第四章超声波探伤方法和通用探伤 .docx

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1、精品名师归纳总结第四章超声波探伤方法和通用探伤技术By adan第四章超声波探伤方法和通用探伤技术超声波探伤方法虽然许多，各种方法的操作也不尽相同，但它们在探测条件、耦合与补偿、仪器的调剂，缺陷的定位、定量、定性等方面却存在一些通用的 技术同题，把握这些通用技术对于发觉缺陷并正确评判是很重要的.第一节超声波探伤方法概述一、按原理分类超声波探伤方法按原理分类，可分为脉冲反射法、穿透法和共振法.1. 脉冲反射法超声波探头发射脉冲波到被检试件内，依据反射波的情形来检测试件缺陷的方法，称为脉冲反射法. 脉冲反射法包括缺陷回波法、底波高度法和多次底波法.(1) 缺陷回法：依据仪器示波屏上显示的缺陷波形进

2、行判定的方法，称为缺陷回波法，该方法是反射法的基本方法.图 4.l 是缺陷回波探伤法的基本原理。当试件完好时，超声波可顺当传播到达底面，探伤图形中只有表示发射脉冲T 及底面回波 B 两个信号，如图 4.1a所示.如试件中存中缺陷，在探伤图形中，底面回波前有表示缺陷的回波F 如图 4.1b 所示.(2) 底波高度法：当试件的材质和厚度不变时，底面回波高度应是基本不变的. 假如试件内存在缺陷，底面回波高度会下降甚至消逝，如图4.2 所示.这种依据底面回波的高度变化判定试件缺陷情形的探伤方法，称为底波高度法.底波高度法的特点在于同样投影大小的缺陷可以得到同样的指示，而且不显现盲区，但是要求被探试件的

3、探测面与底面平行，耦合条件一样. 由于该方法检出缺陷定位定量不便，灵敏度较低，因此，有用中很少作为一种独立的探伤方法，而常常作为一种帮助手段，协作缺陷回波法发觉某些倾斜的和小而密集的缺陷.(3) 多次底波法：当透入试件的超声波能量较大，而试件厚度较小时，超声波可在探测面与底面之间往复传播多次，示波屏上显现多次底波B1、B2、B3. 假如试件存在缺陷，就由于缺陷的反射以及散射而增加了声能的损耗，底面回波次数削减，同时也打乱了各次底面回波高度依次衰减的规律，并显示出缺陷回波，如图 4.3 所示. 这种依据底面回波次数 . 而判定试件有无缺陷的方法，即为多次底波法.多次底波法主要用于厚度不大、外形简

4、洁、探测面与底面平行的试件探伤，缺陷检出的灵敏度低于缺陷回波法.2. 穿透法穿透法是依据脉冲波或连续波穿透试件之后的能量变化来判定缺陷情形的一种方法，如图 4.4 所示.穿透法常采纳两个探头，一个作发射用，一个作接收用，分别放置在试件的两侧进行探测，图 4.4a 为无缺陷时的波形，图4.4b 为有缺陷时的波形 .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结3. 共振法如声波 频率可凋的连续波 在被检工件内传播，当试件的厚度为超声波的半波长的整数倍时，将引起共振，仪器显示出共振频率，用相邻的两个共振频率之差. 由以下公式算出试件厚度.式中f0 工件的固有频率。fn 、fn-1 相邻两共振频率

5、。 C被检试件的声速。 波长。试件厚度 .当试件内存在缺陷或工件厚度发生变化时，将转变试件的共振频率. 依据试件的共振特性，来判定缺陷情形和工件厚度变化情形的方法称为共振法. 共振法常用于试件测厚 .二、按波形分类依据探伤采纳的波形，可分为纵波法、横波法、表面波法、板波法、爬波法等.1. 纵波法（4.1 ）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结使用直探头发射纵波，进行探伤的方法，称为纵波法. 此法波束垂直入射至试件探测面，以不变的波型和方向透入试件，所以又称为垂直入射法. 简称垂直法， 如图 4.5 所示.垂直法分为单晶探头反射法、双晶探头反射法和穿透法. 常用的是单晶探头反射法.垂

6、直法主要用于铸造、锻压、轧材及其制品的探伤，该法对与探测面平行的缺陷检出成效正确. 由于盲区和辨论力的限制，其中反射法只能发觉试件内部离探测面肯定距离以外的缺陷.在同一介质中传播时，纵波速度大于其它波型的速度，穿透才能强，晶界反射或散射的敏锐性较差，所以可探测工件的厚度是全部波型中最大的，而且可用 于粗晶材料的探伤 .由于垂直法探伤时，波型和传播方向不变，所以缺陷定位比较便利.2. 横波法将纵波通过楔块、水等介质倾斜入射至试件探测面，利用波型转换得到横波进行探伤的方法，称为横波法. 由于透入试件的横波束与探测面成锐角，所以又称斜射法。如图 4.6 所示.此方法主要用于管材、焊缝的探伤. 其它试

