脉冲反射法超声检测通用技术演示文稿

脉冲反射法超声检测通用技术演示文稿1当前第1页\共有73页\编于星期四\9点（优选）脉冲反射法超声检测通用技术当前第2页\共有73页\编于星期四\9点36.4纵波直探头检测技术

检测设备的调整缺陷的评定

Xi'anPolytechnicUniversity当前第3页\共有73页\编于星期四\9点41.扫描速度的调节一、检测设备的调节调整的目的使时基线显示的范围足以包含需要检测的深度范围；使时基线刻度与在材料中声波传播的距离成一定比例，以便准确测定缺陷的深度位置。调整的内容时基比例调整：调整仪器示波屏上时基线的水平刻度值τ与实际声程x（单程）的比例关系，即

τ:x=1:n。零位调节：扫描速度确定后，还需采用延迟旋钮，将声程零位设置在所选定的水平刻线上，一般放在时基线的零点。Xi'anPolytechnicUniversity当前第4页\共有73页\编于星期四\9点5例：检测厚度为400mm的锻件时应如何调节扫描速度？检测仪示波屏上的满刻度为100格，利用ⅡW试块的100mm可按1:4调节。调节方法：将探头对准试块上厚度为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和B4分别对准水平刻度50和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。Xi'anPolytechnicUniversity当前第5页\共有73页\编于星期四\9点6

工件底波调整法(适用于厚度x≥3N工件)2.检测灵敏度的调整

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。调整灵敏度的目的在于发现规定大小的缺陷，并对缺陷定量。

试块调整法(可用于厚度x<3N工件)调整方法：Xi'anPolytechnicUniversity当前第6页\共有73页\编于星期四\9点7

工件底波调整法(适用于厚度x≥3N工件)原理：根据工件底面回波与同深度的人工缺陷（平底孔）回波分贝差为定值的原理进行的。

Xi'anPolytechnicUniversity当前第7页\共有73页\编于星期四\9点81)

计算：利用理论计算公式算出400mm处大平底与φ2平底孔回波分贝差为：2)调整：将探头对准400mm大平底，调节仪器增益旋钮使第一次底波B1达基准波高（如满刻度的80%）；然后调节增益旋钮使幅度提高44dB。至此φ2mm灵敏度调好，即400mm处φ2mm平底孔回波正好达基准波高。

例：用2.5P20Z测厚度x=400mm的饼形钢制工件，钢中cL=5900m/s,检测灵敏度为400mm、φ2mm平底孔。Xi'anPolytechnicUniversity当前第8页\共有73页\编于星期四\9点9

试块调整法(可用于厚度x<3N工件)原理：根据工件的厚度和对灵敏度的要求选择试块，将探头对准试块上人工反射体，调整仪器上的有关灵敏度旋钮，使示波屏上人工反射体的最高反射回波达到基准高度。Xi'anPolytechnicUniversity当前第9页\共有73页\编于星期四\9点10Xi'anPolytechnicUniversity

例：检测厚度为100mm的锻件，检测灵敏度要求是：不允许存在φ2mm平底孔当量大小的缺陷，传输修正值为3dB。调整方法：选用CS-2标准试块，该试块中有一位于100mm深度的φ2mm平底孔。将探头对准φ2mm平底孔，仪器保留一定的衰减余量，将抑制旋钮调整至“0”，调增益旋钮使φ2mm平底孔得最高回波达80%高。完成上述调整后，再用增益旋钮将幅度显示提高3dB，以进行传输修正。传输修正：当工件表面状态和材质与对比试块存在一定差异时采取的一种补偿措施。当前第10页\共有73页\编于星期四\9点113.传输修正值的测定(1)

试块厚度与工件的厚度相同时试块上:调节仪器的时基线和增益，使荧光屏上一次底波B1达到基准高度并记录此时衰减器读数V1；工件上:调节衰减器旋钮使工件的一次底波B2达到基准高度并记录此时衰减器读数V2；说明：当B2高于B1时，∆dB为负值，表示工件的表面损失和材质衰减小于试块；反之，∆dB为正值，表示工件的表面损失和材质衰减大于试块。

传输修正值为：∆

dB

=V2-V1（增益型）Xi'anPolytechnicUniversity当前第11页\共有73页\编于星期四\9点12(2)

