《2023年铁道工程技术钢轨探伤工电子版.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2023年铁道工程技术钢轨探伤工电子版.docx（43页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第一章无损检测根底学问第一节 无损检测概述一、无损检测概念一无损检测的定义无损检测NDT是一门综合性的应用科学技术，它是在不转变或不影响被检对象使用性能的前提下，借助于物理手段，对其进展宏观与微观缺陷检测，几何特性度量、化学成分、组织构造和力学性能变化的评定，并进而就其使用性能做出评价的一门学科。日常生活中无损检测方法常被使用，如买西瓜用手轻轻拍打西瓜外皮，听声响或凭手感，想猜一下西瓜的生熟，这是人们常有的习惯，这种并不损坏西瓜而知西瓜生熟的检测方式就是生活中的“无损检测”。不过，需要指出的是，类似“拍皮猜瓜” 这些古老而简洁的无损检测方法尽管至今仍在沿用，但因它们对缺陷的位置和大小做不出“根
2、本相符”的推断，而不被视为无损检测的技术方法。真正的技术方法必需确保无损检测结果的准确性和可重复性。二无损检测的作用随着现代工业的进展，无损检测已经广泛深入到产品的设计、制造、使用等各个方面，它在产品质量把握中所起的不行取代的重要作用已为日益众多的科技人员和企业家所认同。在设计阶段，设计单位要充分考虑无损检测的实际力气，以保证构造设计要求与无损检测的灵敏度、区分率和牢靠性相全都；在制造阶段，为确保产品质量到达设计要求，同样要运用无损检测技术，依据确定标准对原料的缺陷以及非均质性进展鉴定和评价；在使用阶段，为保证使用的牢靠性，使用部门必需依据设计部门规定的周期和方法及制造部门所提交的检测细则对指
3、定零部件进展牢靠的无损检测甚 至于实时监控。事实上，就是用户订货，也常常通过无损检测技术进展验收检查，有人说，现代工业是建立在无损检测根底之上的，此并非言过其实之词，现代无损检测技术不仅形式多样，技术手段也日臻成熟，在铸件、锻件、棒材、粉末冶金制件、焊接件、非金属材料、陶瓷制件、复合材料、锅炉、压力容器、核电设备等很多领域都有较好的应用，对于改进产品的设计制造工艺、降低制造本钱以及提高设备运行的牢靠性等具有格外重要的意义，其作用主要有：1. 无损探伤 对产品质量作出评价。无论是铸件、锻件、焊接件、钣金件或机加工件以至非金属构造都能应用无损检测技术探测它外表或缺陷，并进展定位定量分析。2. 材料
4、检测 用无损检测技术测定材料的物理性能和组织构造，能推断材料的品种和热处理状态，进展材料分选。3. 几何度量 产品的几何尺寸、涂层和镀层厚度、外表腐蚀状态、硬化层深度和应力密度都能用无损检测技术测定，依据测定结果利用断裂理论确定是否进展修补和报废处理，对产品进展寿命评定。4. 现场监视 对在役设备或生产中的产品进呈现场或动态检测，将产品中的缺陷变化信息连续的供给应运行和生产部门实行监视。在高温、高压、高速或高负载的运行条件下尤其需要无损检测。例如压力容器和钢轨的探伤等。三无损检测的特点1. 不破坏被检对象。2. 可实现 100%的检验。3. 觉察缺陷并做出评价，从而评定被检对象的质量。4. 可
5、对缺陷形成缘由及进展规律做出推断，以促进有关部门改进生产工艺和产品质量。5. 对关键部件和关键部位在运行中作定期检查，甚至长期监控以保证运行安全， 防止事故发生。四无损检测的进展从无损检测的作用和特点说明，无损检测技术是工业进展必不行少的有效工具， 它必将随着工业生产的进步而进展，早期的无损检测称为无损探伤NDI，它的作用是在不损坏产品的前提下觉察人眼无法看到的缺陷，以满足工程设计中的强度要求。其次阶段称为无损检测NDT，这个阶段始于 70 年月，它不但检测最终产品，而且要测量各种工艺参数，制成工件后还需知道它的组织构造、晶粒大小和剩余应力等。第三阶段称为无损评价 NDE，尤其对航空、航天、核
