超声波探伤中的当量计算
无损检测超声检测公式汇总
超声检测公式1、周期与频率得关系,二者互为倒数:T=1/f2、波速、波长与频率得关系:C=或λ=3。
CL ∶Cs∶CR≈1、8∶1∶0。
94。
声压: P=P1-P帕斯卡(Pa)微帕斯卡(μPa)1Pa=1N/m21Pa=106μP6、声阻抗:Z=p/u=cu/u=c 单位为克/厘米2·秒(g/cm2·s)或千克/米2·秒(kg/m2·s)7、声强;I=Zu2= 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)。
△=lgI2/I1(BeL)9.声强级即分贝(dB) △=10lgI2/I1=20lgP2/P1(dB)10。
仪器示波屏上得波高与回波声压成正比:△20lgP2/P1=20lgH2/H1(dB)11。
声压反射率、透射率: r=Pr/P0 =Pt / P0 = =Z1—第一种介质得声阻抗; Z2-第二种介质得声阻抗12、声强反射率: R= 声强透射率:TT+R=1 -=113。
声压往复透射率;T往=14.纵波斜入射: ====CL1、CS1—第一介质中得纵波、横波波速; CL2、CS2—第二介质中得纵波、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= 第二临界角α:βS=90°时αⅡ=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==33.2°当αS≥33、2°时,钢中横波全反射、有机玻璃横波入射角αS(等于横波探头得折射角βS)=35°~55°,即K=tgβS=0、7~1.43时,检测灵敏度最高。
超声波探伤不确定度的评定
求》 标准中明确规定对校准实验室和进行自校准的 检测室均应具有并应用评定测量不确定度的程序 ,
收稿日期 :2004206223
1
n- 1
∑( x
i
- x)
2
= 0 . 52 mm
则其测量不确定度为
2005 年 第 27 卷 第 2 期
65
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1. 2. 1 仪器荧光屏读数引入的不确定度
则 uB =
0. 83 %
uB1 + uB2 + uB3 + uB4 =
2
2
2
2
0. 005 82 + 0. 005 82 + 0. 000 052 + 0. 001 452 = 1. 3 超声波探伤时声程的合成不确定度
声程读数误差为每 100 mm 约 ± 1 mm ,按均匀 分布 ,置信因子 K 取 3 , 误差区间半宽度 1 mm , 其 不确定度为 u = 1/ 3 = 0. 58 mm 。 则由声程读数误差引起的相对不确定度为
测量不确定度从词义上理解 , 意味着对测量结 果可信性 、 有效性的怀疑程度或不肯定程度 。由于 被测量定义的不完善和人们对其认识的不足以及对 测量过程控制的不完善 , 均会产生测量结果的不确 定度 。测量不确定度的定义是 : 表征合理地赋予被 测量之值的分散性 , 与测量结果相联系的参数 。传 统的误差评定 ,由于概念和数据处理方法的不一致 , 使测量结果缺乏可比性 。因此 , 国际标准化组织 ( ISO ) 等七个国际组织 1993 年联合发布了 《测量不 确定度表示指南》 。在我国采用国际通用方法对测 量不确定度进行评定和表示 , 不仅是学科间交流的 需 要 , 也 是 全 球 市 场 经 济 发 展 的 需 要 [ 1 ,2 ] 。
锻件与铸件超声波探伤详细教程(附实例解析)讲解
第六章锻件与铸件超声波探伤第六章锻件与铸件超声波探伤锻件和铸件是各种机械设备及锅炉压力容器的重要毛坯件。
它们在生产加工过程中常会产生一些缺陷,影响设备的安全使用。
一些标准规定对某些锻件和铸件必须进行超声波探伤。
由于铸件晶粒粗大、透声性差,信噪比低,探伤困难大,因此本章重点计论锻件探伤问题,对铸件探伤只做简单介绍。
第一节锻件超声波探伤一、锻件加工及常见缺陷锻件是由热态钢锭经锻压变形而成。
锻压过程包括加热、形变和冷却。
锻件的方式大致分为镦粗、拔长和滚压。
镦粗是锻压力施加于坯料的两端,形变发生在横截面上。
拔长是锻压力施加于坯料的外圆,形变发生在长度方向。
滚压是先镦粗坯料,然后冲孔再插入芯棒并在外圆施加锻压力。
滚压既有纵向形变,又有横向形变。
其中镦粗主要用于饼类锻件。
拔长主要用于轴类锻件,而简类锻件一般先镦粗,后冲孔,再镦压。
为了改善锻件的绍织性能,锻后还要进行正火、退火或调质等热处理。
锻件缺陷可分为铸造缺陷、锻造缺陷和热处理缺陷。
铸造缺陷主要有:缩孔残余、疏松、夹杂、裂纹等。
锻造缺陷主要有:折叠、白点、裂纹等。
热处理缺陷主要有:裂纹等。
缩孔残余是铸锭中的缩孔在锻造时切头量不足残留下来的,多见于锻件的端部。
疏松是钢锭在凝固收缩时形成的不致密和孔穴,锻造时因锻造比不足而末全焊合,主要存在于钢锭中心及头部。
夹杂有内在夹杂、外来菲金属夹杂栩金属夹杂。
内在夹杂主要集中于钢锭中心及头部。
裂纹有铸造裂纹、锻造裂纹和热处理裂纹等。
奥氏体钢轴心晶间裂纹就是铸造引起的裂纹。
锻造和热处理不当,会在锻件表面或心部形成裂纹。
白点是锻件含氢最较高,锻后冷却过快,钢中溶解的氢来不及逸出,造成应力过大引起的开裂,白点主要集中于锻件大截面中心。
合金总量超过3.5~4.0%和Cr、Ni、Mn的合金钢大型锻件容易产生白点。
白点在钢中总是成群出现。
二、探伤方法概述按探伤时间分类,锻件探伤可分为原材料探伤和制造过程中的探伤,产品检验及在役检验。
●锻件超声波检测时经验计算调整值
超声波检测锻件、轧辊(底面与探测面须平行或大的实心圆柱体)时经验计算调整值不同深度Ф2当量灵敏度增益分贝值 dBx/mm 40 50 60 70 80 90 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 △B/Ф223.5 25.5 27.0 28.4 29.5 30.5 31.5 35.0 37.5 39.5 41.0 42.4 43.5 44.6 45.5 46.3 47.1 47.8 x/mm 700 800 900 1000 1100 1200△Ф248.4 49.6 50.6 51.5 52.3 53.1注:x——平底孔至波源的距离;△B/Ф2=20lg x-8.5(不同深度Φ2当量灵敏度的增益分贝值)缺陷Фx在x1处时与最大声程时Ф2的分贝差 dB注:x1——缺陷Фx的声程;n——缺陷Фx在超声波探伤仪示波屏上的刻度值;△Ф——不同距离处的平底孔Фx的大小Фx——在超声波探伤仪示波屏不同刻度上所显示的缺陷;△Фx=40lg(Фx x2/Ф2x1)=40lg(10Фx/nФ2)实用AVG曲线及缺陷当量定量表操作步骤及举例说明1. 调节探伤灵敏度(1)根据探件大小,确定好探测范围;(2)置探头于工件探测面上,找到工件完好部位的大平底回波(底面与探测面须平行)或大实心圆柱体底波,将其调到一定高度;(3)查曲线即得到所对应长度的分贝值,再增益其分贝值,即得所对应的Ф2当量灵敏度。
另外可查表得到其他灵敏度。
2 .确定缺陷当量(1)找出缺陷回波的最高峰,增加仪器分贝值使之处于所定的某一高度,则仪器分贝增加值已知;(2)根据此缺陷波所处的位置及分贝增加值,查表可得缺陷的当量大小。
举例:一检件规格为Φ120×1000.距离600处有一缺陷,现有PXUT-320C一台,2.5P20Z探头一个,以此条件检测此检件并确定缺陷的当量大小。
1.在试块上测好零点并保存。
锻件超声波探伤方法简介
核电锻件 核电分为压水堆和沸水堆两类。核电站主要的大锻件 可分为压力壳和堆内构件两大类。压力壳含:筒体法兰、 管嘴段、管嘴、上部筒体、下部筒体、筒体过渡段、螺栓 等。堆内构件是在高温、高压、强中子幅照、硼酸水腐蚀、 冲刷和水力振动等严峻条件下工作的,所以要选用18-8奥 氏不锈钢来制作。 火电锻件 火力发电设备中有四大关键锻件,即汽轮发电机的转 子和护环,以及汽轮机中的叶轮与汽轮机转子。 水电锻件 水力发电站设备中的重要锻件有水轮机大轴、水轮发 电机大轴、镜板、推力头等。
锻件超声波探伤方法简介
锻件简介
锻压
锻造和板料冲压总称为锻压。锻压是对金属坯料施加一外力,
使之产生塑性变形,从而获得具有一定尺寸、形状和内部组 织的毛坯或零件的一种压力加工方法。
锻造能消除金属铸锭中的一些铸造缺陷,使其内部晶粒细化, 组织致密,力学性能显著提高。所以重要的机器零件和工具 部件,如车床主轴、高速齿轮、曲轴、连杆、锻模、和刀杆 等大都采用锻造制坯。
轴类锻件的锻造工艺主要以拔长为主,因而
大部分缺陷的取向与轴线平行,此类缺陷的 探测以纵波直探头从径向探测效果最佳,考 虑到会有其他的分布及取向,因此轴类锻件 探伤,还应辅以直探头轴向和斜探头周向探 测及轴向探测。
1、轴类锻件直探头径向和轴向探伤:
如图所示:
轴类锻件周向探伤
轴类锻件轴向探伤
石油化工锻件
锻件在石油化工设备中有着广泛的应 用。如球形储罐的人孔、法兰,换热器所 需的各种管板、对焊法兰催化裂化反应器 的整锻筒体(压力容器),加氢反应器所 用的筒节,化肥设备所需的顶盖、底盖、 封头等均是锻件。 矿山锻件 按设备重量计算,矿山设备中锻件的 比重为12-24%。矿山设备有:采掘设备、 卷扬设备、破碎设备、研磨设备、洗选设 备、烧结设备。
超声波探伤常用计算公式
精心整理一、1、示波屏上的波高与声压成正比。
既:△=20lgP2/P1=20lgH2/H1(1NP=8.68dB1dB=0.115NP)2、声压反射率r和投射率t分别为:34567二1、近场区长度:N=D2S /4λ=R2S/λ=FS/πλ=FS?/Cλ2、圆盘源辐射的纵波声场的第一零值发散角;θ0=arcsin1.22λ/Ds≈70λ/Ds3、波束未扩散区与扩散区:b=1.64N4、矩形波源的近场区长度N=Fs/πλ,未扩散区b=1.64N,半扩散角θ0=arcsinλ/2a≈57λ/2a,5、近场区在两种介质中的分布;公式N=D2S/4λ只适用均匀介质。
在水、钢两种介质中,当水层厚度较小时,进场区就会分布在水、钢两种介质中,设水层厚度为L,则钢中剩余进场区长度N为:N=N2-LC1/C2=D2S/4λ-LC1/C2,612(一3(分别为B=70、C=30、D=15mm)。
4、信噪比;△=20lgH信/H噪。
四1、(1)按声程调节扫描速度时:一次波探伤时(τ∫≤T),缺陷至入射点的声程x∫=nτ∫,则缺陷在工件中的水平距离为:l=x∫sinβ=nτ∫sinβ、深度为:d∫=x∫cosβ=nτ∫cosβ。
二次波探伤T<τ∫∫≤2T时,则缺陷在工件中的水平距离为:l=x∫sinβ=nτ∫sinβ、∫深度为:d=2T-x∫cosβ=2T-nτ∫cosβ。
∫(2)按水平调节扫描速度时:一次波探伤(τ≤T)时,∫2h=[(Kd)2+(r+d)2]0.5-rl=rπθ/180=rπ/180*tg-1Kd/r+d结论:当探头从圆柱曲面内壁作周向探测时,弧长l总比水平距离l值小,但深度h却总比平板工件中的缺陷深度d值大。
(注意,如缺陷深度h大于壁厚,则为焊缝杂波)3、最大探测壁厚;Tm/D≤1/2(1-sinβ)≤1/2(1-K/(1+K2)0.5一般把筒体可探测的内外半径范围定位r/R≥80%4、不同距离处的大平底与平底孔回波分贝差为;△B?=20lgP B/P?=20lg2λχ2?/лD2?χB+2α(χ?-χB)α—材质衰减系数;χ?—探测面至缺陷的距离;χВ—探测面至底面的距离(工件的厚度)不同平底孔、距离的回波分贝差为;5(1(26、S2将位于管子的缺陷波F内(一次波)F外(二次波)之后,这样,有利于对缺陷判别。
超声波探伤常用计算公式
一、1、示波屏上的波高与声压成正比。
既:△=20lgP2/P1=20lgH2/H1(1NP=8.68dB1dB=0.115NP)2、声压反射率r和投射率t分别为:r=Pr /PO=Z2-Z1/Z2+Z1t=Pt/PO=2Z2/Z2+Z13、声强反射率R和投射率T分别为:R=r2=(Z2-Z1/Z2+Z1)2T=4Z1Z/(Z2+Z1)2由以上几式得:t-r=1T+R=14、声压往复透射率T往:探头接收到的回波声压Pa与入射波声压PO之比。
既:T往=Pa/PO=4Z1Z/(Z2+Z1)25、反射、折射定律:sinαL /CL1=sinα1L/CL1=sinα1S/CS1=sinβL/CL2=sinβS/CS26、第一临界角。
αⅠ=arcsinCL1/CL2第二临界角。
αⅡ=arcsinCL1/CS2第三临界角:αⅢ=arcsinCS1/CL17、(1)薄板工件的衰减系数测定:α=(20lgBm/Bn-δ)/2x(n-m)对于多次反射:α=[20lgBm/Bn-δ(n-m)]/2x(n-m)(2)厚板工件的衰减系数测定:α=(20lgB1/B2-6-δ)/2x对于2次波、3次波;α=(20lgB2/B3-3.5-δ)/2x。
对于1次波、3次波;α=(20lgB1/B3-9.5-δ)/4x。
二1、近场区长度:N=D2S /4λ=R2S/λ=FS/πλ=FS?/Cλ2、圆盘源辐射的纵波声场的第一零值发散角;θ=arcsin1.22λ/Ds≈70λ/Ds3、波束未扩散区与扩散区:b=1.64N4、矩形波源的近场区长度N=Fs/πλ,未扩散区b=1.64N,半扩散角θ=arcsinλ/2a≈57λ/2a,5、近场区在两种介质中的分布;公式N=D2S/4λ只适用均匀介质。
在水、钢两种介质中,当水层厚度较小时,进场区就会分布在水、钢两种介质中,设水层厚度为L,则钢中剩余进场区长度N为:N=N2-LC1/C2=D2S/4λ-LC1/C2,6、横波近场区长度;方形N=FS /πλs2*cosβ/cosα圆形N=D2/4λs2*cosβ/cosα横波声场中,第二介质中的近场区长度:N`=N-L2=FS/πλs2*cosβ/cosα-L1tgα/tgβF S-波源面积λs2-介质Ⅱ中横波波L1-入射点至波源的距离L2-入射点至假想波源的距离半扩散角;对于圆片形声源:?0=arcsin1.22λS2/DS=70λS2/DS对于矩形正方形声源:?0=arcsinλS2/2a=57λS2/2a三1、计算垂直线性误差D=(∣d1∣+∣d2∣)%。
超声波检测用公式
超声波检测实用公式一、一般公式1、不同反射体的回波声压比(1)平底孔对大平底:Δ=20lg(πX BΦ2/2λX f2)dB用途:用于以底波方式调整超声波探伤起始灵敏度和评定缺陷的当量大小,式中X B为大平底声程(探测到工件地面的工件厚度);X f为平底孔声程(即缺陷的埋藏深度);Φ为预定探测灵敏度所规定的平底孔直径;λ为所用频率超声波在被检工件材料中的波长。
在按照大声程调整探伤起始灵敏度时,设X B=X f,则公式简化为Δ=20lg(πΦ2/2λX f),即将直探头良好地耦合在探测面上,调整仪器的增益,使工件地面的第一次回波高度达到满屏上的某一刻度(例如50%),然后按公式计算所得到的dB值提高仪器的定量增益。
在探伤过程中发现有缺陷回波高度超过预定的满屏刻度(例如上面预定的50%)时,可根据将该回波高度降到预定刻度所需的ΔdB值和缺陷埋藏深度,按照公式计算出Φ当量值,即缺陷的当量值。
(2)球孔对大平底:Δ=20lg(dX B/2X f2)dB d为当量球孔直径,用途同上。
(3)长横孔对大平底:Δ=10lg(ψX B2/2X f3)dB ψ为当量长横孔直径,用途同上。
(4)短横孔对大平底:Δ=10lg(L2ψX B2/λX f4)dB ψ为当量短横孔直径,L为短横孔长度,用途同上。
(5)平底孔对平底孔:Δ=40lg(Φ1X2/Φ2X1)dB 两个不同声程、不同直径的平底孔回波声压比,用分贝表示。
用途:在探伤中,一般把调整探伤起始灵敏度时设定的一定声程X2和一定直径的平底孔Φ2作为基准,通过缺陷回波与基准回波高度分贝差(由探伤仪定)和缺陷埋藏深度X1计算出缺陷的平底孔当量大小Φ1,注意Δ的正负值所代表的意义是不同的—在以上规定时负值表示缺陷比基准平底孔当量小,反之则大。
(6)球孔对球孔:Δ=20lg(d1X22/d2X12)dB 两个不同直径不同声程的球孔回波声压比,用途同上。
(7)长横孔对长横孔:Δ=10lg(ψ1X23/ψ2X13)dB 两个不同声程不同直径的长横孔回波声压比,用途同上。
超声波探伤作业指导书
超声波探伤作业指导书超声波探伤作业指导书一、适用范围超声检测适用于承压设备原材料和零部件的检测,包括板材、复合板材、碳钢和低合金钢锻件、管材、棒材、奥氏体不锈钢锻件等,也适用于承压设备对接焊接接头、T型焊接接头、角焊缝以及堆焊层等的检测。
二、引用标准本作业指导书引用了XXX第三部分:超声检测和GB/T无损检测术语两个标准。
三、一般要求1、超声检测人员应具备一定的基础知识和探伤经验,并经过有关部门认可的资格考核。
2、探伤仪器应采用A型脉冲反射式超声波探伤仪,频率应在1~5MHz之间,并且在满刻度的75%范围内呈线性显示,垂直线性误差不得超过5%。
仪器的水平线性、分辨力和衰减器的精度等指标应符合JB/T 的规定。
3、探头应符合以下要求:①纵波直探头的晶片直径应在10~30mm之间,工作频率1~5MHz,误差不得超过±10%。
②横波斜探头的晶片面积应在100~400mm²之间,K值一般取1~3.③纵波双晶直探头晶片之间的声绝缘必须良好。
4、仪器系统的性能应符合以下要求:①在达到所探工件的最大检测声程时,其有效灵敏度余量不得小于10dB。
②仪器与探头的组合频率与公称频率误差不得大于±10%。
③仪器与直探头组合的始脉冲宽度(在基准灵敏度下):对于频率为5MHz的探头,宽度不大于10mm;对于频率为2.5MHz的探头,宽度不大于15mm。
④直探头的远场分辨力应不小于30dB,斜探头的远场分辨力应不小于6dB。
⑤仪器与探头的系统性能应按JB/T 9124和JB/T 的规定进行测试。
四、探伤时机及准备工作1、探伤一般应安排在最终热处理后进行。
若因热处理后工件形状不适于超声探伤,也可将探伤安排在热处理前,但热处理后仍应对其进行尽可能完全的探伤。
2、工件在外观检查合格后方可进行超声探伤,所有影响超声探伤的油污及其他附着物应予以清除。
3、探伤面的表面粗糙度Ra应为6.3μm。
五、探伤方法1、为确保检测时超声波声束能扫查到工件的整个被检区域,探头的每次扫查覆盖率应大于探头直径的15%。
超声波探伤检测规范
超声波探伤检测规范一.目的对回转支承产品配套使用的毛坯内部质量进行超声波探伤检测,以确保产品质量。
二.范围所有进厂回转支承毛坯(包括50Mn和42CrMo材料)三.检测标准检验方法依据GB/T 6402-2008≤钢锻件超声检测方法≥的规定进行检验,标准GB/T 6402-2008适用于脉冲反射式超声波检验法对厚度或直径大于100mm 的碳钢及低合金钢一般锻件的超声波检测。
四.检测条件及探伤方法(1)环形毛坯锻件接触法检验时,一般在粗加工完成后,锻件表面粗糙度Ra 值应小于3.2um,表面应平整,无影响声耦合的氧化皮,赃物等附着物,并满足检验要求;(2)在探头与检测面之间,应使用合适的耦合剂;(3)根据锻件加工工艺,环形毛坯主要探测面为外圆百分之百检测,辅助探测为上下端面;(4)扫查方式为手工扫查,探头在检测面的扫查间距,应保证有15%的声束覆盖;(5)扫查速度即探头相对锻件的移动速度,应在150mm/s以下;(6)在毛坯粗加工到要求的表面粗糙度时,从毛坯外圆面及上下端面进行100%的扫查,同时为了避免耦合层厚度的影响,也进行变换探头频率探测,以便检测出缺陷。
a)探头频率选择频率选择:对于毛坯厚度较小时,应选择较大的探头频率以提高其检测分辨力,毛坯厚度较大时,应选择较小的探头频率以提高其穿透能力。
b)检验方案1、对于客户明确要求的毛坯,进行全检。
2、对于三个车间直径较大的毛坯,都进行一定数量的抽检探测,其满足的比例为:3、在实际操作过程中,对发现内部有质量缺陷的毛坯提供的毛坯进行加严检验。
