超声检测公式
超声检测公式
1. 周期和频率的关系,二者互为倒数: T =1/f 2. 波速、波长和频率的关系:3.C L ∶C s ∶C R ≈1.8∶1∶0.9
4. 声压: P =P 1-P 0 帕斯卡(Pa )微帕斯卡(μPa )1Pa =1N/m2 1Pa =106μP 6. 声阻抗:Z=p/u=7. 声强;I =
C=λf 或λ=
c f
ρcu/u=ρc 单位为克/厘米
2Z
2
·秒(g/cm2·s )或千克/米2·秒(kg/m2·s )
12
2
Zu 2=P 单位; 瓦/厘米2(W/cm2)或 焦耳/厘米2·秒(J/cm2·s )
8. 声强级贝尔(BeL )。△=lgI 2/I1 (BeL )
9. 声强级即分贝(dB ) △=10lgI 2/I1 =20lgP 2/P1 (dB )
10. 仪器示波屏上的波高与回波声压成正比:△20lgP 2/P1=20lgH 2/H1 (dB ) 11. 声压反射率、透射率: r=Pr / P0
t =Pt / P0
⎧1+r =t P r Z 2-Z 1
r ==⎨
P Z 2+Z 1(1-r ) /Z =t /Z 012⎩
2
t =
P t 2Z 2
=
P 0Z 2+Z 1
Z 1—第一种介质的声阻抗; Z 2—第二种介质的声阻抗
Z 2-Z 1⎫ 声强透射率:T =4Z 1Z 2 12. 声强反射率: R=I r =r 2=⎛ Z +Z ⎪⎪Z 2+Z 12I 01⎭⎝2
T+R=1 13. 声压往复透射率;T 往=
t -r =1
4Z 1Z 2 2
(Z 2+Z 1)
14. 纵波斜入射:
'si n 'S sin βL sin βS sin αL sin αL
====
c L 1c L 1c S 1c L 2c S 2
CL1、C S1—第一介质中的纵波、横波波速; CL2、C S2—第二介质中的纵波、横波波速;
αL 、α´L —纵波入射角、反射角; βL 、βS —纵波、横波折射角;α´S —横波反射角。 15. 纵波入射时:第一临界角α: βL =90°时αⅠ=arcsin
c L 1
c L 2
第二临界角α:βS =90°时αⅡ=arcsin
c L 1c S 2
16. 有机玻璃横波探头αL =27.6°~57.7°, 有机玻璃表面波探头αL ≥57.7° 水钢界面 横波 αL =14.5°~27.27° 17. 横波入射:第三临界角:当α´L =90°时αⅢ=arcsin
c S 1c L 1
=33.2°当αS ≥33.2°时,钢中横波全反射。
有机玻璃横波入射角αS (等于横波探头的折射角βS )=35°~55°,即K=tgβS =0.7~1.43时,检测灵敏度最高。
18. 衰减系数的计算 1.
