超声检测第20讲-纵波直探头检测技术

1、纵波直探头检测技术一、检测设备的调整主要是对仪器进行扫描速度调整和检测灵敏度调整，以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小。 调整的目的:一是使时基线显示的范围足以包含需检测的深度范围；二是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置。调整的内容，一是调整仪器示波屏上时基线的水平刻度值r与实际声程x(单程)的比例关系，即：x=1 :n称为扫描速度或时基扫描线比例。它类似于地图比例尺，如扫描速度1：2表示仪器示波屏上水平刻度1 mm表示实际声程2 mm。通常扫描速度的调整是根据所需扫描声程范围确定的。二是扫描速度确定后，还需采用延迟旋钮，将声

2、程零位设置在所选定的水平刻度线上，称为零位调节。通常接触法中，声程零位放在时基线的零点，时基线的读数直接对应反射回波的深度。调节的一般方法是根据检测范围，利用已知尺寸的试块或工件上的两次不同反射波，通过调节仪器上的扫描范围和延迟旋钮，使两个信号的前沿分别位于相应的水平刻度值处。不能利用始波和一个反射波来调节，因为始波与反射波之间的时间包括超声波通过保护膜、耦合剂的时间，始波起始点不等于工件中的距离零点，这样扫描速度误差大。用来调节的两个已知声程的信号可以是同材料的试块中的人工反射体信号，也可是工件本身己知厚度的平行面的反射信号。需注意的是，调节扫描速度用的试块应与被检工件具有相同的声速，否则调

3、定的比例与实际不符。例如，检测厚度为400 mm的锻件，应如何调节扫描速度?检测仪示波屏满刻度为100格，扫描速度可考虑调节为1:4。如图1所示，采用W试块，将探头对准试块上厚为100mm的底面，重复调节仪器上深度微调旋钮和延迟旋钮，使底波B2、 B4分别对准水平刻度50、100，这时扫描线水平刻度值与实际声程的比例正好为1：4，同时实现了声程零位和时基线零位的重合。图1纵波直探头扫描速度的调节 检测灵敏度是指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求或有关标准确定，可通过调节仪器上的增益、衰减器、发射强度等灵敏度旋钮来实现。 调整检测灵敏度的目的在于发现工件中规定大小的缺

4、陷，并对缺陷定量。检测灵敏度太高或太低都对检测不利。灵敏度太高，示波屏上杂波多，缺陷判断困难。灵敏度太低，容易发生漏检。调整检测灵敏度的常用方法有试块调整法和工件底波调整法两种。（1） 试块调整法对于工件厚度 x<3N 或不能获得底波时，采用试块调整法较为适宜，因为 x<3N 时不符合计算法的适用条件，而且幅度随距离的变化不是单调的。（2） 工件底波调整法利用试块调整灵敏度，操作简单方便，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。同时还要考虑工件与试块因祝合和衰减不同进行补偿。 如果利用工件底波来调整检测灵敏度，那么既不要加工任何试块，又不需要进行传输修正。当被检部位

5、的厚度X3N，利用工件底波调整检测灵敏度是根据工件底面回波与同深度的人工缺陷(如平底孔)回波分贝差为定值的原理进行的，这个定值可以由理论公式计算出来。 同距离的大平底与平底孔回波dB 差: 传输修正是在利用试块调节灵敏度时，当工件的表面状态和材质衰减与对比试块存在一定差异时采取的一种补偿措施。测定两者差异的分贝数，即传输修正值，则可以在调节灵敏度时利用衰减(或增益)旋钮进行补偿。测定的方法均是通过试块的底波与工件底波进行比较，取其比较的分贝差。(1)试块与工件的厚度相同时的测定方法试块与工件的厚度相同时的测定方法在试块对比法调节灵敏度时，应尽量采用成套试块中厚度与工件厚度相同的试块测定传输修正

6、值。若是阶梯形试块，则应选择试块上与工件厚度相同的部分进行测定。(2)试块与工件的厚度不同时的测定方法二、扫查将一个探头放到工件上，其所产生的声束范围是它可以检测到的部分。扫查就是移动探头使声束覆盖到工件上需检测的所有体积的过程。因此，扫查的方式，包括探头移动方式、扫查速度、扫查间距等就是为保证扫查的完整而做出的具体规定。另外，为了保证缺陷的检出，防止因耦合不稳使缺陷显示幅度低而漏检，扫查时还常将调整好的仪器灵敏度再增益4-6dB，作为扫查灵敏度。但为避免噪声过高和近表面盲区增大，扫查灵敏度也不可任意增高。（1）扫查方式：扫查方式按探头移动方向、移动轨迹来描述。纵波直探头检测的扫查方式一方面要

7、考虑声束覆盖范围，另一方面，还要根据受检工件的形状、缺陷的可能取向和延伸方向，尽量使缺陷能够重复显现，并使动态波形容易判别。根据工件的使用要求不同，有时要求对工件全部体积进行扫查，即探头在整个检测面上沿一定的方向移动，移动时相邻的间距需保证声束有一定重叠量，称为全面扫查；有时，则可以间隔较大的间距进行扫查，或只扫查工件的某些部位，称为局部扫查。用双晶探头检测时，需要考虑扫查方向与隔声层方向平行或垂直进行。为了增加缺陷显现次数和反射幅度，检测细长形缺陷时，应使探头隔声层与缺陷主延伸方向平行，探头垂直于缺陷主延伸方向移动。 测定缺陷纵向长度时。探头隔声层应与缺陷主延伸方向垂直放置，并沿缺陷的纵向移

8、动。对于体积大、形状复杂的工件，还可以将工件分成几个部分(区)，分别进行扫查，称为分区扫查。 对于不同形状工件，有不同的扫查方式，如:对于圆盘形工件，多沿圆周方向在平表面进行扫查，沿径向等间隔前进;对于大型轴类，则常在外圆周作螺旋线扫查。 轴、管类件的螺旋线扫查在自动检测系统中有不同的设计，一种是工件不动，探头在外圆表面上按螺旋线轨迹移动;另一种是探头不动，工件在旋转的同时作轴向直线进给运动;第三种是探头沿工件轴向作直线进给运动，同时，工件作旋转运动;或者是探头作旋转周向运动，工件作直线进给运动。(2)扫查速度：扫查速度指的是探头在检测面上移动的相对速度。扫查速度应适当，在目视观察时应能保证缺陷回波能清楚地看到，在自动记录时，则要保证记录装置能有明确的记录。按照NB/T47013.3-2015中的规定，探头的扫查速度一般不应超过150mm/s,当采用自动报誉装置扫查时。扫查速度应通过对比试验进行确定。(3)扫查间距：扫查间距扫查间距指的是相邻扫查线