：对声耦合有明显的影工件表面粗糙度：对声耦合有明显的影响，要求工件检测面响，要求工件检测面Ra6.3mRa6.3m。第第6章脉冲反射法超声检测通用技术章脉冲反射法超声检测通用技术 3 3耦合剂声阻抗：对耦合效果有较大的影耦合剂声阻抗：对耦合效果有较大的影响。响。对耦合剂的要求：对耦合剂的要求：对工件表面和探头表面有足够浸润性，对工件表面和探头表面有足够浸润性，并既有并既有 流动性，又有附着流动性，又有附着力强，且易清洗。力强，且易清洗。声阻抗大，应尽量和被检工件接近。声阻抗大，应尽量和被检工件接近。对人体无害，对工件无腐蚀作用。对人体无害，对工件无腐蚀作用。34第第6章脉冲反射法超声检测通用技术章脉冲反射法超声检测通用技术 来源广，价格低廉。来源广，价格低廉。性能稳定。性能稳定。4 4工件表面形状：平面耦合效果最好，凸工件表面形状：平面耦合效果最好，凸曲面次之，凹曲面最差。曲率半径大，耦曲面次之，凹曲面最差。曲率半径大，耦合效果好。合效果好。35第第6章脉冲反射法超声检测通用技术章脉冲反射法超声检测通用技术6.4 6.4 纵波直探头检测技术纵波直探头检测技术6.4.1 6.4.1 检测设备的调整检测设备的调整n调整内容：调整内容：a.a.仪器的扫描速度调整；仪器的扫描速度调整；b.b.检测灵敏度调整。检测灵敏度调整。n调整目的：保证在确定的检测范围内发现调整目的：保证在确定的检测范围内发现规定尺寸的缺陷，并确定缺陷的位置和大规定尺寸的缺陷，并确定缺陷的位置和大小。小。第第6章脉冲反射法超声检测通用技术章脉冲反射法超声检测通用技术 1 1 时基线的调整时基线的调整n调整目的：调整目的：a.a.使时基线显示的范围足以含需检测的使时基线显示的范围足以含需检测的深度范围。深度范围。b.b.使时基线刻度与在材料中声传播的距离使时基线刻度与在材料中声传播的距离成一定比例，以便准确测定缺陷的深度位成一定比例，以便准确测定缺陷的深度位置。置。37第第6章脉冲反射法超声检测通用技术章脉冲反射法超声检测通用技术n调整内容：调整内容：a.a.根据所需扫描声程范围确定时基扫描根据所需扫描声程范围确定时基扫描线比例；线比例；b.b.零位调节，将声程零位设置在选定的零位调节，将声程零位设置在选定的水平刻度线上。水平刻度线上。38第第6章脉冲反射法超声检测通用技术章脉冲反射法超声检测通用技术n调整方法：调整方法：根据检测范围，利用已知尺寸的试块或工根据检测范围，利用已知尺寸的试块或工件上的两次不同反射波，件上的两次不同反射波，通过调节仪器的通过调节仪器的扫描范围和延迟旋钮，使两个信号的前沿扫描范围和延迟旋钮，使两个信号的前沿分别位相应的水平刻度处。分别位相应的水平刻度处。注意：调节扫描速度用的试块应与被检工注意：调节扫描速度用的试块应与被检工件具有相同的声速。件具有相同的声速。第第6章脉冲反射法超声检测通用技术章脉冲反射法超声检测通用技术 2 2 检测灵敏度的调整检测灵敏度的调整n检测灵敏度：在确定的声程范围内发现规检测灵敏度：在确定的声程范围内发现规定大小缺陷的能力。一般根据产品技术要定大小缺陷的能力。一般根据产品技术要求或有关标准确定。求或有关标准确定。n调整目的：发现工件中规定大小的缺陷，调整目的：发现工件中规定大小的缺陷，并对缺陷定量。并对缺陷定量。40第第6章脉冲反射法超声检测通用技术章脉冲反射法超声检测通用技术n调节方法：试块调整法和工件底波调整法。调节方法：试块调整法和工件底波调整法。（1 1）试块调整法：根据工件的厚度和对灵）试块调整法：根据工件的厚度和对灵敏度的要求选择相应的试块。将探头对准敏度的要求选择相应的试块。将探头对准试块上的人工反射体，调整仪器，使示波试块上的人工反射体，调整仪器，使示波屏上人工反射体的最高反射回波达到基准屏上人工反射体的最高反射回波达到基准高度。高度。41第第6章脉冲反射法超声检测通用技术章脉冲反射法超声检测通用技术注意问题：注意问题：a.a.工件厚度工件厚度x3Nx3N或不能获得底波情况时，或不能获得底波情况时，较为适宜。较为适宜。b.b.试块表面状态和材质衰减是否与被检试块表面状态和材质衰减是否与被检工件相近，应考虑两者的差异引起的反射工件相近，应考虑两者的差异引起的反射波高差异值，并对灵敏度进行补偿。波高差异值，并对灵敏度进行补偿。第第6章脉冲反射法超声检测通用技术章脉冲反射法超声检测通用技术（2 2）试块计算法：）试块计算法：对于厚度对于厚度x x3N3N的工件，可选用一块材质的工件，可选用一块材质与工件相同（衰减系数相同）的平底孔试与工件相同（衰减系数相同）的平底孔试块（孔埋深块（孔埋深x xj j3N3N）来调节不同工件的检测）来调节不同工件的检测灵敏度。调节时要计算试块基准平底孔与灵敏度。调节时要计算试块基准平底孔与检测灵敏度所要求埋深与孔径的平底孔的检测灵敏度所要求埋深与孔径的平底孔的回波声压分贝差。回波声压分贝差。第第6章脉冲反射法超声检测通用技术章脉冲反射法超声检测通用技术 不同直径不同埋深的平底孔回波的声压不同直径不同埋深的平底孔回波的声压分贝差为：分贝差为：第第6章脉冲反射法超声检测通用技术章脉冲反射法超声检测通用技术 dBdB为检测灵敏度的调节量，计算值为检测灵敏度的调节量，计算值为负值时需要提高仪器增益，计算值为正为负值时需要提高仪器增益，计算值为正值时需要降低仪器增益。值时需要降低仪器增益。考虑试块与受检工件表面状态的差异，考虑试块与受检工件表面状态的差异，应需要预先测定传输修正值，并在调节增应需要预先测定传输修正值，并在调节增益时进行补偿。益时进行补偿。第第6章脉冲反射法超声检测通用技术章脉冲反射法超声检测通用技术n如果基准平底孔与检测灵敏度要求的平底如果基准平底孔与检测灵敏度要求的平底孔埋深相差较大，在计算调节量时还应考孔埋深相差较大，在计算调节量时还应考虑材质衰减的影响，试块计算法要求试块虑材质衰减的影响，试块计算法要求试块衰减系数与工件相同，因此采用下式计算衰减系数与工件相同，因此采用下式计算总的增益调节量：总的增益调节量：第第6 6章脉冲反射法超声检测通用技术章脉冲反射法超声检测通用技术例题：例题：用用f f=2.5MHz=2.5MHz、D DS S=20mm=20mm的纵波探头检测，的纵波探头检测，钢件厚度钢件厚度x x为为500mm500mm，传输修正值为，传输修正值为3dB3dB，工，工件与试块的材料衰减系数件与试块的材料衰减系数=0.005dB0.005dB，如，如何利用埋深何利用埋深200mm200mm的的2mm2mm平底孔试块按平底孔试块按3mm3mm平底孔调节检测灵敏度？（钢中平底孔调节检测灵敏度？（钢中C CL L=5900m/s=5900m/s）。47第第6章脉冲反射法超声检测通用技术章脉冲反射法超声检测通用技术解：CL/f 5.9/2.5=2.36(mm)N DS2/4 202/42.36 42(mm)200(mm)3N342126(mm)试块中的平底孔埋深和工件厚度均大于 3N，可用试块计算法来调节检测灵敏度。