⑴ 超声波探头的应用举例
1.斜探头近场N=a´b´COSb/plCOSa。 λ =CS/¦.
直探头近场N=D/4l。 λ=CL/¦.
2.横波探伤时声束应用范围:1.64N-3N。
纵波探伤时声束应用范围:³3N。
双晶直探头探伤时,被检工件厚度应在F菱形区内。
3.K值的确定应能保证一次声程的终点越过焊缝中心线,与焊缝中心
线的交点到被检工件内表面的距离应为被检工件厚度的三分之一。
4.检测16mm厚的工件用5P 9×9 K2、2.5P9X9K2、2.5P13X13K2那一种探头合适(聚峰斜楔).以5P9X9K2探头为例。
(1).判断一次声程的终点能否越过焊缝中心线?
(焊缝余高全宽+前沿)/工件厚度
(2).利用公式:
N?(工件内剩余近场长度)=N(探头形成的近场长度)—N?(探头内部占有的近场长度) =axbxcosβ/πxλxcosα–Ltgα/tgβ,计算被检工件内部占有的近场长度。讲义附件(14题答案)。
A. 查教材54页表: 材料 K值 1.0 1.5 2.0 2.5 3 有机玻璃 COSb/ COSa 0.88 0.78 0.68 0.6 0.52 聚砜 COSb/ COSa 0.83 0.704 0.6 0.51 0.44 有机玻璃 tga /tgb 0.75 0.66 0.58 0.5 0.44 聚砜 tga /tgb 0.62 0.52 0.44 0.38 0.33 COSb/COSa、tga/tgb与K值的关系
查表可知cosβ/cosα=0.6, tgα/tgβ=0.44, 计算可知α=41.35°.
B. λ=Cs/?=3.24/5=0.65mm
C.
参考图计算可知:
tgα=L1/4.5, L1=tg41.35°X4.5=0.88X4.5=3.96mm.
cosα=2.5/L2, L2=2.5/cos41.5°=2.5/0.751=3.33mm,
L=L1+L2=7.3mm, Ltgα/tgβ=7.3×0.44=3.21mm,(N?)
由(1)可知,IS=35.8mm, 2S=71.6mm
N=axbxcosβ/pxλxcosa=9×9×0.6/3.14×0.65=23.81mm,
1.64N=39.1mm, 3N=71.43mm.
工件内部剩余的近场(N?)=N-N?=20.6mm(此范围以内均属近场探伤).
(1.64N-N?)与IS比较, (3N-N?)与2S比较,
使用2.5P13X13K2探头检测16mm厚工件,1.64N与3N和5P9X9K2探头基本相同,但使用中仍存在问题,2.5P9X9K2探头存在什么问题?
一.探伤过程中存在的典型问题:
不同探头同一试块的测量结果 反射体深度 1#探头 2#探头 横波折射角 声程 横波折射角 声程 mm ( ) mm ( ) mm 20 21.7 21.7 32.8 24.3 40 24.4 45.0 32.5 49.8 60 25.8 70 30.9 75.6 80 28.9 101.8 29.1 102.0 注:1.晶片尺寸13´13 2.晶片尺寸10´20.
试验中发现:同一探头(入射角不变)在不同深度反射体上测得的横波折射角不同,进一步试验还发现,折射角的变化趋势与晶片的结构尺寸有关,对不同结构尺寸的晶片,折射角的变化趋势不同,甚至完全相反,而对同一
晶片,改变探头纵波入射角,其折射角变化趋势基本不变,上表是两个晶片尺寸不同的探头在同一试块上测量的结果.
1#探头声束中心轨迹 2#探头声束中心轨迹
1.纵波与横波探头概念不清.
第一临界角:由折射定律SinaL/CL1=SinbL/CL2,当CL2>CL1时,bL>aL,随着aL增加,bL也增加,当aL增加到一定程度时,bL=90,这时所对应的纵波入射角称为第一临界角aI,
aI=SinCL1/CL2=Sin2730/5900=27.6,当aL<aI时,第二介质中既有折射纵波L¢¢又有折射横波S¢¢.