7、件探伤时，就作为一种有效的帮助手段，用以发觉垂直探伤法不易发觉的缺陷.3. 表面波法使用表面波进行探伤的方法，称为表面波法. 这种方法主要用于表面光滑的试件.表面波波长比横波波长仍短，因此衰减也大于横波. 同时，它仅沿表面传播，对于表面上的复层、油污、不光滑等，反应敏锐，并被大量的衰减. 利用此特点可以通过手沾油在声束传播方向上进行触摸并观看缺陷回波高度的变化，对缺陷定位.4. 板波法使用板波进行探伤的方法，称为板波法. 主要用于薄板、薄壁管等外形简洁的试件探伤，板波充塞于整个试件，可以发觉内部的和表面的缺陷. 但是检出灵敏度除取决于仪器工作条件外，仍取决于波的势式.5. 爬波法爬波是指表面下

8、纵波，它是当第一介质中的纵波入射角位于第一临界角邻近时在其次介质中产生的表面下纵波 . 这时其次介质中除了表面下纵波外，仍存在折射横波. 这种表面下纵波不是纯粹的纵波，仍存在有垂直方向位置移重量.爬波对于检测表面比较粗糙的工件的表层缺陷，如铸钢件、有堆焊层的工件等，其灵敏度和辨论力均比表面波高.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结三、按探头数目分类l. 单探头法使用一个探头兼作发射和接收超声波的探伤方法称为单探头法. 单探头法操作便利，大多数缺陷可以检出，是目前最常用的一种方法.单探头法探伤，对于与波束轴线垂直的片状缺陷和立体型缺陷的检出成效最好. 与波束轴线平行的片状缺陷难以检出

9、. 当缺陷与波束轴线倾斜时，就依据倾斜角度的大小，能够受到部分回波或者因反射波束金部反射在探头之外而无法检出.2. 双探头法使用两个探头 一个发射，一个接收 进行探伤的方法称为双探头法. 主要用于发觉单探头法难以检缝的缺陷.双探头又可依据两个探头排列方式和工作方式进一步分为并列式、交叉式、V型串列式、 K 型串列式、串列式等 .(1) 并列式：两个探头并列放置，探伤时两者作同步向移动. 但直探头作并列放置时，通常是一个探头固定，另一个探头移动，以便发觉与探测面倾斜的缺陷，如图4.7a 所示. 分割式探头的原理，就是将两个并列的探头组合在一起，具有较高的辨论才能和信噪比，适用与薄试件、近表面缺陷

10、的探伤.(2) 交叉式：两个探头轴线交叉，交叉点为要探测的部位，如图4.7b 所示. 此种探伤方法可用来发觉与探测面垂直的片状缺陷，在焊缝探伤中，常用来发觉横向缺陷.(3) V 型串列式。两探头相对放置在同一面上，一个探头发射的声波被缺陷反射，反射的回波刚好落在另一个探头的入射点上，如图4.7c 所示. 此种探伤方法主要用来发觉与探测面平行的片状缺陷.(4) K 型串列式：两探头以相同的方向分别放置于试件的上下表面上. 一个探头发射的声缺陷反射，反射的回波进入另一个探头，如图4.7d 所示. 此种探伤方法主要用来发觉与探测面垂直的片状缺陷.(5) 串列式：两探头一前一后，以相同方向放置在同一表

11、面上，一个探头发射的声波被缺陷反射的回波，经底面反射进入另一个探头，如图4 .7e所示. 此种探伤方法用来发觉与探测面垂直的片状缺陷 如厚焊缝的中间未焊透 . 两个探头在一个表面上移动，操作比较便利，是一种常用的探测方法.3. 多探头法使用两个以上的探头成对的组合在起进行探伤的方法，称为多探头法. 多探头法的应用，主要是通过增加声束来提高探伤速度或发觉各种取向的缺陷. 通常与多通道仪器和自动扫描装置协作，如图4.8 所示.四、按探头接触方式分类依据探伤时探头与试件的接触方式，可以分为接触法与液浸法.1. 直接接触法探头与试件探测面之间，涂有很薄的耦合剂层，因此可以看作为两者直接接触，这种探伤方