6、电、能源、交通、石油和化工等方面的机械产品，在加强检测同时留意产品质量的评价，确保每一件产品都是合格的。在工业兴盛国家已从一般无损评价进展到自动无损评价，承受计算机来进展检测和评价，尽可能削减人为因素的影响，这在超声检测的进展中成效突出，例如钢轨探伤车。这种进展趋势促使无损检测人员应具有更广的学问面，更深厚的根底理论和更高的综合分析力气。二、常用无损探伤方法*无损探伤是无损检测包括探伤、测量、评价的一个重要组成局部，它是对材料、工件或组件进展非破坏性检测和分析，以觉察材料和构件中非连续性宏观缺陷如裂纹、夹渣、气孔等为主要目的的检验。无损探伤的方法种类较多，据美国国家宇航局调研分析，认为可分六大
7、类约 70 余种，但在实际应用中较普遍的为超声探伤、射线探伤、磁粉探伤、渗透探伤、涡流探伤五种常规方法，除此之外，还有红外监测、声振检测、激光全息摄影、微波探伤、同位素射线示踪等格外规探伤技术。鉴于超声波探伤在目前占有举足轻重的地位，本书将在后面予以重点介绍，以下针对其它几种常规探伤简要介绍根本原理、主要特点和适用场合。一射线探伤RT射线通常指 射线、 射线、 射线、 射线和中子射线等，其中， 射线、 射线和中子射线因易于穿透物质而在产品质量检测中获得了广泛应用，工业应用中的射线探伤技术大体上可以分为：射线照相探伤技术、射线实时成相探伤技术、射线层析CT探伤技术等，常规的射线探伤技术一般指射线
8、照相探伤技术以下均以此技术介绍，其根本原理图11：射线在穿过物质的过程中，会受到物质的散射和吸取作用，因物体材料、缺陷和穿透距离的不同，射线强度将产生不同程度的衰减，这样， 当把强度均匀的射线照耀到物体的一侧，使透过的射线在物体另一侧的胶片上感光， 把胶片显影后，得到与材料构造和缺陷相对应的黑度不同的图像，即射线底片。通过对图像的观看分析，最终确定物体缺陷的种类、大小和分布状况。射线探伤适用于体积形缺陷探测。如气孔、夹碴、缩孔、疏松等，对片形缺陷检测较难。图 111T1缺陷的射线照相二磁粉探伤MT磁粉探伤是指把钢铁等铁磁性材料磁化后，利用缺陷部位所发生的磁极吸附磁粉的特性，显示缺陷位置的方法。
9、把一根中间有横向裂纹的强磁性材料试件进展磁化后图 12，可以认为磁化的材料是很多小磁铁的集合体，在没有缺陷的连续局部，由于小磁铁的 N、S 磁极相互抵消，而不呈现出磁极，但在裂纹等缺陷处，由于磁性的不连续将呈现磁极，在缺陷四周的磁力线绕过空间消灭在外面，此即缺陷漏磁，缺陷四周所产生的称作为缺陷的漏磁场，其强度取决于缺陷的尺寸、位置及试件的磁化强度等，这样，当把磁粉散落在试件上时，在裂纹处就会吸附磁粉，称为缺陷磁粉迹痕，由此可以觉察缺陷的部位。磁粉探伤仅适用于铁磁材料的外表或近外表缺陷的检测，其探伤灵敏度凹凸受试件外表光滑度、缺陷外形和取向、磁化方法和范围等影响。磁粉探伤能确定缺陷的位置、大小和
10、外形，但对缺陷深度确定较难。磁粉探伤的方法可分为连续法和剩磁法两种。图 12磁场的形成三渗透探伤1. 只能用于铁磁性材料3. 几乎不受试件大小和外形的限制。 2只能觉察外表和近外表缺陷4. 检测速度快、工艺简洁、费用低廉 3对缺陷方向性敏感5. 操作简便、仪器便于携带4能知道缺陷的位置和外表长度，但不知道缺陷的深度1. 只能检测开口于外表的缺陷，检测铸件、锻件、焊缝和机械加式零件等铁 磁性材料的外表和近 外表缺陷如裂纹用于检验有色和黑色渗透涡流超声波1. 设备简洁，操作简便，投资小2. 效率高对简洁试件也只需一次检验 3适用范围广对外表缺陷，一般不受试件材料种类及其外形轮廓限制1. 适于自动化
