超声波探伤中影响缺陷定位的主要因素

超声波探伤中影响缺陷定位的主要因素超声波探伤中影响缺陷定位的主要因素大致来讲,影响超声波探伤中缺陷定位准确性的因素可分为4类:

1、仪器的影响

仪器的水平线性:仪器水平线性的好坏对缺陷定位有一定的影响。当仪器水平线性不佳时,缺陷定位误差大。仪器水平刻度精度:对于模拟机来讲,仪器时基线比例是根据示波屏上水平刻度值来调节的,当仪器水平刻度不准时,缺陷定位误差增大。2、探头的影响

声束偏离:无论是垂直入射还是倾斜入射探伤,都假定波束轴线与探头晶片几何中心重合,而实际上这两往往难以重合。当实际声束轴线偏离探头几何中心轴线较大时,缺陷定位精度定会下降。探头双峰:一般探头发射的声场只有一个主声束,远场区轴线上声压**。但有些探头性能不佳,存在两个主声束,发现缺陷时,不能判定是哪个主声束发现的,因此也就难以确定缺陷的实际位置。斜楔磨损:横波探头在探伤过程中,斜楔将会磨损。当操作者用力不均时,探头斜楔前后磨损不同。当斜楔前面磨损较大时,折射角减小,探头K值减小。当斜楔后面磨损较大时,折射角增大,K值也增大。此外,探头磨损还会使探头入射点发生变化,影响缺陷定位。3、工件的影响

粗糙表面引起的声束分叉

工件材质:工件材质对缺陷定位的影响可从声速和内应力两个方面来讨论。当工件与试块的声速不同时,就会使探头的K值发生变化。另外,工件内应力较大时,将使声波的传播速度和方向发生变化。当应力方向与波的传播方向一致时,若应力为压缩应力,则应力作用使试件弹性增加,这时声速加快。反之,若应力为拉伸应力,则声速减慢。当应力与波的传播方向不一致时,波动过程中质点拔地而起轨迹受应力干扰,使波的传播方向产生偏离,影响缺陷定位。工件表面形状:探测曲面工件时,探头与工件接触有两种情况。一种是平面与曲面接触,这时为点或线接触,握持不当,探头折射角容易发生变化。另一种是将探头斜楔磨成曲面,探头与工件曲面接触,这时折射角和声束形状将发生变化,影响缺陷定位。工件边界:当缺陷靠近工件边界时,由于侧壁反射波与直接入射波在缺陷处产生干涉,使声场声压分布发生变化,声束轴线发生偏离,使缺陷定位误差增加。工件温度:探头的K值一般是在室温下测定的。当探测的工件温度发生变化时,工件中的声速发生变化,使探头的折射角随之发生变化,如下图所示。下图中曲线表示β=45°的探头折射角变化情况。当温度低于20°时,β<45°。当温度高于20°时,β>45°。

温度对折射角的影响

工件中缺陷情况:工件内缺陷方向也会影响缺陷定位。缺陷倾斜时,扩散波束入射至缺陷时回波较高,而定位时误认为缺陷在轴线上,从而导致定位不准。4、探伤人员操作因素影响

仪器时基线比例:仪器时基线比例一般在试块上调节,当工件与试块的声速不同时,仪器的时基线比例发生变化,影响缺陷定位精度。另外,调节比例时,回波前沿没有对准相应水平刻度或读数不准。使缺陷定位误差增加。入射点、K值:横波探测时,当测定探头的入射点、K值误差较大时,也会影响缺陷定位。定位方法不当:横波周向探测圆柱筒形工件时,缺陷定位与平板不同,若仍按平板工件处理,那么定位误差将会增加

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