超声波检测中缺陷大小的定量方法
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超声波检测中缺陷大小的定量方法

文章分类:技术文章人气:962 次访问发表时间:2016-08-02

在工业超声波检测中,对缺陷的定量方法很多,但均有一定的局限性。常用的定量方法有当量法、底波高度法和测长法三种。当量法和底波高度法用于缺陷尺寸小于声束截面的情况,测长法用于缺陷尺寸大于声整截面的情况。

一、当量法

采用当量法确定的缺陷尺寸是缺陷的当量尺寸。常用的当量法有当量试块比较法、当时计算法和当量AVG曲线法。

1.当量试块比较法

采用当量法确定的缺陷尺寸是缺陷的当量尺寸。常用的当量法有当量试块比较法、当量计算法和当量AVG曲线法。

当量试块比较法是将工件中的自然缺陷回波与试块上的人工缺陷回波进行比较来对缺定量的方法。

加工制作一系列含有不同声程尺寸的人工缺陷试块,检测中发现缺陷时,将工件中自然缺陷回波与试块上人工缺陷回波进行比较。当同声程处的自然缺陷回波与某人工缺陷回波高度相等时,该人工缺陷的尺寸就是此自然缺陷的当量大小。

利用试块比较法对缺陷定量要尽量使试块与被探工件的材质、表面光洁度和形状一致,并且其他探测条件不变,如超声波探伤仪探头、灵敏度旋钮的位置,对探头施加的压力等。

当量试块比较法是超声波检测中应用最早的一种定量方法,其优点是真观易懂,当量概念明确,定量比较稳妥可靠。但这种方法需要制作大量试块,成本高。同时操作也比较烦琐,现场检测要携带很多试块,很不方便。因此当量试块比较法应用不多,仅在X<3N的情况下或特别重要零件的精确定量时应用。

二.测长法

 当工件中缺陷尺寸大于声整截面时,一般采用测长法来确定缺陷的长度。

测长法是根据缺陷波高与探头移距离来确定缺陷尺寸。按规定的方法测定的缺陷长度称为缺陷的指示长度。由于实际工作中缺陷的取向、性质、表面状态等都会影响缺陷回波高,因此缺陷的指示长度总是小于或等于缺陷的实际长度。

根据测定缺陷长度时的灵敏度基准不同将测长法分为相对灵敏度法、绝对灵敏度法和端点峰值法。

1.相对灵敏度测长法

相对灵敏度测长法是以缺陷是最高回波为相对准、沿缺陷的长度方向移动探头,降低一定的dB值来测定缺陷的长度。降低的分贝有3dB、6dB、10dB、12dB、20dB等几种。常用的是6dB法和端点6dB。

(1)6dB法(半波高度法):由于小波高降低6dB后正好为原来的一半,因此6dB法又称半波高度法。

半波高度法具体做法是:移劝探头找到缺陷的最大反射波然后沿缺陷方向左右移动探头,当缺陷波高降低一半时,探头中心线之间距离就是缺陷指示长度。

6dB法的具体做法是:移动探头找到缺陷的最大反射波后,调节衰减器,使缺陷波高降至基准波高。然后用衰落减器将仪器灵敏度提高6dB,沿缺陷方向移动探头,当缺陷波高降至基准波高时,探头中心线之间距离就是缺陷的指示长度。

半波高度法是用来对缺陷测长较常用的一种方法。适用于测长扫查过程中缺陷波只有一个高点的情况。

端点6dB法测长的具体做法是:当发现缺陷后,探头沿着缺陷方向左右移动,找到缺陷两端的最大反射波,分别以这两个端点反射波高为基准,继续向左、向右移动动探头,当端点反射波高降低一半,探头中心线之间的距离即为缺陷的指示长度。这种方法适用于测长扫查过程中缺陷反射波有多个高点的情况。

半波高度法和端点6dB法都属于相对灵敏度法,因为它们是以被测缺陷本身的最大反射波或以缺陷本身两端最大反射波为基准来测定缺陷长度的。

(2)绝对灵敏度测长法

绝对灵敏度测长法是在仪器灵敏度一定的条件下,探头沿缺陷长度方向平行移动,当缺陷波高降到规定位置时,探头移动的距离,即为缺陷的指示长度。

绝对灵每敏度测长法测得的缺陷指示波与测长灵敏度有关。测长灵敏度高,缺陷长度大。

(3)端点峰值法

探头在测长扫查过程中,如发现缺陷反射波峰起伏变化,有多个高点时,则可以缺两端反射波极大值之间探头的移动长度来确定为缺陷指示长度,这种方法称为端点峰值法。

端点峰值法测得的缺陷长度比6dB法测得的指示长度要小一些。端点峰值法也只适用于测长扫查过程中,缺陷反射波有多个高点的情况。