11、检测可直接以电信号输出2. 非接触式检测，无需耦合剂且速度快3. 适用范围较广既可检测缺陷也可检测材质、外形与尺寸的变化等1适于缺陷检测，探测范围大、灵敏度高、效率高、操作简洁 2适用广泛、使用灵敏、费用低廉且不能显示缺陷深度及缺陷的外形和尺寸 2无法或难以检查多孔的材料， 检测结果受试件外表粗糙度影响3难于定量把握检验操作程序， 多凭检验人员阅历、认真程度和视力的敏锐程度1. 只限用于导电材料2. 对外形简洁试件及外表下较深部位的缺陷检测有困难，检测结果尚不直观，推断缺陷性质、大小及外形尚难1. 探伤结果显示不直观，难于对缺陷作准确定性和定量 2一般需用耦合剂，对试件外形的简洁性有确定限制金
12、属的铸件、锻件、粉末冶金件、焊接件以及各种陶瓷、塑料、玻璃制品的裂纹、气孔、分层、缩孔、疏松、折叠及其它开口于外表的 缺陷用于钢铁、有色金属等导电材料所制成的试 件，不适于玻璃、石头和合成树脂等非金属 材料可用于金属、非金属及复合材料的铸、锻、焊件与板材其次节 超声波探伤根底超声波探伤是依据定向辐射超声波束在缺陷界面上产生反射或使透过声能下降等原理，通过测量回波信息和透过声波强度变化来指示伤损的一种方法。一、超声波一般学问人们日常所听到的各种声音，是由于各种声源如演奏小提琴时，声源即为被擦动的那根弦的振动通过空气等弹性介质传播到耳膜引起的耳膜振动，牵动听觉神经， 产生听觉。声源的振动有快有慢，
13、通常用每秒内的振动次数即“频率”来衡量，单位为 “赫兹”符号为 H，必需指出，只有当频率在确定范围内的振动才能引起听觉。人们把能引起听觉的机械振动称为声波，频率大致在 20232023 即 20230H，1H1000H。频率低于 2023 机械波称为次声波，频率高于 2023 机械波称为超声波用于探伤的超声波频率范围为25MH，其中最常用的频段为10MH。生活当中，人耳听不到超声波，但蝙蝠、秋虫和海豚等却能听见并可用超声波传递信息。尤其是蝙蝠，它能放射超声脉冲，并能承受和识别从电线等障碍物或昆虫等反射回来的波，因此它在飞行时不会碰撞障碍物。超声波探伤大多承受的就是像蝙蝠这样的脉冲反射形式，这种
14、反射波又叫回波。超声波探伤可检查金属材料、局部非金属材料的外表和缺陷。如检查锻件中的白点、裂纹、夹渣、分层；非金属材料中的气泡、分层和粘合层中的粘合不良；焊缝中裂纹，未焊透、夹渣、气孔以及管棒和锻件中与外表成确定角度的缺陷。因此，它被广泛地应用于无损探伤。一超声波探伤的优、缺点1. 超声波探伤的优点（1） 指向性好 超声波波长很短，像光波一样，可以定向放射，因而能便利、准确地对缺陷定位。（2） 穿透力强 超声波能量高，在大多数介质中传播时能量损失小，在一些金属材料中传播时，其穿透力气可达数米。（3） 灵敏度高一个存在于钢中的空气分层厚度为 106 mm，反射率可超过 21%，当分层厚度在 10
15、5 mm 以上时，反射率可超过 94%。（4） 适用面广 可检测金属、非金属、复合材料等多种材料制件的检测；承受多种波型以及各种探头作不同方向的探测，能探出工件和外表各种取向的缺陷。（5） 高效低价 检测速度快，在较短的时间内就可完成对工件的检测，仅耗损少量电能和耦合剂。2. 超声波探伤的缺点（1） 检测结果受人为影响 对试件中缺陷的觉察与评价，主要取决于探伤人员对仪器的调整和推断。（2） 探测面状态影响检测 探测外表要求制备，不良的探测面影响伤损检测灵敏度。（3） 工件状态影响检测结果 工件外形过于简洁，材料晶粒和组织不均匀对探伤结果均有确定的影响。（4） 定量精度差 探测出缺陷的当量或延长
