脉冲反射法的缺陷回波

热度 4已有 963 次阅读2011-7-28 11:06

       这又是几年前写的一篇旧文章,虽属于“老生常谈”类,但写出了我对脉冲反射法缺陷回波这一核心内容的看法,希望和读者朋友沟通。如有不当,敬请指正。

      本文仅讨论发收兼用、单晶片探头可收到的缺陷回波,不讨论此类探头可以收到的“三角反射”类结构回波(及其变型波)

1 产生缺陷回波的必要条件

      缺陷被入射声束扫查到的部位的全部或局部产生了下述情况之一,单晶片发收探头(请注意:不是双晶探头),就可以收到缺陷回波:

      1)垂直反射:这是缺陷某部位产生了类似于横孔、平底孔等人工反射体状的反射。只有垂直入射,才能有垂直反射;只有垂直反射,才能造成反射波按(入射波线)原路返回。

      2)顶角反射:根部未焊透的顶角、裂纹剖面的曲曲折折,均会产生这种反射。

      顶角反射造成反射波基本上按原路返回。

      反射波按原路(或基本上按原路)返回才是发收兼用探头收到回波的必要条件。

      缺陷被入射声束扫查到的部位通常会产生反射,但缺陷不是标准试块中的规则人工反射体,因此,它产生的反射,多数情况可能未按“原路返回”,探头收不到缺陷的反射波,这是UT可靠性低的重要原因。

2 影响缺陷回波波幅的因素

2.1 入射波的波幅(声压)

    缺陷回波波幅和入射波的波幅(声压)成正比。因此,凡是影响入射波的波幅(声压)的因素(如发射强度、耦合、距离等等),均影响缺陷回波波幅。

2.2 缺陷可以产生垂直(或顶角)反射的面积(当量尺寸)

    主要有两个因素:

      1)缺陷的大小。缺陷大,缺陷可能被声束扫查到的面积大,可能产生的反射面积Sd大。设d为反射面积的单向尺寸,当dλ/2时,声束绕射情况小,缺陷反射才较强。dλ/2,被视为UT的理想灵敏度。

    2)平面状缺陷与入射声轴的夹角。虽然缺陷可能产生的反射面积Sd足够大,但Sd不与入射声轴垂直,不能产生垂直反射,即不产生按原路返回的反射,仍不会有回波,或者说,缺陷可以产生垂直(或顶角)反射的面积为零。

    如上所述,缺陷不是标准试块中的规则人工反射体,它们状态、大小、走向、界面平整光洁程度等等,各不相同。然而,我们评判缺陷大小、使用的距离一波幅曲线,却是依据标准试块上规则反射体回波波幅(dB)制作的。缺陷可以产生垂直或顶角反射的面积,与规则反射体大体相同时,缺陷回波与规则反射体回波波幅才相同,至于缺陷的真实大小和形状,检测人员是不知道的。UT的这一特点,不同于RT:射线底片上缺陷影像,一般情况下可以认为大体上是缺陷二维尺寸的投影;而超声检测根据回波所在的区和指示长度,确定的尺寸,则不能认为是某方向上的投影尺寸,只能称为“当量尺寸”。

    因此,资料〔1〕的下列说法是科学、准确的:“目前的检测还难以确定缺陷的真实大小和形状”,“当自然缺陷回波与某人工规则反射体回波相等,该人工反射体的尺寸就是此自然缺陷的当量尺寸。”

3 两点结论性的意见

      1)尽管我们前面提到,缺陷不是标准试块中的规则人工反射体,要产生按“原路返回”的反射,其几率却少之又少;但缺陷界面也不如人工反射体界面那么光洁平整,对一般缺陷而言,UT检测总能收到一些回波信号,只不过波幅高低而已。我同意《无损检测》杂志上一篇文章的观点(下面文字笔者做了些改动)

      “手工扫查、常规超探(UT)对焊缝缺陷反射波信号的显示率可能为100%,但是由于扫查波方向与缺陷平面走向等的原因,使反射波信号未处于Ⅲ区或Ⅱ区,从而会使危害性平面状缺陷漏判。”

     2) TOFD法,不是脉冲反射法,伤波不可称“缺陷回波”,评定不再使用距离波幅曲线,因此也不应当再使用“当量尺寸”这一术语了。

附参考文献

资料〔1〕:《超声波探伤》(全国锅压NDT考委会组织编写,1995)

 

 


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发表评论 评论 (2 个评论)

回复 zyylrq 2011-7-28 16:05
每次看过梁老师的文章都有收获!
回复 丁伟臣 2011-8-27 21:21
这是两种不同的超声检测技术:回波当量法和非回波当量法(如TOFD)

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