CN103207240B - 一种斜探头超声场纵向声压分布的测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种斜探头超声场纵向声压分布的测量方法，用于在超声波检测时快速测定超声场各点声压分布。其包括下述操作步骤：使用已校正的由超声波探伤仪与超声波斜探头组成的检测***，检测试块上的由连续的半圆形凹槽组成的反射体；调整超声波探伤仪，使反射体的反射回波显示于超声波探伤仪的屏幕；调整超声波探伤仪的门位参数，读取并记录各凹槽的反射回波高度及探头与所述凹槽的相对距离；将反射回波高度以某个凹槽的反射回波高度为参考进行归一化处理；根据归一化后的回波高度与探头和凹槽的相对偏移距离的相关性，得到纵向声压分布图；根据上述参数，求得上扩散角θ1、下扩散角θ2。本发明可用于检测斜探头超声场纵向声压分布。
Description
技术领域
本发明涉及一种斜探头超声场纵向声压分布的测量方法，用于在超声波检测时快速测定超声场各点声压分布。
背景技术
超声波无损检测是目前广泛应用的无损检测技术。超声波探头发射的超声场，具有特殊的结构，只有当缺陷位于超声场内时，才有可能被发现。超声波检测时探头每次扫查的重叠长度，声束对被扫查截面的覆盖程度，都需要考虑超声场的结构特性，对于某些特殊功能的探头，比如斜探头，有时候检测过程中可能因为被检工件结构原因，导致无法用主声束扫查到缺陷，仅能用副声束进行检测，在对缺陷进行定量时，则必须考虑副声束相对主声束的强度衰减量。只有测出声场结构，才能给出具体的强度衰减数探头值，才能对缺陷准确定量。但是实际应用中，还未有专门检测斜探头超声场横向声压分布的方法，往往只是简单粗略的计算其大概的范围，即进行正式的检测试验，这就造成了实验的不准确性，易造成缺陷误判或漏检。
因此，工业用超声波检测中，在对超声波的反射回波声压进行分析时需要知道探头产生的超声场纵向声压分布。本方法提供了一种斜探头超声场纵向声压分布的测量方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种可操作性强，简单实用，效率高的斜探头超声场纵向声压分布的测量方法。
本发明采用如下技术方案：
本发明包括下述操作步骤：
使用已校正的由超声波探伤仪与超声波斜探头组成的检测***，检测试块上的由连续的半圆形凹槽组成的反射体；
调整超声波探伤仪，使反射体的反射回波显示于超声波探伤仪的屏幕；
调整超声波探伤仪的门位参数，读取并记录各凹槽的反射回波高度及探头与所述凹槽的相对距离；
将反射回波高度以某个凹槽的反射回波高度为参考进行归一化处理；
根据归一化后的回波高度与探头和凹槽的相对偏移距离的相关性，得到纵向声压分布图；
根据所述凹槽到探头的距离、试块厚度及产生最强反射回波的凹槽的位置，求得上扩散角θ1、下扩散角θ2。
本发明的积极效果如下：
本发明可用于检测斜探头超声场纵向声压分布，在进行超声检测过程中，如果无法用主声束扫查到缺陷而只能用副声束进行检测时，可用本发明测出声场结构，得出具体的强度衰减数值，对缺陷进行定量校正，增加超声检测的准确性。
本发明具有可操作性，简单实用，效率较高。
附图说明
图1为本发明方法检测原理示意图；
图2为本发明所用试块的A部分局部放大示意图；
图3为本发明检测过程中超声波探伤仪屏幕中所显示的反射回波；
在附图中，1试块、2半圆形凹槽、3反射体、4斜探头、5声束。
具体实施方式
参照附图1和附图2，本发明所使用试块1为长（L1）200mm、宽(W)100mm、高(H)50mm的长方体。底部一端加工有一个由连续的半径为1mm半圆形凹槽2构成的反射体3，反射体3总长（L2）mm，总宽与所述试块1宽度相同。
当超声波束在试块1中传播时，遇到试块底面的反射体3，超声波束被反射，不同声压的超声波产生的反射回波高度不同，由于声压与超声波探伤仪示波屏上的反射回波高度成正比，而声压主要考虑的是相对波高，因此在对反射回波高度进行归一化后，回波高度分布图即为声束纵向声压分布图。
本发明所使用的超声波探伤仪为Hs616EA型超声波探伤仪。
本发明所使用的探头为2.5P9×9K2探头。
1)使用普通超声波探伤仪，连接超声波斜探头，组成检测***；
2)利用CSK-IIIA试块，调整检测***的延时、前沿等参数；
3)使用步骤1所述检测***，检测试块1的反射体3，该试块1为上下两面平行的钢块，在其中一个平行面上开有半圆形凹槽2；
4)通过调整超声波探伤仪的范围和平移等参数，使孔槽的反射回波显示在仪器的屏幕上；
5)通过调整超声波探伤仪的门位参数，读取各孔槽的反射回波高度和相对的位置并记录；
6)将反射回波高度以某个孔槽的反射回波高度为参考进行归一化处理；
7)在坐标纸上描绘出归一化后的回波高度随相对位置变化的相关图。相关图即为声压分布图；
8)探头较近边缘处凹槽2的水平距离71mm、产生最强反射回波的凹槽2到圆孔的水平98mm、较远边缘处的凹槽2的水平距离160mm、试块厚度50mm，可以求得上扩散角θ1为10°、下扩散角θ2为8°，仪器面板显示的凹槽反射回波见附图3。
本发明的使用效果：
对某电厂300MW机组的规格为Φ459×42mm，材质为12Cr1MoV的主蒸汽管道直管与弯头对接环焊缝进行单面单侧超声波检验，选用探头为2.5P9×9K2.5及2.5P9×9K1.5，从直管段侧进行检验，2.5P9×9K2.5探头当顶着焊缝时一次波发现一个深度为5mm的反射回波，另一个探头无法检测到，由于对侧为弯头，无法放置探头，仅能用2.5P9×9K2.5的探头进行定量，根据测长和回波高度，将反射体定量为可记录缺陷。但通过探头的尺寸、焊缝尺寸及探头参数计算进行定位可知，该反射回波并非由主声束产生，因此不能用已有的DAC曲线进行定量。通过本发明的试块对探头声场结构进行测定，校正回波高度后，重新判定引起反射回波的反射体当量后，已超过判废线4dB。决定将该反射体进行挖除。挖除过程中发现该反射体为层间条状夹渣。
Claims (1)
1.一种斜探头超声场纵向声压分布的测量方法，其特征在于其包括下述操作步骤：
使用已校正的由超声波探伤仪与超声波斜探头组成的检测***，检测试块上的由连续的半圆形凹槽组成的反射体；
调整超声波探伤仪，使反射体的反射回波显示于超声波探伤仪的屏幕；
调整超声波探伤仪的门位参数，读取并记录各凹槽的反射回波高度及探头与所述凹槽的水平距离；
将反射回波高度以某个凹槽的反射回波高度为参考进行归一化处理；
根据归一化后的回波高度与探头与所述凹槽的水平距离的相关性，得到纵向声压分布图；
根据所述探头与凹槽的水平距离、试块厚度及产生最强反射回波的凹槽的位置，求得上扩散角θ1、下扩散角θ2。
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