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刘恩凯の个人空间

这家伙很懒,什么都没写...

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6~8mm对接接头超声波检测特点及探头的选择(希望各位大侠参与讨论) ... ... ...

热度 6已有 857 次阅读2012-11-19 11:02 |个人分类:学习中遇到的疑问| 超声波, 检测, 薄板

6~8mm对接接头焊缝超声检测特点及探头的选择讨论

JB/T4730.3-2005标准中,对于6-8mm焊缝的超声检测提出了特殊规定,并要求检测人员应接受一定时间的有关薄板的超声检测的特种培训。那么,薄板超声检测的特点及注意事项时什么?超声波在薄板焊缝中的传播特性有哪些?

(1)理论基础

选择探头时的主要参数有:频率、晶片尺寸、角度(k值)等。每个探头都存在盲区和近场区。盲区内缺陷无法检出;近场区内缺陷可能漏检或检测不准确。由于检测薄板工件,那么在声程范围内,检测区域极可能受近场区的影响,导致检测不准确。

1、频率fK值的影响

根据理论公式       Ds;  一定时,

若频率f变大,则 λ变小,导致N增大;因此,探头的超声波频率理论上应选择较小的,减少近场区的影响。但是,对于斜探头来说,由于实际声场与理论声场的差别,近场区的长度具体是多少还要通过试验来确定。

但是,还有一个因素要考虑,就是超声波的波长与缺陷尺寸大小关系,对超声波检测灵敏度的影响?我们知道,根据惠更斯原理,当缺陷尺寸Df远小于波长 时,波的绕射强,反射弱,缺陷回波低,容易漏检。但是缺陷尺寸与波长相差的数量级不是很大时,那么影响又是如何?

根据理论:横波波速Cs=3240m/s, 

若探头为5P9X9K2.5,则 =0.64mm

若探头为2.5P9X9K2.5,则 =1.296mm

那么用这两个探头,检测深度为10,直径为 mm的横孔,哪个探头的灵敏度较高那?

我们猜测,对于波长小于缺陷尺寸的探头(5P9X9K2.5),反射波要强,对于2.5P的探头所计算的波长1.296>1mm,那么可能反射弱些。因此,不能为了追求减少近场区的长度,来选择更低频率的探头,这样会导致波长大于要检测的缺陷尺寸。假设,当缺陷尺寸Df= =1mm时,此时超声频率f=cx =3.24MHz,因此选择的探头频率理论上应大于等于3.24MHz

下面进行如下实验:

探头为5P9X9K2.5;2.5P9X9K2.5,对深度为10 的孔径进行检测,当找到最高波时:5P探头为68.4dB2.5P探头为61.8dB;可以说明5P探头反射波的强度大于2.5P探头的反射强度。与之前理论分析,由于5P探头的波长小于 导致反射强相一致。但是影响的dB值相差不是很大,说明缺陷尺寸与波长相差的数量级不是很大时,对反射的影响不是很大,但是仍然存在。

根据理论公式可知,探头的k值越大,近场区的长度N就越小。

试验:探头为5P9X9K2.5;5P9X9K1,对深度为10 的孔径进行检测,找到最高回波时:

5P9X9K2.568.4dB   5P9X9K156.9dB

再测试,探头为5P13X13K1;   5P13X13K2;找到最高波时分别为68.3dB81.1dB

通过以上试验数据,我们可以简单地推断出:K值越大,对近场区影响越小,降低了近场去N的长度。

验证近场区到底有多长,对于薄板检测时,影响的作用大小为多少?

 

 

5P9X9K2.5

2.5P9X9K2.5

1.6的孔,深10mm

63.0dB

60.9dB

1.6的孔,深5mm

60.7dB

50.9dB

通过以上数据,分析

1、          二者的波长都小于缺陷尺寸1.6mm,但是5p的波长要比1.6mm小的多,反射波还是要高些;但是近场区影响几乎不存在

2、          对于薄板5mm左右时,二者相差确很大10dB值,因此猜测即使5p探头的近场区比2.5P更大,但是视乎近场区并不影响,反而波长与缺陷尺寸的差别成为主导作用。

3、          同样,纵向分析,用5p探头检测深度为105mm的孔,反射波高基本差不多,也就是说5p探头较大的近场区并没有影响到检测。

4、          纵向分析2.5P探头,两次的检测结果确相差10db,也就是说,使用较低频率探头检测薄板工件时,反射波的强度很低。因此,对于薄板来说,探头近场区的影响基本不存在,视乎更加影响因素占主要的是超声波的频率,频率高,波长小,分辨率就高,波长更小于缺陷尺寸,这样检测灵敏度才会更高。

结论,对于检测6~8mm的薄板工件,选择高频率探头要好于低频率探头,因为近场区的影响基本为0,波长大小,分辨力的高低起主导作用。


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发表评论 评论 (1 个评论)

回复 000040 2013-3-24 11:30
帮你顶一下啊

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