超聲波探傷常用計算公式

1、1、示波屏上的波高與聲壓成正比。既：=20lgP2/Pi=20lgH2/Hi (1NP=8.68dB 1dB=0.115NP)2、聲壓反射率r和投射率t分別為：r=Pr/ P 詬乙-Z1/Z2+Z1 t=P t/ P O =2Z2/Z2+Zl3、巧萩i率"R1函寸率71麗瓦R=r2=(Z2-Z42+Z)2 T=4Z 】Z_/(Z >乙)2 由以上幾式得:t-r=1 T+R=14、聲壓往復函修 T往：探£1皿國的回波聲壓 Pa與入射波聲壓Po之比。既：里=F0/Po=44Z/(Z 2+Z1)2 5、反射、折射定律：sin a/Cm=sin alJCH sin aiyCS

2、1=sin 6 L/C±=sin 6 j/C§26、第一臨界角。a 二arcsinC li/Cl2 第二臨界角。a n=arcsinC li/Cs2第三臨界角：a 廣arcsinC 包/Cy7、(1)薄板工件的衰減系數(shù)測定：a =(20lgBm/Bn- 6 )/2x(n-m)對于多次反射：a =20lgBm/Bn- N (n-m)/2x(n-m)(2)厚板工件的衰減系數(shù)測定：a =(20lgB1/B2-6- 6 )/2x對于 2 次波、3 次波；a =(201gB2/B3-3.5- 6 )/2x。對于 1 次波、3 次波；a =(20lgB1/B3-9.5- 6 )/4x。

3、1、近場區(qū)長度：N=Ds/4入=R2J入=FJ+入=Fs?/C入2、圓盤源輻射的縱波聲場的第一零值發(fā)散角;0 0=arcsin1.22 入 /Ds 弋 70 人 /Ds3、波束未擴散區(qū)與擴散區(qū)：b=1.64N4、矩形波源的近場區(qū)長度 N=Fs/tt入,未擴散區(qū)b=1.64N, 半擴散角 8 0=arcsin 入 /2a =57 入 /2a ,5、近場區(qū)在兩種介質(zhì)中的分布；公式 N=D/4入只適用均勻介質(zhì)。在水、鋼兩種介質(zhì)中，當水層厚 度較小時，進場區(qū)就會分布在水、鋼兩種介質(zhì)中，設(shè)水層厚度為L,則鋼中剩余進場區(qū)長度N為: N=N-LC/C2= D2,4 入-LC 1 ©,6、橫波近場區(qū)

4、長度；方形 N=F s/冗入s2*cos 6 /cos &圓形 N=D 2/4 入 s2*cos 0 /cos a橫波聲場中，第二介質(zhì)中的近場區(qū)長度：N'=N-L2= Fs/ 冗入 s2*cos 3 /cos a -Ltg a /tg 3Fs-波源面積 入s2-介質(zhì)R中橫波波L1-入射點至波源的距離L2-入射點至假想波源的距離 半擴散角；對于圓片形聲源： ？0=arcsin1.22入s2/Ds=70入s2/Ds對于矩形正方形聲源：？0=arcsin入s2/2a=57入s2/2a1、計算垂直線性誤差D= (I dJ + I d2 I ) %。d1 實測值與理想值的最大正偏差；d2

5、一實測值與 理想值的最大負偏差。2、計算水平線性誤差；1 = 1 a max I /0.8b*100% a max a 2、a 3、a 4中最大者；b一小波屏水平刻度值(一般為10)。3、斜探頭K值和折射角B s： K= tg B s=L+L0-35/反射體中心厚度(分別為 B=7R C=30 D=15mmi4、信噪比； =201gH信/H噪。I1、(1)按聲程調(diào)節(jié)掃描速度時：一次波探傷時"/<T),缺陷至入射點的聲程x尸n一，則缺陷在工件中的水平距離為：l j =x/_sin B = n p 丁sin 0、深度為：d2=xjcos 0 = n十上cos 0。二次波探傷T<

6、; r 2T時，則缺陷在工件中的水平距離為：l /=x/sin 3 = n p /sin 3、深度為：d/= 2T-x /cos B = 2T-n/cos 0。(2)按水平調(diào)節(jié)掃描速度時1一次波探傷(一0T)時，則缺陷在工件中的水平距離：l /= n 深度：d/= l /K= n/K。二次波探傷T< p / & 2T時，則缺陷在工件中的水平距離：l /= n 深度：d/=2T- l /K=2T-n j/K。(3)按深度調(diào)節(jié)掃描速度時：一次波探傷/&D時，則缺陷在工件中的水平距離為：l /= Kn -深度為：d=n二次波探傷(T< p / 0 2T時，則缺陷在工件中的

7、水平距離為：l /= Kn e / 、深度為：d/=2T- n( /。2、(1)外圓周向探測時，缺陷位置屈筱一H和弧長L來向麗H=R-(Kd) 2+(R-d) 2 "5L=R : 0 /180= R 1/180*tg -1Kd/R-d 。結(jié)論：當探頭從圓柱曲面外壁作周向探測時，弧長L總比水平距離l值大，但深度H卻總比平板工件中的缺陷深度d小。(2)內(nèi)圓周向探測時，缺陷位置由深度 h和弧長l來確定則：h=(Kd) 2+(r+d) 2 0.5-r l=r / 0 /180= r 冗 /180*tg -1Kd/r+d結(jié)論：當探頭從圓柱曲面內(nèi)壁作周向探測時，弧長 l總比水平距離l值小，1深度