α=(Bn-Bm-20lg n/m)/2x(m-n)
; (B n -B m ) —两次底波分贝值之差,dB ;δ为反射损失,每次反射损失约为(0.5~1)dB; X 为薄板的厚度 α—衰减系数,dB/m(单程)
T :工件检测厚度,mm ;N :单直探头近场区长度,mm ;m 、n —底波反射次数
2
α=(Bn-Bm-6)/2x
(B 1-B 2) —两次底波分贝值之差,dB ;
P 0πR s 2P F
19. 圆盘波源辐射的纵波声场声压为 :P ≈=0s
λx λx
22
D R F s s 20. 近场区的长度: N ===s 4λλπλ
21. 圆晶片辐射的声束半扩散角为:022. 波束未扩散区:b
θ=700λ/D
=1. 64N
23. 矩形波源辐射的纵波声场:波束轴线上的声压:x ≥3N 时,P 24. 矩形波源的近场区的长度为:N
=P 0F /λx
=
F πλ
25. 矩形波源的半扩散角θ0:X方向的半扩散角为:θ0
=570
λ
2a
Y方向的半扩散角为:θ0
=570
λ
2b
D s 2c 26. 近场区在两种介质中的分布: 1基于钢中的近场区 N =-L 14λ2c 2
2
D c s 2、基于水中的近场区 N =(-L 1 λ2—介质Ⅱ钢中波长 4λ2c 2
N 2—只有介质Ⅱ时,钢中近场长度; c 1—介质Ⅰ水中波速; c 2—介质Ⅱ钢中波速
27. 横波轴线上的声压; P
=
KF S cos β
λs 2cos α
=
K —系数; F S —波源的面积;λs 2—第二介质中横波波长;x —轴线上某点至假想波源的距离
28. 横波声场近场区长度为:N
F S cos βπλs 2cos α
29. 横波声场中,第二介质中的近场区长度
N '为:N '=N -L 2=
F S cos βπλs 2x cos α
-L
1
tan αtan β
F S —波源的面积;
λs 2—第二介质中横波波长; L 1—入射点至波源的距离 L 2—入射点至假想波源的距离
30. 横波半扩散角
1. 对于圆片形声源:θ
=arcsin 1. 22
λS 2
D S 2
≈700
λ02
D S
2.对于矩形正方形声源:θ
=arcsin
λS 2
2a
≈570
λ02
2a
31. 规则反射体的反射波声压公式: X ≥3N
1. 平底孔回波声压;
P f =
P x F f
λx
=
D f 2x
P 0F S F f
λ2x 2
任意两个距离和直径不同的平底孔反射波声压之比为:
∆12=20lg
3
D f 1x 2
P f 1P f 2
=40
D f 1x 2D f 2x 1
P F
2. 长横孔回波声压; P f =0S
2λx
3. 短横孔回波声压; P
f
任意两个距离、直径不同的长横孔回波分贝差为:∆12
=20lg
P f 1P f 2
=10
D f 2x 31
=
l f P 0F S
2λx x
D f
λ
任意两个距离、长度和直径不同的短横孔回波分贝差为: ∆
12
=20lg
P f 1P f 2
=10lg
⋅D f 2l 2f 2
D f 1l 2f 1
4
x 2
⋅4 x 1
4. 球孔回波声压:
P F D P f =0S f
2λx 2x
任意两个距离度和直径不同的球孔回波分贝差为:
2
D f 1x 2
∆12=20lg =20lg 2⋅
P f 2x 1D f 2
P f 1
5. 大平底面或实心圆柱体回波声压:P B
=
P 0F S
2λx
两个不同距离的大平底回波分贝差为:∆12
=20lg
P B 1x
=20lg 2P B 2x 1D d
6. 空心圆柱体 1.外柱面径向检测空心圆柱体:P B
=
P 0F S 2λx P 0F S d
2.内孔检测圆柱体:P B =D 2λx
注意:以上各种规则反射体的反射波声压公式均未考虑介质衰减,如果考虑介质衰减,则所有公式均应增加e
2
P 0:波源的起始声压;F S :探头波源的面积,F S =πD S /4: x :反射体至波源的距离。F f
-2ax
8. 68
:平底孔缺陷的面积,F f
=πD 2f /4 λ:波长, D f
:
长横孔的直径, Lf :短横孔长度 D:空心圆柱体外经 d :空心圆柱体内径 32. 同距离的大平底与平底孔反射波dB 差:∆
α:介质单程衰减系数,dB/mm
=20lg
P B 2λx
=20lg 2P f πD f
2λx 2P f B 33. 当用平底面的和实心圆柱体曲底面调节灵敏度时,不同距离处的大平底与平底孔回波分贝差为:∆=20lg =20lg 2+2α(x f -x B ) Bf
