CSK试块种类与区别.docx

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CSK试块种类与区别

CSK-IA和CSK-IB试块的主要用途

两个试块的主要区别在于：

CSK—IB试块在原有CSK-IA的基础上增加了测试斜探头折射角的刻度面。

使用要点如下：

1）利用厚度25mm测定探伤仪的水平线性、垂直线性和动态范围

2）利用厚度25mm和高度100mm调整纵波探测范围；

3）利用R50和R100校定时基线或测定斜探头的入射点；

4）利用高度

85、91、100ram测定直探头的分辨力；

5）利用中

40、中

44、中50ram曲面测定斜探头的分辨力；

6）利用中50有机玻璃圆孔测定直探头盲区和穿透能力；

7）利用xx50曲面xx

1．5横孔测定斜探头的K值；

8）利用高度9lmm（纵波声程9lmm相当于横波50mm）调节横波1：

1扫描速度，配合R100作零位校正；

9）、利用试块直角棱边测定斜探头的声轴偏斜角。

CSK—IA试块

超声波xx的分类－显示方式：

A型B型C型发射波连续性分：

脉冲波连续波。

声波通道：

单通道多通道

超声波探头的主要作用－超声波的发射和接收是通过探头来实现的。

发射和接收的原理－超声波探伤中的压电晶片具有压电效应，当高频电脉冲激励压电晶片时，发生逆压电效应，将电能转换为声能（机械能），发射超声波；当探头接收超声波时，发生正压电效应，将声能转换为电能。

不难看出超声波探头在工作时

实现了电能和声能的相互转换，因此常把探头叫做换能器。

正压电效应－某些晶体材料在交变应力作用下，产生交变电场的效应称为正压电效应。

逆压电效应－当晶体材料在交变应力作用下，产生伸缩变形的效应称为逆压电效应。

压电晶体－具有压电效应的材料称为压电晶体材料。

衡量压电晶体材料的材料性能的主要参数物理意义－压电应变常数表示在压电晶体上施加单位电压时所产生的应变大小压电材料的居里温度－超过一定温度压电效应就会消失。

使压电材料的压电效应消失的温

度。

超声波探头的分类－波型不同分：

纵波xx表面波耦合方式分：

接触式探头液（水）浸探头

波束分：

聚焦非聚焦晶片数分：

单晶双晶

纵波直探头主要结构各部分的主要作用－压电晶片发射和接收超声波，实现电声转换。

保护膜保护压电晶片不致磨损和损坏。

吸收块对压电晶片的振动起阻尼作用，吸收晶片背面的杂波提高信噪比，支承晶片，外壳将各部分组合在一起。

横波斜探头主要结构各部分的主要作用－直探头和透声斜楔－实现波型转换。

试块－按一定用途设计制作的具有简单几何形状人工反射体的试样。

作用：

①确定探伤灵敏度②测试仪器和探头的性能③调整扫描速度④评判缺陷大小。

试块的分类－①按试块来历分：

标准试块参考试块②按试块上人工反射体分：

平底孔试块横孔试块槽

常用试块－IIW、IIW

2、CSK－I

A、半圆试块、CSK－II

A、CSK－IIIA试块。

IIW2试块主要用途：

①测定斜探头入射点：

利用R25与R50圆弧反射面测；②测定斜探头的折射角：

利用∮5横孔测；

③测定仪器水平、垂直线性和动态范围：

利用厚度

12.5测；

④调整探测范围和扫描速度：

纵波直探头用

12.5底面多次反射调，横波斜探头用R25和R50⑤测仪器和探头的组合灵敏度：

利用∮5或R50圆弧面测。

IIW试块主要用途：

1.调整纵波探测范围和扫描速度（时基线比例）：

利用试块上25或100测。

2.测仪器的水平线性、垂直线性和动态范围：

利用试块上25或100测。

3.测直探头和仪器的分辨力：

利用试块上

85、91和100测。

4.测直探头和仪器组合后的穿透能力：

利用∮50有机玻璃块底面的多次反射波测。

5.测直探头和仪器的盲区范围：

利用试块上∮50有机玻璃圆弧面和侧面间距5和10测。

6.测斜探头的入射点：

利用试块上R100圆弧面测。

7.测斜探头的折射角：

在35°-76°用∮50孔测，74°-80°用∮

1.5xx.

8.测斜探头和仪器的灵敏度余量：

利用试块上R100或∮

1.5测

9.调整xx探测范围和扫描速度：

由于纵波声程91相当于横波声程50，因此可以利用试块上91来调整横波的探测范围和扫描速度。

例如横波1：

1，先用直探头对准91底面，使底波

B1、B2分别对准

50、100。

然后换上横波探头并对准R100圆弧面，找到最高回波，并调至100即可。

10.测斜探头声束轴线的偏离：

利用试块的直角棱边测。

IIW试块和CSK－IA试块三点改进-1。

将直孔∮

50、∮

44、∮40台阶孔，以便于测定横孔斜探头的分辨力.

