理论教育 距离-波幅曲线的绘制与应用

距离-波幅曲线的绘制与应用

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:使用面板曲线时,距离-波幅曲线绘制在示波屏面板上,仪器增益值的确定,必须使最大检测范围处评定等级线的高度不低于显示屏满刻度的20%。③选择合适的“衰减器”读数和“增益”,以控制距离-波幅曲线的位置,不要过高或过低,尤其在制作面板曲线时更应注意。在绝大多数国产数字式探伤仪中,距离-波幅曲线的设置有判废线、定量线、评定线三条曲线选项,在GB/T 29712—2013标准中。

距离-波幅曲线的绘制与应用

缺陷波高与缺陷大小及距离有关,大小相同的缺陷由于距离不同,回波高度也不相同。为描述某一确定反射体回波高度随距离变化的关系引入距离-波幅曲线(DAC),距离-波幅曲线是AVG曲线应用于焊缝检测的特例。

1.距离-波幅曲线的种类

距离-波幅曲线的表达有两种方式:一种是波幅用dB值表示,以回波高度达到某一规定基准高度(例如80%屏幕高度)时的dB值为纵坐标,距离为横坐标制作的曲线,习惯上称为距离-分贝曲线,在坐标纸上绘制,通常用于模拟式探伤仪;另一种是波幅用屏幕高度的百分数表示,并以此为纵坐标,距离为横坐标制作的曲线,实际检测中将其制作在探伤仪显示屏上,称为面板曲线,通常用于数字式探伤仪,也可用于模拟式探伤仪。

图7-19是基于GB/T 11345—2013和GB/T 29712—2013技术1(横孔)验收等级2级,用RB-2试块制作的两种曲线。

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图7-19 按GB/T 29712—2013的要求作出的距离-波幅曲线

例如,按GB/T 29712—2013标准中规定的技术1验收2级,检测厚度t=30mm的焊缝时,评定等级线为ϕ3-14dB,这里的ϕ3指ϕ3mm的横孔。

采用dB表示的距离-波幅曲线方法调整时,二次波检测的最大深度是60mm。假如曲线上60mm深的评定等级线高度对应40dB,只要将“衰减器”调节到40dB时灵敏度就调好了,此时60mm深的评定等级线波高为基准波高。若考虑耦合补偿3dB,那么将“衰减器”值再降低3dB,即37dB。

使用面板曲线时,距离-波幅曲线绘制在示波屏面板上,仪器增益值的确定,必须使最大检测范围处评定等级线的高度不低于显示屏满刻度的20%。

图7-20是按NB/T 47013.3—2015标准用CSK-ⅡA试块制作的两种曲线。

2.距离-波幅曲线的绘制和设定

下面介绍依据GB/T 11345—2013标准绘制面板曲线的主要步骤。

当用GB/T 11345—2013技术1时,根据母材厚度可分别选用RB-1、RB-2或RB-3试块的ϕ3mm横通孔制作DAC曲线;基准曲线的深度样点一般不少于5点,样点的最大深度值应大于2倍工件厚度。

RB-1试块适于薄板检测时使用,其横通孔反射波对应的实际深度分别为5mm、10mm、15mm、20mm、30mm、35mm、40mm、45mm等,其中超过20mm的深度是由二次波测得的,可按检测对象选择其中几个深度制作DAC曲线。

RB-2、RB-3试块2中横通孔深度依次为10mm、20mm、30mm、40mm、50mm、60mm等,只用直射波绘制DAC曲线。

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图7-20 按NB/T 47013.3—2015要求作出的距离-波幅曲线

下面以使用RB-2试块为例介绍绘制距离-波幅面板曲线的过程。

1)测定探头的入射点和K值,根据板厚按深度或水平调节扫描速度,这里按深度1∶1调节。

2)探头对准RB-2试块上埋深为10mm的ϕ3mm横孔找到最高回波,调至满幅度的80%,在面板上标记波峰对应的点①,并记下此时仪器上“增益”读数的dB值(假定N=50dB)。

3)仪器的增益不变,分别探测深度为20mm、30mm、40mm、50mm的ϕ3mm横孔,找到最高回波,并在面板上标记相应波峰对应的点②、③、④、⑤,然后用平滑曲线连接点①、②、③、④、⑤得到一条ϕ3mm曲线,这就是面板曲线,如图7-21所示。

模拟仪器的面板曲线是固定的,通常只画一条,且按标准规定的规则反射体来制作,也称为参考等级线(母线)。如果按标准规定改变“衰减器”读数,面板曲线可表示为检测的评定等级线。

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图7-21 面板曲线

数字仪器的面板曲线可以将不同灵敏度的DAC曲线同时显示在示波屏上,根据标准中规定的母线与各条线之间的dB差值来设定,就可得到图7-19b、7-20b所示的面板曲线,显示直观,使用更为方便。面板曲线的高度是随“增益”而变的,调节增益可以同步改变各条线的高度。(www.daowen.com)