12、法称为直接接触法.此方法操作便利，探伤图形较简洁，判定简洁，检出缺陷灵敏度高，是实际探伤中用得最多的方法. 但是，直接接触法探伤的试件，要求探测面光滑度较高.2. 液浸法将探头和工件浸于液体中以液体作耦合剂进行探伤的方法，称为液浸法. 耦合剂可以是水，也可以是油. 当以水为耦合剂时，称为水浸法.液浸法探伤，探头不直接接触试件，所以此方法适用于表面粗糙的试件，探头也不易磨损，耦合稳固，探测结果重复性好，便于实现自动化探伤.液浸法按探伤方式不同又分为全浸没式和局部浸没式.(1) 全浸没式：被检试件全部浸没于液体之中，适用于体积不大，外形复杂的试件探伤，如图4.9a 所示.(2) 局部浸没式：把被检

13、试件的一部分浸没在水中或被检试件与探头之间保持肯定的水层而进行探伤的方法，使用于大体积试件的探伤. 局部浸没法又分为喷液式、通水式和满溢式 .1 喷液式：超声波通过以肯定压力喷射至探测表面的液流进入试件，称为喷液式如图4.9b 所示.2 通水式：借助于一个专用的有进水、出水口的液罩，以使罩内常常保持肯定容量的液体. 这种方法称为通水式，如图4.9c.3 满溢式：满溢罩结构与同水式相像，但只有进水口，余外液体在罩的上部溢出，这种方法称为满溢式，如图4.9d 所示.依据探头与大事探测面之间液层的厚度，液浸法又可分为高液层法和低液层法.其次节仪器与探头的挑选探测条件的挑选第一是指仪器和探头的挑选.

14、正确挑选仪器和探头对于有效的发觉缺陷，并对缺陷定位、定量和定性是至关重要的。实际探伤中要依据工件结构外形、加工工艺和技术要求来挑选仪器与探头.一、探伤仪的挑选超声波探伤仪是超声波探伤的主要设备. 目前国内外探伤仪种类繁多，性能各异，探伤前应依据探测要求和现场条件来挑选探伤仪. 一般依据以下情形来挑选仪器：l 对于定位要求高的情形，应挑选水平线性误差小的仪器.(2) 对于定量要求高的情形，应挑选垂直线性好，衰减器精度高的仪器.(3) 对于弋型零件的探伤，应挑选灵敏度余量高、信噪比高、功率大的仪器.(4) 为了有效的发觉近表面缺陷和区分相邻缺陷，应挑选盲区小、辨论力好的仪器.(5) 对于室外现场探

15、伤，应挑选重量轻，荧光屏亮度好，抗干扰才能强的携带式仪器.此外要求挑选性能稳固、重复性好和牢靠性好的仪器.二、探头的挑选超声波探伤中，超声波的发射和接收都是通过探头来实现的. 探头的种类许多，结构型式也不一样. 探伤前应依据被检对象的势状、衰减和技术要求来挑选探头. 探头的挑选包括探头型式、频率、晶片尺寸和斜探头K 值的挑选等 .1. 探头型式的挑选常用的探头型式有纵波直探头、横波斜探头表面波探头、双晶探头、聚焦探头等. 一般依据工件的势状和可能显现缺陷的部位、方向等条件来挑选探头的型式，使声束轴线尽量与缺陷垂直 .纵波直探头只能发射和接收纵波，束轴线垂直于探测面，主要用于探测与探测面平行的缺

16、陷，如锻件、钢板中的夹层、折叠等缺陷.横波斜探头是通过波形转换来实现横波探伤的. 主要用于探测与深测面垂直或成肯定角的缺陷 . 如焊缝生中的未焊透、夹渣、未溶合等缺陷.表面波探头用于探测工件表面缺陷，双晶探头用于探测工件近表面缺陷. 聚焦探头用于水浸探测管材或板材.2. 探头频率的挑选超声波探伤频率在O.5 10MHz之间，挑选范畴大 . 一般挑选频率时应考虑以下因索.(1) 由于波的绕射，使超声波探伤灵敏度约为，因此提高频率，有利于发觉更小的缺陷.(2) 频率高，脉冲宽度小，辨论力高，有利于区分相邻缺陷.(3) 可知，频率高，波长短，就半扩散角小，声束指向性好，能量集中，有利于发觉缺陷并对缺

17、陷定位.(4) 可知，频率高，波长短，近场区长度大，对探伤不利.(5) 可知，频率增加，衰减急剧增加.由以上分析可知，频率的离低对探伤有较大的影响. 频率高，灵敏度和辨论力高，指向性好，对探伤有利. 但频率高，近场区长度大，衰减大，又对探伤不利. 实际探伤中要全面分析考虑各方面的因索，合理挑选频率. 一般在保证探伤灵敏度的前提下尽可能选用较低的频率.对于晶粒较细的锻件、轧制件和焊接件等，一般选用较高的频率，长用2.5 5.0MHz. 对晶粒较粗大的铸件、奥氏体钢等宜选用较低的频率，常用O.5 2.5MHz. 假如频率过高，就会引起严峻衰减，示波屏上显现林状回波，信噪比下降，甚至无法探伤.3.