试块厚度与工件的厚度不同时按同厚度试块测定步骤，测得∆dB为值；

计算试块与工件的声程不同引起的底波高度的分贝差V3；说明：试块厚度大于工件厚度时，V3为负值；试块厚度小于工件厚度时，V3为正值。

传输修正值为：∆dB+V3。Xi'anPolytechnicUniversity当前第12页\共有73页\编于星期四\9点134.工件材质衰减系数的测定(1)x<3N时：Xi'anPolytechnicUniversity当前第13页\共有73页\编于星期四\9点14(2)x≥3N时Xi'anPolytechnicUniversity当前第14页\共有73页\编于星期四\9点151.确定缺陷的位置二、缺陷的评定

缺陷平面位置的确定

缺陷埋藏深度的确定Xi'anPolytechnicUniversity当前第15页\共有73页\编于星期四\9点16

缺陷平面位置的确定Xi'anPolytechnicUniversity示波屏试件探头BT0τBxBxFFτF0xF=nτFxB=nτB→回波最大时探头正下方当前第16页\共有73页\编于星期四\9点17

缺陷埋藏深度的确定→时基比例法

→图像比较法Xi'anPolytechnicUniversity(1)时基比例法用纵波直探头进行直接接触法检测时，如果超声检测仪的时基线是按1:n的比例调节的，观察到缺陷回波前沿所对的水平刻度值为τf，则缺陷至探头的距离xf为:xf=nτf

例：用纵波直探头检测，时基线比例为1:2，在水平刻度50处有一缺陷回波，则缺陷到探头的距离为:当前第17页\共有73页\编于星期四\9点18(2)图像比较法若工件长为L，缺陷波和底波距发射波分别为xF和xB，那么，缺陷距探测面为：Xi'anPolytechnicUniversity当前第18页\共有73页\编于星期四\9点192.缺陷尺寸的评定

回波高度法

当量评定法

测长法Xi'anPolytechnicUniversity当前第19页\共有73页\编于星期四\9点20(1)回波高度法Xi'anPolytechnicUniversity当前第20页\共有73页\编于星期四\9点21(2)

当量评定法Xi'anPolytechnicUniversity当前第21页\共有73页\编于星期四\9点22

试块比较法是将缺陷波幅直接与对比试块中同声程的人工反射体回波幅度相比较，若两者相等时以该人工反射体尺寸作为缺陷当量。

试块比较法

若人工反射体为φ2mm平底孔时，称缺陷当量尺寸为φ2mm平底孔当量。

若缺陷波高与人工反射体的反射波高不相等，则以人工反射体尺寸和缺陷波幅度高于或低于人工反射体回波幅度的分贝数表示，如φ2mm+3dB平底孔当量，表示缺陷幅度比φ2mm平底孔反射幅度高3dB。Xi'anPolytechnicUniversity当前第22页\共有73页\编于星期四\9点23

当量计算法是根据超声检测中测得的缺陷回波与基准波高（或底波）的分贝差值，利用各种人工反射体反射声压和大平底反射声压之间的理论分贝差值表示缺陷的当量尺寸的方法。

当量计算法Xi'anPolytechnicUniversity当前第23页\共有73页\编于星期四\9点24大平底和平底孔的回波声压分别为：

不同距离的平底孔与大平底回波声压的分贝差值为：若考虑材质衰减引起的声压随距离的变化，则有：

Xi'anPolytechnicUniversity当前第24页\共有73页\编于星期四\9点25

例1：用4P14Z检测厚度x=400mm的钢制工件，钢中cL=5900m/s,材料衰减系数a=0.01dB/mm，发现距离检测面250mm处有一缺陷，此缺陷回波与工件完好区底面回波的分贝差为-16dB，求此缺陷的当量尺寸。当前第25页\共有73页\编于星期四\9点26例2：用2P14Z检测厚度x=350mm的钢制工件，钢中cL=5900m/s，发现距离检测面200mm处有一缺陷，此缺陷回波高比平底孔试块150/φ2回波高度高11dB，求此缺陷的当量平底孔尺寸。当前第26页\共有73页\编于星期四\9点27通用平底孔

