超声波缺陷测高新技术介绍

　　1　端点衍射波测高法

　　为了对存在缺陷的工件进行强度、寿命方面的准确评估,无损检测人员必须准确地检测出缺陷的形状、尺寸、取向,并对其进行定性分析。特别是对缺陷自身高度的测定,必须准确定量。

　　目前,国内外对缺陷测高作了许多研究,但大都局限在开口缺陷测高方面,而对埋藏缺陷研究较少。端点衍射波测高法适用于钢焊缝、板材等的开口缺陷及埋藏缺陷的高度测定;也适用于由其他无损检测方法或宏观方法所发现的缺陷的高度测定。超声波在传播过程中,当波阵面通过缺陷时,波阵面会绕缺陷边缘弯曲,并成圆心展衍的现象称为衍射。在衍射现象中,衍射波由紧靠衍射体后面出现衍射图样的最强区和最弱区交替组成。相当于干涉散射波的同相与异相经重组后为探头所接收的较弱衍射信号,用△Dw表示。当缺陷的端部回波的幅度达到最大时,缺陷回波峰值开始降落前的幅度位置,称为缺陷端部最大反射波,用△E表示。角镜回波达到峰值时的幅度位置,称为角镜反射波,用△C表示。缺陷垂直于探测面的距离,由缺陷的上端点与下端点距探测面的差值决定,称为缺陷高度,用△H表示。

　　2　仪器及附件

　　2.1　探伤仪

　　使用A型脉冲显示反射式模拟或数字式超声波探伤仪,所用仪器必须满足JB/T 10061—1999《A型脉冲反射式超声波探伤仪通用技术条件》标准的要求。

　　2.2　探头

　　如使用常规单晶斜探头,其性能应符合JB/T 10062-1999《超声探伤用探头性能测试方法》标准的要求;如果用聚焦斜探头,其声速范围与声速宽度等技术指标应满足所探测缺陷尺寸与深度的要求。建议使用聚焦斜探头。

　　2.3　耦合剂

　　平滑表面可使用透声性能好的机油或水;粗糙表面应使用甘油或浆糊作为耦合剂。

　　3　端点衍射波测定方法

　　3.1　衍射波的识别方法

　　使用角镜—端点衍射法(△C-△E的△Dw法)的关键在于衍射波的识别。当主声束由角镜反射回波过渡到端点反射回波这段时间的延迟之中,角镜反射回波始终与端点反射回波保持恒定的时间差值,表现为在荧光屏上角镜反射回波与端点反射回波总是毗邻出现,所以要以角镜反射回波与端点反射回波的特征为依据来辨认端点反射回波的衍射波。

　　3.2　开口缺陷测高方法

　　使用聚焦斜探头探测缺陷高度时,当缺陷高度处于声速宽度范围内时(见图1),在荧光屏上除发现较强的角镜反射回波外,还会发现来自缺陷端点的较弱的端点反射回波(见图2)。当声束中心对准端点并达到峰值时,角镜反射回波降低。而在声束中心对准缺陷的中部某一位置时,角镜反射回波与端点反射回波的波幅相同(见图3),此时若继续向前微动探头,即会发现端点衍射波(见图4)。由角镜反射回波与端点衍射波的时间差值即可算出缺陷高度。