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正文:
1.1 探头参数的测定
1.1.1 斜探头入射点及前沿
测定探头的入射点和前沿长度是为了便于对缺陷定位。测量方法如图4.15所示。
探头前沿l0 =
100–M.
1.1.2 头折射角βs(K值)
斜探头横波折射角βS可以用IIW试块或CSK-1A试块上的φ50或φ1.5横孔来测定,如图4.16所示。
1.1..3 检测灵敏度的校准
通用的A型脉冲反射式超声波检测方法属于幅度法,在其理论与实践中,灵敏度是一个使用非常频繁的基本概念。在此,对灵敏度理论进行系统阐述。
1.14 几个基本方法
㈠ 超声波幅处理的基本方法
⑴ 须找到最高波幅后进行处理。
⑵ 测试前必须确定显示屏上的“基准波高”,一般设定满屏的40~80%作为“基准波高”。
⑶ 一般须记录缺陷的几何位置参数。
⑷ 应明确缺陷的当量。
在系统阐述灵敏度之前必须明确“波幅”与“当量”的两个基本量值的表示方法。
㈡波幅的表示方法
实际检测中“波幅”的表示方法有两种:
一是以反射波在示波屏上显示的高度(%)表示,在以百分比波高(%)来度量各反射波幅时,仪器的增益状态值(dB)必须为某一定值。注意,这里显示屏的高度只能是0~100%,即只能以百分比来读取,不应以其它物理量来表示,因为显示屏的垂直轴只与放大电路的放大倍率直接相关。
二是以仪器分贝值(dB)来表示反射波幅度(dB)。即在百分比波高(%)保持某一定值不变时,用仪器的增益状态值(dB)来代表各反射体的波幅(dB)。
此外,在AVG曲线上也是以增益值(dB)来表示反射波幅的,但此增益值并非仪器上的增益状态值,而是相对某一基准的分贝差值(ΔdB)。如通用AVG曲线的基准为起始声压(P0),实用AVG曲线的相对基准可以是某一深度的φ2平底孔、φ2横通孔等基准反射体。
㈢ 反射体当量的表示方法
实际检测中“当量”的表示方法有两种。
一是以规则的反射体的实际几何尺寸来表示,如
1.1.5 检测灵敏度的基本概念
实际工作中,灵敏度这个术语被广泛、频繁使用,且不同的区域、标准在概念的运用上存在很大差异,甚至出现自相矛盾现象,并一度严重影响了实际检测的可靠性。因此,有必要对灵敏度概念进行系统阐述、规范使用。
A型脉冲反射法检测技术所涉及的灵敏度,应该分为两大类:一类为“绝对灵敏度”、另一类为“相对灵敏度”。“绝对灵敏度”是指仪器系统所能检出的最小缺欠能力(有的称为极限灵敏度),一般理论认为λ/2,但实际检测证明可达更高。实际检测中广泛应用的各种不同的灵敏度均为“相对灵敏度”范畴,即实际检测中所用的灵敏度均为相对灵敏度,其基本是以某基准反射体为基准而导出的灵敏度。
一般在检测过程中,根据灵敏度概念使用的目的不同,而出现了各种不同的灵敏度冠名,如:基准灵敏度、检测灵敏度、扫查灵敏度、起始灵敏度、评定灵敏度、定量灵敏度、判废灵敏度等等,名目繁多。
下面就常用灵敏度概念、表示方法进行简单阐述。
基本定义:检测灵敏度是指在确定的声程范围内发现规定大小缺陷的能力。实际工作中,一般根据产品技术要求或有关标准确定,可通过调整仪器上的相关灵敏度功能键来实现。
基本要求:检测灵敏度的基本要求在于发现工件中规定大小的缺陷,并对缺陷进行定
位。也就是检出当量的最低要求。检测灵敏度太高或太低都对检测不利。灵敏度太高,示波屏上杂波多,判伤困难。灵敏度太低,容易引起漏检。
实际检测中,在粗探时为了提高扫查速度而又不致引起漏检,常常将检测灵敏度适当提高。