AVG曲线AVG曲线法(x≥3N)Xi'anPolytechnicUniversity横坐标表示归一化距离A纵坐标表示相对波高V图中最上面一根直线代表底波高度线以下每一组曲线代表缺陷回波高度图中G表示归一化尺寸作用：(1)

调整检测灵敏度。

(2)确定处缺陷的当量大小。当前第27页\共有73页\编于星期四\9点28

例1：用2.5P14Z探头检测厚度为420mm饼形钢制工件，钢中cl=5900m/s，(1)

利用底波调整φ2平底孔检测灵敏度。(2)检测中在210mm处发现有一缺陷，其回波比底波低26dB，求此处缺陷的当量大小。Xi'anPolytechnicUniversity当前第28页\共有73页\编于星期四\9点29Xi'anPolytechnicUniversitya(20,-22)d(20,-66)当前第29页\共有73页\编于星期四\9点30Xi'anPolytechnicUniversitya(20,-22)b(20,-48)26dBc(10,-48)当前第30页\共有73页\编于星期四\9点31(3)

测长法

原理：当声束整个宽度全部入射到大于声束截面的缺陷上时，缺陷的反射幅度为其最大值，而当声束的一部分离开缺陷时，缺陷反射面积减小，回波幅度降低，完全离开时，就没有缺陷回波了，这样，就可以根据缺陷最大回波高度降低的情况和探头移动的距离来确定缺陷的边缘范围或长度。实际检测时，缺陷的回波高度完全消失的临界位置是难以界定的，所以，按规定的方法测定的缺陷长度称为缺陷的指示长度。测长法分为：Xi'anPolytechnicUniversity当前第31页\共有73页\编于星期四\9点32

相对灵敏度法a.6dB法(半波高度法)半波高度法具体做法是：移动探头找到缺陷的最大反射波(调节增益或衰减使不要达到100%)，然后沿缺陷方向左右移动探头，当缺陷波高降低一半时，探头中心线之间距离就是缺陷的指示长度。6dB法的具体做法是：移动探头找到缺陷的最大反射波后，调节衰减器，使缺陷波高降至基准波高。然后用衰减器将仪器灵敏度提高6dB，沿缺陷方向移动探头，当缺陷波高降至基准高度时，探头中心线之间距离就是缺陷的指示长度。Xi'anPolytechnicUniversity当前第32页\共有73页\编于星期四\9点33b.端点6dB法(半波高度法)

当扫查过程中缺陷反射波有多个高点时，测长采用端点6dB法。端点6dB法的具体做法是：移动探头，当发现缺陷后，探头沿着缺陷方向左右移动，找到缺陷两端的最大反射波，分别以这两个端点反射波高为基准，继续向左、向右移动探头，当端点反射波高降低一半（即6dB）时，探头中心线之间的距离即为缺陷的指示长度。Xi'anPolytechnicUniversity当前第33页\共有73页\编于星期四\9点34

绝对灵敏度法

绝对灵敏度测长法是在仪器灵敏度一定的条件下，探头沿缺陷长度方向平行移动，当缺陷波高降到规定位置时，将此时探头移动的距离作为缺陷的指示长度。Xi'anPolytechnicUniversity当前第34页\共有73页\编于星期四\9点35

端点峰值法

探头在测长扫查过程中，如发现缺陷反射波值起伏变化，有多个高点时，则可以将缺陷两端反射波极大值之间探头的距离作为缺陷指示长度，这种方法称为端点峰值法。Xi'anPolytechnicUniversity当前第35页\共有73页\编于星期四\9点36小结：纵波直探头检测工艺流程：1、仪器、探头的选择及检测工件的准备；2、时基线的调整（扫描速度和零位调节）；3、检测灵敏度调整（试块法和工件底波法）；4、传输修正值的测定；5、工件材质衰减系数的测定；6、评定缺陷：（定位：平面位置和埋藏深度）（定量：回波高度法、当量评定法和测长法）。Xi'anPolytechnicUniversity当前第36页\共有73页\编于星期四\9点376.5横波斜探头检测技术

检测设备的调整缺陷的评定Xi'anPolytechnicUniversity当前第37页\共有73页\编于星期四\9点3835º~60º(K=0.7~1.73)

60º~76º(K=1.73~3.73)