五、合格判定(1)在探伤过程中,对发现有缺陷的毛坯,及时将其缺陷孔当量和缺陷实际位置计算出来,并记录备案,及时将其反馈于部门领导及车间与供应部门。
(2)当缺陷孔当量小于Φ2mm时,按照国标GB/T 6402-2008其毛坯不做废品处理,仍按正常工序加工,但及时对其进行追踪,观察其加工过程中的情况,将其型号、编号,及有关缺陷情况进行记录,以备案。
超声波探伤
1.db在超声探伤中是“增益调节的单位”,也叫“辐射当量”,是超声波折算的单位,decibel 分贝,数值越大,辐射和穿透力越强。
回声强弱的量的大小单位:分贝(db)dB指的是分贝。
10db就算10分贝10DB天线就是指增益倍数为10dB的天线。
分贝是声压级单位,记为d B 。
用于表示声音的大小。
1 分1分贝大约是人刚刚能感觉到的声音。
适宜的生活环境不应超过4 5 分贝,不应低于1 5 分贝。
按普通人的听觉0 -2 0 分贝很静、几乎感觉不到。
2 0 -4 0 分贝安静、犹如轻声絮语。
4 0 -6 0 分贝一般。
普通室内谈话6 0 -7 0 分贝吵闹、有损神经。
7 0 -9 0 分贝很吵、神经细胞受到破坏。
9 0 -1 0 0 分贝吵闹加剧、听力受损。
1 0 0 -1 2 0 分贝难以忍受、呆一分钟即暂时致聋。
2.超声波探伤有A、B等扫描,是什么含义?A型扫描显示是一种波形显示。
在屏幕上横坐标代表时间,纵坐标代表反射波的强度。
B型扫描显示是一种图像显示。
在屏幕上横坐标是靠机械扫描来代表探头的扫差轨迹,纵坐标是靠电子扫描来代表超声波的传播时间。
A扫也就是一维成像扫面,B扫自然就是二维成像扫描,C扫描就是三维成像扫描A扫超生波探伤仪探伤有实际作用,目前B扫描对探伤实际作用不大,也就是说生产厂家只是作为卖点,无实际作用,其实也就是忽悠,因为厂商对B扫说成图像自己都还不懂,做软件的人对所成图像自己都不能解释怎么能应用呢,C扫描才是有用的,但是核心技术基本上只有国外有,国内超声技术还有很长的路要。
3.请问超声波探伤仪中分辨力:>40dB是什么意思,最小探伤精度是多少?工作频率0.3-20MHZ,是指波长=波速/频率中的频率吗?现在的探伤仪可以检测到0.1mm的缺陷吗,谢谢各位前辈分辨力:是指在示波屏上区分相邻两缺陷的能力。
能区分相邻两缺陷的距离愈小,分辨力就愈高。
即几个回波的波峰和波谷的分贝差20lg(A/B)。
超声波检测用计算公式
平底孔回波声压:68.8222x fs o f exF F p p αλ-=长横孔回波声压:68.82022x f sf exD xFp p αλ-=短横孔回波声压:68.8202xf s f e x l x F p p αλ-=球孔回波声压:f p =68.8204xf s e xD x F p αλ-大平底与实心圆柱体回波声压:68.8202xs B e x Fp p αλ-=空心圆柱体外圆探伤回波声压:68.8202xsB e D d x Fp p αλ-= 空心圆柱体内孔探伤回波声压:68.8202xsB e dD xFp p αλ-= 焦距F 与声透镜的曲率半径r 之间关系F 1211-=-=n nrc c r cn —透镜与耦合介质波速比,n=c 1/c 2;对于有机玻璃和水,n=2730/1480=1.84,这时F=2.2r聚焦探头探伤工件时,实际焦距会变小,()123'--=c c L F F ;c 3—工件中波速这时水层厚度为H=23c c L F -;L —工件中焦点至工件表面的距离;c 2—耦合剂中波速 不同距离处的大平底与平底孔回波分贝差()B f Bf ff B Bfx x x D x p p -+==∆απλ22lg 20lg 2022 Bf ∆—底波与缺陷波的dB 差;f x —缺陷至探测面的距离;B x —底面至探测面的距离; f D —缺陷的当量平底孔直径;λ—波长;α—材质衰减系数(单程)不同平底孔回波分贝差()12122121122lg40lg20x x x D x D p p f f f f -+==∆α12∆—平底孔1、2的dB 差;1f D 、2f D —平底孔1、2的当量直径;x 1、x 2—平底孔1、2的距离在无限大的固体介质中,纵波声速:()()σσσρ2111-+-=EC L在无限大的固体介质中,横波声速:()σρρ+==121EGC s在无限大的固体介质中,表面波声速:ρσσGC R ++=112.187.0E —介质的杨氏弹性模量,等于介质承受的拉应力F/S 与相对伸长L L /∆之比—E=LL SF /∆G —介质的切变弹性模量,等于介质承受的切应力Q/S 与切应变ϕ之比—G=ϕSQρ—介质的密度,等于介质的质量M 与其体积V 之比—ρ=M/Vσ—介质的泊松比,等到于介质横向相对缩短d d ∆=1ε与纵向相对伸长L L ∆=ε之比即εεσ1= 所以C L >C S >C R (在同一种固体材料中) 液体和气体中的纵波波速:ρBC =;ρ—液体、气体介质的密度B —液体、气体介质的密度容变弹性模量,表示产生单位容积相对变化量所需压强 声压反射率12120z z z z p p r r +-==声压透射率12202z z z p p t t +==; 声强反射率21212220212012022⎪⎪⎭⎫⎝⎛+-====z z z z r p p z p z p I I R r r r 声强透射率()2122120221*********z z z z p p z z z p z p I I T t t t +=•=== 介质衰减系数:()()mm dB xm n B B a n m /2lg 20--=δ; m 、n —底波的反射次数B m 、B n —第m 、n 次底波高度;δ—反射损失,每反射损失为;x —薄板的厚度近场区长度πλλλλλs s s s F R D D N ==≈-=222244(只适用均匀介质) 当水层厚度较小时,近场区就分布在水、钢两种介质中,设水层厚度为L ,则钢中剩余近场区长度N :21222124c cL D c c L N N s -=-=λ;N 2—介质钢中近场长度;c 1—介质水中波速;c 2—介质钢中波速;2λ—介质钢中波长半扩散角:对于圆晶片s s D D λλθ7022.1arcsin 0≈=;方晶片aa2572arcsin0λλθ≈=。
超声波探伤不确定度
鞍钢金属结构有限公司检测实验室超声波探伤测量不确定度文件编码:AGJJSYS-03-03版本:F更改:0编写:曹一男审核:那岩批准:李张远发布日期:2019年7月1日实施日期:2015年2月14日密级:秘密受控状态:发放号:超声波探伤仪不确定度评定一、探伤的误差来源于使用的探伤仪、探头、试块、工件、耦合剂等,在缺陷定位测量和定量分析等过程中均存在测量不确定度。