18、探头晶片尺寸的挑选探头圆晶片尺寸一般为10 30mm，晶片大小对探伤也有肯定的影响，挑选晶片尺寸时要考虑以下因素.l 可知，晶片尺寸增加，半扩散角削减，波束指向性变好，超声波能量集中，对探伤有利.(2) 由 N=等可知，晶片尺寸增加，近场区长度快速增加，对探伤不利.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结(3) 晶片尺寸大，辐射的超声波能量大，探头未扩散区扫查范畴大，远距离扫查范畴相对变小，发觉远距离缺陷才能增强.以上分析说明晶片大小对声柬指向性，近场区长度、近距离扫查范畴和远距离缺陷检出才能有较大的影响. 实际探伤中，探伤面积范畴大的工件时，为了提高探伤效率宜选用大晶片探头 . 探伤

19、厚度大的工件时，为了有效的发觉远距离的缺陷宜选用大晶片探头. 探伤小型工件时，为了提高缺陷定位定量精度宜选用小晶片探头. 探伤表面不太平整，曲率较大的工件时，为了削减耦合缺失宜选用小晶片探头.4. 横渡斜探头 K 值的挑选在横波探伤中，探头的K 值对探伤灵敏度、声束轴线的方向，一次波的声程 入射点至底面反射点的距离 有较大的影响 . 由图 l.39 可知，对于用有机玻璃斜探头探伤钢制工传， s=40K=O.84 左右时，声压往复透射率最高，即探伤灵敏度最高. 由 K=tg s 可知， K 值大， s 大，一次波的声程大 . 因此在实际探伤中，当工件厚度较小时，应选用较大的K 值，以便增加一次波

20、的声程，防止近场区探伤. 当工件厚度较丈时，应选用较小的K 值，以削减声程过大引起的衰减，便于发觉深度较大处的缺陷 . 在焊缝探伤中，仍要保证主声束能扫查整个焊缝截面. 对于单面焊根部未焊透，仍要考虑端角反射问题，应使K=O.7l.5 ，由于 Kl.5 ，端角反射率很低，简洁引起漏检.第三节耦合与补偿一、耦合剂超升耦合是指超声波在探测面上的声强透射率. 声强透射率高，超声耦合好.为了提高偶合成效，在探头与工件表面之间施加的一层透声介质称为耦合剂. 耦合剂的作用在于排除探头与工件表面之间的空气，使超声波能有效的传入工件，达到探伤的目的 . 此外耦合剂仍有削减摩擦的作用. 一般耦合剂应满意以下要求

21、：(1) 能润湿工件和探头表面，流淌性、粘度和附着力适当，不难清洗.(2) 声阻抗高，透声性能好 .(3) 来源广，价格廉价 .(4) 对工件无腐蚀，对人体无害，不污染环境.(5) 性能稳固，不易变质，能长期储存.超声波探伤中常用耦合剂有机油、变压器油、甘油、水、水玻璃等. 它们的声阻抗 Z 如下：耦合剂机油水水玻璃甘油Z10 6 kg/m2s1.281.52.17 2.46由此可见，甘油声阻抗高，耦合性能好，常用于一重要工件的精确探伤，但价格较贵，对工件有腐蚀作用. 水玻璃的声阻抗高，耦合性能好，常用于表面粗糙的工件探伤，但清洗不太便利，且对工件有腐蚀作用. 水的来源广，价格低，常用于水浸探

22、伤，但使工件生锈. 机油和变压器油粘度、流淌性、附着力适当，对工件无腐蚀、价格也不贵，因此是目前应用最广的耦合剂.二、影响声耦合的主要因素影响声耦合的主要因素有：耦合层的厚度，耦合剂的声阻抗，工件表面粗糙度和工件表面外形.1. 耦合层厚度的影响如图 4.10 所示，耦合层厚度对耦合有较大的影响. 当耦合层厚度为的奇数倍时，透声成效差，耦合不好，反射回波低. 当耦合层厚度为的整数倍或很薄时，透声成效好，反射回波高2. 表面粗糙度的影响由图 4.11 可知，工件表面粗糙度对声耦合有明显的影响. 对于同一耦合剂，表面粗糙度高，耦合成效差，反射回波低. 声阻抗低的耦合剂，随粗糙度的变差，耦合成效降低得

