UT琐记:什么是“曲面工件”?

热度 14已有 890 次阅读2012-5-5 06:26

1 问题

特设《超声检测》教材(2008)294页有这样的叙述:“曲面工件是指直径小于或等于500mm的承压设备”

上面这一叙述,它的原意似乎是:当曲面工件的直径大于500mm时,可以近似地把它当作平面工件,使用平面对比试块,确定扫查灵敏度就行了。

我认为教材的这一叙述是不准确的。原因是:

第一,它无法回答下面的问题

对曲面筒体(直径560mm)的纵缝进行检测,使用探头晶片直径d=13mm,探头宽度b=18mm,探头长度L=40mm,按JB4730.32005要求,该不该使用曲面试块?该使用什么样的曲面试块?

JB/T4730.35.1.3.4的规定RW2/4来解这个题: 筒体直径D=560mm,半径R=280(mm),设Rc=W2/4=L2/4=402/4=400(mm),因为R<Rc,所以,答案是应该使用曲面试块,而且是曲率与工件相同的试块。〔笔者注: Rc=400mm,检测工件直径大于800mm工件的筒体纵缝,才不需要曲面试块。〕

但这一回答,与教材叙述矛盾。因为筒体直径560mm,大于500mm,不是曲面工件了,怎么还需要曲面试块呢?

第二,ASME V 第四章 “附录G平面试块替代曲面试块的补偿”举了一个例子:曲面工件半径R=254mm(直径D=508mm),用直径25mm、频率为2.25MHz、保护膜为碳化硼的探头,以甘油作耦合剂。在这种情况下,在平面对比试块上确定了扫查灵敏度,去检测这个直径508mm的曲面工件,还需要按附录GG461(b)确定的耦合补偿数,再增益(提升)12dB,才可以检测。这就是说,不分晶片尺寸大小,不讲频率高低,“认为直径大于500mm的工件,使用平面对比试块,确定扫查灵敏度就行了”的观点,是不对的,如这个例子差12dB

2 曲面工件使用平面对比试块,不需要耦合补偿的条件

ASME V(2010)第四章“附录G平面试块替代曲面试块的补偿”,认为:这决定于工件的曲率半径R与探头的适用工件当量半径(也有人译为“临界半径”)Rc的比值。当R/Rc1时,在平面对比试块上确定了扫查灵敏度,就不需要耦合补偿了。

探头适用工件的当量半径Rc与下列因素有关:

(1)两个主要因素:

a)      晶片直径Φ:Rc大约和晶片直径Φ的平方成正比;

b)      探头频率f: Rc大约和探头频率f成正比。

两个主要因素与探头系数Fi(即不考虑次要因素的Rc)的具体数据,可见ASME V 第四章附录G的表G—461

(2)两个次要因素:耦合剂和探头保护膜。ASME V 第四章附录G认为:耦合剂为甘油或合成脂最好,机油或水次之。探头保护膜以塑料最好。通过图G461(a)将探头系数Fi转化为Rc

R<RcR/Rc<1时,在平面对比试块上确定的扫查灵敏度,还需要进行耦合补偿。通常探头晶片直径Φ越大,频率f越大,即R/Rc值越小,耦合补偿(增益)dB数越多。

粗略地说,晶片直径Φ为13mm,频率f2.5MHzRc650mm,受检件直径D近似为1300mm时,才不存在耦合补偿问题呢。


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发表评论 评论 (4 个评论)

回复 平安dè预警 2012-5-8 15:26
这书本是讲叙直径小于500的检测方法。当大于500时候应该按照公式计算。
回复 平安dè预警 2012-5-8 15:33
检测试块必须满足 特设《超声检测》教材(2008版)第294和195页有这样的叙述
R大于等于或者小于等于 W平方/4  的检测条件和方法
回复 平安dè预警 2012-5-8 15:34
以上仅供参考FYI
回复 梁金昆 2012-5-10 17:22
谢谢鼓励和参与!!!

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