超聲波探傷常用計(jì)算公式

1、一、1、示波屏上的波高與聲壓成正比。既：=20lgP2/P1=20lgH2/H1 (1NP=8.68dB 1dB=0.115NP)2、聲壓反射率r和投射率t分別為：r=Pr/ PO=Z2-Z1/Z2+Z1 t=Pt/ PO =2Z2/Z2+Z13、聲強(qiáng)反射率R和投射率T分別為：R=r2 =(Z2-Z1/Z2+Z1)2 T=4Z1Z /(Z2+Z1)2由以上幾式得：t-r=1 T+R=14、聲壓往復(fù)透射率T往：探頭接收到的回波聲壓Pa與入射波聲壓PO之比。既：T往=Pa/PO=4Z1Z /(Z2+Z1)25、反射、折射定律：sinL/CL1=sinL/CL1= sinS/CS1=sinL/CL2

2、=sinS/CS26、第一臨界角。=arcsinCL1/CL2 第二臨界角。=arcsinCL1/CS2 第三臨界角：=arcsinCS1/CL17、（1）薄板工件的衰減系數(shù)測(cè)定：=(20lgBm/Bn-)/2x(n-m)對(duì)于多次反射：=20lgBm/Bn-(n-m)/2x(n-m)（2）厚板工件的衰減系數(shù)測(cè)定：=(20lgB1/B2-6-)/2x 對(duì)于2次波、3次波；=(20lgB2/B3-3.5-)/2x。對(duì)于1次波、3次波；=(20lgB1/B3-9.5-)/4x。二1、近場(chǎng)區(qū)長(zhǎng)度：N=D2S/4= R2S/= FS/= FS/C 2、圓盤源輻射的縱波聲場(chǎng)的第一零值發(fā)散角；0=arcsi

3、n1.22/Ds70/Ds3、波束未擴(kuò)散區(qū)與擴(kuò)散區(qū)：b=1.64N4、矩形波源的近場(chǎng)區(qū)長(zhǎng)度N=Fs/，未擴(kuò)散區(qū)b=1.64N，半擴(kuò)散角0=arcsin/2a57/2a，5、近場(chǎng)區(qū)在兩種介質(zhì)中的分布；公式N=D2S/4只適用均勻介質(zhì)。在水、鋼兩種介質(zhì)中，當(dāng)水層厚度較小時(shí)，進(jìn)場(chǎng)區(qū)就會(huì)分布在水、鋼兩種介質(zhì)中，設(shè)水層厚度為L(zhǎng)，則鋼中剩余進(jìn)場(chǎng)區(qū)長(zhǎng)度N為：N=N2-LC1/C2= D2S/4- LC1/C2， 6、橫波近場(chǎng)區(qū)長(zhǎng)度；方形 N=FS/s2*cos/cos 圓形 N=D2/4s2*cos/cos橫波聲場(chǎng)中，第二介質(zhì)中的近場(chǎng)區(qū)長(zhǎng)度：N=N-L2= FS/s2*cos/cos-L1tg/tg FS-

4、波源面積 s2-介質(zhì)中橫波波 L1-入射點(diǎn)至波源的距離 L2-入射點(diǎn)至假想波源的距離半擴(kuò)散角；對(duì)于圓片形聲源：0=arcsin1.22S2/DS=70S2/DS對(duì)于矩形正方形聲源：0=arcsinS2/2a=57S2/2a三1、計(jì)算垂直線性誤差D=（d1+d2）% 。d1 實(shí)測(cè)值與理想值的最大正偏差；d2實(shí)測(cè)值與理想值的最大負(fù)偏差。2、計(jì)算水平線性誤差； =max/0.8b*100% max2、3、4中最大者；b示波屏水平刻度值（一般為10）。3、斜探頭K值和折射角s：K= tgs=L+L0-35/反射體中心厚度（分別為B=70、C=30、D=15mm）。4、信噪比；=20lgH信/H噪。四1

5、、（1）按聲程調(diào)節(jié)掃描速度時(shí)：一次波探傷時(shí)（T），缺陷至入射點(diǎn)的聲程x=n，則缺陷在工件中的水平距離為：l=xsin= nsin 、深度為：d= xcos= ncos。二次波探傷T2T時(shí)，則缺陷在工件中的水平距離為：l=xsin= nsin 、深度為：d= 2T-xcos= 2T-ncos。（2）按水平調(diào)節(jié)掃描速度時(shí)：一次波探傷（T）時(shí)，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T2T時(shí)，則缺陷在工件中的水平距離：l= n 深度：d=2T- l/K=2T- n/K。（3）按深度調(diào)節(jié)掃描速度時(shí)：一次波探傷（T）時(shí)，則缺陷在工件中的水平距離為：l= Kn 深度為：

