锻件超声波探伤中缺陷波和伪缺陷波的识别

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1、第24卷第4期(总第109期)机械管理开发2009年8月Vol.24No．4(SUMNo．109)MECHANICALMANAGEMENTANDDEVELOPMENTAug．2009锻件超声波探伤中缺陷波和伪缺陷波的识别王科学1，赵敏2（1.山西百一机械设备制造有限公司；2.山西太钢不锈钢股份有限公司第二炼钢厂，山西太原030003）【摘要】在超声波检测中根据锻件反射底波与缺陷波的静态与动态波形特点，可以识别锻件内部缺陷（气孔、夹渣、夹层、裂纹、白点）与伪缺陷（迟到波、三角反射波、61°反射波及其它杂波），对指导锻件生产具有重要意义

2、。【关键词】超生波探伤；缺陷波；非缺陷波【中图分类号】TE316.1+93【文献标识码】A【文章编号】1003-773X（2009）04-0073-030引言杂波、工件轮廓回波、幻像回波、草状回波及其他原因[1]锻件广泛用于重型机械、能源、冶金、矿山、兵器、引起的伪缺陷波。航空、航天、石油、化工等行业的关键设备。它常用于伪缺陷波并非工件中缺陷所造成的反射信号，但承受复杂应力、冲击振动和重负载荷的零部件，这些零这类波的存在影响了对缺陷波的正确判别，下面我们部件如果失效或损坏将会产生严重后果，轻则导致系主要阐述伪缺陷波特点及识别方法。统

3、功能失效、重则会危及人身安全、造成重大经济损失。如何正确识别锻件的缺陷和伪缺陷回波，对指导锻件生产具有重要意义。1常见锻件缺陷回波识别1.1根据缺陷特征分析缺陷性质对于平面状缺陷，从不同方向探测，缺陷回波高度显著不同。在垂直于缺陷方向探测，缺陷回波高，在平行于缺陷方向探测，缺陷回波低，甚至无缺陷回波。一般来说裂纹、夹层、折叠等属于这种缺陷。对于点状缺陷从不同方向探测，缺陷回波无明显变化。一般包括气孔(单个气孔和密集气孔)和点状夹渣。气孔和点状夹渣的缺陷回波高度低，波形较稳定，从各方向探测，反射(注：图2中横坐标表示探头移动的距离，纵

4、坐标表示波高)波高大致相同，但稍一移动探头就消失。但两者也有所图2不同缺陷动态波形区别图不同，其原因主要是其内含物声阻抗的不同。白点、气2.1迟到波孔等内含气体，声阻抗小，反射率更高，波形陡直尖锐，当纵波直探头置于细长工件或试块上时，扩散纵而金属夹渣或非金属夹渣声阻抗较大，反射回波低。另波波束在侧壁产生波形转换，转换为横波，此横波在另外不同类型的缺陷反射波形状也有差别，气孔表面平一侧面又转换为纵波，最后经过底面反射回到探头，被滑，界面反射率高，波形陡直尖锐，而夹渣表面粗糙，界探头接收从而在示波屏上出现一个回波。由于转换的面反射率低，

5、波形宽大并带有锯齿如图1所示。横波声程长，波速小，传播时间较直接从底面反射的纵波长，因此转换后的波总是出现在第一次底波B1之后，故称未迟到波。又由于变形横波可能在两侧壁产图1气孔、夹渣反射波形区别图生多次反射，每反射一次就会出现一个迟到波，因此迟1.2动态波形法分析法到波往往有多个，如图3中的H1，H2……动态波形指探头在探测面上移动时缺陷波的变化情况。常见缺陷的动态波形如图2所示。2常见伪缺陷波的识别在锻件超声波探伤检测中，示波屏上除了始波、底波和缺陷波外，还会出现其他的信号的伪缺陷波，主要有迟到波、三角反射波、61°反射波，仪器

6、及探头引起的图3迟到波形示意图收稿日期：2009-01-20；修回日期：2009-04-01作者简介：王科学(1980-)，男，陕西咸阳人，助理工程师，本科，主要从事无损检测工作。·73·第24卷第4期(总第109期)机械管理开发2009年8月迟到波之间的纵波声程差（单程）是特定的，由图由发射定律可得：可知L斜入射钢/空气界面，当αL=70°左右，αs=33°sinαsinβCL==tgα=.左右时，变形横波很强，由此可以算出Δx为：sinassinasCSΔωdCLdCL5900Δx==(·－d·tgαs)÷2=(×对于钢：tgα

7、===1.82.2cosαsCScos33°CS32305900可得α=61°。所以这种反射称为61°反射。－d·tg33°)÷2=0.76d.323061°反射声程为：式中：Δω为迟到波H1与底波B1的波程差（双程）;D为CLX=a+b=a+b×tgα=BE+EC=BC.61试件的直径或厚度。CS迟到波总是位于底波之后并且位置固定，而缺陷当探头在AB边上移动时，波一般位于之前，因此，一般情况下迟到波不会干扰缺反射波的位置不变，其声陷波的判别。程恒等于直角三角形61°2.2三角反射波所对直角BC。纵波直探头径向探测实心圆柱体时，由于

8、探头平2.4其它杂波面与柱面接触面积小，使波束扩散角增加，这样扩散波1)探头杂波。当探头图561°反射波示意图束就会在圆柱面上形成三角反射路径，从而在示波屏吸收块吸收不良时，会在[2]上出现三角反射波，人们把反射称为三角反射。纵波始波