锻件与铸件超声波探伤详细教程(附实例解析)(3)

2019-01-26 21:57

例1,用2.5P20Z探头探伤厚度为50mm的小锻件,采用CS—1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—1试块调节灵敏度的方法如下:

将探头对准CS—1试块中l号试块的φ2平底孔距离为50mm,衰减10dB,调“增益”使φ52回波达60%高,然后再用“衰减器”增益3dB,这时50/φ2灵敏度就调好了。

例2,用2.5P14Z探头探测底面粗糙厚为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:

②调节:探头对准100/φ4平底孔试块的平底孔、衰减50dB,调“增益”使φ4平底孔回波达基准高,然后用“衰减器”增益42dB,这时400/φ2灵敏度就调好了。这时工件上400φ2平底孔缺陷回波正好达基准高。

(2)双晶直探头探伤:采用双晶直探头探伤时,要利用图6.6所示的双晶探头平底孔试块来调节探伤灵敏度。先根据需要选择榴应的平底孔试验块,并测试验一组距离不同直径相同的平底孔的回波,使其中最高回波达满刻度的80%,在此灵敏条件下测出其它平底孔的回波最高点,并标在示波屏上,然后连接这些回波最高点,从而得到一条平底孔距离——波幅曲线,并以此作为探伤灵敏度。 五、缺陷位置和大小的测定 (一)缺陷位置的测定

在锻件探伤中,主要采用纵波直探头探伤,因此可根据示波屏上缺陷波前沿所对的水平刻度值τf和扫描速度1:n来确定缺陷在锻件中的位置。缺陷至探头的距离χf为: χf=nτ

f

(6.4) (二)缺陷大小的测定

在锻件探伤中,对于尺寸小于声束截面的缺陷一般用量法定量。若缺陷位于χ>3N区域内时,常用当量计算法和当量AVG曲线法定量:若缺陷位于x<3N区域内,常用试块比较法定量。对于尺寸大于声束截面的缺陷一般采用测长法,常用的测长法有6dB法和端点6dB法。必要时还可采用底波高度法来确定缺陷的相对大小。下面重点分绍当量订算法和6dB法在锻件探伤中的应用。

1.当量计算法

当量计算法利用各种规则反射体的回波声压公式和实际探伤中测得的结果(缺陷的位置和波高)来计算缺陷的当量大小。当量计算法当是目前锻件探伤中应用最广的一种定量方法。用当量计算法定量时,要考虑调节探伤灵敏度的基准。 当用平底面和实心圆柱体曲底面调节灵敏度时,当量计算公式为:

(6.5) 式中 χf——平底孔缺陷至探测面的距离; χB——锻件底面至探测面的距离; α——材质衰减系数; λ——波长;

Df——平面孔缺陷的当量直径;

△Bf——底波与平底孔缺陷的回波分贝差。

当用空心圆柱体内孔或外圆曲底面调节灵敏度时,当量计算分式为:

(6.6) 式中 d——空心圆柱体内径;

D——空心圆柱体外径;

“+”——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。

例1.用2.5P20Z探头探伤φ600的实心圆柱体锻件,CL=5900m/s,a=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,探伤中

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:由已知得:

答:此缺陷的当量平底孔直径为φ5.6mm。

例2,用2.5P20Z探头探伤外径为1000mm的空心圆柱体锻件,CL=5900mm/s,a=0.005dB/mm,探伤中在200mm处发现一缺陷,其回波比内孔回波低12dB,求此缺陷的当量大小? 解:由已知得:

答:此缺陷的当量平底孔直径为φ2.8mm。

此外,锻件探伤中,还可利用当量AVG曲线法来定量,具体方法见第四章第六节。 2.6dB测长法

在平面探伤中,用6dB法测定缺陷的长度时,探头的移动距离就是缺陷的指示长度,如图6.8所示。然而在对圆柱形锻件进行周向探伤时,探头的移动不再是缺陷的指示长度了,这时要按几何关系来确定缺陷的指示长度,如图6.9所示。 外圆周向探伤测长时,缺陷的指示长度Lf为: 6.7)

式中 L——探头移动的外圆弧长;

(

R——圆柱体外半径; χf——缺陷的声程。

内孔周向探伤测长时,缺陷的指示长度Lf为:

(6.8)

式中 L——探头移动的内圆弧长; r——圆柱体内半径; χf——缺陷的声程。 六、缺陷回波的判别

在锻件探伤中,不同性质的缺陷回波是不同的,实际探伤时,可根据示波屏上的缺陷回波情况来分析缺陷的性质和类型 1.单个缺陷回波

锻件探伤中,示波屏上单独出现的缺陷回波称为单个缺陷回波。一般单个缺陷是指与邻近缺陷间距大于50mm、回波高不小于φ2mm的缺陷。如锻件中单个的夹层、裂纹等。探伤中遇到单个缺陷时,要测定缺陷的位置和大小。当缺陷较小时,用当量法定量,当缺陷较大时,用6dB法测定其面积范围。 2.分散缺陷回波

锻件探伤时,工件中的缺陷较多且较分散,缺陷彼此间距较大.这种缺陷回波称为分散缺陷回波。一般在边长为50rnm的立方体内少于5个,不小于φ2mm。如分散性的夹层。分散缺陷一般不太大,因此常用当量法定量,同时还要测定分散缺陷的位置。 3.密集缺陷回波

锻件探伤中,示波屏上同时显示的缺陷回波甚多,波与波之间的间隔距离甚小,有时波的下沿连成一片,这种缺陷回波称为密集缺陷回波。 密集缺陷的划分,根据不同的验收标准有不完全相同的定义。

(1)以缺陷的闻距划分,规定相邻缺陷间的间距小于某一值时为密集缺陷。

(2)以单位长度时基线内显示的缺陷回波数量划分,规定在相当于工件厚度值的基线内,当探头不动或稍作移动时,一定数量的缺陷回波连续或断续出现时为密集缺陷。


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