超声检测二级常用计算公式文档格式.doc

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αⅡ=arcsinCL1/CS2

第三临界角：

αⅢ=arcsinCS1/CL1

7、

（1）薄板工件的衰减系数测定：

α=（20lgBm/Bn-δ）/2x（n-m）

对于多次反射：

α=[20lgBm/Bn-δ（n-m）]/2x（n-m）

（2）厚板工件的衰减系数测定：

α=（20lgB1/B2-6-δ）/2x

对于2次波、3次波；

α=（20lgB2/B3-3.5-δ）/2x。

对于1次波、3次波；

α=（20lgB1/B3-9.5-δ）/4x。

二

1、近场区长度：

N=D2S/4λ=R2S/λ=FS/πλ=FSƒ/Cλ

2、圆盘源辐射的纵波声场的第一零值发散角；

θ0=arcsin1.22λ/Ds≈70λ/Ds

3、波束未扩散区与扩散区：

b=1.64N

4、矩形波源的近场区长度N=Fs/πλ，未扩散区b=1.64N，

半扩散角θ0=arcsinλ/2a≈57λ/2a，

5、近场区在两种介质中的分布；

公式N=D2S/4λ只适用均匀介质。

在水、钢两种介质中，当水层厚度较小时，进场区就会分布在水、钢两种介质中，设水层厚度为L，则钢中剩余进场区长度N为：

N=N2-LC1/C2=D2S/4λ-LC1/C2，

6、横波近场区长度；

方形N=FS/πλs2*cosβ/cosα

圆形N=D2/4λs2*cosβ/cosα

横波声场中，第二介质中的近场区长度：

N`=N-L2=FS/πλs2*cosβ/cosα-L1tgα/tgβ

FS-波源面积λs2-介质Ⅱ中横波波L1-入射点至波源的距离L2-入射点至假想波源的距离

半扩散角；

对于圆片形声源：

Ø

0=arcsin1.22λS2/DS=70λS2/DS

对于矩形正方形声源：

0=arcsinλS2/2a=57λS2/2a

三

1、计算垂直线性误差D=（∣d1∣+∣d2∣）%。

d1—实测值与理想值的最大正偏差；

d2—实测值与理想值的最大负偏差。

2、计算水平线性误差；

δ=∣αmax∣/0.8b*100%αmax—α2、α3、α4中最大者；

b—示波屏水平刻度值（一般为10）。

3、斜探头K值和折射角βs：

K=tgβs=L+L0-35/反射体中心厚度

（分别为B=70、C=30、D=15mm）。

4、信噪比；

△=20lgH信/H噪。

四

1、

（1）按声程调节扫描速度时：

一次波探伤时（τ∫≤T），缺陷至入射点的声程x∫=nτ∫，则缺陷在工件中的水平距离为：

l∫=x∫sinβ=nτ∫sinβ、深度为：

d∫=x∫cosβ=nτ∫cosβ。

二次波探伤T＜τ∫≤2T时，则缺陷在工件中的水平距离为：

l∫=x∫sinβ=nτ∫sinβ、

深度为：

d∫=2T-x∫cosβ=2T-nτ∫cosβ。

（2）按水平调节扫描速度时：

一次波探伤（τ∫≤T）时，

则缺陷在工件中的水平距离：

l∫=nτ∫深度：

d∫=l∫/K=nτ∫/K。

二次波探伤T＜τ∫≤2T时，

l∫=nτ∫深度：

d∫=2T-l∫/K=2T-nτ∫/K。

（3）按深度调节扫描速度时：

则缺陷在工件中的水平距离为：

l∫=Knτ∫深度为：

d=nτ∫。

二次波探伤（T＜τ∫≤2T时，

l∫=Knτ∫、深度为：

d∫=2T-nτ∫。

2、

（1）外圆周向探测时，缺陷位置由深度H和弧长L来确定则：

H=R-[（Kd）2+（R-d）2]0.5L=Rπθ/180=Rπ/180*tg-1Kd/R-d。

结论：

当探头从圆柱曲面外壁作周向探测时，弧长L总比水平距离l值大，但深度H却总比平板工件中的缺陷深度d小。

（2）内圆周向探测时，缺陷位置由深度h和弧长l来确定则：

h=[（Kd）2+（r+d）2]0.5-rl=rπθ/180=rπ/180*tg-1Kd/r+d

当探头从圆柱曲面内壁作周向探测时，弧长l总比水平距离l值小，但深度h却总比平板工件中的缺陷深度d值大。

（注意，如缺陷深度h大于壁厚，则为焊缝杂波）

3、最大探测壁厚；

Tm/D≤1/2（1-sinβ）≤1/2（1-K/（1+K2）0.5

一般把筒体可探测的内外半径范围定位r/R≥80%

4、不同距离处的大平底与平底孔回波分贝差为；

