钢板水浸超声检测扫描速度的调节及缺陷定位

　　钢板水浸超声检测( 充水耦合法) 中, 探头与钢板不直接接触, 需要通过一层水来耦合。这时, 水 /钢界面( 钢板上表面) 多次回波与钢板底面多次回波互相干扰, 这样不利于探伤。调整水层厚度, 使水 /钢界面回波分别与钢板多次底面回波重合, 这时示波屏上波形清晰, 有利于探伤。这种方法称为充水多次重合法。当界面各次回波分别与钢板底波一一重合时, 称为一次重合法; 当界面各次回波分别与 2、4 次钢板底波重合时, 依次称为二次重合法、三次重合法、四次重合法等等, 以类推( 如图 1、2、3、4、5所示) 。

　　水浸探伤法中, 根据钢板和水的声速, 可得各次重合水层厚度 与钢板厚度 δ的关系为:

　　式中 n———重合次数;

　　δ———钢板厚度;

　　C———水中纵波声速;

　　CL———钢中纵波声速。

　　应用水浸多次重合法探伤, 可以减少近场区的影响, 而且可以根据多次底波衰减的情况来判断缺陷的严重程度[1]。

　　1 一次重合的扫描速度调节

　　扫描速度的调节, 为使示波屏上清晰便于判伤。作者经过多次反复试验, 得出一个结论, 即扫描速度比例的调节, 应根据界面回波与钢板底面回波重合次数的水层厚度 H 和钢板厚度 δ来确定扫描速度比例。现以探测 40mm 厚的钢板为例, 要求一次重合时, 根据式( 1) 求得水层厚度 H, 即

　　即超声波走 10mm 水的距离, 相当于走 40mm 钢的距离。

　　扫描速度的调节, 必须要使界面回波 S1和界面回波 S2都在示波屏水平刻度 100mm( 10 格) 的范围内, 按声程 1:1 调节符合上述要求。

　　一次重合时, 仪器按声程 1:1 调节扫描速度, 一次界面回波 S1、二次界面回波 S2和一次底波回波在示波屏水平刻轴上的位置分别为:

　　即一次界面回波 S1和二次界面回波 S2在示波屏水平刻轴上的位置分别为 4 格和 8 格, 一次底波回波S1与 S2重合。

　　此时, 示波屏水平刻度轴上每格代表声程 10mm。当仪器按声程 1∶1 调节扫描速度时, 示波屏上界面回波和底面回波如图 6 所示。

　　2 二次重合的扫描速度调节

　　二次重合时, 根据式( 1) 求得水层厚度 , 即

　　由于钢纵波声速是水纵波声速 的 4 倍, 超声波走20mm 水的距离相当于超声波走80mm 钢的距离。示波屏水平刻度范围为 100mm( 10 格) 。水层界面一次回波 S1为 80mm, 界面二次回波 S2为160mm, 为使界面一 、二次回波S1和S2都在示波屏水平刻度范围内, 这时按声程 1∶2 调节扫描速度才能 满足要求 。界面一、二次回波 S1、S2和 一 、二、三次底波回波在示波屏水平刻度轴的位置分别为: