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1、超声检测计算题类型及例题2012年4月1我们总是想办法用已有的知识来解决新出现的问题1、波长、频率和波速3例题1（1.1）铝（A1）的纵波声速为6300m/s， 横波声速为3100m/s，试计算2MHz的声波在铝（ A1）中的纵、横波波长？ 解：已知CL=6300m/s, Cs =3100 m /s f=2106 Hz=C/f纵波L=CL/f=63106/2106=3.5（mm）横波s=Cs/f=3.1106/2106=1.55（mm）42、 声阻抗5例题2 甘油的密度为1270kg/m3，纵波声速 为1900m/s，试计算其声阻抗？ 解：已知CL=1900m/s1.9 103 m/s,=12
2、70kg/m3 =1.27103kg/m3 Z= C=1.9 103 1.27103=2.4106kg/m2s63、波高比的分贝值74、声压反射率t和声压透射率 （1.141.15）8例题3 不锈钢与碳素钢的声阻抗约差1%， 试计算超声波由不锈钢进入碳钢时，复合界 面上的声压反射率。 解：设碳钢的声阻抗Z钢=1，则不锈 钢的声阻抗Z不=1-1%=0.9994、声压往复透射率 （1.16、5.9、5.11）104、声压往复透射率 （波高比）11例题 从钢材一侧探测刚钛复合板，已知=46106kg/m2S， =1.5106kg/m2S，=27.4106KG/m2S求 *a. 界面声压反射率 *b.
3、 底面声压反射率 *c. 界面回波与底面回波dB差 *d. 如将钛底面浸在水中，问此时的界面回波与底面回波差多少dB？ 解：125、折射定律 （1.4、1.81.9）13例题：（7.7）采用钢焊缝探伤用的K=1斜探头（C L1=2700m/s，钢 Cs=3200m/s）。检验某种硬质合金焊缝（Cs=3800m/s），其 实际K值为多大？ 解：K=1 tg1=1 1=45O 根据折射定律：K2=tg=tg57.1o=1.5 146、临界角 （1.51.7）15例题： 解： 已知钢中CL=5900m/s，CN=3230 m/s，水中CL=1480m/s，超声波倾斜入射到水/钢 的界面。 求1和II
4、。167、材料衰减系数178、单一介质纵波波源近场长度18例题 ：试计算5P14SJ探头，在水中（ CL=1500m/s）的指向角和近场区长度？ （1.5度；163毫米） 解：已知f=5MHz=5106Hz，D=14mm ，CL=1500m/s=1.5106mm/s，=C/f=1.5106 /5106 =0.3（mm)N=（D2/4）=142/40.3=163（ mm) 199、半扩散角20a或b一定平行于所在的坐标轴面例题：试计算率f=5MHZ，边长=13mm的方晶 片，在钢中（CL=5900m/s）主声速半扩散角为 多少度？ 解：2110、未扩散区22 例题： 已知钢中CL=5900m/s
5、，水中 CL=1480m/s，求2.5MHZ、20mm纵波进探头 在钢和水中辐射的纵波声场的近场区长度N、半 扩散角0和未扩散区长度b各为多少？ （42.4毫米；8.28度；69.5毫米；168.9毫米；2.07 度；277毫米） 解：2311、近场区在两种介质中的分布24 例题：用CL=2730m/s，、20mm的纵波直探 头水浸探伤钢板，已知水层厚度为20mm，钢中 CL=5900m/s，水中CL=1480m/s，求钢中近场 长度为多少？ 解：2512、横波近场长2613、斜探头在介质中的近场长度27减去探头内部占有的近场长度 L2:入射点到假想波源的距离14、规则反射体的回波声压 （平底
6、孔）2814、规则反射体的回波声压 （长横孔）2914、规则反射体的回波声压 （短横孔）3014、规则反射体的回波声压 （球孔）3114、规则反射体的回波声压 （大平底面和实心圆柱曲面）3233回波声压计算:例题1:已知x3N，200mm处2平底孔回波高为24 dB，求400mm 处4平底孔和800mm处2平底孔回波高各为多少dB？ 解：34例题2 试计算在远场，频率为2.5MHZ的超声波探测3平 底孔与1长横孔回波高相等时的声程。 解：15、 DGS（AVG）曲线35xAN DfGDS=归一化距离归一化缺陷当量例题:用2P20Z直探头，检验厚度为340mm的饼形 钢锻件，要求探伤灵敏度为4m
7、m，如利用通用 型A、V、G曲线以底波调整探伤灵敏度，试计算 A和G。 解：3616、压电晶片频率常数N37例题： 某探头晶片的波速为CL=5740m/s，晶片厚 度t=0.574mm，求该探头的标称频率为多少？ 解：3817、仪器水平线性误差39例题：用IIW试块测定仪器的水平性线，当B1 、B5 分别对准2.0和10.0时，B2 、B3 、B1分别对准 3.98、5.92、7.96，求该仪器的水平线性误差多 少？ 解：4018、仪器垂直线性误差：4119、底波法调节灵敏度 （平行底面和圆柱曲底面）4222220lgfBxxlpfD=（大平底与平底孔距离不同， Xf:平底孔 XB大平底距离）