P f πD f x B
x f :平底孔缺陷至检测面的距离;x B :锻件底面至检测面的距离
α:材质衰减系数; λ:波长;D f :平底孔缺陷的当量直径;
∆Bf :底波与平底孔缺陷的反射波分贝差
34. 不同平底孔回波分贝差为:∆12
=20lg
P f 1P f 2
=40lg
D f 1x 2D f 2x 1
+2α(x 2-x 1)
35. 当用空心圆柱体内孔或外圆曲底面调节平底孔灵敏度时:
2λx 2P B d
∆Bf =20lg =20lg 2f ±10lg +2α(x f -x B )
P f πD f x B D
d
—空心圆柱体的内径;
D —空心圆柱体的外径; “+”—外圆径向探测,内孔凸柱面反射; “-”—内孔径向探测,外圆凹柱面反射;
∆Bf
—圆柱曲底面与平底孔缺陷的回波分贝差。
36.水浸法波型分析,水层厚度H =n
δ
4
c L 有
37. 管材周向检测纯横波检测条件:
c L 钢
≤sin α≤
c L 有c S 钢
t
38. 纯横波到达内壁条件:
D
39. 水浸法: ① 声透镜:r
<
C 1
(1-S 2) 2.横波检测到管材内壁 2C L 2
sin β≤
c r r
sin α≤L 有
c S 钢R R
=
C 1-C 2
F ② 偏心距:X =0. 251R +0. 458r
2C 1
0.251R≤X<0.458r
③ 水层厚度:H>
1
X S (X S -管中横波声程) ④ 焦距:F =H +R 2-X 2 ⑤F =2. 2r 2
40. 采用一次反射法检测时,探头移动区应大于或等于1.25P (即2.5KT ):
1)采用直射法时,探头移动区应大于或等于0.75P (即1.5KT )。P=2KT 或P=2Ttanβ
式中:P :跨距,mm ; T :母材厚度,mm ;K :探头K 值; β——探头折射角,(º) 41. 为保证直射波与一次反射波能扫查到焊缝整个截面,K 值应满足下式: K
对于单面焊、上述b 可以忽略不计,则:K
42按声程调节扫描速度时: 当仪器接声程1:n 调节扫描速度时,应采用声程定位法来确定缺陷的位置。
用直射法(一次波)检测发现缺陷时:
l f =x f sin β=n τf sin β d f =x f cos β=n τf cos β
用一次反射法(二次波)检测发现缺陷时 l f
=x f sin β=n τf sin β d f =2T -x f cos β=2T -n τf cos β
x f :缺陷的横波声程;τf :缺陷波前沿所对的刻度值;β:探头的折射角;T:板厚; l f :缺陷的水平距离; d f :缺陷至检测面的深度。
43. 按水平调节扫描速度时: 当仪器按水平1:n 调节扫描速度时,应采用水平定位法来确定缺陷的位置。若仪器按水平1:1调节扫描速度时,那么显示屏上缺陷波前沿所对应的水平刻度值τf 就是缺陷的水平距离l f :
用直射法(一次波)检测发现缺陷时: l f =n τf d f =
l f K
一次反射法(二次波)检测发现缺陷时: l f =n τf d f =2T -
l f K
式中 K:探头的K 值,K=tg β
44、按深度调节扫描速度时:当仪器按深度1:n 调节扫描速度时,应采用深度定位法来确定缺陷的位置。若仪器按深度1:1调节扫描速度时,那么显示屏上缺陷波前沿所对应的水平刻度值τf 就是缺陷的深度d f
用直射法(一次波)检测发现缺陷时: d f 用一次反射法(二次波)检测发现缺陷时: d f
=n τf l f =Kh f =Kn τf =2T -n τf l f =Kn τf
1、超声波的特点: 1. 方向性好 2. 能量高 3. 能在界面上产生反射、折射、衍射和波型转换型转换 4. 穿透能力强
2、超声波检测:使超声波与工件相互作用,就反射、投射和散射的波进行研究,对工件进行宏观缺陷检测、几何特征测量、组织结构和力学性能变化的检测和表征,并进而对其特定应用性进行评价的技术。
3、超声波检测的优点:1适用于金属、非金属和复合材料等多种制件的无损检测;2穿透能力强,可对较大厚度范围内的工件内部缺陷进行检测; 3、缺陷定位较准确;4对面积型缺陷的检出率较高;5灵敏度高,可检测工件内部很小的缺陷;6检测成本低、速度快,设备轻便,对人体及环境无害,现场使用方便等 缺点:1)对缺陷的定性、定量仍需要作进一步研究;2)对具有复杂形状或不规则外型的工件进行超声波检测有困难;3)缺陷的取向、位置和形状对检测结果有影响;4)工件材质、晶粒度对检测有较大影响, 5)A 型脉冲反射法检测结果是波形显示,不直观,检测结果无直接见证记录。 5、机械波必须具备以下两个条件: 1、 要有作机械振动的波源;2 、能传播机械振动的弹性介质。
