CSK-IA 和 CSK-IB 试块的主要用途两个试块的主要区别在于:CSK—IB试块在原有CSK-IA的基础上增加了测试斜探头折射角的刻度面使用要点如下:1) 利用厚度 25mm 测定探伤仪的水平线性、垂直线性和动态范围2) 利用厚度25mm和高度100mm调整纵波探测范围;3) 利用 R50 和 R100 校定时基线或测定斜探头的入射点;4) 利用高度85、91、100ram 测定直探头的分辨力;5) 利用中40、中44、中 50ram 曲面测定斜探头的分辨力;6) 利用中 50 有机玻璃圆孔测定直探头盲区和穿透能力;7) 利用 xx50 曲面 xx1.5 横孔测定斜探头的 K 值;8) 利用高度9lmm(纵波声程91mm相当于横波50mm)调节横波1: 1扫描速度,配合 R100 作零位校正;9) 、利用试块直角棱边测定斜探头的声轴偏斜角CSK—IA 试块超声波 xx 的分类-显示方式:A 型 B 型 C 型发射波连续性分:脉冲波连续波声波通道:单通道多通道超声波探头的主要作用-超声波的发射和接收是通过探头来实现的发射和接收的原理-超声波探伤中的压电晶片具有压电效应,当高频电脉 冲激励压电晶片时,发生逆压电效应,将电能转换为声能(机械能),发射超 声波;当探头接收超声波时,发生正压电效应,将声能转换为电能。
不难看出 超声波探头在工作时实现了电能和声能的相互转换,因此常把探头叫做换能器正压电效应-某些晶体材料在交变应力作用下,产生交变电场的效应称为 正压电效应逆压电效应-当晶体材料在交变应力作用下,产生伸缩变形的效应称为逆 压电效应压电晶体-具有压电效应的材料称为压电晶体材料衡量压电晶体材料的 材料性能的主要参数物理意义-压电应变常数表示在压电晶体上施加单位电压 时所产生的应变大小压电材料的居里温度-超过一定温度压电效应就会消失 使压电材料的压电效应消失的温度超声波探头的分类-波型不同分:纵波 xx 表面波耦合方式分:接触式探头液(水)浸探头波束分:聚焦非聚焦晶片数分:单晶双晶纵波直探头主要结构各部分的主要作用-压电晶片发射和接收超声波,实 现电声转换保护膜保护压电晶片不致磨损和损坏吸收块对压电晶片的振动起阻尼作用,吸收晶片背面的杂波提高信噪比,支承晶片,外壳将各部分组合在一起 横波斜探头主要结构各部分的主要作用-直探头和透声斜楔-实现波型转换试块-按一定用途设计制作的具有简单几何形状人工反射体的试样作用:①确定探伤灵敏度②测试仪器和探头的性能③调整扫描速度④评判缺陷 大小试块的分类-①按试块来历分: 标准试块参考试块②按试块上人工反射体分: 平底孔试块横孔试块槽常用试块一IIW、IIW2、 CSK-IA、半圆试块、CSK-IIA、CSK-IIIA 试块。
IIW2 试块主要用途:①测定斜探头入射点:利用R25与R50圆弧反射面测;②测定斜探头的折射角:利用4 5横孔测;③测定仪器水平、垂直线性和动态范围:利用厚度12.5 测;④调整探测范围和扫描速度:纵波直探头用12.5底面多次反射调,横波斜探头用R25和R50⑤测仪器和探头的组合灵 敏度:利用0 5或R50圆弧面测IIW 试块主要用途:1. 调整纵波探测范围和扫描速度(时基线比例):利用试块上25或100测2. 测仪器的水平线性、垂直线性和动态范围:利用试块上25或100测3. 测直探头和仪器的分辨力:利用试块上85、91 和 100 测4. 测直探头和仪器组合后的穿透能力:利用0 50有机玻璃块底面的多次反射波测5. 测直探头和仪器的盲区范围:利用试块上0 50有机玻璃圆弧面和侧面间距5和10测6. 测斜探头的入射点:利用试块上R100圆弧面测7. 测斜探头的折射角:在 35°-76用0 50 孔测,74°-80°用01.5xx.8. 测斜探头和仪器的灵敏度余量:利用试块上R100或01.5 测9•调整xx探测范围和扫描速度:由于纵波声程91 相当于横波声程50,因此可以利用试块上 91 来调整横波 的探测范围和扫描速度。
例如横波 1: 1,先用直探头对准91 底面,使底波B1、B2 分别对准50、100然后换上横波探头并对准R100圆弧面,找到最高回波,并调至 100 即可10.测斜探头声束轴线的偏离:利用试块的直角棱边测IIW 试块和 CSK-IA 试块三点改进-1将直孔050、 044、 0 40 台阶孔,以便于测定横孔斜探头的分辨力.2.将R100改为R100R50阶梯圆弧,以便于调整横波扫描速度和探测范 围3•将试块上标定的折射角改为K值(K=tgBs)从而直接测出横波斜探头的K 值 CSK-IA 试块其它功能同 IIW 试块,材质同工件超声波探伤仪和探头的主要性能指标-垂直线性测试步骤:-1.0 衰减保留 30dB;2•直探头IIW试块上对准25底面用压块恒定压力3.调节仪器使试块上某次底波位于示波屏的中间,并达满幅100%,但不饱 和,作为 0dB4•固定(增益)和其它按钮,调(衰减器)每次衰减2dB记下相应的波高H1直到 底波消失计算垂直线性误差D=(| d1| +| d2| )%.A型脉冲反射式超声波探伤 仪通用技术条件ZBY230-84规定仪器垂直线性误差D<8%o水平线性测试步骤:直探头置于IIW试块上,对准25mm厚的大平底面。
调(微调)(水平)(脉冲移 位),使示波屏上出现5次波B1-B5, B1前沿对准2.0,B510.0,水平线性误差5=| amax| /0.8bx100%ZBY230-84规定水平线性误差不小于<2%动态范围-是指仪器示 波屏容纳信号大小的能力将满幅度100%某波高用(衰减器)到能识别的最小值 所需衰减的分贝值就是仪器的动态范围ZBY230-84规定仪器动态范围26dB斜探头入射点测定:是指其主声束轴线与探测面的交点斜探头放在IIW试块上前沿 L0=R-MK值是指被探测工件横波折射角ps的正切值仪器和探头的分辨力-是指在 示波屏上区分相邻两缺陷的能力影响分辨力的主要因素-电晶片的0m值和发 射强度0m值大,发射强度大,分辨力低直探头分辨力测定:1•抑制O-CSK-IA试块上,左右移动探头找到85、91、100 三个反射波A、B、C2.当A、B、C 不能分开时,则分辨力 F=(91-85)a/a-b(mm)3.当A、B、C不能分开时,则分辨力F= (91-85)c/a-b(mm),—般要求分辨力<6mm斜探头分辨力测定:斜探头CSK-IA试块上050、044、 0 40台阶孔出现反射波;平行移动探头使050、0 44回波等高波峰hl波谷h2则分辨力X=20lg h1/h2(dB),实际测试用 衰减器将h1衰减到h2,其衰减量X二dB。
近场区-波源附近由于波的干涉出现一系列声压极大极小值的区域近场区(菲 涅耳区)近场区长度-波源轴线上最后一个声压极大值至波源的距离因素有关-与波源面积成正比,与波长成反比近场区对探伤定量是不利 的,处于声压极小值处的较大缺陷回波可能较低,而处于声压极大值处的较小 缺陷回波可能较高,这样就容易引起误判,甚至漏检因此应尽量避免近场区 探伤定量半扩散角-圆盘源辐射的纵波声场的第一零值发散角双称半扩散角0O-7OA/D半扩散角以外的缺陷难以发现-半扩散角以外的声场声压很低,能量集 中在半扩散角以内仪器和探头的灵敏度余量(综合灵敏度)-是指仪器最大输出时(增益、发射强 度最大、衰减和抑制为 0),使规定反射体回波达基准高所需衰减的衰减总量, 灵敏度余量大,说明仪器与探头的灵敏度高直探头如何测定:仪器增益至最大,抑制0、发射强度至强、连接探头并使探头悬空,调衰减器合电噪声电平小于 10%,记下此时衰减器的读数N1 dB;将探头对准200/02试块上平底孔,使02 回波高50%,记下此时的衰减器读数N2 dB;则仪器与探头的灵敏度余量N=N2-N1(dB),—般直探头要求灵敏度余量>30 dB;斜探头如何测定:仪器增益至最大,抑制0、发射强度至强、连接探头并使探头悬空,调衰减器合电噪声电平<10%, 记下此时衰减器的读数N1 dB ;探头-IIW试块上,记下R100圆弧面的第一次反 射波达50%的衰减量N2,则仪器与斜探头的灵敏度余量N=N2-N1(dB),—般斜 探头要求灵敏度余量>40 dB;盲区是指从探测面到能够发现缺陷的最小距离。
影响盲区的主要因素盲区 的大小与仪器的阻塞时间和始脉冲宽度有关测定可在盲区试块上进行,能显 示02平底孔的最小距离信噪比是指示波屏上有用的最小缺陷信号幅度与无用 的噪声杂波幅度之比信噪比高,杂波少,对探伤有力,低易引起误判漏检信噪比以200/02平底孔反射回波H信与 噪声杂波高H噪之间的分分贝差来表示信噪比的大小即△=20lgH信/H杂始脉 冲宽是指在一定的灵敏度下,示波屏上高度超过垂直幅度的 20%时的始脉冲长 度始脉冲宽度与晶片的机械品质因子和发射强度有关,机械品质因子值大, 发射强度大,始脉冲宽度大始脉冲宽度的测定:按规定调好灵敏度并校准0点示波屏上始脉冲达20%高处至水平刻度0 点 的距离 W 即为始脉冲宽度始脉冲宽度与灵敏度有关,灵敏度高,始脉冲宽度 大超声波测定较厚工件(x>3N)材质衰减系数-可根椐第一、二次底波的高度来测试衰 减系数介质的衰减系数a=20lgB1/B2-6-6/2X;B1B2第一、二次底波的高度;6-扩散 衰减引起的分贝差;6-反射损失超声波介质衰减系数有关的因素-衰减系数只考虑了介质的散射和吸收衰 减,未涉及扩散衰减对于金属材料等固体介质而言,介质衰减系数等于散射 衰减系数和吸收衰减系数之和。
介质的吸收衰减与频率成正比介质的散射衰减与(声波频率f)(介质的晶粒 直径d)(各项异性系数F)有关,当d <(波长入)时,散射衰减系数与fd3成正比 在实际探伤中,当介质晶粒较粗大时若采用较高的频率,将会引起严重衰减, 示波屏大量草波,使信噪纟明显下降,超声波穿透能力显著降低,这就是晶粒 较大的奥氏体钢和一些铸钢探伤的困难所在超声波衰减-超声波在介质中传播时,随着距离增加,超声波能量逐渐减弱 的现象主要原因-波束扩散、晶粒散射和介质吸收平常所说的衰减是-介质衰 减与散射衰减,不包括扩散衰减端角反射-超声波在两个平面构成的直角内的反射特点-横波入射时入射角,入射角as=30°或60°附近时,端角反射率最低 as=35°-55°时,端角反射率达到100%实际工作中横波探伤焊缝单面焊根部未 焊透或裂纹的情况就类似于这种情况,当横波入射角as(等于横波探头的折射角 P s )= 35°-55°,即 K=tgP s =0.7-1.43时,探伤灵敏度较高当P s > 56°,即K>1.5 时探伤灵敏度较低,容易引起漏检超声波倾斜入射到界面的声压反射率和透射率(折射率)与哪些因素有关-第 一、二介质中的纵、横波波速;纵波入射角、反射角;纵波横波折射角。
横波 反射角第一临界角-a I二arcsinCI1/CL2 ;当纵波入射角aL/纵波折射角BL;当CL2> CI1, PL>aL,随着aL增加,仇也增加,当aL增加到一定程度时,仇=90°,这时所 对应的纵波入射角称为第一临界角第二临界角-a口二arcsinCL1/CS2;当。