8、19、底波法调节灵敏度 （空心圆柱体）4319、借助试块调节灵敏度44例题： 用2.5P20Z探头径向探测500mm的圆柱 形工件，CL=5900m/s，如何利用工件底波调节 500/2灵敏度。 解:45备注：以基准试件调好灵敏度后，数值为正 则需要增益，反之，需要衰减 例题：用2.5P20Z探头探伤为400mm的工件，如 何利用150mm处4平底孔调节400/2灵敏度？ 解：46解：1）2）47用2.5P 14Z直探头检验外 径1100mm，壁厚200mm筒行锻钢件（X L=5900 m/s）。（1）在 外圆周作径向探伤时，如何用内壁曲面回波调节探伤灵敏度（ =2mm）？ （2）在内壁作径向
9、探伤时，如何用外壁曲面回波调节 探伤灵敏度（=2mm）？20、当量计算法评定缺陷 （平面和曲底面）48适用于平底面和实心圆柱曲底面调节灵敏度，来计算缺陷当量的情况下 ，Xf：平底孔缺陷至谈侧面的距离，XB，平面底面至探测面的距离 大平底除以平底孔得上式。Bf：底波与平底孔缺陷的回波分贝差。 Xf-XB一定与分子分母对应起来。20、当量计算法评定缺陷 （空心圆柱体）4920、当量计算法评定缺陷 （以平底孔为基准）50（以平底孔为基准，平底孔对平底孔）注意X2-X1一定与分 子分母对应起来。定量计算题 例题:用2MHz，20直探头对锻件探伤，发现距探 测面240mm处有一缺陷，其回波高度比150/
10、2试 块平底孔回波高6dB。求此缺陷的平底孔当量。 解：51例题：锻钢件厚度320mm，用2.5MHz，20直探 头探伤。发现距探测面240mm处有一波高为 36dB的缺陷波，而探头在工件完好处测得底面回 波高度为52dB。求此缺陷的平底孔当量 解：52*例题:用2.5MHz，20直探头探测厚度350mm的锻钢件， 探伤灵敏度在200/2平底孔试块上校正，当试块平底孔 回波达基准高度时，测得工件中150mm处有一波高16dB的 缺陷，求此缺陷的平底孔当量。（试块材质衰减不计，工 件材质衰减为双=0.02dB/mm，工件与试块耦合差4 dB） 注意此处 用试块校准，所以仅仅考虑工件150mm距离
11、的材质衰减、 在试块衰减不计的情况下。假如考虑试块衰减如何做？ 解：53综合计算题： 有一锻钢曲拐，用4MHz，14直探头探测其 轴颈（直径）280mm），要求3当量缺陷不漏检，问利 用曲拐的扇形平面（厚320 mm）如何调探伤灵敏度？（曲 率补偿6dB，材质衰减不计），探测时发现距探测面180mm 处有一波高为10dB的缺陷，求此缺陷的平底孔当量。解：54解：用2.5MHz，14直探头探测厚度300mm的锻钢件，技术条件规定 不允许2当量缺陷存在，材料衰减系数为x=0.02dB/mm，利用工件 底面如何调节探测灵敏度？在此灵敏度下发现距探测面200mm处有一缺陷，其最高回波为22dB，问此缺
12、陷当量？ 55例题： 用2.5P 20Z直探头检验厚度为380mm的钢锻件（ C L=5900m/s），材质衰减系数=0.01dB。检验中在 130mm深发现一缺陷，其波幅较底波低7 dB。求此缺陷 当量多大？ 解：56 例：用2.5MHZ，20直探头，探测厚400mm锻钢件 ，要求检测灵敏度不低于4平底孔当量，已测得工 件一次底波高100，二次底波高为20，若考虑衰 减， 问： 如何用工件底面调探伤灵敏度？（CL钢5900/s）用150/2平底孔试块如何调灵敏度？（试块与工件 材质相同，表面偶合补偿差4dB）上述灵敏度下发现探测面下300mm缺陷波比基准高 20dB，求缺陷当量。 解： dB
13、20lg 20lg 20lg 31.5dB 注意此处：因为在本体上调节，不存在材质衰减 补偿。 先求材质衰减系数： 双 0.02dB/mm 再求150/2与400/4dB差 dB120lg 40lg 5dB 材质引起dB差为 dB2（400-150）双2500.025dB 表面补偿： dB34dB dB总dB1+ dB2+ dB35+5+414Db 将150/2反射波调至基准高再提高14dB。 dB120lg =20lg =20lg dB2（400-300）双1000.022dB 则 20-220lg ,即1840lg ,解得： X=8.45mm。 见课本P266例题21、外圆面周向横波 可检
14、测最大壁厚65计算题(5.175.19、5.21、7.9）例题（5.19） 解：6622、焊缝缺陷定位 （声程法）6722、焊缝缺陷定位 （水平法）6822、焊缝缺陷定位 （深度法）69计算题（7.57.6）例题（7.5） 解：70例题：（7.6） 解：7123、探头K值选择72例题： 解： 检验板厚T=22mm的钢板对接焊缝上，上焊缝宽度为 30mm，下焊缝宽度为20mm。选用K=2，前沿距离 l0=17mm的探头。用一、二次波法能否扫查到整个焊缝截 面 7324、圆柱体圆周面检测 指示长度修正7425、聚焦探头声透镜曲率半径 （水浸聚焦）7525、小径管水浸聚焦探伤 （偏心距）7625、小径管水浸聚焦探伤 （焦距）7725、小径管水浸聚焦探伤 （水层距离）78例题：今有一批506mm的无缝钢管，采用水晶 聚集横波探伤，若透镜曲率半径为40mm，求应 采用的偏心距和水层距离。 解：79例题： 解：8026、重合法探伤81解：用水浸二次重波合法探伤T=40mm的钢板，仪器在钢板上按1：2 调节扫描速度，并校正“0”点。求： （1）水层厚度为多少？ （20毫米） （2）钢板中距上表面12mm处的缺陷回波的水平刻度值为多少？ （4.6格） （3）示波屏上 =50处缺陷在钢板中的位置？ （20毫米）82备注：20*4相当于多少钢，除以2后 表示刻度值