23、更快 . 但粗糙度也不必太低，由于粗糙度太低，耦合成效无明显增加. 而且使探头因吸附力大而移动困难.一般要求工件表面粗糙度Ra 不高于 6.3 m.3. 耦合剂声阻抗的影响由图 4.11 仍可以看出，耦合剂的声阻抗对耦合成效也有较大的影响. 对于同一探测面，耦合剂声阻抗大，耦合成效好，反射回波高，例如表面粗糙度Rz=100 m时， Z=2.4 的甘油耦合回波比 Z=l.5 的水耦合回波高 67dB.4. 工件表面外形的影响工件表面外形不同，耦合成效不一样其中平面耦合成效最好，凸曲面次之，凹曲面最差. 由于常用探头表面为平面，与曲面接触为点接触或线接触，声强透射率低. 特殊是凹曲面，探头中心不接

24、触，因此耦合成效更差.不同曲率半径的耦合成效也不相同，曲率半径大，耦合成效好.三、表面耦合损耗的测定和补偿在实际探伤中，当调剂探伤灵敏度用的试块与工件表面粗糙度、曲率半径不同时，往往由于工件耦合损耗大而使探伤灵敏度降低. 为了补偿耦合损耗，必需增大仪器的输出来进行补偿 .1. 耦合损耗的测定为了恰当的补偿耦合损耗，应第一测定工件与试块表面耦合损耗的分贝差.一般的测定耦合损耗差的方法为：在表面耦合状态不同，其他条件 如材质、反射体、探头和仪器等 相同的工件和试块上测定二者回波或穿透波高分贝差.下面以横波斜探头为例来说一、二次波探伤时耦合损耗的测定方法. 一次波探伤又称直射法，二次波探伤又称一次反

25、射法. 一、二次波对应的水平距离为一倍跨距， 常用 IS 表示.第一制作两块材质与工件相同、表面状态不同的试块. 一块为对比试块、粗糙度同试块，另一块为待测试块，表面状态同工件. 分别在两试块同深度处加工相同的长横孔反射体，然后将探头分别置于两试块上，如图4.12 所示，测出二者长横孔回波高度的 dB 差，此 dB 即为二者耦合损耗差 .以上是一次波探伤时耦合损耗差的测定法. 当用二次波探伤时，常用一发一收的双探头穿透法测定.当工件与试块厚度、底面状态相同时，只需在同样探测条件下用穿透法测定二者反射波高的dB即可当工件厚度小于试块厚度时，如图4.13 所示. 图中 R1、R2 分别为工件上一倍

26、跨距离1S和两倍跨距 2S 测试点的底面反射波高，R 为试块上一倍跨距 1S 测试点底面反射波高，在R1、R2 两波峰之间连始终线，就用 衰减器 测得的 R 与 R1R2连线高度差, dB 即为二者的表面耦合差补偿量.当工件厚度大雨试块时，如图4.14 所示. 图中 R1、R2 分别为试块上 1S 和 2S 测试点上的底面反射波高，R为工件上 1S 测试点上的面反射波高，就R1R2连线与 R的高度差即为二者的耦合差补偿量.2 补偿方法设测得的工件与试块表面耦合差补偿是dB.详细补偿方法如下：先用“衰减器”衰减 dB，将探头置于试块上调好探伤灵敏度然后再用“衰减器”增益dB即削减 dB 衰减量

27、，这时耦合损耗恰好得到补偿，试块和工件上相同反射体回波高度相同 .第四节探伤仪的调剂在实际探伤中，为了在确定的探测范畴内发觉规定大小的缺陷，并对缺陷定位和定量，就必需在探测前调剂好仪器的扫描速度和灵敏度.一、扫描速度的调剂仪器示波屏上时基扫描线的水平刻度值 与实际声程 单程 的比例关系，即 : =1：n 称为扫描速度或时基扫描线比例. 它类似于的图比例尺，如扫描速度l:Z 表示仪器示波屏上水平刻度lmm 表示实际声程 2mm.探伤前应依据探测范畴来凋节扫描速度，以便在规定的范畴内发觉缺陷并对缺陷定位.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结调剂扫描速度的一般方法是依据探测范畴利用已知尺