75º~80º(K=3.73~5.67)

1.探头入射点和折射角的测定一、检测设备的调节

利用ⅡW试块或CSK-IA试块上测定。Xi'anPolytechnicUniversity当前第38页\共有73页\编于星期四\9点392.扫描速度的调节

声程调节法水平调节法深度调节法Xi'anPolytechnicUniversity当前第39页\共有73页\编于星期四\9点40(1)声程调节法

声程调节法是示波屏上的水平刻度值与横波声程x成比例。Xi'anPolytechnicUniversity当前第40页\共有73页\编于星期四\9点41ⅡW试块Xi'anPolytechnicUniversity当前第41页\共有73页\编于星期四\9点42调整方法：将横波探头直接对准R50和R100圆弧面，使回波B1(R50)对准50，B2(R100)对准100，于是横波扫描速度1:1和“0”点同时调好校准。TB1B2100050CSK-ІA试块Xi'anPolytechnicUniversity当前第42页\共有73页\编于星期四\9点43ⅡW2试块

半圆试块调整方法：探头对准R25圆弧面，调节仪器使B1、B2分别对准水平刻度25、100即可。调整方法：探头对准R50圆弧面，调节仪器使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。Xi'anPolytechnicUniversity当前第43页\共有73页\编于星期四\9点44(2)水平调节法和深度调节法

水平调节法是示波屏上的水平刻度值与反射体的水平距离l成比例。

深度调节法是示波屏上的水平刻度值与反射体的深度d成比例。Xi'anPolytechnicUniversity当前第44页\共有73页\编于星期四\9点45

利用CSK-ⅠA试块，利用R50和R100圆弧Xi'anPolytechnicUniversity调整方法：将探头对准R50圆弧，调节仪器使B1、B2分别对准水平刻度35、70，则扫描速度为1:1。当前第45页\共有73页\编于星期四\9点46

利用R50半圆试块Xi'anPolytechnicUniversity调整方法：将探头对准R50圆弧，调节仪器使B1、B2分别对准水平刻度0、70，然后调“脉冲移位”使B1对准35即可。当前第46页\共有73页\编于星期四\9点47

利用CSK-ⅢA短横孔试块lXi'anPolytechnicUniversity当前第47页\共有73页\编于星期四\9点48三.距离-波幅曲线的制作和灵敏度调整1.距离-波幅曲线

距离-波幅曲线是描述某一特定反射体回波高度随距离变化关系的曲线。由评定线、定量线和判废线组成，分三个区。

可在CSK-ⅡA

、CSK-ⅢA

或CSK-ⅣA

试块上制作。

可进行灵敏度的调整和缺陷当量尺寸的评定。Xi'anPolytechnicUniversity当前第48页\共有73页\编于星期四\9点492.不同壁厚的距离-波幅曲线灵敏度选择CSK-ⅡA试块Xi'anPolytechnicUniversity当前第49页\共有73页\编于星期四\9点50CSK-ⅡA试块CSK-ⅢA试块Xi'anPolytechnicUniversity当前第50页\共有73页\编于星期四\9点51Xi'anPolytechnicUniversity当前第51页\共有73页\编于星期四\9点52Xi'anPolytechnicUniversity当前第52页\共有73页\编于星期四\9点533.距离-波幅曲线的绘制方法及其应用

距离-dB曲线面板曲线Xi'anPolytechnicUniversity当前第53页\共有73页\编于星期四\9点54(1)

距离-dB曲线的绘制（例：板厚T=30mm

。）

→测定探头入射点和K值，并根据板厚调节扫描速度(1:1)。

→测定CSK-ⅢA试块不同距离处横孔的dB值并填入表格。Xi'anPolytechnicUniversity当前第54页\共有73页\编于星期四\9点55→

利用表中数据，以孔深为横坐标，以dB值为纵坐标绘图。Xi'anPolytechnicUniversity当前第55页\共有73页\编于星期四\9点56

2)调整检测灵敏度：标准要求焊接检测灵敏度不低于评定线。

距离-dB曲线的应用

1)了解反射体波高与距离之间的对应关系。

调节方法：本例中T=30mm，评定线为φ1×6-9dB，二次波检测最大深度为60mm。由表中数据可得，扫查灵敏度为29dB，将衰减器调到29dB即可。Xi'anPolytechnicUniversity当前第56页\共有73页\编于星期四\9点573)比较缺陷大小。