第二临界角:由折射定律SinaL/CL1=SinbS/CS2, 当Cs2>CL1时,bS>aL,随着aL增加,bS也增加,当aL增加一定程度时,bS=90,这时所对应的纵波入射角称为第二临界角aⅡ.aⅡ=SinCL1/CS2=Sin2730/3240=57.7.当aL=aI--aⅡ时,第二介质中只有折射横波S,没有折射纵波L,常用横波探头的制作原理。
利用折射定律判断1#探头是否为横波探头。
A. 存横波探伤的条件:Sin27.6/2730=Sinb/3240,
Sinb=Sin27.6´3240/2730=0.55,b=33.36,K=0.66。
B.折射角为21.7时:
Sina/2730=Sin21.7/3240,Sina=Sin21.7´2730/3240,a=18.15,
小于第一临界角27.6。
折射角为28.9时:
Sina/2730=Sin28.9/3240,Sina= Sin28.9´2730/3240,a=24,也小于第一临界角27.6。
C.如何解释1#探头随反射体深度增加,折射角逐渐增大的现象,由A、B
可知,1#探头实际为纵波斜探头,同样存在上半扩散角与下半扩散角,而且上半扩散角大于下半扩散角。(讲义附件9题答案)。
纵波入射角aL由0逐渐向第一临界角aI(27.6)增加时,第二介质中的纵波能量逐渐减弱,横波能量逐渐增强,在声束的一定范围内,q下区域内的纵波能量大于q上区域内的纵波能量,探测不同深度的孔,实际上是由q下区域内的纵波分量获得反射回波最高点。
由超声场横截面声压分布情况来看,A点声压在下半扩散角之内,B点声压在上半扩散角之内,且A点声压高于B点声压。再以近场长度N的概念来分析,2.5P 13´13 K1探头N=36.5mm,由此可知反射体深度20mm时,声程约21.7mm,b=21.7时N=40.07mm为近场探伤。
在近场内随着反射体深度增加声程增大,A点与B点的能量逐渐向C点增加,折射角度小的探头角度逐渐增大,折射角度大的探头角度逐渐减少。
2.盲目追求短前沿:
以2.5P 13´13 K2探头为例,b=15mm与b=11mm,斜楔为有机玻璃材料;
(1).检测20mm厚,X口对接焊缝,缺陷为焊缝层间未焊透.
(2).信噪比的关系:有用波与杂波幅度之比必须大于18dB.
(3).为什么一次标记点与二次标记点之间有固定波?
由54页表可知:COSb/COSa=0.68,K2探头b=63.44°,
COS63.44°=0.447,COSa=0.447/0.68=0.66,
COSa=6.5/LX,前沿LX=6.5/0.66=9.85mm。(讲义附件6题答案)。
3.如何正确选择双晶直探头:
(1).构造、声场形状、菱形区的选择;
(2).用途:为避开近场区,主要检测薄板工件中面积形缺陷.
(3).发射晶片联接仪器R口,接收晶片联接T口(匹配线圈的作用).
4.探头应用举例:
二.超声波探头的工作原理:
1.通过压电效应发射、接收超声波。
2.640V的交变电压加至压电晶片银层,使面积相同间隔一定距离的两块金属极板分别带上等量异种电荷形成电场,有电场就存在电场力,压电晶片处在电场中,在电场力的作用下发生形变,在交变电场力的作用下,发生变形的效应,称为逆压电效应,也是发射超声波的过程。
3.超声波是机械波,机械波是由振动产生的,超声波发现缺陷引起缺陷振动,其中一部分沿原路返回,由于超声波具有一定的能量,再作用到压电晶体上,使压电晶体在交变拉、压力作用下产生交变电场,这种效应称为正压电效应,是接收超声波的过程。正、逆压电效应统称为压电效应。
※以仪器的电路来说,只能放大电压或电流信号,不能放大声信号。
⑵ k2探头和k3的探头探伤结果差异是什么原因
你所指的差异是什么呢?波幅高度?缺陷长度?漏检?