6、d=n。二次波探傷（T2T時(shí)，則缺陷在工件中的水平距離為：l= Kn 、深度為：d=2T- n。2、（1）外圓周向探測(cè)時(shí)，缺陷位置由深度H和弧長(zhǎng)L來(lái)確定則： H=R-(Kd)2+(R-d)20.5 L=R/180= R/180*tg-1Kd/R-d 。結(jié)論：當(dāng)探頭從圓柱曲面外壁作周向探測(cè)時(shí)，弧長(zhǎng)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(cè)時(shí)，缺陷位置由深度h和弧長(zhǎng)l來(lái)確定則：h=(Kd)2+(r+d)20.5-r l=r/180= r/180*tg-1Kd/r+d 結(jié)論：當(dāng)探頭從圓柱曲面內(nèi)壁作周向探測(cè)時(shí)，弧長(zhǎng) l總比水平距離l值小，但深度h卻總比平板工件中的

7、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(cè)壁厚；Tm/D1/2(1-sin)1/2(1-K/(1+K2)0.5 一般把筒體可探測(cè)的內(nèi)外半徑范圍定位r/R80%4、不同距離處的大平底與平底孔回波分貝差為；B=20lgPB/P=20lg22/D2B+2(-B) 材質(zhì)衰減系數(shù)；探測(cè)面至缺陷的距離；探測(cè)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=20lgP1/P2=40lgD12/D21 P1人工缺陷；P2工件缺陷5、避免側(cè)壁干涉的條件 側(cè)壁反射波束與直接傳播波束的聲程差大于4（既：2W-4）就可以避免側(cè)壁干涉。（1）探頭軸線上缺陷反射時(shí)避免側(cè)壁干涉

8、的最小距離dmin為：dmin(2)0.5對(duì)于鋼：dmin(2)0.5=3.5（/）0.5（2）底面反射時(shí)避免側(cè)壁干涉的最小距離dmin為：dmin2 ()0.5對(duì)于鋼：dmin2 ()0.5=5（/）0.56、偏心距X的選擇：偏心距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。滿足純橫波探測(cè)內(nèi)壁的條件為：CL1/CL2RXCL1/CL2r 對(duì)于水浸探傷鋼管0.251RX0.458r 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HXS），這是因?yàn)樗?鋼界面的

9、第二次回波S2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(duì)缺陷判別。焦距的選擇：F=H+（R2-X2）0.5聲透鏡的曲率半徑r 由F=2.2r得r=0.46F 也可有 r=C1-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)鋼和水中的聲速，可得各次重合波水層厚度H與鋼板厚度的關(guān)系為：H=nC水/C鋼=n/4 n重合波次數(shù)2、復(fù)合材料超聲波探傷，當(dāng)不考慮介質(zhì)衰減和擴(kuò)散衰減，且底面全反射時(shí)，底波B1與復(fù)合界面反射波S（復(fù)合良好）的dB差值為：BS=20lgB1/S=20lgT/r=20lg1-r2/r式中 r復(fù)合界面聲壓反射率，r

10、=Z2-Z1/Z2+Z1 T復(fù)合界面聲壓往復(fù)透射率T=1-r2當(dāng)?shù)酌娌皇侨瓷?，其反射率為r,則這時(shí)底波B1與復(fù)合界面反射波S（復(fù)合良好）的dB差值為： BS=20lgB1/S=20lgTr/r=20lg(1-r2)r/r式中 r底面聲壓反射率，r=Z3-Z2/Z3+Z2六 當(dāng)量計(jì)算法對(duì)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；=20lgPB/Pf=20lg2Xf/D2f對(duì)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；=20lgPB/Pf=20lg2X2f/D2fXB對(duì)于空心圓柱體同距離處圓柱曲底面與平底孔回波分貝差；=20lgPB/Pf=20lg2Xf/D2f10lgd/D

11、 外圓探傷用+，內(nèi)圓探傷用-。當(dāng)試塊厚度、平底孔直徑與所調(diào)節(jié)的工件厚度和要求2平底孔不同時(shí)：=20lgPB/Pf=40lgDf1X1/Df2X2 （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2平底孔回波聲壓為Pf）當(dāng)量計(jì)算法： 當(dāng)用平底面或?qū)嵭膱A柱體曲底面調(diào)節(jié)探傷靈敏度時(shí)，當(dāng)量計(jì)算公式為； Bf=20lgPB/Pf=20lg2X2f/D2fXB+2X(Xf-XB) 當(dāng)用空心圓柱體內(nèi)孔或外圓曲面調(diào)節(jié)探傷靈敏度時(shí)，當(dāng)量計(jì)算公式為； Bf=20lgPB/Pf=20lg2X2f/D2fXB10lgd/D +2X(Xf-XB)七1、焊縫兩側(cè)探測(cè)面的修整寬度P，一般根據(jù)母材厚度來(lái)確定；厚度為8-46mm的焊縫采用二次波探傷，探測(cè)面修整寬度為：P2KT+50 mm；厚度大于46mm的焊縫采用一次波探傷，探測(cè)面修整寬度為：PKT+50 mm；2、缺陷位置的測(cè)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(dāng)儀器按聲程1：n調(diào)節(jié)時(shí)；