利用透声斜楔块使声束倾斜于工件表面入射工件的探头称为斜探头。斜探头实际应用中的相关参数如图4-24所示。
图4-24 斜探头实际应用中的相关的参数
1—斜探头 2—探头入射点 3—检测面 4—探头参考轴线 5—偏向角(主声束偏离) 6—投影声束轴线 7—受检件 8—折射角 9—入射角
1.入射点的测试
测试设备:探伤仪、1号标准试块(GB/T 19799.1—2005)。
测试方法:调节探伤仪的发射强度,使被测探头阻尼电阻值接近其等效阻抗值,然后在声束方向与试块侧面保持平行的条件下前后移动探头,使试块R100mm圆弧面的第一次回波幅度最高,调节衰减器使回波幅度为垂直刻度的50%,在得到R100mm圆弧面的最高回波时,读取与该圆弧中心记号对应的探头侧面的刻度,作为入射点,读数精确到0.5mm。
2.前沿距离的测试
声束入射点至探头前端面的距离称为前沿长度,又称为接近长度。它反映了探头对有余高的焊缝接近的程度。入射点是探头声束轴线与楔块底面的交点。在探头使用前和使用过程中,要经常测定入射点位置,以便对缺陷进行准确定位。测试设备有探伤仪、1号标准试块、刻度尺。
测试方法:调节探伤仪的发射强度,使被测探头阻尼电阻值接近其等效阻抗值,然后在声束方向与试块侧面保持平行的条件下前后移动探头,使试块R100mm圆弧面的第一次回波幅度最高,调节衰减器使回波幅度为垂直刻度的50%,在得到R100mm圆弧面的最高回波时,读取与该圆弧中心记号对应的探头侧面的刻度,作为入射点,用刻度尺测量入射点至探头前沿的距离L,读数精确到0.5mm。
3.K值的测试
折射角γ或K值大小决定了声束入射工件的方向和声波传播途径,是为缺陷定位计算提供的一个有用数据,因此探头使用前和使用磨损后均需测量γ或K值。测试设备有探伤仪、1号标准试块。
测试方法:将探头置于1号标准试块上,当K<1.5时,将探头放在图4-25a所示的位置,观察ϕ50mm孔的回波;当1.5<K<2.5时,将探头放在图4-25b所示的位置,观察ϕ50mm孔的回波;当K>2.5时,观察图4-25c所示ϕ1.5mm横通孔的回波。前后移动探头,直到孔的回波最高时固定下来,然后在试块上读出与测得的入射点相对应的角度刻度β,β即为被测探头折射角,读数精确到0.5°。K值计算公式为
K=tanβ (4-6)
式中 β——折射角(°);
K——β的正切值。(www.daowen.com)
图4-25 探头测试位置
图4-26 测试方法及位置
4.声轴偏斜角的测试
测试设备:探伤仪、1号标准试块(GB/T 19799.1—2005)。
测试方法:将探头置于1号标准试块25mm厚的表面上,对于K≤1的探头,测试时用试块上端面,如图4-26a所示;对于K≥1的探头,测试时用下端面,如图4-26b所示。前后移动和左右摆动探头,使所测试端面回波幅度最高,然后用量角器测量探头侧面与试块端面法线的夹角,如图4-26c所示。夹角θ表示声轴偏斜角,读数精确到0.5°。
5.斜探头分辨力的测试
本测试是为了检查超声检测系统(斜探头)的分辨力。测试时使用CSK—IA型试块,将探伤仪的抑制旋钮置于“0”或“断”,其他调整取适当值。根据斜探头的折射角或K值,将探头压在CSK—IA型试块上,中间加适当的耦合剂以保持稳定的声耦合,移动探头位置,使来自ϕ50mm和ϕ44mm两孔的回波A、B高度相等,并为显示屏满刻度的20%~30%,如图4-27中的h1。
图4-27 测试波形图
调节衰减器,使A、B两波峰间的波谷上升到原来波峰高度,此时衰减器所释放的dB数(等于用衰减器读出的缺口深度h1/h2之值)即为以dB值表示的超声检测系统(斜探头)分辨力。
6.斜探头灵敏度余量的测试
本测试是为了检查超声检测系统在经过一段时间的使用后的灵敏度变化情况,以及在实际应用中表示不同斜探头灵敏度的相对值。测试时使用1号标准试块(GB/T 19799.1—2005)或CSK—IA型试块,将探伤仪的抑制旋钮置于“0”或“断”,其他调整取适当值。将超声波探伤仪的增益调至最大,但当电噪声较大时应降低增益(调节增益控制器或衰减器),使电噪声电平降至显示屏满刻度的10%。设此时衰减器的读数为a0,将探头压在试块上,中间加适当的耦合剂以保持稳定的声耦合,调节衰减器使来自R100mm曲面的回波高度降至显示屏满刻度的50%。设此时衰减器的读数为a1,斜探头灵敏度余量(以dB表示)的计算公式为
a=a1-a0 (4-7)
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