比较方法：如检测中发现两缺陷，缺陷1：df1=30mm，波高为45dB；缺陷2：df2=50mm，波高为40dB。

缺陷1的当量为φ1×6+45-47=φ1×6-2dB，缺陷2的当量为φ1×6+40-41=φ1×6-1dB，由此可得缺陷1小于缺陷2。Xi'anPolytechnicUniversity当前第57页\共有73页\编于星期四\9点584)确定缺陷所处的区域。

比较方法：如检测中发现两缺陷，缺陷1：df1=20mm，波高为45dB；缺陷2：df2=60mm，波高为40dB。缺陷1的波高为45dB<47dB，在定量线以下，即在Ⅰ区。缺陷2的当量为35dB<40dB<43dB，在定量线以上判废线以下，即在Ⅱ区。Xi'anPolytechnicUniversity当前第58页\共有73页\编于星期四\9点59(2)

面板曲线的绘制→测定探头入射点和K值，并根据板厚调节扫描速度(1:1)。→探头对准CSK-ⅢA试块上深为10mm处φ1×6横孔找到回波，调至满幅的100%，在面板上标记波峰对应的点①，并记下此时的dB值N。→

固定增益旋钮和衰减器，分别检测深度为20、30、40、50、60mm的φ1×6横孔找到回波，在面板上标记相应的波峰对应的点②、③、④、⑤、⑥，然后连点成线，得到一条φ1×6

参考曲线，即面板曲线。Xi'anPolytechnicUniversity当前第59页\共有73页\编于星期四\9点60

面板曲线的应用

1)调整灵敏度：若工件厚度在15～46mm范围内，评定线为φ1×6-9dB，只要在N(如30dB)的基础上降低9dB，即衰减器读数为21dB，此时灵敏度调好。Xi'anPolytechnicUniversity当前第60页\共有73页\编于星期四\9点612)确定缺陷所处区域：检测时若缺陷回波低于参考线，则说明缺陷波低于评定线，可以不考虑。若缺陷波高于参考线，则用衰减器将缺陷波调至参考线，根据衰减的dB值求出缺陷的当量和区域。例如：+4dB，则缺陷当量为φ1×6-9+4=φ1×6-5dB，在Ⅰ区。+8dB，则缺陷当量为φ1×6-9+8=φ1×6-1dB，在Ⅱ区。+16dB，则缺陷当量为φ1×6-9+16=φ1×6+7dB，在Ⅲ区。Xi'anPolytechnicUniversity当前第61页\共有73页\编于星期四\9点62四.传输修正值的测定和补偿1.单探头法测定（采用和工件相同厚度的试块）试块上：移动探头使试块棱角A处的反射波B1达到最高，并调节衰减器旋钮，使其达到基准高度，记下此时的衰减器读数V1。工件上：移动探头使工件A处的反射波B2达到最高。调节衰减器旋钮，使其达到基准高度，记下此时的衰减器读数V2。Xi'anPolytechnicUniversity当前第62页\共有73页\编于星期四\9点63计算传输修正值：∆

dB

=V2-V1（增益型）。说明：∆

dB为正值，表示工件的表面损失大于试块，调整灵敏度时应提高增益；∆

dB为负值，表示工件的表面损失小于试块，调整灵敏度时应降低增益。Xi'anPolytechnicUniversity当前第63页\共有73页\编于星期四\9点642.双探头法测定(1)工件与试块的厚度相同：

依次测出在试块和工件上底面回波达到基准波高时衰减器的读数V1和V2。传输修正值：

∆

dB

=V2-V1（增益型）

Xi'anPolytechnicUniversity当前第64页\共有73页\编于星期四\9点65(2)工件厚度小于试块厚度：工件上：将接收探头置于1P处,记下反射波R1的波高和位置，以及衰减器的读数V2；将接收探头置于2P处---记下反射波R2的波高和位置；试块上：将接收探头置于1P处，找到反射波R，将R调到R1和R2的连线上，记下此时衰减器的读数V1；传输修正值：∆

dB

=V2-V1（增益