㈠基准灵敏度
超声波实际检测中所用的灵敏度是一个相对灵敏度,它必须采用一个标准的反射体作为基准,调整仪器增益状态将该基准反射体的反射波调到基准波高(40%~80%),以便对仪器灵敏度(垂直轴)进行标定,这个标定后的灵敏度就称为基准灵敏度。
当基准反射体的规格相同而埋藏深度不同时,基准灵敏度常被制作成一条曲线,称为灵敏度基准线。
理论上,要求必须在被检材料上实施基准灵敏度的标定(校准)。
㈡ 评定线灵敏度
在焊缝检测中,通常采用比较高的初始灵敏度进行粗扫查,其目的是对疑似缺陷显示信号进行分析判断,进而对缺陷进行定性。为保证缺陷不漏检,常规定一个较高的灵敏度作为最低限,要求对高于此灵敏度的缺陷信号均进行分析评定,且粗扫查的灵敏度不得低于这个最低线灵敏度,该灵敏度在标准中常称为评定线灵敏度。
㈢ 定量线灵敏度
在实际检测中,一般首先进行粗扫查,并完成缺陷真伪的分析评定后,则进入缺陷的定量检测阶段,此阶段所采用的灵敏度低于评定线灵敏度,称为定量线灵敏度。如NB/T47013.3中给出了不同厚度范围的钢板对接焊缝检测的定量灵敏度的当量值,而标准中对于锻件则应是以φ4平底孔作为定量灵敏度。
㈣ 判废线灵敏度
在焊缝检测中,标准设定了一个低于定量线的灵敏度,当缺陷反射达到和超过这个灵敏度时,该缺陷则判废。于是,称其为判废线灵敏度。
㈤ 扫查灵敏度
仪器系统基准灵敏度标定后,为确保检测结果的可靠性,一般须采用一个较高的灵敏度进行初始检测,这个初始检测的灵敏度即称为扫查灵敏度,通常也可称为检测灵敏度。一般情况下,扫查灵敏度不得低于评定线灵敏度。
㈥灵敏度的四个参数
灵敏度在标准、工艺中一般只是用当量来代替,例如:φ2 ×40 、φ2 等。根据灵敏度的基本定义和基本要求可知,要完整表示灵敏度必须具备四个参数:反射体的几何尺寸、反射体的探测距离(mm)、反射体的反射波高(一般设定为示波屏满幅度的40~80%)、对应的增益状态值(dB)。如图4.17所示。
纵波检测灵敏度四参数的识别,见上图(b):反射体当量为φ6.4,反射体深度为100mm,反射体波高80.0%,对应的仪器增益值27.3dB。
实际检测中,必须准确把握、正确记录灵敏度四个参数。
㈠灵敏度四参数的表达方式
广义上说,仪器探头系统任意一个增益状态可以称为一个灵敏度状态。并有四个灵敏度状态参数:
反射体的几何尺寸Φ(当量)、反射体的探测距离H(mm)、反射体的反射波高A(%)、应仪器的增益状态值ΔdB。且有灵敏度的状态函数关系式:
实际工作中,A型脉冲反射式超声波检测技术中所使用的距离-波幅曲线(灵敏度曲线)都是平面曲线,相对于灵敏度的四个参数而言,则必须设定其中两个参数分别为某一常数,计算或实测出另外两个参数的对应曲线。
以上对灵敏度四参数的讨论的主要目的,就是要对某一深度范围的反射体定量,而定量则必须已知其状态函数的对应关系。在此,将此对应关系分为两个层面:第一,具有比较精确的计算公式,可以准确计算出反射体的几何当量值;第二,可以计算或实测绘制出距离-波幅曲线,依据曲线可以准确求出反射体的几何当量。
在这里需要指出,百分比波高(%)与增益值(dB)都是无量纲参数,其在应用时必须设定一个“比较基准”。一般百分比波高(%)的基准设为40%-80%之间某一值,而分贝值(dB)的比较基准应据实际检测情况设置,且在检测记录中必须准确记录、且在距离-波幅曲线上明确标注。
实际检测中,灵敏度的正确使用至关重要,完整准确的对灵敏度四参数及其“比较基准”的记录才能保证检测全过程的可追溯性。