6、衰减的原因 扩散衰减、散射衰减、吸收衰减 介质衰减通常是指吸收衰减和散射衰减,而不包括扩散衰减。 7、双晶探头具有以下优点:(1) 灵敏度高 (2)杂波少盲区小 (3) 工件中近场区长度小 (4) 探测范围可调 8、超声波探头对晶片的要求:(1)机电耦合系数K 较大,以便获得较高的转换效率。(2)机械品质因子θ
m
较小,以便获得较高分辨力和较小的盲区。(3)压电
应变常数d 33和压电电压常数g 33较大,以便获得较高的发射灵敏度和接收灵敏度。(4)频率常数N t 较大,介电常数ε较小,以便获得较高的频率。(5)居里温度T c 较高,声阻抗Z 适当。
9、仪器和探头的综合性能: 1. 灵敏度. 2 盲区与始脉冲宽度 3. 分辨力 4. 信噪比 5. 频率 10、双探头法又可根据两个探头排列方式:并列法、交叉法、V 型串列法、K 型串列法、前后串列法等。
11、选择检测仪器1、对于定位要求高的情况,应选择水平线性误差小的仪器。2、对于定量要求高的情况,应选择垂直线性好,衰减器精度高的仪器。3、对于大型零件的检测,应选择灵敏度余量高、信噪比高、功率大的仪器。4、为了有效的发现近表面缺陷和区分相邻缺陷,应选择盲区小、分辨率好的仪器。5、对于室外现场检测,应选择重量轻,示波屏亮度好,抗干扰能力强 便携式仪器。6、对于重要工件应选用可记录式探伤仪。
12、横波斜探头K 值(或折射角)的选择:当工件厚度较小时,应选用较大的K 值,以便增加一次波的声程,避免近场区检测。当工件厚度较大时,应选用较小的K 值,以减少声程过大引起的衰减,便于发现深度较大处的缺陷。在焊缝检测中,还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,还要考虑端角反射问题,应使K=0.7~1.5,因为K1.5,端角反射率很低,容易引起漏检。
13、 焊缝检测时探头K 值的选择应遵循以下三方面原则 1. 使声束能扫查到整个焊缝截面;2. 使声束中心线尽量与主要缺陷垂直;3. 保证有足够的灵敏度 14、探头频率的选择的因素: 1、提高频率,有利于发现更小的缺陷;2频率高,脉冲宽度小,分辨力高;3、频率高,波长短,则半扩散角小,声束指向性好,能量集中;4、频率高,近场区长度大,对检测不利。5、频率增加,衰减越大;6、对面积状缺陷,频率高会形成反射指向性,检出率降低。
15. 探头晶片尺寸的选择的影响因素: 1、晶片尺寸增加,半扩散角减少,波束指向性变好,超声波能量集中,对检测有利。 2、晶片尺寸增加,近场区长度迅速增加,对检测不利。3、晶片尺寸大,辐射的超声波能量大,探头未扩散区扫查范围大,远距离扫查范围相对变小,发现远距离缺陷能力增强。 16、影响声耦合的因素主要有:1. 耦合层的厚度,2. 偶合剂的声阻抗,3. 工件表面粗糙度、4. 工件表面形状。
17、影响缺陷定位的主要因素;1. 仪器的影响 2. 探头的影响 3. 工件的影响 4. 操作人员的影响 5、试块的影响
18、影响缺陷定量的主要因素(1). 仪器及探头性能的影响1. 频率的影响 2. 衰减器精度和垂直线性的影响3. 晶片尺寸的影响 4、探头K 值的影响
(2). 耦合与衰减的影响 1、耦合的影响2、衰减的影响 (3). 工件几何形状和尺寸的影响
(4). 缺陷的影响 1、缺陷形状的影响 2、缺陷方位的影响 3、缺陷波的指向性 4、缺陷表面粗糙度的影响 5、缺陷性质的影响 6、缺陷位置
19、试块的作用: 1、确定检测灵敏度 2、测试仪器和探头的性能 3、调整扫描速度 4、 评判缺陷的大小 20. 铸件的特点: 1、组织不均匀 2、组织不致密 3、表面粗糙,形状复杂 4、缺陷的种类和形状复杂 21. 铸件超声波检测的特点: 1超声波透声性差 2
干扰杂波严重 3缺陷检测要求较低 22、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。
23、调整检测灵敏度的目的:在于发现工件中规定大小的缺陷,并对缺陷进行定位 24. 检测灵敏度的调节方法: 1、试块调整法 2、工件底波调整法
25、超声探伤仪的几个主要指标,1、水平线性 2、垂直线性 3、动态范围 4.衰减器精度。 例1:示波屏上一波高为80%,另一波高为20%,问前者比后者高多少dB ?