我理解你的差异:
1、波幅高度,K2探头与K3探头缺陷波幅高度不同,即K3检测可以合格,而K2探头检测超标。
不同K值的探头,其声束入射角不同,当缺陷与声束互相垂直时,波幅最高,所以两种角度的探头肯定与缺陷的夹角不同,造成检测出来的波幅相差较大,这种情况下,按波幅最高的来判定。
2、K3检测发现缺陷,而K2检测未发现缺陷,或相反。2种原因造成这种结果。
(1)还是上述的原因,即声束与缺陷夹角的问题;
(2)K2的探头直射法检测时物理盲区大于K3,造成K2探头漏检。
3、K3的探头通常其扩散角和声束的声程大于K2,相同质量的探头,K2的信噪比好与K3。
不知道你所谓的差异是什么,可以详细描述下你的问题,也可以网络“NDT新思想”找到我,一起探讨下什么原因。
⑶ 如何确定超声波探伤缺陷的当量大小 斜探头
超声波探伤超声波发射接收都通探实现探种类结构型式探伤前应根据检象形状、衰减技术要求选择探探选择包括探型式、频率、晶片尺寸斜探K值选择等
1.探型式选择
用探型式纵波直探、横波斜探表面波探、双晶探、聚焦探等般根据工件形状能现缺陷部位、向等条件选择探型式使声束轴线尽量与缺陷垂直
纵波直探能发射接收纵波束轴线垂直于探测面主要用于探测与探测面平行缺陷锻件、钢板夹层、折叠等缺陷
横波斜探通波形转换实现横波探伤主要用于探测与深测面垂直或定角缺陷焊缝未焊透、夹渣、未溶合等缺陷
表面波探用于探测工件表面缺陷双晶探用于探测工件近表面缺陷聚焦探用于水浸探测管材或板材
2.探频率选择
超声波探伤频率O.5~10MHz间选择范围般选择频率应考虑索
(1)由于波绕射使超声波探伤灵敏度约提高频率利于发现更缺陷
(2)频率高脉冲宽度辨力高利于区相邻缺陷
(3) 知频率高波短则半扩散角声束指向性能量集利于发现缺陷并缺陷定位
(4) 知频率高波短近场区度探伤利
(5) 知频率增加衰减急剧增加
由析知频率离低探伤较影响频率高灵敏度辨力高指向性探伤利频率高近场区度衰减探伤利实际探伤要全面析考虑各面索合理选择频率般保证探伤灵敏度前提尽能选用较低频率
于晶粒较细锻件、轧制件焊接件等般选用较高频率用2.5~5.0MHz晶粒较粗铸件、奥氏体钢等宜选用较低频率用O.5~2.5MHz频率高引起严重衰减示波屏现林状波信噪比降甚至探伤
3.探晶片尺寸选择科朴道超声波探伤仪
探圆晶片尺寸般φ10~φ30mm晶片探伤定影响选择晶片尺寸要考虑素
(l) 知晶片尺寸增加半扩散角减少波束指向性变超声波能量集探伤利
(2)由N=等知晶片尺寸增加近场区度迅速增加探伤利
(3)晶片尺寸辐射超声波能量探未扩散区扫查范围远距离扫查范围相变发现远距离缺陷能力增强
析说明晶片声柬指向性近场区度、近距离扫查范围远距离缺陷检能力较影响实际探伤探伤面积范围工件提高探伤效率宜选用晶片探探伤厚度工件效发现远距离缺陷宜选用晶片探探伤型工件提高缺陷定位定量精度宜选用晶片探探伤表面太平整曲率较工件减少耦合损失宜选用晶片探
4.横渡斜探K值选择
横波探伤探K值探伤灵敏度、声束轴线向波声程(入射点至底面反射点距离)较影响由图l.39知于用机玻璃斜探探伤钢制工传βs=40°(K=O.84)左右声压往复透射率高即探伤灵敏度高由K=tgβs知K值βs波声程实际探伤工件厚度较应选用较K值便增加波声程避免近场区探伤工件厚度较应选用较K值
面给用超声波斜探选择案参考:
1.斜探K值与角度应关系
NO. K值 应角度
1 K1 应45度
2 K1.5 应56.3度
3 K2 应63.4度
4 K2.5 应68.2度
5 K3 应71.6度
2.焊缝探伤超声波探选择案参考
编号 测工件厚度 选择探斜率 选择探斜率
1 4—5mm 6×6 K3 锈钢:1.25MHz (同)