8、h卻總比平 板工件中的缺陷深度d值大。(注意，如缺陷深度h大于壁厚，則為焊縫雜波)3、最大探測壁厚；Tm/DC 1/2(1-sin B ) 0 1/2(1-K/(1+K 2)"5一般把筒體可探測的內(nèi)外半徑范圍定位r/R >80%4、不同距離處的大平底與平底孔回波分貝差為；空=20lgP)P?=20lg2入X2?/D? xj+2 a ( y-a材質(zhì)衰減系數(shù)；x ?_探測面至缺陷的距離；X B探測面至底面的距離(工件的厚度)不同平底孔、距離的回波分貝差為； 12=20lgP?1/P?2=40lgD?1 x 2/D?2 X 1 P ?1_人工缺陷； %_工件缺陷5、避免側(cè)壁干涉的條件

9、側(cè)壁反射波束與直接傳播波束的聲程差大于4入(既：2W-a >4入)就可以避免側(cè)壁干涉。(1)探頭軸線上缺陷反射時避免側(cè)壁干涉的最小距離dmin為：dmin>(2a入)“對于鋼：dmin>(2 a 入)。5=3.5 ( a/?) 05(2)底面反射時避免側(cè)壁干涉的最小距離dmin為：dmin>2 ( 5人)”對于鋼：dmin>2 ( a 入)05=5 (a/?)。56、偏心距X選選擇：偏心距一是指探頭聲束軸線與管材中心線之間的水平距離，用 X表示。入 射角a隨偏心距X的距離增大而增大，控制偏心距X即可控制入射角a。滿足純橫波探測內(nèi)壁的 條件為：CLi/C L2 X

10、R& X& CL1/C L2 X r對于水浸探傷鋼管 0.251RWXW 0.458r取平均值X=1/2 (0.251R+0.458r ) 水層厚度的選擇：要求水層厚度H大于鋼管中橫波全聲程的1/2 (即H>X),這是因為水/鋼界面的第二次回波&將 位于管子的缺陷波F內(nèi)(一次波)F外(二次波)之后，這樣，有利于對缺陷判別。焦距的選擇：F=H+ (R-X2) 0.5聲透鏡的曲率半徑r' 由F=2.2r'得r'=0.46F也可有r'=C 1-C2/C1*F C1-聲透鏡的縱波聲速 C2-水中的縱波聲速五、1、水浸重合波探傷鋼板，根據(jù)鋼和

11、水中的聲速，可得各次重合波水層厚度H與鋼板厚度6的關(guān)系為:H=nC在/C颯6 =n6/4 n 重合波次數(shù)2、復合材料超聲波探傷，當不考慮介質(zhì)衰減和擴散衰減，且底面全反射時，底波 B1與復合界面反射波S (復合良好)的 dB差值為： Bg=20lg | B1/1 =20lg | T/r| =20lg | 1-r 2/r | 式中 r 復合界面聲壓反射率，r=Z2-Z1/Z2+Z1 T復合界面聲壓往復透射率T=1-r2當?shù)酌娌皇侨瓷洌浞瓷渎蕿閞',則這時底波B1與復合界面反射波S (復合良好)的dB差值 為： BS=201g | B1/S| =20lg I Tr' /r | =

12、20lg | (1-r 2)r ' /r |式中r 一底面聲壓反射率，r' =Z3-Z2/Z3+Z2六當量計算法對于同距離平底面或?qū)嵭膱A柱體曲底面與平底孔回波分貝差； =201gPB/Pf=201g2 入 X/D1.對于不同距離平底面或?qū)嵭膱A柱體曲底面與平底孔回波分貝差； =201gPB/Pf=201g2 入 Xf/D：- X對于空心圓柱體同距離處圓柱曲底面與平底孔回波分貝差； =201gPB/Pf=201g2 入 X/D2匚- 士 101gd/D外圓探傷用+',內(nèi)圓獲用-'。當試塊厚度、平底孔直徑與所調(diào)節(jié)的工件厚度和要求小2平底孔不同時： =201gPJPf=

13、401gDfiX/Di2X2(一般設(shè)被利用的試塊平底孔回波聲壓為Pb,所要得到的工件小2平底孔回波聲壓為P。當量計算法：當用平底面或?qū)嵭膱A柱體曲底面調(diào)節(jié)探傷靈敏度時，當量計算公式為；ABf=201gPJPf=201g2 入 X2f/D2f 九練+2X(X-Xb)當用空心圓柱體內(nèi)孔或外圓曲面調(diào)節(jié)探傷靈敏度時，當量計算公式為； Bf=201gPB/Pf=201g2 入 X2f/D2f 冗 3± 101gd/D +2X(X f-X61、焊縫兩側(cè)探測面的修整寬度 P, 一般根據(jù)母材厚度來確定；厚度為8-46mm的焊縫采用二次波探 傷，探測面修整寬度為：P> 2KT+50 mm厚度大于46mmi勺焊縫采用一次波探傷，探測面修整寬 度為：P> KT+50 mm2、缺陷位置的測定方法有幾種？缺陷定位方法有；聲程、水平、深度定位法。聲程定位法：當儀器按聲程1: n調(diào)節(jié)時；一次波探傷：l f=n r