28、寸的试块或工件上的两次不同反射波的前沿分别对准相应的水平刻度值来实现. 不能利用一次反射波和始波来调剂，由于始波与一次反射波的距离包括超声波通过爱护膜、耦合剂 直探头 或有机玻璃斜楔 斜探头 的时间，这样调剂扫描速度误差大.下面分别介绍纵波、横波、表面波探伤时扫描速度的调剂方法.1. 纵波扫描速度的调剂纵波探伤一般按纵波声程来调剂扫描速度. 详细调剂方法是：将纵波探头对准厚度适当的平底面或曲底面，使两次不同的底波分别对准相应的水平刻度值.例如探测厚度为 4OOmm工件，扫描速度为 1:4 ，现利用 IIW 试块来调剂 . 将探头对准试块上厚为lOOmm的底面，调剂仪器上“深度微调”、“脉冲移位

29、”等旋钮，使底波 B2、B4 分别对准水平刻度 50、lOO，这时扫描线水平刻度值与实际声程的比例正好为1:4 ，如图 4.15a.2. 表面波扫描速度的调剂表面波探伤一般也是按声程调剂扫描速度，详细调剂方法基本上与纵波相同. 只是表面波不能在同一反射体上形成多次反射. 调剂时要利用两个不同的反射体形成的两次反射波分别对准相应的水平刻度值来调剂. 如图 4.l5b，探头置于图示位置，调剂仪器使棱边A、B的反射波 A 波和 B 波分别对准水平刻度值40、65，这时表面波扫描速度为 1:1.3. 横波扫描速度的调剂如图 4.16 所示，横波探伤时，缺陷位置可由折射角 和声程 来确定，也可由缺陷的水

30、平距离l 和深度 d 来确定 .一般横波扫描速度的调剂方法有三种：声程调剂法、水平调剂法和深度调剂法.(1) 声程调剂法：声程调剂法是使示波屏上的水平刻度值r 与横波声程 成比例 . 即 r ： =l:n. 这时仪器示波屏上直接显示横波声程.按声程调剂横波扫描速度可在IIW 、CSK一 IA 、IIW2 、半圆试块以及其它试块或工件上进行.1 利用 IIW 试块调剂： IIW 试块 R100 圆心处未切槽，因此横波不能在Rl00 圆弧面上形成多次反射，这样也就不能直接利用R100 来调剂横波扫描速度 . 但 IIW 试块上有 91mm尺寸，钢中纵波声程91mm相当于横波声程 50mm的时间 .

31、 因此利用 91mm可以调剂横波扫描速度 .下面以横波 1:1 为例说明之 . 如图 4.17 所示，先将直探头对准91mm底面，调剂仪器使底波B1、B2 分别对准水平刻度 50、100，这时扫描线与横波声程的比例正好 1:1. 然后换上横波探头，并使探头入射点对准R100圆心，调“脉冲移位”使R100 圆弧面回波 B1 对准水平刻度 100，这时零位才算校准 . 即这时水平刻度“ 0”对于斜探头的入射点，始波的前沿位于“ 0”的左侧.以上调剂方法比较麻烦，针对这一情形，我国的CSKIA 试块在 R100圆弧处增加了一个R50的同心圆弧面这样就可以将横波探头直接对准R50 和 R100 圆弧面

32、，使回波 B1R50 对 50， B2 R100 对 100 ，于是横波扫描速度1:1 和“0”点同时调好校准.2 利用 IIW 2 和半圆试块调剂：当利用IIW 2 和半圆试块调横波扫描速度时，要留意它们的反射特点 . 探头 IIW2 试块 R25 圆弧面时，各反射波的间距为25、75、75，对准 R50圆弧面时，各反射波间距为50、75、75. 探头对准R50半圆试块 中心不切槽 的圆弧面，各反射波的距离为50、100、100.下面说明横波 1:1 扫描速度的调整方法 .利用 IIW 2 试块调：探头对准R25圆弧面，调剂仪器使B1、B2 分别对准水平刻度25、100即可，如图 4.18a

33、.利用 R50 半圆试块调：探头对准R50圆弧面，调剂仪器使B1、B2 分别对准水平刻度 0、100 ，然后调“脉冲移位”使B1 对准 50 即可，如图 4.18b.(2) 水平调剂法：水平调剂法是指示波屏上水平刻度值 与反射体的水平距离l 成比例，即 :l=1:n.这时示波屏水平刻度值直接显示反射体的水平投影距离 简称水平距离 ，多用子薄板工件焊缝横波探伤.探水平距离调剂横波扫描速度可在CSK IA 试块、半圆试块、横孔试块上进行.利用 CSKIA 试块调剂：先运算R50、R100对应的水平距离 11、12 ：（ 4.2 ）式中K 斜探头的 K 值 实测值 .然后将探头对准 R50、R100