2 6—8mm 8×8 K3 铸铁:0.5—2.5 MHz(同)
3 9—10mm 9×9 K3 普通钢:5MHz (同)
4 11—12mm 9×9 K2.5
5 13—16 mm 9×9 K2
6 17—25 mm 13×13 K2
7 26—30 mm 13×13 K2.5
8 31—46 mm 13×13 K1.5
9 47—120 mm 13×13( K2—K1)
10 121—400 mm 18×18 ( K2—K1)
20×20 ( K2—K1)
感觉这样的提问没有意义
感觉这样的提问没有什么意义哈
⑷ 超声波的K1,K2,K3探头角度为多少
45° 63° 71°
换算 K1=tan﹣1(1)
K2=tan﹣1(2)
K3=tan﹣1(3)
⑸ 超声波探伤制作DAC曲线,GE USM33 设备
我也是新人,这里仅探讨一下。不知道你是所有的点做DAC曲线都很平直还是某几个点平直,理论上说每台机器和探头的组合性能都不一样,也许有的探头就是这样的。
1、GE/KrautKramer的机器应该说在行业里是很NB的机器了,不知道你的探头也是GE的吗?建议更换探头尝试一下。
2、另外CSK-IIIA试块你也懂的,孔只钻在凹槽的一侧,反射体深度也很浅。要让探头在中央仔细寻找,位置偏了是不会有最大回波的,不过我感觉你应该不至于会犯这错误。
3、试块的孔被污物堵了~堵在孔里面的污物造成超声波二次透射,而没有被作为反射体反射信号。曾经有过这样的现象,造成某些孔回波降低,发愁了很久结果用小针挖了挖孔回波就上去了,坑爹。。。
4、请你把机器增益适当调节,增益低的时候的确是“看起来”很平直的。你是用JB/T4730做的DAC吗?注意3条线的增益。
如果解决了你的问题希望采纳,谢谢!
⑹ 国内用超声波斜探头,K1,K1.5,K2.5的前沿分别大概是多少.比如K2是12或13mm.
晶片振动时,厚度和径向两个方向同时伸缩变形,厚度方向变形大,探测灵敏度高,径向方向变形大,杂波多分辨力降低,盲区增大,发射脉冲变宽。
声 速: 324.0 M/S 工件厚度: 16.00MM 探头频率: 2.500MC
探头K值: 1.96 探头前沿: 7.00MM 坡口类型: X
坡口角度: 60.00 对焊宽度: 2.00MM 补 偿: -02 dB
判 废: +05dB 定 量: -03dB 评 定: -09 dB
焊口编号: 0000 缺陷编号: 1. 检测日期: 05.03.09
声 速: 324.0 M/S 工件厚度: 16.00 MM 探头频率: 5.00 MC
探头K值: 1.95 探头前沿: 7.00 MM 坡口类型: X
坡口角度: 60.00 对焊宽度: 2.00 MM 补 偿: -02 dB
判 废: +05 dB 定 量: -03 dB 评 定: -09 dB
焊口编号: 0000 缺陷编号: 1. 检测日期: 05.03.09
(6)超声波k1探头怎么做曲线扩展阅读
盲目追求短前沿:
以2.5P 13´13 K2探头为例,b=15mm与b=11mm,斜楔为有机玻璃材料;
(1)、检测20mm厚,X口对接焊缝,缺陷为焊缝层间未焊透.
(2)、信噪比的关系:有用波与杂波幅度之比必须大于18dB.
(3)、为什么一次标记点与二次标记点之间有固定波?
由54页表可知:COSb/COSa=0.68,K2探头b=63.44°,
COS63.44°=0.447,COSa=0.447/0.68=0.66,
COSa=6.5/LX,前沿LX=6.5/0.66=9.85mm。
⑺ 超声测厚仪,测量铸钢厚度应该用多少声速
用一块待测材质铸钢,加工成标准厚度(如15.000mm),然后用测厚仪选择声速去拟近厚度,类似校准,即可获得测量铸钢的声速。