二、缺陷的定位1数学模型按1:n调节纵波扫描速度,缺陷波前沿所对的水平刻度值为τf,则缺陷至探头的距隔为:Xf=nτf1.1仪器、工件(1)HS600超声波探伤仪;(2)2.25P0.75′探头;(3)CSK-Ⅰ试块;(4)厚度100 mm工件。
1.2位置的测定仪器按1∶1调节扫描速度,水平刻度值为69.64,缺陷位置:Xf=nτf=69.64 mm2 不确定度评度(1)调节扫描速度引起的不确定度扫描速度调节时会产生因显示屏最小刻度限制的读数误差。
所用仪器水平最小刻度为0.1,则读数可至最小刻度1/10即读数误差分布范围为(-1/10,+1/10)刻度,为均匀分布,标准不确定度(以相对不确定度表示):其不可靠性为50%,自由度V1=1/2(50%)-2=2(2)水平影响仪器的水平线性影响缺陷的定位精度,经检定仪器水平线性为 5.7×10-3,服从正态分布(k=3),其标准不确定度:(B类);其值可靠,自由度V2=∞水平刻度误差受仪器分辩率影响(分辩率0.01),服从均匀分布,其误差为1/2分辩率,分布范围(-0.005,+0.005)〔5〕,其标准不确定度(以相对不确定度表示):(B类);读数可靠性为50%,自由度V3=1/2(50%)-2=2水平刻度值分别测量10次,得均值69.64,标准偏差s=0.21,其标准不确定度(相对确定度表示):(A类)自由度V4=n-1=9水平刻度合成标准不确定度为仪器的水平线性、仪器分辩率、水平刻度值重复观测三项标准不确定度的合成,即为以上三项A类和B类的合成:3 结果评定各分量的传递函数:=n=1缺陷的定位,其合成不确定度:有效自由度:取置信水平95%,t P(0.95)=1.96缺陷位置为:X f(1±t P U C(X f))=69.64(1±8.8×10-3)其绝对不确定度(合成标准)U C(X f)=X f·U C(X f)=0.3127二、缺陷定量分析1 数字模型缺陷当量大小以下式计算:从中可以看出,缺陷当量大小受缺陷位置、工件厚度、衰减量的影响。
超声波探伤培训资料
超声波探伤培训资料超声波探伤是利用超声波在物质中的传播、反射和衰减等物理特性来发现缺陷的一种探伤方法。
与射线探伤相比,超声波探伤具有灵敏度高、探测速度快、成本低、操作方便、探测厚度大、对人体和环境无害,特别对裂纹、未熔合等危险性缺陷探伤灵敏度高等优点。
但也存在缺陷评定不直观、定性定量与操作者的水平和经验有关、存档困难等缺点。
在探伤中,常与射线探伤配合使用,提高探伤结果的可靠性。
超声波检测主要用于探测试件的内部缺陷。
1、超声波:频率大于20KHZ的声波。
它是一种机械波。
探伤中常用的超声波频率为0.5~10MHz,其中2~2.5MHz被推荐为焊缝探伤的公称频率。
机械振动:物体沿着直线或曲线在某一平衡位置附近作往复周期性的运动,称为机械振动。
振幅A、周期T、频率f。
波动:振动的传播过程称为波动。
C=λ*f超声波具有以下几个特性:(1)束射特性。
超声波波长短,声束指向性好,可以使超声能量向一定方向集中辐射。
(2)反射特性。
反射特性正是脉冲反射法的探伤基础。
(3)传播特性。
超声波传播距离远,可检测范围大。
(4)波型转换特性。
超声波在两个声速不同的异质界面上容易实现波型转换。
2、波的类型:(1)纵波L:振动方向与传播方向一致。
气、液、固体均可传播纵波。
(2)横波S:振动方向与传播方向垂直的波。
只能在固体介质中传播。
(3)表面波R:沿介质表面传播的波。
只能在固体表面传播。
(4)板波:在板厚与波长相当的薄板中传播的波。
只能在固体介质中传播。
3、超声波的传播速度(固体介质中)(1) E:弹性横量,ρ:密度,σ:泊松比,不同介质E、ρ不一样,波速也不一样。
(2)在同一介质中,纵波、横波和表面波的声速各不相同 CL>CS>CR钢:CL=5900m/s,CS=3230m/s,CR=3007m/s4、波的迭加、干涉、衍射⑴波的迭加原理当几列波在同一介质中传播时,如果在空间某处相遇,则相遇处质点的振动是各列波引起振动的合成,在任意时刻该质点的位移是各列波引起位移的矢量和。
《超声波探伤实验指导》(校本教材)
《超声波探伤》实验指导书实验一超声波探伤仪的使用和性能测试一、实验目的1、了解A型超声波探伤仪的简单工作原理。
2、掌握A型超声波探伤仪的使用方法。
3、掌握水平线性、垂直线性和动态范围等主要性能的测试方法。
4、掌握盲区、分辨力和灵敏度余量等综合性能的测试方法。
二、超声波探伤仪的工作原理目前在实际探伤中,广泛应用的是A型脉冲反射式超声波探伤仪。
这种仪器荧光屏横坐标表示超声波在工件中传播时间(或传播距离),纵坐标表示反射回波波高。
根据荧光屏上缺陷波的位置和高度可以判定缺陷的位置和大小。
A型脉冲超声波探伤仪的型号规格较多,线路各异,但它们的基本电路大体相同。
下面以CTS-22型探伤仪为例说明A型脉冲超声波探伤仪的基本电路。
CTS-22型超声探伤仪主要由同步电路、发射电路、接收放大电路、时基电路(又称扫描电路)、显示电路和电源电路组成,如图1.1所示。
各电路的主要功能如下:(1)同步电路:产生一系列同步脉冲信号,用以控制整台仪器各电路按统一步调进行工作(2)发射电路:在同步脉冲信号触发下,产生高频电脉冲,用以激励探头发射超声波。
(3)接收放大电路:将探头接收到的信号放大检波后加于示波管垂直偏转板上。
(4)时基电路:在同步脉冲信号触发下,产生锯齿波加于示波管水平偏转板上形成时基线。
(5)显示电路:显示时基线与探伤波形。
(6)电源电路:供给仪器各部分所需要的电压。
在实际探伤过程中,各电路按统一步调协调工作。
当电路接通以后,同步电路产生同步脉冲信号,同时触发发射电路和时基电路。
发射电路被触发以后产生高频电脉冲作用于探头,通过探头中压电晶片的逆压电效应将电信号转换为声信号发射超声波。
超声波在传播过程中遇到异质界面(缺陷或底面)反射回来被探头接收,通过探头的正压电效压将声信号转换为电信号送至放大电路被放大检波,然后加到示波管垂直偏转板上,形成重迭的缺陷波F和底波B。
时基电路被触发以后产生锯齿波,加到示波管水平偏转板上,形成一条时基扫描亮线,并将缺陷波F和底波B按时间展开,从而获得波形。
超声波探伤常用计算公式
常用计算公式1、 周期(T ): fT 1=单位为秒(s) 2、波长(λ)、频率(f)、波长(λ)之间的关系式:fC=λ C=λ·f λ=C/f f=C/λ波速大,波长大,C ↑ λ↑;频率小,波长越长,f ↓ λ↓。