34、，调剂仪器使 B1 、B2 分别对准水平刻度 11 、12. 当 K=1.0 时， 11=35mm，12=70mm，如使 B1 一 35， B2 70，就水平距离扫描速度为1:1.利用 R50半圆试块调剂：先运算B1、B2 对应的水平距离 11、12 ：4.3然后将探头对准 R50 圆弧，调剂仪器使使B1、B2 分别对准水平刻度值11 、12. 当 K=1.0 时， 11 =35mm，12 =105mm.先使 B1、B2 、分别对准 0、70，再调“脉冲移位”使B1一 35，就水平距离扫描速度为1:1.利用横孔试块调剂：以CSK一A试块为例说明之 .设探头的 K=1.5 ，并运算深度为 20、

35、60 的 l 6对应的水平距离 11 、12 ：11 =Kd1=1.5 20= 3012 =Kd2=1.5 60=90调剂仪器使深度为 20、60 的 l 6的回波 H1 、H2 分别对准水平刻度 3O、90，这时水平距离扫描速度1:1 就调好了 . 需要指出的是，这里H1、H2 不是同时显现的，当 H1 对准 30 时.H 2 不肯定正也对准 90、因此往往要反复调试，直至H1 对准 3O， H2 正好对准 90.(3) 深度调剂法：深度调剂法是使示波屏上的水平刻度值r 与反射体深度 d 成比例，即 :d=1:n ，这时示波屏水平刻度值直接显示深度距离. 常用于较厚工件焊缝的横波探伤 .按深

36、度调剂横波扫描速度可在CSK IA 试块、半圆试块和横孔试块等试块上调剂.利用 CSKIA 试块调剂：先运算R50、R100圆弧反射波 B1、B2 对应的深 d1 、d2：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结然后调剂仪器使 B1 、B2 分别对准承平刻度值d1、d2 . 当 K=2.0 时， d1 =22.4mm.d2= 44.8mm，调剂仪器使 B1 、B2 分别对准水平刻度 22.4 、44.8 ，就深度 l ：l 就调好了 .2 利用 R50 半圆试块调剂：先运算半圆试块B1 、B2 对应的深度 d1 、d2：然后调剂仪器使 B1 、B2 分别对准水平刻度值d1、d2 即可，

37、这时深度 1:l调好.利用横孔试块调剂：探头分别对准深度d=40， d=80 的 CSK IA 试块上的 l 6横4.44.5可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结孔，调剂仪器使 d1 、d2 对应的 l 6回波 H1、H2 分别对准水平刻度40、80，这时深度 1:1 就调好了 . 这里同样要留意反复调试. 使 H1 对准 40 时的 H2 正好对准 80.二、探伤灵敏度的调剂探伤灵敏度是指在确定的声程范畴内发觉规定大小缺陷的才能，一般依据产品技术要求或有关标精确定 . 可通过调剂仪器上的 增益 、 衰减器 、 发射强度 等灵敏度旋钮来实现 .调整探伤灵敏度的目的在于发觉工件中规定

38、大小的缺陷，并对缺陷定量. 探伤灵敏度太高或太低都对探伤不利. 灵敏度太高，示波屏上杂波多，判伤困难. 灵敏度太低，简洁引起漏检.实际探伤中，在粗探时为了提高扫查速度而又不致引起漏检，常常将探伤灵敏度适当提高，这种在探伤灵敏度的基础上适当提高后的灵敏度叫做搜寻灵敏度或扫查灵敏度.调整探伤灵敏度的常用方法有试块调整法和工件底波调整法两种.l. 试块调整法依据工件对灵敏度的要求挑选相应的试块，将探头对准试块上的人工缺陷，调整仪器上的有关灵敏度旋钮，使示波屏上人工缺陷的最高反射回波达基准高， 这时灵敏度就调好了 .例如，压力容器用钢板是利用5 平底孔来调整灵敏度的 . 详细方法是：探头对准 5 平底

39、孔， 衰减器 保留肯定的衰减余量， 抑制 至“0”，调 增益 使 5 平底孔最高回波达示波屏满幅度80%或 6O%，这时灵敏度就调好了 .又如，超声波探伤厚度为100mm的锻件，探伤灵敏度要求是：不答应存在 2 平底孔当量大小的缺陷 . 探伤灵敏度的调整方法是：先加工一块材质、表面光洁度、声程与工件相同的 2 平底孔试块，将探头对准2 平底孔，仪器保留肯定的衰减余量， 抑制 至“O”，调 增益 使 2 平底孔的最高回波达80%或 60%高，这时探伤灵敏度就调好了.2. 工件底波调整法利用试块调整灵敏度，操作简洁便利，但需要加工不同声程不同当量尺寸的试块，成本高，携带不便. 同时仍要考虑工件与试