解:△=20lgH2/H1=20lg80/20=12(dB )答:前者比后者高12dB 。
例2,纵波倾斜入射到有机玻璃/钢界面时,有机玻璃中:CL1=2730m/s,钢中CL2=5900m/s,CS2=3230m/s。则第一、二临界角分别为:
αⅠ=arcsin
c L 1=27.6° αⅡ=arcsin c L 1=57.7°
c S 2c L 2
N =
钢中近场区长度:
2
(mm ) D s c 14⨯1420⨯1480
-L 1=-=15. 74λ2c 24⨯2. 365900
例5,试计算2.5MHZ 、10×12mm 方晶片K2.0横波探头,有机玻璃中入射点至晶片的距离为12mm ,求此探头在钢中的近场区长度。
(钢中CS2=3230m/s) 解:
λs 2=N '=
C s 23230⨯10=f 2. 5⨯0
=1. 29(m m )
ab cos βπλs 2cos α
-
L 1
tg αtg β
=
10⨯12
⨯0. 68-12⨯0. 58
3. 14⨯1. 29
=13(mm )
例6:用单斜探头直接接触法检测Φ325×40mm 无缝钢管,求探头的最大K 值? 已知:D0=325mm T=40mm 求: 最大K 值?
R =解:
325D 0
sin ∴R ==162. 5
22 r =R -T ∴r =162. 5-40=122. 5
β=
r
R
满足检测钢管内壁的最大折射角: 答:探头的最大K 值为1.15。
β=arcsin
r 122. 5=arcsin =arcsin 0. 75=48. 92R 162. 5
例7,用2.5P20Z 探头径向检测Φ500mm 的实心圆柱体锻件,CL=5900m/s,问如何利用底波调节500/Φ2灵敏度? 解:由题意得:
λ=
C 5. 9⨯106
==2. 36(m m ) 6f 2. 5⨯10
∆=20lg
2λx 2⨯2. 36⨯500
=20lg =45. 5(dB )
πD 23. 14⨯22f
①计算:500mm 处底波与Φ2平底孔反射波分贝差为:
2调节:探头对准工件完好区圆柱底面,找出反射最高回波,调“增益或衰减器”使底波B1达基准80%高,然后用“衰减器”增益46dB ,这时Φ2灵敏度就调节好了。
例8,用2.5P20Z 探头径向检测外径为Φ1000mm ,内径为Φ100mm 的空心圆柱体锻件,CL=5900m/s问如何利用内孔回波调节450/Φ2灵敏度? 解:由题意得:
λ=
C 5. 9⨯106
==2. 36(m m ) 6f 2. 5⨯10
D -d 1000-100
==450mm 22
D =1000mm , d =100mm , x =
①计算:450mm 处内孔反射波与Φ2平底孔反射波分贝差为
∆=20lg
2λx d 2⨯2. 36⨯450100 +10lg =20lg +10lg =34. 5(dB ) 22
D 1000πD f 3. 14⨯2
2调节:探头对准完好的内孔表面,找出最高反射波,调“增益”使底波B1达基准50%高,然后用“衰减器”增益35dB 作为检测灵敏度,此时,450/Φ2的检测灵敏度的调节就完成了。必要时再增益6dB 作为扫查灵敏度。
例9,用2.5P20Z 探头检测厚度为50mm 的小锻件,采用CS Ⅰ系列试块调节50/Φ2灵敏度,试块与锻件表面耦合差3dB ,问如何调节灵敏度? 解:利用CS Ⅰ系列试块调节灵敏度的方法如下:
将探头对准CS Ⅰ-1试块Φ2平底孔距离为50mm ,调“增益”使Φ2回波达50%高,然后再用“衰减器”增益3dB ,这时50/Φ2灵敏度就调节好了。 例10,用2.5P20Z 探头检测底面粗糙,厚度为400mm 的锻件,问如何利用100/Φ4平底孔试块调节400/Φ2灵敏度?试块与工件表面耦合差6dB 。 解:①计算:100/Φ4与400/Φ2回波分贝差:
∆=20lg
P f 1P f 2
=40lg
φ1x 14⨯400
=40lg =36(dB ) φ2x 22⨯100
② 调节:探头对准100/Φ4平底孔,找到最高回波后,然后用“衰减器”增益42dB ,这时400/Φ2灵敏度就调节好了。这时工件上400/Φ2平底孔缺陷反射波正好达基准高50%。
例11,用2.5P20Z 探头检测φ600的实心圆柱体锻件, CL =5900m/s,α=0.005dB/mm。利用锻件底波调节600/φ2灵敏度,底波达基准高时衰减读数为50dB ,检测中在400mm 处发现一缺陷,缺陷波达基准高时衰减器读数为30dB ,求此缺陷的当量平底孔直径为多少?
解:由题意得:
λ=
, N=D/4λ=20/4×2.36=42.37(mm) C 5. 9⨯106
==2. 36(m m ) 6f 2. 5⨯10
22
3N =3×2.37=127(mm)≤400(mm),可进行计算;∆
Bf
=20lg
2λx 2f
πD x B 2
f
+2α(x f -x B )
x B =600mm , x f =400mm , ∆Bf =50-30=20dB , α=0. 005dB /mm ,代入公式得:
20lg
2λx 2f
πD x B 2
f
=∆Bf -2α(x f -x B ) =20+2⨯0. 005⨯200=22
22=lg
20πD 2f x B
∴
D f =
2λx 2f
2λx 2f
=1.1;
2λx 2f
πD 2f x B
1
=101。
πx B ⋅101. 1
=
2⨯2. 36⨯4002
=5. 6(m m ) 1. 1
3. 14⨯600⨯10
答:此缺陷的当量平底孔直径为φ5.6mm 。
例12,用2.5P20Z 探头沿外圆径向检测外径为φ1000mm ,内径为φ100mm 的空心圆柱体锻件,C L =5900m/s, α=0.005dB/mm,检测中在200mm 处发现一缺陷,其反射波比内孔反射波低12dB ,求此缺陷的当量大小? 解:由题意得:
λ=
C 5. 9⨯106,N=D2/4λ=202/4×2.36=42.37(mm) ==2. 36(m m ) f 2. 5⨯106
3N=3×42.37=127(mm)≤200(mm),可进行计算;
∆Bf =20lg
2λx 2f
D x B
2
f
+10lg
d
+2α(x f -x B ) D
D =1000mm , d =100mm , x B =代入公式得:
D -d 1000-100mm , α=0. 005dB /mm , ∆Bf =12dB ; ==450mm , x f =20022
20lg
2λx 2f
πD x B
=
2
f
=10lg
D 1000 +2α(x B -x f ) +∆Bf =10lg +2⨯0. 005⨯250+12=24. 5d 100
lg
2λx 2f
πD 2f x B
D f =
1. 22524. 5=1.225; 2λx 2
=10 f
220πD f x B
∴
2λx 2f
πx B ⋅101. 225
=
2⨯2. 36⨯2002
=2. 8(m m ) 1. 225
3. 14⨯450⨯10
答:此缺陷的当量平底孔直径为φ2.8mm 。