第第6章脉冲反射法超声检测通用技术章脉冲反射法超声检测通用技术 检测灵敏度调节量为：检测灵敏度调节量为：dB=40lgdB=40lg5005002 2/200200 3 3 2 20.0050.005（500-200500-200）=9+3=129+3=12（dBdB）第第6章脉冲反射法超声检测通用技术章脉冲反射法超声检测通用技术 加上传输修正值加上传输修正值3dB3dB，共需增益，共需增益15dB15dB。调节仪器：调节仪器：将试块中平底孔的最大回波调到规定高将试块中平底孔的最大回波调到规定高度，再增益度，再增益15dB15dB。第第6章脉冲反射法超声检测通用技术章脉冲反射法超声检测通用技术n锻件探伤（实例）锻件探伤（实例）n以以175/3175/3（22）试块为基准调节仪器，）试块为基准调节仪器，探测探测225mm225mm锻件，要求锻件，要求225/2225/2灵敏度。灵敏度。(探探头头:2.5P:2.5P2020Z Z）n1 1、计算：、计算：C/f C/f 5.9/2.5=2.36(mm)5.9/2.5=2.36(mm)N=DN=DS S2 2/4=20/4=202 2/42.36=42.4(mm)/42.36=42.4(mm)1 15050(mm)(mm)3N3N3342.442.4127.2127.2(mm)(mm)可以用当量计算法确定探测灵敏度可以用当量计算法确定探测灵敏度 第第6章脉冲反射法超声检测通用技术章脉冲反射法超声检测通用技术 =40lg2253（2）/1502 =14（7）dBn2、调节：、调节：将探头对准将探头对准175试块底面利用一次最高反试块底面利用一次最高反射底波调节仪器扫描速度，再将射底波调节仪器扫描速度，再将150/3（2）最高反射波高调至）最高反射波高调至80%波高，增益波高，增益14(7)dB，即为，即为225/2灵敏度。灵敏度。第第6章脉冲反射法超声检测通用技术章脉冲反射法超声检测通用技术n3、测试：、测试：在在225mm锻件底部中心锻件底部中心200mm深处发现一深处发现一缺陷，反射波高缺陷，反射波高=3dB；=3dB=40lg225x/2002 x=2.11(mm)n4、结论：该锻件经、结论：该锻件经UT探伤在底部中心探伤在底部中心200mm深处发现一缺陷，相当于深处发现一缺陷，相当于2平底孔平底孔当量，按当量，按JB/T4730-2005标准评为标准评为级。级。第第6章脉冲反射法超声检测通用技术章脉冲反射法超声检测通用技术(3)(3)工件底波调整法：工件底波调整法：根据工件底面回波与人工缺陷（如平根据工件底面回波与人工缺陷（如平底孔）回波分贝差底孔）回波分贝差dBdB为定值的原理进行为定值的原理进行的。的。注意问题：只能用于厚度注意问题：只能用于厚度x3Nx3N的工件，要的工件，要求工件具有平行底面或圆柱底面，且底面求工件具有平行底面或圆柱底面，且底面光洁干净。光洁干净。第第6章脉冲反射法超声检测通用技术章脉冲反射法超声检测通用技术 1)1)工件底面回波与同深度的人工缺陷（如平工件底面回波与同深度的人工缺陷（如平底孔）回波分贝差底孔）回波分贝差dBdB理论计算公式：理论计算公式：（x3Nx3N）第第6章脉冲反射法超声检测通用技术章脉冲反射法超声检测通用技术n锻件探伤（实例）锻件探伤（实例）n以以175175（225225）mmmm试块底面为基准调节仪器，试块底面为基准调节仪器，探测探测175175（225225）mmmm锻件，要求锻件，要求175175（225225）/2/2灵敏度。灵敏度。