3、近场区长度:直探头的近场区长度:πλλλλAD D N =≈-=44222 式中 D ——为圆形压电晶片的直径;λ——为超声波波长;A ——方晶片(或矩形晶片)面积。
斜探头的近场区长度:αβπλπλCos Cos AA N •==式中 A 0——晶片折射后的有效面积;λ——为超声波波长;A ——晶片面积;β、α——折射角、入射角。
非扩散的区域为近场长度(N )的1.67倍,大于1.67 N 为扩散区。
4、声束指向角:圆盘声源声束指向角DDλλθ7022.1sin 10≈=-式中 D ——为晶片的直径;λ——为超声波波长。
方晶片声束指向角计算式:aaλλθ5708.1sin 10≈=-5、分贝差:2121lg 20lg20H H P P ==∆ (dB ) 6、声压反射率(r ):21120Z Z Z Z P P r r +-==;声压透射率(t ):12202Z Z Z P P t t+==;声压往复透射率(TP):2212100)(4Z Z Z Z P P P P P P T t a t a P +=⋅==7、反射定律:入射角的正弦与反射角的正弦之比等于声速之比1'1'1T TL L L C Sin C Sin C Sin ααα==折射定律:入射角的正弦与折射角的正弦之比等于声速之比8、材质的衰减系数:Bm n mndB V ⨯-)(2g 201)n m (--= α (单位:dB/mm )9声压反射率及当量:(1)大平底:F22 g 201X dB λπΦ∆ =、(2)平底孔:f A A f A BX X P P d ΦΦ==∆Φlg 40lg 20fAA f X X g 401lg 40+ΦΦ=当量:4010dBAf A fX X ∆••Φ=Φ(3)长横孔:33lg 10lg 20f A A f A X X P P dB ΦΦ==∆ΦfA A f X X g 301lg 10+ΦΦ=当量:10310)(dBAf A f X X ∆••Φ=Φ(4)短橫孔:4242lg10lg20fA A Af f AXL X L P P dB 短短短ΦΦ==∆Φ当量:10424210dB Af fA A f XL X L ∆•Φ=Φ短短(5)球孔:22lg20lg 20fA Af A d X d X d P P dB ==∆221T T L L L C Sin C Sin C Sin ββα==当量:20210)(dB Af A f X X d d ∆••=(短橫孔、球孔在钢轨探伤中较少运用)例题:1. 一个垂直性好的探伤仪,荧光屏上波幅为80%,衰减24dB 后波幅为多少?解:由公式21g201P P dB =得 280g20124P = P 2=5 答:衰减24dB 后波幅有5%。
超声波探伤检测方案
1.1钢结构焊接质量无损检测依据《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2020及《钢结构超声波探伤及质量分级法》JG/T203-2007规定,采用超声波法对焊缝内部进行探伤检测,设计质量等级为一级的焊缝探伤比例为100%,设计质量等级为二级的焊缝探伤比例为20%。
1.1.1检测区域的选择⑴超声波检测应在焊缝及探伤表面经外观检查合格后方可进行,应划好检测区域,标出检测区段编号。
⑵检测区域的宽度应是焊缝本身再加上焊缝两侧各相当于母材厚度30%的一般区域,这区域最小10mm,最大20mm。
⑶接头移动区应清除焊接飞溅、铁屑、油垢及其它外部杂质。
探伤区域表面应平整光滑,便于探头的自由扫查,其表面粗糙度不应超过6.3um,必要时进行打磨。
a、采用一次反射法或串列式扫查探伤时,探头移动区应大于2.56k,(其中,§为板厚,k为探头值);b、采用直射法探伤时,探头移动区应大于1.256k。
⑷去除余高的焊接,应将余高打磨到与临邻近母材平齐。
保留余高焊缝,如焊缝表面有咬边,较大的隆起和凹陷等也应进行适当修磨,并做圆滑过渡以免影响检测结果的评定。
1.1.2检测频率检测频率f一般在2-5MHz的范围内选择,推荐选用2〜2.5MHz的频率检测,特殊情况下,可选用低于2MHz或高于2.5MHz的检测频率,但必须保证系统灵敏度的要求。
1.1.3仪器、试块、耦合剂、探头1、仪器:CTS-9002+型超声波探伤仪、PXUT-300C型超声波探伤仪2、试块:CSK-IA试块、RB-2试块、CSKTCj试块3、耦合剂应选用适当的液体或模糊状物作耦合剂。
耦合剂应具备有良好透声性和适宜流动性,不应对材料和人体有损伤作用。
同时应便于检测后清理。
典型耦合剂为水、机油、甘油和浆糊。
在试块上调节仪器和产品检测应采用相同的耦合剂。
4、探头:斜探头:频率为2.5-5MHz,前沿为10-20mm,晶片尺寸为6X6、9X9、13X13(mm);直探头:频率为2.5-5MHz,直径为14或20mm。
超声波探伤中的当量计算(DOC)
超声波探伤中的当量计算一、 当量计算公式及其应用论证“距声源三倍近场区以远的声波近似于球面波”的文献很容易查找,恕不赘述。
在此仅引用两个关键性的公式,得出计算场当量的一般公式: 0f A S S f P p λχ= (1)0AS B p p = (2)式中:f p ----缺陷的反射声压 B p ----底面反射声压0P ----换能器起始声压 A S ----压电晶片面积f S ----缺陷面积λ----超声波波长χ----缺陷深度或工件厚度,即反射面与探测面之间的距离设有两个缺陷:实际探伤过程中发现的缺陷f f ,其深度为f χ,面积为f S ; 定起始当量的假想平底孔b f ,其深度为b χ,面积为b S ;其声压发射比值为:2022222422222024S S A ff ff f f f b b bS S A b fb b f f f bb bP P S P S P πφ2λχπφ2λχφχχχχχχφ==∙=∙=∙若缺陷发射声压比假想平底孔反射声压高β dB ,则 20fffbP g P l =β22222020gfff bfbfbP g P l l φχχφ=∙222220gf b fb l φχχφβ=∙40gf b fb l φχχφβ=∙4010f b fb βφχ=∙4010f bf b βχχφ=φf b jk φ=φ (3)式中:4010j β=称为分贝系数f bk χχ=称为深度系数(3)式为起始当量是b φ,工件厚度(或分层探伤之层深)为b χ时,求深度为f χ,β分贝的场当量计算公式。
β=0时,j =10°=1,(3)式可简化为:f b k φ=φfbf b χχφ=∙φ (4)对于具体的探伤工件而言,b φ、b χ(起始当量直径,厚度)均为定值。
所以在0db 条件下,即场波高度等于起始灵敏度的给定屏高时,场当量与其深度成正比,全厚度探伤时R ≤1(即场不可能存在于底波之后f χ≤b χ)。
缺陷大小的测定
缺陷大小的测定缺陷定量包括确定缺陷的大小和数量,而缺陷的大小指缺陷的面积和长度。
目前,在工业超声波检测中,对缺陷的定量的方法很多,但均有一定的局限性。
常用的定量方法有当量法、底波高度法和测长法三种。
当量法和底波高度法用于缺陷尺寸小于声束截面的情况,测长法用于缺陷尺寸大于声束截面的情况。
一、当量法采用当量法确定的缺陷尺寸是缺陷的当量尺寸。
常用的当量法有当量试块比较法、当量计算法和当量AVG 曲线法。
1.当量试块比较法当量试块比较法是将工件中的自然缺陷回波与试块上的人工缺陷回波进行比较来对缺陷定量的方法。
加工制作一系列含有不同声程不同尺寸的人工缺陷(如平底孔)试块,检测中发现缺陷时,将工件中自然缺陷回波与试块上人工缺陷回波进行比较。
当同声程处的自然缺陷回波与某人工缺陷回波高度相等时,该人工缺陷的尺寸就是此自然缺陷的当量大小。
利用试块比较法对缺陷定量要尽量使试块与被探工件的材质、表面光洁度和形状一致,并且其他探测条件不变,如仪器、探头,灵敏度旋钮的位置,对探头施加的压力等。
当量试块比较法是超声波检测中应用最早的一种定量方法,其优点是直观易懂,当量概念明确,定量比较稳妥可靠。
但这种方法需要制作大量试块,成本高。
同时操作也比较烦琐,现场检测要携带很多试块,很不方便。
因此当量试块比较法应用不多,仅在x <3N 的情况下或特别重要零件的精确定量时应用。
2.当量计算法当x ≥3N 时,规则反射体的回波声压变化规律基本符合理论回波声压公式。
当量计算法就是根据检测中测得的缺陷波高的dB 值,利用各种规则反射体的理论回波声压公式进行计算来确定缺陷当量尺寸的定量方法。
应用当量计算法对缺陷定量不需要任何试块,是目前广泛应用的一种当量法。
下面以纵波探伤为例来说明平底孔当量计算法。
平底孔和大平底面的回波声压公式为208.68208.6822(3)2(3)axax B s B Bfs f ffP F P e x N x P F F P e x N x λλ--⎧=≥⎪⎪⎨⎪=≥⎪⎩大平底平底孔不同距离处的大平底与平底孔回波分贝差为:22220lg 20lg 2()fB Bff B f f Bx P x x P D x λαπ∆==+- (6.17) 式中△Bf ——底波与缺陷波的dB 差;x f ——缺陷至探测面的距离; x B ——底面至探测面的距离; D f ——缺陷的当量平底孔直径; λ——波长;α——材质衰减系数(单程)。
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超声波探伤中的当量计算一、 当量计算公式及其应用论证“距声源三倍近场区以远的声波近似于球面波”的文献很容易查找,恕不赘述。
在此仅引用两个关键性的公式,得出计算场当量的一般公式: 2f A S S f P p 2λχ= (1)02AS B p p λχ= (2)式中:f p ----缺陷的反射声压 B p ----底面反射声压0P ----换能器起始声压 A S ----压电晶片面积 f S ----缺陷面积λ----超声波波长χ----缺陷深度或工件厚度,即反射面与探测面之间的距离设有两个缺陷:实际探伤过程中发现的缺陷f f ,其深度为f χ,面积为f S ; 定起始当量的假想平底孔b f ,其深度为b χ,面积为b S ;其声压发射比值为:2022222422222024S S A ff ff f f f b b bS S A b fb b f f f bb bP P S P S P πφ2λχπφ2λχφχχχχχχφ==•=•=•若缺陷发射声压比假想平底孔反射声压高β dB ,则 20fffbP g P l =β22222020gfff bfbfbP g P l l φχχφ=•222220gf b fb l φχχφβ=•40gf b fb l φχχφβ=•4010f b fb βφχχφ=•4010f bf b βχχφ=φf bjk φ=φ (3)式中:4010j β=称为分贝系数f bk χχ=称为深度系数(3)式为起始当量是b φ,工件厚度(或分层探伤之层深)为b χ时,求深度为f χ,β分贝的场当量计算公式。
β=0时,j =10°=1,(3)式可简化为:f b k φ=φf bf b χχφ=•φ (4)对于具体的探伤工件而言,b φ、b χ(起始当量直径,厚度)均为定值。
所以在0db 条件下,即场波高度等于起始灵敏度的给定屏高时,场当量与其深度成正比,全厚度探伤时R ≤1(即场不可能存在于底波之后f χ≤b χ)。
分层探伤时,超过分层深度的缺陷之f χ≥b χ,即R ≥1。
R 值是由于深度关系而扩大或缩小的倍数。
例1:叶轮厚350mm ,Ф2起始灵敏度,在150mm 深发现一个0db 缺陷,求其当量?解:15033507220.9f b k mm φ=φ=•=•=例2:顶盖厚370mm ,分层探伤,已定好200mm 深Ф4起始灵敏度,发现300mm 深,有一个-0db 缺陷,求其当量?解:30020046f b k mm φ=φ=•=若β>0则4010j β=>1,j 的物理意义是由于场波比假想平底孔的理论波高值(即定起始灵敏度调整归零时的给定波高)高出β分贝,所以此场较同一深度的“零分贝当量”要大若干倍,这个倍数值就是j ,可以由本文开始介绍的十七个常用对数值求出足够准确的近似值。
例3:平顶盖厚350mm ,Ф4起始灵敏度,在200mm 深,发现一个27db 的缺陷,求其当量?解:27402006350510442311f b jk mm φ=φ=••=•••=二、 底与假想平底孔的分贝差探伤中定起始灵敏度,实际上就是先求出相应于工件厚度(或分层深度处)的底波与同一深度的假想平底孔(如Ф2)反射波的分贝量,通过调整归零的具体操作,使底波与假想孔反射波的差值出现在屏幕上。
以下就几种特例求出底/孔分贝差,最后写出一般表达式。