距离-波幅曲线制作注意事项如下:

①曲线制作的深度范围要根据采用的检测方法确定,直射法检测深度要超过母材的一倍厚度,一次反射法要超过母材的两倍厚度。

②探头声束中心应该对准规则反射体横孔的中心,且与横孔垂直,如果在横孔中有油等液体,应预先清除。

③选择合适的“衰减器”读数和“增益”,以控制距离-波幅曲线的位置,不要过高或过低,尤其在制作面板曲线时更应注意。

④在模拟机上制作面板曲线时,如面板曲线太陡,可选择不同灵敏度分别制作一次波和二次波的距离-波幅曲线。

⑤探头改变时,距离-波幅曲线的形态也会发生变化,须重新制作。

由表7-4可知,对于验收等级2级,评定等级比参考等级低14dB,即为H0-14dB。对于验收等级3级,评定等级比参考等级低10dB,即为H0-10dB。

参考等级线可按前述制作面板曲线的方法进行制作。在绝大多数国产数字式探伤仪中,距离-波幅曲线的设置有判废线、定量线、评定线三条曲线选项,在GB/T 29712—2013标准中。对于验收等级和记录等级,其波高随缺陷指示长度大小的不同,有相应的当量规定要求,因此在仪器中制作不出阶梯形状的验收等级线和记录等级线。所以根据规定的验收等级在面板曲线中只需制作参考等级线H0ϕ3mm)和与验收等级对应的评定等级线两条曲线进行检测。制作方法是:在已制作好ϕ3mm曲线的基础上,将仪器DAC曲线选项中的判废线(RL)和定量线(SL)的偏移值均设定为0dB(即与参考等级线ϕ3mm对应的H0的差值设置为0dB)。对于验收等级2级,评定线(EL)设定为H0-14dB;对于验收等级3级,评定线(EL)设定为H0-10dB,如图7-22所示。

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图7-22 验收等级2级与验收等级3级的距离-波幅曲线

实际检测中,参考等级线(H0)用于测量缺陷的波高当量,评定等级线用于测量缺陷指示长度。对所有回波幅度超过评定等级线(EL)的显示,按绝对灵敏度法进行测长得到显示的指示长度l,读取缺陷最大波高与参考等级线的差值H0±Δ(dB)。如图7-23中缺陷波幅为H0ϕ3mm)+3dB。

3.距离-波幅曲线的应用

利用距离-波幅曲线,可实现一些检测的功能,通过实测的反射体波高与距离之间的对应关系,可进行检测灵敏度调整、缺陷当量大小比较、缺陷所处区域确定和缺陷回波评判等应用。

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图7-23 面板曲线的定量示意图

(1)灵敏度的调节 按GB/T 29712—2013标准制作的面板曲线,仪器显示参考等级和评定等级两条距离-波幅曲线。在采用二次波检测调整检测灵敏度的情况下,应调节“增益”,使位于两倍工件厚度处的评定等级线的高度达到显示满刻度的20%。例如,若工件厚度为30mm,只需将时基线上60mm深度评定等级线的高度调节到显示满刻度的20%。如果考虑补偿,则在制作好距离-波幅曲线的基础上,在仪器与增益的传输补偿项中输入所需的补偿值。

(2)确定缺陷区域 检测时的灵敏度应为评定等级线,若缺陷波高低于评定线,可以不予考虑和记录。若缺陷波高于评定等级线,则为应记录和评定的缺陷,对该缺陷应测定缺陷最大波高当量值[H0±Δ(dB)],并用评定等级线测定缺陷指示长度,再将所测得的缺陷波高和长度按标准的规定进行评定。

GB/T 11345—2013标准规定的四种不同技术的参考等级与评定等级按GB/T 29712—2013标准执行,参见表7-4。不同技术参考等级H0对应的基准反射体的类型及尺寸也在表7-4中列出。如果采用技术1,基准反射体为ϕ3mm的横孔。

评定时必须注意的两点:

1)评定等级与参考等级有关,即评定线与参考等级线有关,验收等级2级的评定等级为H0-14dB,验收等级3级的评定等级为H0-10dB;

2)按GB/T 29712—2013标准,即根据显示的波幅和长度评价时,综合考虑了缺陷长度的影响,即不同的缺陷长度有不同的波高规定。如技术1规定,薄板(t<15mm)按缺陷的长度,验收条件分为两档,分别为lt时,H0-4dB;l>t时,H0-10dB。厚板(15mm≤t<100mm)验收条件分为三档,分别为l≤0.5t时,H0;0.5t<lt时,H0-6dB;l>t时,H0-10dB。技术1、2、3、4的验收等级2和验收等级3见表7-5。记录等级线的波高也有类似的规定。

7-5 技术1、2、3、4的验收等级2和验收等级3

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注:记录等级=相应验收等级-4dB,H0为参考等级。

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