16、度与实际缺陷大小均有确定的误差。二超声波的产生人们把声源振动在介质如空气等中的传播过程，称为波动，简称波。波是物质的一种运动形式，可分为电磁波和机械波两类。电磁波是交变电磁场在空间的传播过程，如无线电波、红外线等，而机械波是指机械振动在弹性介质中的传播过程，如水波、超声波等。产生气械波需要两个必要条件：一是要有作机械振动的振源；二是要有能传递机械振动的弹性介质。探伤作业中，超声探头就是产生超声波的振源，原则上但凡能将其它形式能量转换成超声振动方式能量的方法都可以产生超声波，如机械方法、热效应法、磁伸缩法和电磁声法，在超声波探伤中应用最广的是利用某些压电材料石英、锆钛酸铅等的压电效应，来实现超声
17、波的发生和接收。必需留意的是，超声波在传播过程中，实际上只是振动能量的传播，并没有产生物质的迁移，介质质点本身仅限于平衡位置四周振动。三超声波的类型超声波的分类方法很多，下面介绍几种常见的分类方法：1. 按质点的振动方向分类依据波动传播时介质质点的振动方向与波的传播方向不同，可将超声波分为纵波压缩波、横波剪切波、外表波瑞利波、兰姆波等。它们的比较如表 12 所示。表 12几种波的比较波的类型简 图质点振动特点传播介质应用纵波 L介质质点振动方向平行于波的传播方向固体、 液体钢板、锻件和气体探伤等横波 S外表波 R介质质点振动方向垂直于固体波的传播方向在介质外表传播时介质外表质点作椭圆运动，椭圆
18、长轴垂直于波的传播方向，短钢管探伤等轴平行于波的传播方向对称薄板中心质点作纵向运动，固体厚度与薄板、薄壁钢型S上下外表质点作相位相反波长相当的管兰型并对称于中心的椭圆运动薄板d 6mm姆波非对称型薄板中心质点作横向运动，固体厚度与薄板、薄壁钢A 型上下外表作相位一样的椭圆运动波长相当的薄板管d 6mm固体焊缝、钢管探伤等钢板、锻件、2. 按振动持续时间分类依据波源振动持续时间的长短，超声波可分为连续波和脉冲波两种图 15。其中连续波是指波源持续不断地振动所辐射的波，常用于穿透法探伤和共振法测厚。而脉冲波则指波源振动持续时间很短微秒级， 1106、间歇辐射的波，超声波探伤中广泛承受的就是脉冲波。
19、图 15连续波与脉冲波3. 按波的外形分类波形是依据波阵面的外形来区分的，所谓波阵面，是指同一时刻介质中振动相位一样的全部质点联成的面。某一时刻波动所到达的空间各点所联成的面称为波前波前是最前面的波阵面，任一时刻，波前只有一个。依据波阵面外形的不同，波又可以分为三种：平面波、柱面波和球面波图 16，它们的特性见表 13。图 16超声波波形表 13不同波形分类及特性波 形平面波球面波柱面波特性1. 无限大平面即波长与声源尺寸相比可无视不计作谐振动时，在各向同性的弹性介质中传播的波2. 如不考虑介质吸取波的能量，声压不随与声源的距离而变化1. 声源为点状球体，波阵面是以声源为中心的球面2. 声强与
20、距声源距离的平方成反比1. 声源为一无限长的线状直柱，波阵面是同轴圆柱面2. 声强与距声源的距离成反比四超声波的根本参数1. 振幅A指振动质点偏离平衡位置的最大距离。2. 频率 振动质点单位时间通常指 1 秒，以下同内围绕平衡位置完成全振动的次数称为振动频率，其数值与波动频率相等。波动频率是指波动过程中任一给定质点在单位时间内通过完整波的个数。单位为赫兹H。在实际探伤中往往会遇到工作频率和重复频率两个概念。工作频率是指探头放射的超声波频率；重复频率是指探头每秒钟向试件放射超声波的次数。为了提高探伤速度，一般要求重复频率越高越好，但过高的重复频率会导致放射和接收间的干扰，产生幻象回波，因此，重复
21、频率应依据被检工件的大小，一次声程所需要的时间，仪器接收和放射超声波的力气，以及探伤速度等多方面因素打算。3. 周期T 指振动质点完成一次全振动所需要的时间。单位为秒。周期与频率的关系式： T=1f4. 波长 同一波线上相邻两振动相位一样的质点间的距离称为波长。波源或介质中任一质点完成一次全振动，波正好前进一个波长的距离。单位为毫米mm 或米m。5. 声速C声波在弹性介质中，单位时间内所传播的距离，也可称为波速。单位为米/秒m/s或千米/秒m/s。波长、声速和频率之间的关系式：l= C f声速C与介质的弹性模量和介质的密度有关，对于确定的介质，弹性模量和密度为常数，故声速也是常数。不同介质有不
22、同的声速，介质的弹性模量愈大，密度愈小则声速愈大，对液体介质来说，当介质温度变化时，其容变弹性模量和密度会发生变化，因而声速也随着变化。另外，超声波波型不同时，介质弹性变形形式不同， 声速也不一样。一般来说，在同一种固体材料中由于液体和气体介质只能传播纵波，因而不存在各种波型的不同声速问题，纵波声速CL大于横波声速CS，横波声速CS又大于外表波声速CR。表 14 为一些常用材料的声速和波长。表 14一些常用材料的声速和波长声速m/s材料纵波横波纵波波长mm2MHZ横波波长mm2MHZ钢有机玻璃尼龙 1010水油空气五超声场及其特征值1. 超声场概述通常把布满超声波的空间局部称为超声场。圆盘声源
23、指一种圆平面状的振子 辐射的纵波声场轴线上的声压分布规律如图 17 所示。图 171T7 圆盘声源声束轴线上的声压分布由图可知，波源四周的轴线上声压上下起伏变化，存在假设干个极大微小值。距波源的距离愈近，声压极大微小值的点就愈密。声学上把由子波的干预在波源四周的轴线上产生一系列声压极大微小值的区域称为超声场的近场区。波源轴线上最终一个声压极大值至波源的距离称为近场区长度，用 N 表示。直探头的近场区长度可以用下式来计算：N = D 2 - l2 D 2 = A4l4lpl式中D为圆形压电晶片的直径；为超声波波长；A方晶片或矩形晶片面积。斜探头的近场区长度N值计算时，由于声束折射变化图 18，所
24、以先计算出晶片在折射后的有效面积，然后再进展换算，斜探头的近场区长度可以用下式来计算：AAN =0 =plpl式中A0晶片折射后的有效面积；为超声波波长； A晶片面积； 、折射角、入射角。 Cosb Cosa图 18斜探头近场区示意图由于近场区存在声压极大微小值，处于声压极大值处的较小缺陷可能回波较高， 而处于声压微小值处的较大缺陷可能回波较低，这样就可能引起误判，所以超声探伤中总是尽量避开这一区域。大于近场区长度N的区域称为远场区。在远场区中， 轴线上的声压随距离增加而单调削减，在距离3N 时，圆盘源声束轴线上的声压与球面波的声压相差已甚小图 17 中虚线。以上争论的是波源轴线上的声压分布状
25、况，对超声场中不同截面上的声压来说， 其分布规律在声程X为的截面中心声压为 0图 19，中心四周的声压较高，而 XN 的各截面中心声压最高，偏离中心的声压渐渐降低，且同一横截面上的声压的分布是完全对称。实际检测中，测定探头波束轴线的偏离和横波斜探头的 K 值时，应选择在 2N 以外的范围进展。图 191T9 超声场纵截面声压分布2. 波束指向性与指向角0日常使用灯泡照明时，灯泡的光亮总是朝各个方向发散，而手电筒却能射出一束范围狭窄亮度较强的光。高频超声与低频可听见音相比，就好比手电筒与灯泡一样， 前者简洁形成窄小的声束。以圆形平板振动声源为例，只要平板直径 D与声波波长符合恰当的比例如平板直径
26、为 7.5mm，而声波频率为 100 万赫，就能得到如图 110 所示的窄小的波束，像这种探头发出的超声波能量集中在确定区域并向一个方向辐射的现象称为波束指向性。晶片发出的超声波束如手电筒发出的光柱类似， 在靠近晶片较短的范围看作是笔直传播，经过一段距离后，按确定角度扩展辐射，非集中的区域为近场长度N的倍，大于 N 为集中区，其优劣常用指向角0表示。图 110超声场主声束和副声束超声波的能量主要集中在 20 以内的锥形区域内，此区域称为主声束，主声束边缘声压为零。主声束旁侧的波束为副声束，副声束能量低，传播距离小。对圆盘声源辐射的纵波声场，其声束声束指向角0计算式如下：q= sin -1 1.
27、22 l0D 70 lD式中D为晶片的直径；为超声波波长。上式可知，指向角0与 l 比值有关，一样条件下，假设晶片直径D愈大或波长D愈短频率愈高，则指向角0 就愈小，波束指向性就愈好，超声波能量集中，探伤灵敏度高，区分率好，定位准确，不过近场长度 N也将愈大。边长为 a的方晶片声束指向角计算式：q= sin -1 1.08 l0a 57 la需要指出的是，上述分析主要建立在圆盘声源辐射的纵波声场根底上，对于横波放射声场常用的超声波横波由斜探头得到，其近场区长度和指向角计算相对更简洁一些。3. 超声场的特征值描述超声场的特征值主要有声压、声强和声阻抗。（1） 声压 超声场中某一点某一瞬时所具有的
28、压强2。在超声场内，各点的声压并不一样，通常某一点的声压是一个随时间按正弦函数周期变化的量，其幅值与介质密度、声速和频率成正比。由于超声波的频率很高，远大于声波的频率，故超声波的声压也远大于声波的声压。（2） 声阻抗 介质中某一点的声压与该点的振动速度之比称为声阻抗 Z。单位为 g/m2，数值上声阻抗等于介质密度与声速C的乘积，即Z = P = r C ，V它表示超声场中介质对质点振动的阻碍作用。由于固体、液体和气体三者的声速和密度相差很大，因此，它们的声阻抗大不一样，即使在同一固体介质中，由于纵波、横波和外表波的声速C不同，因此它们的声阻抗也不一样。（3） 声强 单位时间内，垂直通过单位面积
29、的声能量称为声强。常用单位为 erg/cm2s或 W/cm2 。对于平面余弦波，其平均声强为：11P2I =r CA2W 2 =ZV 2 =222Z由于声强的变化范围格外大，数量级可以相差很多，如人耳可闻的最弱声强称为标准声强为0=1016W/cm2，而人耳可忍受的声强达 104W/cm2。两者相差 1012 倍， 明显不便于比较和计算。因此常用两个声波声强之比的常用对数值来表示两者的关 系，称为声强级IL。单位为贝尔BeL，即 IL=lgI/I0。在有用上，贝尔这个单位太大，因而常取其 1/10，单位为分贝dB。即 IL=10lgI/I0。由于声强与声压的平方成正比，所以有 IL=10lgI
30、/I0=2023g D = 20 lgPH1 = 20 lg1PH22Pr =rZ- Z=21PZ+ Z012P2 Zt =t =2PZ+ Z021PT =aPP=t a =4Z Z1 2PPPP00t(Z + Z )212IR =rIZ- Z= r 2 = ( Z 2 + Z 1 )20tT=I=124 Z Z12II( Z01+ Z) 2 2Z=Z Z213sina =sing =sinbccCCC12112sinasingsingC L = C L = C sL1sinbL1S1sinb= C L = C S L2S2sinasingsingC S = C L = C SS1L1S1si
31、nbsinb= C L = C SL2S2CCCL1L1S1CCCL 2S 2L117aa b a b a = 6120a22a22c200mma =Dm - n - dm2(n - m)d式中 m、n底波反射次数nm；材料的单位衰减系数；mn示波屏上第 m、n 次底波波高 Bm、Bn 的分贝差，Dm-n= 20lgm ；BBnd工件厚度；n外表反射损失，d = 20lg m 。2工件厚度 d200mm 时，承受屡次反射可能超出仪器的测定范围，所以用底面的第一次和其次次回波的分贝差来计算衰减系数，即：B2B20 lg B1a =2- 20 lg120 lg B1 - 6=2dB/mm2(2 -
32、 1)d2d二、超声波远场规章反射体的反射规律*一各种规章反射体的反射及其反射声压如前所述，在远场区中，声束轴线上的声压变化随距离的增加呈单调下降，远场中的入射声压P = PpD2 = PAP = PpD2P = P 1 = PXD210 4lx0 lx0 4lXB2B0 4lX2BP =pD2P= PpD2 pF2= P A AF4lXFF0 4lXF4lXF0 l2 X 2FpD2P =P = PpD2 1f4lXff0 4lXf22 XffRP= PpD 2Lf短短f短 f短0 4lX2 Xlf短f短P= PpD2dd0 4lX4Xdd112PB =P 2Fp F24 l XP=P Fp
33、 F 24 l XP= Pp D 2f1f10 4 l Xf22 XLfPf =P 22 X短Lf短2 Xl短dPf短= P 2 Xld4XPd = P 4 XPPP g g g gfAfgXPfa= Xg XAf XPPPAABfAA fFDdB=20 P =10 F X3F =Fflg Flg fA2XPF X3fAfAA fF20300mmP F3pF 2200mmF2mmX f = 300mm, F = 3mm, X B = 300mm,p 32DdB = 20 lgFPB= 20 lg2lX= 20 lg2 5.9 3002.5= -34(dB)X A = 200mm, F A =
34、2mm, Xf = 300mm, F = 3mm,FDdB = 20 lg P= 40 lgF XA= 40 lg 3 200 = 0(dB) 200mm2mm F14mm 350mm200mPF XAAF2 300m150mmF2mmXDdBX= 150mm, F= 2mm,AA20011X= 200mm, DdB = 11dBFf2 XfpF2F = FF 10 40= 2 1040 = 5(mm)5mm=AX150A 22lXF 2pF 2p 52f = ( 2lX)2 2 XF2= 5.9 2 200 = 1.8mm2 2005mmX= XBfX XBfX XAfgF=PpF2P2lX
35、BFfgPXpF2FFPB=BX2ff2lDd =20lg FP =40lgF XXDdBfABPF XF =F f 1040fAfXAgPFPXXF=F =PBf2XgFPXF= BfBf( f )31010XADdBg= Pf短f短=F L2 X4LXf短PBFgPFF短=XLBPX2Ff短lDdB=20lg F短 =10lgPf短 fAPAFL2 X4F =FL2X4DdBAf短A短L2 X4f 1010A短 AffAlf短Bf短g= Pd =d2Xg Pd=Xd2 X 2fBDdB= 20lgP = 20dlgd X2fAd =d() Xf 2dPP1020DdBBfBPAd X2Af
36、fAXAF 22Sina = CL /CR，则缺陷至探头的距离 h 为 hm 。2斜角法探伤的定位斜角法探伤时，缺陷的水平位置不在探头入射点的法线上，需要通过三角函数关系来计算缺陷的水平距离和垂直深度。以横波斜探头探测平面为例图 143，横曲折射角为 即声束轴线与探测面法线的夹角，声束由上面入射点O倾斜入射到工件下外表所对应探测面上的投影距离为，声束又从工件下外表反射到上外表，此时整个投影距离为 1s，此即为声波在工件上探伤所产生的跨距。依此类推有，2s等。当声波在 0 s范围内探测时，称为一次波探测；在 s1s范围内探测时，称为二次波探测，明显还应有三次涉及四次波探测等。缺陷从探测面上的投影
37、点到探头声束入射点之间的水平距离“L”称为“探头距离”。缺陷至探测面的垂直距离“h”称为缺陷深度。缺陷的位置即由这两个参数确定。由于横波扫描速度可按声程、水平、深度来调整， 因此缺陷定位的方法也不一样。以下介绍前两种方法。图 1431T19 横波探伤缺陷定位1按声程调整扫描速度 仪器按声程 1n 调整横波扫描速度，缺陷波水平刻度为 。一次波探伤时，缺陷至入射点的声程Sn，则缺陷在工件中的水平距离 L 和深度 h 为：LSsinh=Scos二次波探伤时，SnSS1S2，假设工件厚度为 T，则缺陷在工件中的水平距离 L 和深度 h 为：LSsinh=2TScos2按水平调整扫描速度 仪器按水平距离 1：n 调整横波扫描速度，缺陷波的水平刻度值为 ，承受值探头探伤。一次波探伤时，缺陷在工件中的水平距离 L 和深度 h 为：Lnh = L =KLtan b二次波探伤时，缺陷在工件中的水平距离 L 和深度 h 为：Lnd = 2T - L K二缺陷的定量测定缺陷在工件内的大小包括缺陷的面积和长度和数量，称为缺陷的定量也称为缺陷的评价。目前，对缺陷定量的方法很多，以下介绍一些常用的方法。1. 底波高度法该法利用缺陷波与底波高度之比来衡量缺陷的相对大小。其根本原理为：当工件中存在缺陷时，由