2．将R100改为R100R50阶梯圆弧，以便于调整横波扫描速度和探测范围。

3．将试块上标定的折射角改为K值（K=tgβs）从而直接测出横波斜探头的K值。

CSK－IA试块其它功能同IIW试块，材质同工件。

超声波探伤仪和探头的主要性能指标-垂直线性测试步骤：

-1.0衰减保留30dB;

2.直探头IIW试块上对准25底面用压块恒定压力。

3.调节仪器使试块上某次底波位于示波屏的中间，并达满幅100%，但不饱和，作为0dB。

4.固定（增益）和其它按钮，调（衰减器）每次衰减2dB记下相应的波高H1直到底波消失。

计算垂直线性误差D=（∣d1∣+∣d2∣）%.A型脉冲反射式超声波探伤仪通用技术条件ZBY230-84规定仪器垂直线性误差D≤8%。

水平线性测试步骤：

直探头置于IIW试块上，对准25mm厚的大平底面。

调（微调）（水平）（脉冲移位），使示波屏上出现5次波B1-B5，B1前沿对准

2.0，

B510.0，水平线性误差δ=∣amax∣/

0.8b×100%ZBY230-84规定水平线性误差不小于≤2%。

动态范围-是指仪器示波屏容纳信号大小的能力。

将满幅度100%某波高用（衰减器）到能识别的最小值所需衰减的分贝值就是仪器的动态范围。

ZBY230-84规定仪器动态范围26dB

斜探头入射点测定：

是指其主声束轴线与探测面的交点。

斜探头放在IIW试块上。

前沿L0=R-M

K值是指被探测工件横波折射角βs的正切值。

仪器和探头的分辨力-是指在示波屏上区分相邻两缺陷的能力。

影响分辨力的主要因素-电晶片的θm值和发射强度。

θm值大，发射强度大，分辨力低。

直探头分辨力测定：

1.抑制0-CSK-IA试块上，左右移动探头找到

85、91、100三个反射波

A、B、C。

2.当

A、B、C不能分开时，则分辨力F=（91-85）a/a-b（mm）

3.当

A、B、C不能分开时，则分辨力F=（91-85）c/a-b（mm）,一般要求分辨力≤6㎜。

斜探头分辨力测定：

斜探头CSK-IA试块上∮

50、∮

44、∮40台阶孔出现反射波；平行移动探头使∮

50、∮44回波等高波峰h1波谷h2则分辨力X=20lgh1/h2（dB）,实际测试用衰减器将h1衰减到h2，其衰减量X=△NdB。

近场区-波源附近由于波的干涉出现一系列声压极大极小值的区域近场区（菲涅耳区）近场区长度-波源轴线上最后一个声压极大值至波源的距离。

因素有关-与波源面积成正比，与波长成反比。

近场区对探伤定量是不利的，处于声压极小值处的较大缺陷回波可能较低，而处于声压极大值处的较小缺陷回波可能较高，这样就容易引起误判，甚至漏检。

因此应尽量避免近场区探伤定量。

半扩散角-圆盘源辐射的纵波声场的第一零值发散角双称半扩散角。

θ0≈70λ/D半扩散角以外的缺陷难以发现-半扩散角以外的声场声压很低，能量集中在半扩散角以内。

仪器和探头的灵敏度余量（综合灵敏度）-是指仪器最大输出时（增益、发射强度最大、衰减和抑制为0），使规定反射体回波达基准高所需衰减的衰减总量，灵敏度余量大，说明仪器与

探头的灵敏度高。

直探头如何测定：

仪器增益至最大，抑制

0、发射强度至强、连接探头并使探头悬空，调衰减器合电噪声电平小于10%，记下此时衰减器的读数N1dB；将探头对准200/Ф2试块上平底孔，使Ф2回波高50%，记下此时的衰减器读数N2dB；

则仪器与探头的灵敏度余量N=N2-N1（dB），一般直探头要求灵敏度余量≥30dB；斜探头如何测定：

仪器增益至最大，抑制

0、发射强度至强、连接探头并使探头悬空，调衰减器合电噪声电平≤10%，记下此时衰减器的读数N1dB；探头-IIW试块上，记下R100圆弧面的第一次反射波达50%的衰减量N2，则仪器与斜探头的灵敏度余量N=N2-N1（dB），一般斜探头要求灵敏度余量≥40dB；