例13,用2.5P20Z 探头检测400mm 厚的钢锻件,钢中 CL=5900m/s,衰减系数α=0.005dB/mm,检测灵敏度为400mm 处Φ4为0dB 。检测中在250mm 处发现一缺陷,其波高比基准波高20dB ,求250mm 处φ4当量的dB 值。并试根据JB/T4730.3—2005标准评定该锻件的质量级别。
解:⑴ 条件判别
22
λ=C =5. 9⨯10=2. 36(m m ) N =D s /4λ=20/(4⨯2. 36) =42. 4; 6
6
f 2. 5⨯10
3N =3⨯42. 4=127<250mm ∴符合当量计算的条件。
P f 1P f 2
x 2
+2a (x 2-x 1) x 1
⑵ 求250mm 处φ4当量的dB 值 ∆
12
=20lg =40lg
=40lg 400+2⨯0. 005⨯(400-250) =9. 5(dB )
250
⑶ 求该缺陷的当量并评级 缺陷当量:φ4+(20-9.5)dB =φ4+10.5dB 缺陷评级:该锻件评为Ⅲ级。
例14:用β=40º的探头检测T=30mm的对接焊缝,仪器接声程1:1调节扫描速度,检测中在示波屏水平刻度60处出现一缺陷波,求此缺陷在焊缝中的位置? 解:由已知得一、二次波的声程为:x 1=T/cos β=30/cos 40=39.2 x 2=2x 1=2×39.2=78.4
39.2<(x f =60)<78.4 因此此缺陷是二次波发现的,所以有
l f =n τf sin β=1×60×sin 400≈38.6(mm) d f =2T -n τf cos β=2×30-cos 400≈14(mm)
答:此缺陷的水平距离为38.6mm ,深度为14mm 。
例15:用K 2探头检测T=15mm的对接焊缝,仪器按水平1:1调节扫描速度,检测中示波屏上水平刻度50处发现一缺陷波,求此缺陷的位置?
解:由已知可得一、二次波的水平距离为:l 1=KT =2×15=30 l 2
=2l 1=2×2×15=60
30<(l f =50)<60 因此此缺陷是二次波发现的,它的水平距离和深度分别为
l f =n τf
=1×50=50(mm ) d f
=2T -
l f K
=2×15-50/2=5(mm )
答:水平距离为50mm ,深度为5mm 。
例16:用K 2探头检测T=40mm的焊缝,仪器按深度1:1调节扫描速度,检测中在示波屏水平刻度30和60处各出现一个缺陷波,求这个缺陷的位置?
解:由已知条件可知:一、二次波的位置分别为:
d 1=nT =1⨯40=40 d 2=2h 1=2⨯40=80 因此,
τf 1=30<40,为一次波发现的 40<(τf 2=60)<80,为二次波发现的
d f 1=n τf 1=1×30=30(mm ) l f 1=Kh f 1=Kn τf 1=2×1×30=60(mm )
30处缺陷的深度和水平距离分别为:
60处缺陷的深度和水平距离分别为:
d f =2T -n τf =2×40-1×60=20(mm ) l f =Kn τf =2×1×60=120(mm )
答:30处缺陷水平距离为60mm ,深度为30mm 。60处缺陷水平距离为120mm ,深度为20mm 。
例17:水侵聚焦检测φ60mm*8mm小径管,声透镜曲率半径r '=36mm,求偏心距x 和水层厚度H 。 解:偏心距x :R=60/2=30mm r=30-8=22mm
=
0. 251R +0. 458r =(0.258×30+0.458×22)/2=8.8mm
2
焦距F: F=2.2 r'=2.2×36=79.2mm 水层厚度:
H =F -R 2-X 2
=79.2-
302-8.82
=50.5mm
答:偏心距为8.8mm 和水层厚度为50.5mm