△Bƒ=20lgPB/Pƒ=20lg2λχ2ƒ/лD2ƒχB+2α（χƒ-χB）α—材质衰减系数；

χƒ—探测面至缺陷的距离；

χВ—探测面至底面的距离（工件的厚度）

不同平底孔、距离的回波分贝差为；

△12=20lgPƒ1/Pƒ2=40lgDƒ1χ2/Dƒ2χ1Pƒ1—人工缺陷；

Pƒ2—工件缺陷

5、避免侧壁干涉的条件

侧壁反射波束与直接传播波束的声程差大于4λ（既：

2W-α>

4λ）就可以避免侧壁干涉。

（1）探头轴线上缺陷反射时避免侧壁干涉的最小距离dmin为：

dmin>

（2αλ）0.5

对于钢：

（2αλ）0.5=3.5（α/ƒ）0.5

（2）底面反射时避免侧壁干涉的最小距离dmin为：

2（αλ）0.5

2（αλ）0.5=5（α/ƒ）0.5

6、①偏心距X的选择：

偏心距—是指探头声束轴线与管材中心线之间的水平距离，用X表示。

入射角α随偏心距X的距离增大而增大，控制偏心距X即可控制入射角α。

满足纯横波探测内壁的条件为：

CL1/CL2×

R≤X≤CL1/CL2×

r

对于水浸探伤钢管0.251R≤X≤0.458r取平均值X=1/2（0.251R+0.458r）②水层厚度的选择：

要求水层厚度H大于钢管中横波全声程的1/2（即H>

XS），这是因为水/钢界面的第二次回波S2将位于管子的缺陷波F内（一次波）F外（二次波）之后，这样，有利于对缺陷判别。

③焦距的选择：

F=H+（R2-X2）0.5

④声透镜的曲率半径r`由F=2.2r`得r`=0.46F

也可有r`=C1-C2/C1*FC1-声透镜的纵波声速C2-水中的纵波声速

五、

1、水浸重合波探伤钢板，根据钢和水中的声速，可得各次重合波水层厚度H与钢板厚度δ的关系为：

H=n·

C水/C钢δ=n·

δ/4n—重合波次数

2、复合材料超声波探伤，

当不考虑介质衰减和扩散衰减，且底面全反射时，底波B1与复合界面反射波S（复合良好）的dB差值为：

△BS=20lg︱B1/S︳=20lg︱T/r︳=20lg︱1-r2/r︳式中r—复合界面声压反射率，r=Z2-Z1/Z2+Z1T—复合界面声压往复透射率T=1-r2

当底面不是全反射，其反射率为r’,则这时底波B1与复合界面反射波S（复合良好）的dB差值为：

△BS=20lg︱B1/S︳=20lg︱Tr’/r︳=20lg︱（1-r2）r’/r︳

式中r’—底面声压反射率，r’=Z3-Z2/Z3+Z2

六当量计算法

对于同距离平底面或实心圆柱体曲底面与平底孔回波分贝差；

△=20lgPB/Pf=20lg2λXf/D2fπ

对于不同距离平底面或实心圆柱体曲底面与平底孔回波分贝差；

△=20lgPB/Pf=20lg2λX2f/D2fπXB

对于空心圆柱体同距离处圆柱曲底面与平底孔回波分贝差；

△=20lgPB/Pf=20lg2λXf/D2fπ±

10lgd/D

外圆探伤用‘+’，内圆探伤用‘-’。

当试块厚度、平底孔直径与所调节的工件厚度和要求φ2平底孔不同时：

△=20lgPB/Pf=40lgDf1X1/Df2X2

（一般设被利用的试块平底孔回波声压为PB，所要得到的工件φ2平底孔回波声压为Pf）

①当量计算法：

当用平底面或实心圆柱体曲底面调节探伤灵敏度时，当量计算公式为；

△Bf=20lgPB/Pf=20lg2λX2f/D2fπXB+2X（Xf-XB）

当用空心圆柱体内孔或外圆曲面调节探伤灵敏度时，当量计算公式为；

△Bf=20lgPB/Pf=20lg2λX2f/D2fπXB±

10lgd/D+2X（Xf-XB）

七

1、焊缝两侧探测面的修整宽度P，一般根据母材厚度来确定；

厚度为8-46mm的焊缝采用二次波探伤，探测面修整宽度为：

P≥2KT+50mm；

厚度大于46mm的焊缝采用一次波探伤，探测面修整宽度为：

P≥KT+50mm；

2、缺陷位置的测定方法有几种？

缺陷定位方法有；

声程、水平、深度定位法。

①声程定位法：

当仪器按声程1：

n调节时；

一次波探伤：

lf=nτfsinβdf=nτfcosβ

二次波探伤：

lf=nτfsinβdf=2T-nτfcosβ

②水平定位法：

当仪器按水平1：

lf=nτfdf=nτf/K

lf=nτfdf=2T-nτf/K

③深度定位法：

当仪器按深度1：

df=nτflf=nτfK

df=2T-nτflf=nτfK