(探头探头:2.5P:2.5P2020Z Z）n1 1、计算：、计算：C/f C/f 5.9/2.5=2.36(mm)5.9/2.5=2.36(mm)N=DN=DS S2 2/4=20/4=202 2/42.36=42.4(mm)/42.36=42.4(mm)1 175(225)75(225)(mm)(mm)3N3N3342.442.4 127.2 127.2(mm)(mm)可以用当量计算法确定探测灵敏度可以用当量计算法确定探测灵敏度 第第6章脉冲反射法超声检测通用技术章脉冲反射法超声检测通用技术 =20lg2X/2 =20lg22.36175(225)/3.1422 =36(38)dBn2、调节：、调节：将探头对准将探头对准175（225）mm试块底面利用一试块底面利用一次最高反射底波调节仪器扫描速度，再将次最高反射底波调节仪器扫描速度，再将175（225）试块底面最高反射波高调至）试块底面最高反射波高调至80%波高，增益波高，增益36(38)dB，即为，即为175（225）/2灵敏度。灵敏度。第第6章脉冲反射法超声检测通用技术章脉冲反射法超声检测通用技术n3 3、测试：、测试：在在175mm175mm锻件底部中心锻件底部中心150mm150mm深处发现深处发现 一缺陷，反射波高一缺陷，反射波高=3dB=3dB；=3dB=40lg175x/1502=3dB=40lg175x/1502 x=2.04(mm)x=2.04(mm)n4 4、结论：该锻件经、结论：该锻件经UTUT探伤在底部中探伤在底部中150mm150mm深处发现一缺陷，相当于深处发现一缺陷，相当于22平底孔当量，平底孔当量，按按JB/T4730-2005JB/T4730-2005标准评为标准评为级。级。第第6章脉冲反射法超声检测通用技术章脉冲反射法超声检测通用技术 2)2)工件底面回波与不同深度的人工缺陷（如工件底面回波与不同深度的人工缺陷（如平底孔）回波分贝差平底孔）回波分贝差dBdB理论计算公式：理论计算公式：（x3Nx3N）第第6章脉冲反射法超声检测通用技术章脉冲反射法超声检测通用技术n锻件探伤（实例）锻件探伤（实例）n以以100大平底试块为基准调节仪器，探测大平底试块为基准调节仪器，探测225（175）mm锻件，要求锻件，要求225（175）/2灵敏度。灵敏度。(探头探头:2.5P14Z）n1、计算：、计算：C/f 5.9/2.5=2.36(mm)N DS2/4 142/42.36 20.8(mm)100(mm)3N 320.8 62.3(mm)可以用当量计算法确定探测灵敏度可以用当量计算法确定探测灵敏度第第6章脉冲反射法超声检测通用技术章脉冲反射法超声检测通用技术n=20lg2X22/2X1 =20lg22.362252(1752)/3.1422100 =45.6(41.2)dBn2、调节：、调节：将探头对准将探头对准100mm大平底试块利用一次最大平底试块利用一次最高反射底波调节仪器扫描速度，再将高反射底波调节仪器扫描速度，再将B1最最高反射底波调至高反射底波调至80%波高，增益波高，增益46(41)dB，即为即为225（175）/2灵敏度。灵敏度。第第6章脉冲反射法超声检测通用技术章脉冲反射法超声检测通用技术n3、测试：、测试：在在225（175）mm锻件底部中心锻件底部中心200（150）mm深处发现一缺陷，反射波高深处发现一缺陷，反射波高=14.5dB；=14.5dB=40lg225（175）x/200（150）2 x=4.1(mm)第第6章脉冲反射法超声检测通用技术章脉冲反射法超声检测通用技术n4、结论：该锻件经、结论：该锻件经UT探伤在底部中心探伤在底部中心200（150）mm深处发现一缺陷，相当于深处发现一缺陷，相当于4.1平底孔当量，按平底孔当量，按JB/T4730-2005标准评标准评为为级。