(一) 平面锻件全深度探伤时,底/孔分贝差的计算 先求出大平底与同一深度假想平底孔的反射声压比020222SA b S S A f ffP P P S P λχλχ•λχ•==22020b ffP ggP S l l λχ= (5)由(5)式可以看出,底/孔分贝差值仅与频率、深度、起始当量直径有关,众所周知,在λ=2.34mm (即f =2.5mc )χ=100mm ,f S =π mm²(Ф2起始灵敏度)时:21002.341002202031.4b f P g g P ll db ••φ•π==但是,频率不是2.5mc ,深度不是100,起始灵敏度又不等于Ф2时,如何计算分贝差呢?由(5)式:24221002222202020100202(2) 2.542 2.5100112.520(2()22 2.542.34100202020()2022 2.531.42040202 2.53c fb ffP g g gP S ngg g g g gg g glll c nl f mcmccmc l n f mc fl l n l l mcfdB l n l l mcπφχλχ•χ===•πφ•••••=•••φπ•••φ=+--•πφ=+--= 1.420(6)g dB l n V W +--式中:402gV l φ= 称为起始当量修正值 20 2.5g fW l mc= 称为频率修正值例4:工件厚400mm ,Ф4起始灵敏度,使用2mc 探头(如USIP -Ⅱ型探伤仪就有此种探头)求底/孔分贝差?解:40122gV l dB φ== 2022.5gfW l dB mc==-2020412g g l n l dB ==2031.42033.4bg g fP l l n V W dB P =+--=(二) 平面锻件分层探伤时,底/孔分贝差值的计算设工件厚度为b χ,在深度F χ处缺陷较多,为便利起见,可在F χ处分层探伤,这时应求出F χ处的假想平底孔与工件底面反射声压之比。
20222(7)2Ab Fb A F Fb FFS P P S S P S P λχλχ==χλχ或改为02(71)FF b FFP S P λχ=-χχ亦可改写为:22(72)()b b Fb FFP S P λχ=-χχ由(7-1)20202031.42020(81)2b F b b gg g g F g F F F FP l l l l n l P S λχχχ=-=+--χχ由(7-2)可得2202020()31.42040(82)2b b b b gg g g b g F F F FP l l l l n l P S λχχχ=-=+--χχ(8-1)的物理意义是:假定在F χ深处有一个大平底,其底/孔分贝差应为前两项,即31.420g F l n +,但是大平底实际上并不在该处,而在b χ处,大平底反射声压要减弱,数值上等于第三项。
(8-2)的物理意义如下:假定在F χ深处(即全厚度)有一个假想平底孔,其底/孔分贝差应为前两项,即31.420g b l n +,但是实际上,假想平底孔应往前移至F χ处,孔反射声压要增高,底/孔分贝差相应降低,其降低的数值上等于第三项。
考虑到探伤习惯,选用(8-2)式,令40bgFu l χ=χ,称为分层修正值 2031.420(9)bgg b FP l l n u V W P =+--- 例5:有一工件厚500mm ,要求在350mm 处分段探伤,起始灵敏度Ф2,使用2.5mc 探头,求:底/孔分贝差值。
解:50040 6.335040022002.520205142031.42039gg g g b g bg g b Fu l dB V l fW l mcl n l dBP l l n u V W dBP ==φ=======+---=(三) 有中心孔的轴类锻件之底/孔分贝差中心孔轴类件的内孔反射声压与平面工件大平底的反射声压之比(B P 为凸曲面的反射声压):BbP P = (式中r 为工件内径,R 为外径)2020202010(10)B Fb F B Fggb FB b gg gF F P P P P P P l l P P P P Rl l l P P r===-公式(10)实际上是采用了一般表达式,平面锻件可看成r →∞的特殊形式,1lim 10lim 10lim 1001g g g r r r l R r l r l l l r r →∞→∞→∞⎡⎤+⎢⎥+⎡⎤⎡⎤===⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎢⎥⎣⎦此时(10)式的曲率修正项等于零,B bF FP P P P =,即可按(9)式计算,由于(9)式就是平面锻件底/孔差的表达式,(10)式则是在此基础上增加了曲率修正项的一般表达式,所以可以将(9)式代入(10)式得出一般公式:2031.42010(11)B g g g F P Rl l n l u V W P r=+----例6:在转子轴颈探伤,壁厚为200mm ,内孔直径为100mm ,以2.5mc 探伤,求Ф2起始灵敏度的分贝差值? 解:2031.4201025031.4202105030.4B gg g F g g P R l l n l P rl l dB=+-=+-=例7:使用2mc 探头探测转子,转子Ф90内径,壁厚435mm ,在370mm 处缺陷较多,为鉴定Ф2密集区需分层探伤,求起始灵敏度下底/孔分贝差值。
解:Ф=2mm40024354040 2.73702022.545435101010.3452020 4.3520 4.5132031.4201033.4g b g g F g g g g g g B g g g F V l u l l dBfW l dBmc R l l dBr l n l l dBP R l l n l u V W dBP rφ==χ===χ==-+=====+----=三、 根据波高计算当量大小有时,将底波调至全屏高,若设备垂直线性良好,则可根据此时场波高度及深度计算当量大小。
例8:某工件厚600mm ,底波调至全屏高,在320mm 处发现35屏高的缺陷,求其当量大小,此时探头频率为4mc 。
解:(1)求600mm 深底/孔分贝差(例如与Ф2假想平底孔之差)42031.420620432.5b g g g FP mcl l l dB P mc =+-=(2)求场与底波的分贝差60052020 4.53203B g g FP l l dB P •==•(3)求场与假想平底孔的分贝差试想,孔较大平底低39dB ,场较大平底低4.5dB ,所以场比孔要高出43-4.5=38.5Db(4)求场当量394032010210600f b jk mm φ=φ=••≈ 四、 屏高与分贝的换算例9:有一垂直线性较好的设备,将某波峰调至5格高,后再衰减2分贝,问此时波峰应为几格高?52025404ggl l =χ=χ由前述可知:54044g l =所以4χ=故此波应降至4格高,同理可推算出降4dB 、6dB 、8dB 、10dB 、12dB 的相应波高值,反之根据这些对应值可看出设备是否具备良好的垂直线性。
例10:有一波峰经衰减后降至给定高度3格屏高,分贝数为12dB ,若再某同一图像上还有另外两个波峰,一为3.5格,一为2格,分别求其dB 值。