实心圆柱形工件的超声探伤方法.pdf
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1、实践经验 实心圆柱形工件的超声探伤方法 刘 辉 (株洲化工集团公司机动部,湖南 412004) ULTRASONIC TESTINGOF CYL INDERS L iu Hui (Zhuzhou Chem ical(Group)Co. , Hunan Province) 实心圆柱形工件探伤常采用纵波径向探伤法。 探伤灵敏度调节方法有使用实用AV G曲线和对比 试块两种,但这两种方法使用起来都不十分方便,而 且耦合的差异和材质衰减会引起很大误差。本文将 介绍根据球面波在凹柱曲面反射的特点,利用工件 本身调节灵敏度的探伤方法。 1 探伤原理 超声波在辐射声场中,存在波束扩散与未扩散 区两部分,见图
2、1。 图1 圆盘声源束未扩散与扩散区 图中N为近场区长度,它的大小取决于超声波 换能器的面积和频率,即 N= F (1) 式中 F声源面积 波长 因此,换能器频率的正确测试是至关重要的。 x3N时声源辐射轴线上的回波声压Px为 Px= P0F x (2) 式中 P0波源起始声压 x波源轴线上某点至波源的距离 当超声波径向探伤直径 3N的实心圆柱形工 件时,其声波传播方式类似于球面波在凹形曲面上 反射(图 2) 。 图2 球面波在凹曲面上的反射 球面波入射凹曲面时,其反射波并不会聚焦于 F点,而聚于B点,据此,波束轴线上反射波声压为 Px=P f 1 + x a x-f1 + x a (3) 式
3、中 P曲面顶点处入射波声压 x波束轴线上某点至曲面顶点距离 f焦距 f=r?2 r界面曲率半径 a波源至曲面顶点的距离 在圆柱形工件探伤中用a=x,f=x?4和P= P0F ? x代入式 (3), 则实心圆柱形工件曲底面回波 声压PB为 431 第22卷第3期 2 0 0 0年3月 无损检测 NDT Vol . 22 No. 3 M arch 2000 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. 标准搜搜网 提供各类标准行业资料免费下载 PB= P0F 2x (4) 2 探伤方法 2. 1 水
4、平线性比例调节 将探头置于工件完好部位的表面上,找出工件 反射底波,为了便于观察探头盲区内缺陷,一般在荧 光屏上设置B1 ,B 2两个底波,分别对准荧光屏时基 线刻度50和100处。这时探伤仪扫描线性为1n (一般n 2) 。 2. 2 缺陷定位 当荧光屏上出现缺陷反射波时,则缺陷至探测 面距离xf有如下关系: (1)缺陷波在始波T与B1之间 xf=xbn(5) (2)缺陷波在B1与B2之间 xf= 2xB-xbn(6) 式中 xB工件直径 xb缺陷波前沿在时基线上的读数 n水平线性比例 2. 3 灵敏度调节 参照有关标准,可根据工件底面回波高度和同 声程处假定的 2mm平底孔缺陷回波高度的分
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