级。第第6章脉冲反射法超声检测通用技术章脉冲反射法超声检测通用技术3.3.传输修正值的测定传输修正值的测定 在利用试块调节检测灵敏度时，当工件在利用试块调节检测灵敏度时，当工件表面状态和材质衰减与对比试块存在差异表面状态和材质衰减与对比试块存在差异时采取的一种补偿措施。时采取的一种补偿措施。64第第6章脉冲反射法超声检测通用技术章脉冲反射法超声检测通用技术测定方法：测定方法：通过试块的底波与工件底波进行比较，通过试块的底波与工件底波进行比较，取其比值的分贝值。取其比值的分贝值。要求：要求：试块与工件均有相互平行的大平底表面。试块与工件均有相互平行的大平底表面。第第6章脉冲反射法超声检测通用技术章脉冲反射法超声检测通用技术4.4.工件材质衰减系数的测定工件材质衰减系数的测定 目的：在检测大厚度工件的情况下，用计目的：在检测大厚度工件的情况下，用计算法调整灵敏度和评定缺陷当量时，计算算法调整灵敏度和评定缺陷当量时，计算材质衰减引起的信号幅度差。材质衰减引起的信号幅度差。测定方法：（见标准测定方法：（见标准4.2.7)4.2.7)第第6章脉冲反射法超声检测通用技术章脉冲反射法超声检测通用技术6.4.2 6.4.2 扫查扫查n扫查：移动探头是声束覆盖到工件上需检扫查：移动探头是声束覆盖到工件上需检测的所有体积的过程。测的所有体积的过程。n扫查方式：探头移动方式、扫查速度、扫扫查方式：探头移动方式、扫查速度、扫查间距。查间距。第第6章脉冲反射法超声检测通用技术章脉冲反射法超声检测通用技术n扫查灵敏度：扫查灵敏度：为了保证缺陷的检出，防止因耦合不稳为了保证缺陷的检出，防止因耦合不稳使缺陷显示幅度过低而漏检，扫查时将调使缺陷显示幅度过低而漏检，扫查时将调整好的灵敏度在再增益整好的灵敏度在再增益4 46dB6dB。第第6章脉冲反射法超声检测通用技术章脉冲反射法超声检测通用技术(1)(1)扫查方式：按探头移动方向、移动轨迹扫查方式：按探头移动方向、移动轨迹来描述。来描述。全面扫查、局部扫查（列线扫查、格子线全面扫查、局部扫查（列线扫查、格子线扫查、边缘扫查）、分区扫查、螺旋线扫扫查、边缘扫查）、分区扫查、螺旋线扫查、双晶探头扫查方向与隔声层方向平行查、双晶探头扫查方向与隔声层方向平行或垂直扫查。或垂直扫查。第第6章脉冲反射法超声检测通用技术章脉冲反射法超声检测通用技术(2)(2)扫查速度扫查速度 扫查速度的上限与探头的有效声束宽度扫查速度的上限与探头的有效声束宽度和重复频率有关。和重复频率有关。JB/T4730.3-2005JB/T4730.3-2005规定：探头的扫查速度规定：探头的扫查速度不应超过不应超过150mm/s150mm/s。第第6章脉冲反射法超声检测通用技术章脉冲反射法超声检测通用技术(3)(3)探头覆盖率探头覆盖率 JB/T4730.3-2005JB/T4730.3-2005规定：探头的每次扫查规定：探头的每次扫查覆盖率应大于探头直径的覆盖率应大于探头直径的1515。6.4.3 6.4.3 缺陷的评定缺陷的评定 评定内容：评定内容：缺陷位置缺陷位置:缺陷平面位置和埋藏深度。缺陷平面位置和埋藏深度。缺陷尺寸缺陷尺寸:缺陷回波幅度、当量尺寸、延缺陷回波幅度、当量尺寸、延 伸长度（或面积）的测量。伸长度（或面积）的测量。