缺陷大小的测定

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1、缺陷大小的测定缺陷定量包括确定缺陷的大小和数量，而缺陷的大小指缺陷的面积和长度。目前，在工业超声波检测中，对缺陷的定量的方法很多，但均有一定的局限性。常用的定量方法有当量法、底波高度法和测长法三种。当量法和底波高度法用于缺陷尺寸小于声束截面的情况，测长法用于缺陷尺寸大于声束截面的情况。一、当量法采用当量法确定的缺陷尺寸是缺陷的当量尺寸。常用的当量法有当量试块比较法、当量计算法和当量AVG曲线法。1.当量试块比较法当量试块比较法是将工件中的自然缺陷回波与试块上的人工缺陷回波进行比较来对缺陷定量的方法。加工制作一系列含有不同声程不同尺寸的人工缺陷

2、（如平底孔）试块，检测中发现缺陷时，将工件中自然缺陷回波与试块上人工缺陷回波进行比较。当同声程处的自然缺陷回波与某人工缺陷回波高度相等时，该人工缺陷的尺寸就是此自然缺陷的当量大小。利用试块比较法对缺陷定量要尽量使试块与被探工件的材质、表面光洁度和形状一致，并且其他探测条件不变，如仪器、探头，灵敏度旋钮的位置，对探头施加的压力等。当量试块比较法是超声波检测中应用最早的一种定量方法，其优点是直观易懂，当量概念明确，定量比较稳妥可靠。但这种方法需要制作大量试块，成本高。同时操作也比较烦琐，现场检测要携带很多试块，很不方便。因此当量试块比较法应用不多

3、，仅在x＜3N的情况下或特别重要零件的精确定量时应用。2.当量计算法当x≥3N时，规则反射体的回波声压变化规律基本符合理论回波声压公式。当量计算法就是根据检测中测得的缺陷波高的dB值，利用各种规则反射体的理论回波声压公式进行计算来确定缺陷当量尺寸的定量方法。应用当量计算法对缺陷定量不需要任何试块，是目前广泛应用的一种当量法。下面以纵波探伤为例来说明平底孔当量计算法。平底孔和大平底面的回波声压公式为6/6不同距离处的大平底与平底孔回波分贝差为：(6.17)式中△Bf——底波与缺陷波的dB差；xf——缺陷至探测面的距离；xB——底面至探测面的距离

4、；Df——缺陷的当量平底孔直径；λ——波长；α——材质衰减系数（单程）。不同平底孔回波分贝差为：(6.18)式中△12——平底孔1、2的dB差；Df1、Df2——平底孔1、2的当量直径；x1、x2——平底孔1、2的距离。利用以上两式和测试结果可以算出缺陷的当量平底孔尺寸。例1：用2.5P14Z探头检测厚度为420mm饼形钢制工件，钢中CL=5900m/s，不考虑介质衰减，利用底波调整Φ2平底孔检测灵敏度。检测中在210mm处发现一缺陷，其回波比底波低26dB，求此缺陷的当量大小。由已知得：所以应用当量计算法。设420mm处大平底回波声压为PB

5、，210mm处缺陷回波声压为Pf，则有即该缺陷的当量平底孔尺寸为Ф2.8mm。例2：用2.5P20Z探头径向检测直径为500mm的实心圆柱钢工件，CL=5900m/s，α=0.01dB/mm，利用底波调整500/Ф2灵敏度，检测中在400mm处发现一缺陷，其回波比灵敏度基准波高22dB，求此缺陷的当量大小。由已知得：因此可以利用当量计算法。设400mm处缺陷回波声压为Pf1,500mm处Ф2回波声压为Pf2,则有6/6即此缺陷的当量平底孔尺寸为Ф5.1mm。3.当量AVG曲线法当量AVG曲线法是利用通用AVG或实用AVG曲线确定工件中缺陷当量

6、尺寸。例1，条件同当量计算法例1。由已知条件得：查如图6.24所示的AVG曲线，由横座标AB=20作垂线交大平底B曲线于a点，由于Af=10处的缺陷回波比AB=20处的大平底回波低26dB，因此，由a点向下数26dB到b点，过b点作水平线交过Af=10所作的垂线于c,c点落在G=0.2曲线上，于是缺陷的当量平底孔尺寸为：Df=GDs=0.2×14=2.8(mm)此结果与当量计算法结果相同。图6.24　利用通用AVG曲线定量6/6例2：条件同当量计算法例2，用实用AVG定量。实用AVG曲线图未考虑介质衰减，因此这里也应扣除介质衰减的分贝差：Δ1

7、2=22-2a(x2-x1)=22-2×0.01×100=20dB在图中，由xB=500作垂线交Ф曲线于a点，由a向上数20dB至b点，过b点作水平线交过xf=400所作垂线于c点，c点对应的当量大小为Ф5，即此缺陷的当量平底孔尺寸为Ф5mm。此结果与当量计算结果基本一致。图6.25　利用实用AVG曲线定量图6.26　半波高度法(6dB法)二、测长法当工件中缺陷尺寸大于声束截面时，一般采用测长法来确定缺陷的长度。测长法是根据缺陷波高与探头移动距离来确定缺陷尺寸。按规定的方法测定的缺陷长度称为缺陷的指示长度。由于实际工件中缺陷的取向、性质、表面

8、状态等都会影响缺陷回波高，因此缺陷的指示长度总是小于或等于缺陷的实际长度。根据测定缺陷长度时的灵敏度基准不同将测长法分为相对灵敏度法、绝对灵敏度法和端点峰值法。1.