盲区是指从探测面到能够发现缺陷的最小距离。

影响盲区的主要因素盲区的大小与仪器的阻塞时间和始脉冲宽度有关。

测定可在盲区试块上进行，能显示Ф2平底孔的最小距离。

信噪比是指示波屏上有用的最小缺陷信号幅度与无用的噪声杂波幅度之比。

信噪比高，杂波少，

对探伤有力，低易引起误判漏检。

信噪比以200/Ф2平底孔反射回波H信与噪声杂波高H噪之间的分分贝差来表示信噪比的大小即△=20lgH信/H杂。

始脉冲宽是指在一定的灵敏度下，示波屏上高度超过垂直幅度的20%时的始脉冲长度。

始脉冲宽度与晶片的机械品质因子和发射强度有关，机械品质因子值大，发射强度大，始脉冲宽度大。

始脉冲宽度的测定：

按规定调好灵敏度并校准0点示波屏上始脉冲达20%高处至水平刻度0点的距离W即为始脉冲宽度。

始脉冲宽度与灵敏度有关，灵敏度高，始脉冲宽度大。

超声波

测定较厚工件（x≥3N）材质衰减系数-可根椐第一、二次底波的高度来测试衰减系数。

介质的衰减系数a=20lgB1/B2-6-δ/2X;B1B2第一、二次底波的高度；6-扩散衰减引起的分贝差；δ-反射损失。

超声波介质衰减系数有关的因素-衰减系数只考虑了介质的散射和吸收衰减，未涉及扩散衰减。

对于金属材料等固体介质而言，介质衰减系数等于散射衰减系数和吸收衰减系数之和。

介质的吸收衰减与频率成正比。

介质的散射衰减与（声波频率f）（介质的晶粒直径d）（各项异性系数F）有关，当d≤（波长λ）时，散射衰减系数与fd3成正比。

在实际探伤中，当介质晶粒较粗大时若采用较高的频率，将会引起严重衰减，示波屏大量草波，使信噪纟明显下降，超声波穿透能力显著降低，这就是晶粒较大的奥氏体钢和一些铸钢探伤的困难所在。

超声波衰减-超声波在介质中传播时，随着距离增加，超声波能量逐渐减弱的现象。

主要原因-波束扩散、晶粒散射和介质吸收。

平常所说的衰减是-介质衰减与散射衰减，不包括扩散衰减。

端角反射-超声波在两个平面构成的直角内的反射。

特点-横波入射时入射角，入射角as=30°或60°附近时，端角反射率最低。

as=35°-55°时，端角反射率达到100%。

实际工作中横波探伤焊缝单面焊根部未焊透或裂纹的情况就类似于这种情况，当横波入射角as（等于横波探头的折射角βｓ）=35°-55°，即K=tgβｓ=

0.7-

1.43时，探伤灵敏度较高。

当βｓ≥56°，即K≥

1.5时探伤灵敏度较低，容易引起漏检。

超声波倾斜入射到界面的声压反射率和透射率（折射率）与哪些因素有关-第一、二介质中的纵、横波波速；纵波入射角、反射角；纵波横波折射角。

横波反射角。

第一临界角-aⅠ=arcsinCl1/CL2;当纵波入射角aL/纵波折射角ΒL;当CL2≥Cl1，βL≥aL,随着aL增加，βL也增加，当aL增加到一定程度时，βL=90°，这时所对应的纵波入射角称为第一临界角。

第二临界角-aⅡ=arcsinCL1/CS2；当纵波入射角aL/横波折射角βｓ;当CS2≥CL1，βｓ≥aL,随着aL增加，βｓ也增加，当aL增加到一定程度时，βｓ=90°，这时所对应的纵波入射角称为第二临界角。

定义

1.由aL＜aⅠ时，第二介质中即有折射纵波又有折射横波。

2.当aL=aⅠ---aⅡ之间时，第二介质中只有折射横波，没有折射纵波，这就是常用横波探头的制做原理。

3.当aL≥aⅠ时，第二介质中既无折射纵波，又无折射横波，这时在其介质的表面存在表面波，这就是常用表面波探头的制做原理。

波形转换-当超声波倾斜入射到界面时，除产生同种类型的反射波和折射波外，还会产生不

同类型的反射波和折射波，这种现象称为波形转换。

声压往复透射率-超声波倾斜入射，折射波全反射，探头接收到的回波声压Pa与入射波声压p0之比称为声压往复透射率。

常用T表示

声压反射率和透射率-入射波声压P0反射波为Pr透射波声压为Pt反射波为Pr与入射波声压P0之比为声压反射率。

声压透射率-透射波声压为Pt与入射波声压P0之比。

与入射介质声阻抗透射介质声阻抗有关。

某一声强与标准声强之比的常用对数称声强级，单位为贝尔Δ=lgI2/I1（BeL）实际应用贝尔的单位太大，故常取贝尔即分贝来作单位Δ=10lgI2/I1=20lgP2/P1（10-16瓦/厘米2）