40、块因耦合和衰减不同进行补偿.假如利用工件底波来调整探伤灵敏度，那么既不要加工任何试块，又不需要进行补偿.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结利用工件底波调整探伤灵敏度是依据工件底面回波与同深度的人工缺陷 如平底孔 回波分贝差为定值，这个定值可以由下述理论公式运算出来.4.6式中工件厚度。Df要求探出的最小平底孔尺寸.利用底波调整探伤灵敏度时，将深头对准工件底面，仪器保留足够的衰减余量，一般大予+6lOdB 考虑搜寻灵敏度 ， 抑制 至“O”，调 增益 使底波 B1 最高达基准高 如 80 ，然后用 褒减器 增益 dB即褒减余量削减 dB，这时探伤灵敏度就调好了.由于理论公式只适用于

41、3N 的情形，因此利用工件底波调灵敏度的方法也只能用于厚度尺寸 3N 的工件，同时要求工件具有平行底面或圆柱曲底面，且底面光滑洁净 . 当底面粗糙或有水油时，将使底面反射率降低，底波下降，这样调整的灵敏度将会偏高.例如，用 2.5P20Z2.5MHz 20mm直探头 探伤厚度 =400mm的饼形钢制工件，钢中c L=5900m/s，探伤灵敏度为 400/ 2 平底孔 在 400mm处发觉 2 平底孔缺陷 .利用工件底波调整灵敏度的方法如下.运算：利用理论运算公式算出400mm处大底度与 2 平底孔回波的分贝差为分贝差也可由纵波平底孔 AVG曲线得到，如图 2 一 17 中 MN对应的分贝整 =

42、44dB.调整：将探头对准工件大平底面， 衰减器 衰减 50dB，调 增益 使底波 B1 达 80，然后使 衰减器 的衰减量削减 44dB，即 衰减器 保留 6dB，这时 2 灵敏度就调好了 . 也就是说这时 400mm处的 2 平底孔回波正好达基准高 即 400mm处 2 回波高为 6dB. 假如粗探时为了便于发觉缺陷，可采纳使 衰减器 再去 6dB 的搜寻灵敏度来进行扫查 . 但当发觉缺陷以后对缺陷定量时，衰减器应打回到 6dB.利用试块和底波调整探伤灵敏度的方法应用条件不同 . 利用底波调整灵敏度的方法主要用于具有平底面或曲底面大型工件的探伤，如锻件探伤 . 利用试块调整灵敏度的方法主要

43、用于无底波和厚度尺寸小于 3N 的工件探伤 . 如焊缝探伤、钢板探伤、钢管探伤等.此外，仍可以利用工件某些特殊的固有信号来调整探伤灵敏度，例如在螺栓探伤中常利用螺纹波来调整探伤灵敏度，在汽轮机叶轮键槽径向裂纹探伤中常利 用键槽圆角反射的键槽波来调整探伤灵敏度.第五节缺陷位置的测定超声波探伤中缺陷位置的测定是确定缺陷在工件中位置置，简称定位. 一般可依据示波屏上缺陷波的水平刻度值与扫描速度来对缺陷定位.一、纵波 直探头 探伤时缺陷定位仪器按 1:n 调剂纵波扫描速度，缺陷波前沿所对的水平刻度值为f 、测缺陷至探头的距隔 f 为： f=n f4.7如探头波束轴线不偏离，就缺陷正位于探头中心轴线上.

44、例如用纵波直探头探伤某工件，仪器按l:2调剂纵波扫描速度，探伤中示波屏上水平刻度值 70 处显现一缺陷波，那么此缺陷至探头的距离f ：f=n f 270 140mm二、表面波探伤时缺陷定位表面波探伤时，缺陷位置的确定方法基本同纵波. 只是缺陷位于工件表面，并正对探头中心轴线.例如表面波探伤某工件，仪器按1:1 调剂表面波扫描速度 . 探伤中在示波屏水平刻度60 处显现一缺陷波，就此缺陷至探头前沿距离f 为：f=n f 160 60mm三、横波探伤平面时缺陷定位横波斜探头探伤平面时，波束轴线在探测两处发生折射，工件中缺陷位置置由探头的折射角和声程确定或由缺陷的水平和垂直方向的投影来确定. 由于横波扫描速度可按声程、水平、深度来调剂，因此缺陷定位的方法也不一样. 下面分别加以介绍 .1. 按声程调剂扫描速度时仪器按声程 1:n 调剂横波扫描速度 . 缺陷波水平刻度为 f.一次波探伤时，如图4.19a ，缺陷至入射点的声程f=n f ，假如忽视横线孔直径，就缺陷在工件中的水平距离lf 和深度 df 为：