第第6章脉冲反射法超声检测通用技术章脉冲反射法超声检测通用技术1.1.缺陷位置的确定缺陷位置的确定 缺陷平面位置的确定：缺陷波最大幅度的缺陷平面位置的确定：缺陷波最大幅度的位置处，通常位于探头的正下方。位置处，通常位于探头的正下方。缺陷埋藏深度的确定：缺陷埋藏深度的确定：x x f f =n=nf f2.2.缺陷尺寸的评定缺陷尺寸的评定(1)(1)回波高度法：根据回波高度给缺陷定量回波高度法：根据回波高度给缺陷定量的方法。的方法。第第6章脉冲反射法超声检测通用技术章脉冲反射法超声检测通用技术1)1)缺陷回波高度法：缺陷回波高度法：在调定的灵敏度下，缺陷回波峰值相对在调定的灵敏度下，缺陷回波峰值相对于荧光屏垂直满刻度的百分比，或用回波于荧光屏垂直满刻度的百分比，或用回波峰值下降或上升至基准高度所需衰减（或峰值下降或上升至基准高度所需衰减（或增益）的分贝数来表示缺陷回波的高度。增益）的分贝数来表示缺陷回波的高度。第第6章脉冲反射法超声检测通用技术章脉冲反射法超声检测通用技术2)2)底面回波高度法：底面回波高度法：底面回波高度的降低的多少与缺陷的大底面回波高度的降低的多少与缺陷的大小有关。小有关。B/B B/BF F法：在一定的检测灵敏度条件下，用法：在一定的检测灵敏度条件下，用无缺陷时的工件底面回波高度无缺陷时的工件底面回波高度B B与有缺陷时与有缺陷时的工件底面回波高度的工件底面回波高度B BG G相比较来确定缺陷相相比较来确定缺陷相对大小的方法。对大小的方法。第第6章脉冲反射法超声检测通用技术章脉冲反射法超声检测通用技术 F/B F/BF F法：用缺陷回波的高度法：用缺陷回波的高度F F与缺陷处工与缺陷处工件底面回波的高度件底面回波的高度B BG G相比较来确定缺陷相对相比较来确定缺陷相对大小的方法。大小的方法。F/B F/B法：用缺陷回波的高度法：用缺陷回波的高度F F与无缺陷处工与无缺陷处工件底面回波的高度件底面回波的高度B B相比较来确定缺陷相对相比较来确定缺陷相对大小的方法。大小的方法。第第6章脉冲反射法超声检测通用技术章脉冲反射法超声检测通用技术n优点：不需要对比试块和复杂的计算，可优点：不需要对比试块和复杂的计算，可利用缺陷的阴影对缺陷大小进行评价有助利用缺陷的阴影对缺陷大小进行评价有助于检测因缺陷形状、反射率等原因使反射于检测因缺陷形状、反射率等原因使反射信号较弱的大缺陷。信号较弱的大缺陷。n缺点：不能明确地给出缺陷的尺寸，位考缺点：不能明确地给出缺陷的尺寸，位考虑缺陷深度、声束直径等对检测结果的影虑缺陷深度、声束直径等对检测结果的影响。不适用于对形状复杂而无底面回波的响。不适用于对形状复杂而无底面回波的工件进行检测。工件进行检测。第第6章脉冲反射法超声检测通用技术章脉冲反射法超声检测通用技术(2)(2)当量评定法：将缺陷的回波幅度与规则当量评定法：将缺陷的回波幅度与规则形状的人工反射体的回波幅度进行比较的形状的人工反射体的回波幅度进行比较的方法。适用于面积小于声束截面的缺陷的方法。适用于面积小于声束截面的缺陷的尺寸评定。尺寸评定。n缺陷的当量尺寸：缺陷与规则形状的人工缺陷的当量尺寸：缺陷与规则形状的人工反射体的埋深相同，反射波高相等，则称反射体的埋深相同，反射波高相等，则称该人工反射体的反射面尺寸为缺陷的当量该人工反射体的反射面尺寸为缺陷的当量尺寸。尺寸。第第6章脉冲反射法超声检测通用技术章脉冲反射法超声检测通用技术n注意：通常情况下实际缺陷的实际尺寸要注意：通常情况下实际缺陷的实际尺寸要大于当量尺寸。大于当量尺寸。1)1