用球孔作起始灵敏度定缺陷当量的方法探讨

    0　引　言

    在实际探伤中为了确定工件中缺陷的大小,特别是点状缺陷的大小,用当量缺陷法是一种行之有效的方法。

    在一定意义上来说用不同大小的球孔来做起始灵敏度更具有实际的代表性,因为不论平底孔、长横孔都是理想状态,与实际缺陷形状相差较大,而球孔形状非常接近于气孔,所以求出缺陷对于球孔的当量值比较近似地表示气孔的实际大小。这对探伤人员来说在实践经验的基础上再加上理论的指导,使缺陷的定量就更趋于准确。

    1　不同孔径的球孔相差的分贝值

    下面以孔径为d0·5, d1, d2, d3, d4, d5,d6, d7, d8, d9, d10的球孔为标准反射体,讨论它们之间反射声压相差分贝值。

    所以有pd1=pd1/4s; pd2=pd2/4s; pd=pd/4s; pd2/pd1=d2/d1;

    式中:

    pd—球孔垂直反回声压;

    p—离声源s处的声束轴线上的声压;

    d—球孔直径(mm);

    s—声程(mm)

    取对数得:

    由式(1)表明,对于远声场中同声程不同孔径的球孔其反射声压按20lg规律变化,即孔径增加一倍,反射声压相差6dB(即20lg(d2/d1)=20lg2=6dB)。

    将孔径不同的球孔代入(1)式,得出它们之间的dB差值为

    Kd(dB)/1-0·5=20lg(d1/d0·5)=6dB

    Kd(dB)/2-1=20lg(d2/d1)=6dB

    Kd(dB)/3-2=20lg(d3/d2)=3·5dB

    Kd(dB)/4-3=20lg(d4/d3)=2·5dB

    Kd(dB)/5-4=20lg(d4/d3)=2dB

    Kd(dB)/6-5=20lg(d5/d4)=1·5dB

    Kd(dB)/7-6=20lg(d6/d5)=1·5dB

    Kd(dB)/8-7=20lg(d7/d6)=1dB

    Kd(dB)/9-8=20lg(d8/d7)=1dB

    Kd(dB)/10-9=20lg(d9/d8)=1dB

    d=0·5,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10相邻孔径相差dB值见表1所示。

    2　用球孔作起始灵敏度定缺陷当量的方法

    2·1　球孔与大平底B在同声程不同孔径dB差值

    球孔在远声场中的反射声压为:

    pd=pd/4s

    大平底的反射声压为:

    pB=p/2

    两者声压之比为

    pB/pd=p/2pd/4s=2s/d

    取对数得:

    由式(2)可求出以d0·5, d1, d2, d3, d4,d5, d6, d7, d8, d9, d10…任意球孔dx与大平底的dB差值公式如表2。

    2·2　用球孔d作起始灵敏度求缺陷当量应用实例

    若用2·5p20探头对厚度为s=285mm锻钢件进行探伤时用d2球孔作起始灵敏度需要在仪器上提高多少dB?在这一灵敏度下,发现s1=160mm处有一缺陷波,经衰减18dB后,该缺陷波为人为标准高度,试求该缺陷相当于多大的球孔dx?

    首先求出d2球孔在s=280mm处为起始灵敏度,仪器提高的dB值由表2可知, KB/d2(dB)=20lgs=2dg280=49dB

    已知dx球孔在s1=160mm处与d2球孔在s=280mm处的声压差为18dB,即: