2016新编焊缝超声波探伤(第三节焊缝超声波探伤定位).doc

第四章 焊缝超声波探伤 第三节 焊缝超声波探伤定位 超声波探伤定位的方法是利用已知尺寸的试块(或工件)作为反射体来调节探伤仪的时间轴，然后根据反射波出现在时间轴上的位置，确定缺陷的位置。 一、斜探头定位与直探头定位的区别 纵波探伤时定位比较简单，如探测100mm厚的工件，可把底面回波调在10格，则每格代表工件中的声程(或垂直距离)为100/10=10(mm)。(因耦合层极薄，可忽略不计)。探伤时，若在6格出现缺陷波，则缺陷离工件表面的距离为6×10=60mm 图4–7 横波探伤定位示意图横波探伤时的定位比较复杂(见图5 图4–7 横波探伤定位示意图 ① 超声波射到底面时无底面回波(故时间轴需在试块上预先调节)； ② 有机玻璃斜楔内一段声程OO?(称斜探头本体声程)在中薄板焊缝探伤定位时不能忽略，必须加以考虑。 ③ 超声波的传播路线为O?OAB(或O?OB)折线，定位时，必须得用三角公式进行计算。 二、斜探头探伤定位基本原理 焊缝探伤前，一般先进行斜探头入射点和折射角的测定，以及时间轴的调节。故入射点O和折射角?是已知的，示波屏上扫描线每格所代表的距离(可以是水平距离、垂直距离或声程)也是可知的。这样，在直角三角形中，知道一只角、一条边、则其他两条边也可求出，故缺陷位置(缺陷离探头入射点的水平距离和深度)便可确定。 根据时间扫描线调节方法的不同，可分三种定位法： 1. 水平定位法 即时间扫描线与水平距离成相应的比例关系。 2. 垂直定位法 即时间扫描线与深度距离成相应的比例关系。 3. 声程定位法 即时间扫描线与声程距离成相应的比例关系。 一般板厚≤24mm时，用水平定位法、板厚≥32mm时用垂直定位法。时间轴的调节，其最大测定范围应在1S～1.5S之间(1S为一个跨距的声程距离)。 三、焊缝超声波探伤定位的常用方法 多年来，不少厂矿企业中的检测人员根据自己产品的特点，经过不断摸索、反复实践，已总结出了好多简便、有效的定位方法，下面仅介绍几种常用的定位方法。 图4– 图4–8 计算法定位原理 计算法定位是应用得比较早的一种方法。由于采用计算法定位比较麻烦，故目前已很少应用。但此法是探伤定位的基础，掌握其原理后，在实际探伤中将有很大帮助，故作为一种方法介绍。其定位原理见图4–8所示。 图中：A—横孔；?—孔深；O—入射点；?—折射角；l—横波在钢中声程；l0—有机玻璃本体声程；S1—入射点到横孔的水平距离；x0—探头中纵波声程在示波屏上所占格数；x1—钢中横波声程在示波屏上所占格数；x—整个声程所占的格数；l?0—有机玻璃中本体声程转换成相当于钢中横波声程。 根据声速比则有： 从图中可看出： 则示波屏上每格所代表的水平距离为： (4–4) 当使用探头折射角?=67°、l0=12mm、x取5格，则根据式(4–4)可求得不同板厚时的Sx值，见表4–3： 表4–3 不同板厚时的Sx值 板厚T(mm) 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 Sx(mm) 8.3 9.2 10.2 11.2 12.1 13.0 14.0 14.9 15.9 16.3 探伤时，若已知缺陷波在波屏上的格数x?，则缺陷离探头入射点的水平距离为： 同理，当采用深度定位法时，则每格所代表的垂直距离Sy为： (4–5) 当采用声程定位法时，则每格所代表的声程距离为： (4–6) 计算法水平定位步骤如下： ① 测入射点O；② 测折射角?；③ 扫射孔深等于板厚的横孔A，找到最高回波，调至5格(x=5)；④ 按式(4–4)计算Sx值，或查表Sx值；⑤ 探伤中出现缺陷波，其缺陷水平距离； ⑥ 缺陷深度。 例如，用上述探头探测板厚(T)为20mm的焊缝，探伤中在示波屏4格出现一个缺陷波，求缺陷到探头入射点的水平距离。 解：缺陷到探头入射点的水平距离 式中： x=5，=4； 则=47－(5－4)×12.135 mm 答：缺陷离探头入射点的水平距离为35 mm。 计算法定位具有如下优点： a. 定位原理比较清楚；b. 底波位置明确； c. 一次底波调到5格时，示波屏最大测定范围肯定大于1S； d. 调节时间轴可用试块，也可在工件上进行调节； e. 对于厚度较大的工件，如T=200mm以上，则斜探头本体声程l0可忽略，其定位方法和直探头相似。例如工件厚度T=200mm，将一次底波调到10格，则每格就代表深度20mm。探伤时若5格出现缺陷波，则缺陷的深度即为100mm。 2. 圆弧面试块比较法 由于此法调节时间轴比较简便，故目前应用最普遍。 时间扫描线调节可利用下