曝光臺(tái) 注意防騙
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被檢工件中缺陷的位置和大小,然而影響缺陷波位置和高度的因素很多。了解這些
影響因素,對(duì)于提高定位、定量精度是十分有益的。
"影響缺陷定位的主要因素
)儀器的影響
()儀器水平線性。儀器水平線性的好壞對(duì)缺陷定位有一定的影響。當(dāng)儀器水平線性不佳時(shí),缺陷定位誤差大。()儀器水平刻度精度。儀器時(shí)基線比例是根據(jù)示波屏上水平刻度值來(lái)調(diào)節(jié)的,當(dāng)儀器水平刻度不準(zhǔn)時(shí),缺陷定位誤差增大。 )探頭的影響
()聲束偏離。無(wú)論是垂直入射還是傾斜入射,都假定波束軸線與探頭晶片幾何中心重合。而實(shí)際上這兩者往往難以重合。當(dāng)實(shí)際聲束軸線偏離探頭幾何中心軸線較大時(shí),缺陷定位精度定會(huì)下降。
()探頭雙峰。一般探頭發(fā)射的聲場(chǎng)只有一個(gè)主聲束,遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)軸線上聲壓最高。但有些探頭性能不佳,存在兩個(gè)主聲束,發(fā)現(xiàn)缺陷時(shí),不能判定是哪個(gè)主聲束發(fā)現(xiàn)的,因此也就難以確定缺陷的實(shí)際位置。
()斜楔磨損。橫波探頭在探傷過(guò)程中,斜楔將會(huì)磨損。當(dāng)操作者用力不均時(shí),探頭斜楔前后磨損不同。當(dāng)斜楔后面磨損較大時(shí)。折射角增大,探頭 %值增大。當(dāng)斜楔后面磨損較大時(shí),折射角減小, %值也減小。此外,探頭磨損還會(huì)使探頭入射點(diǎn)發(fā)生變化,影響缺陷定位。
(&)探頭指向性。探頭半擴(kuò)散角小,指向性好,缺陷定位誤差小,反之定位誤差大。 )工件的影響
()工件表面粗糙度。工件表面粗糙,不僅耦合不良,而且由于表面凹凸不平,使聲波進(jìn)入工件的時(shí)間產(chǎn)生差異。當(dāng)凹槽深度為 ’時(shí),則進(jìn)入工件的聲波相位正好相反,這樣就猶如一個(gè)正負(fù)交替變化的次聲源作用在工件上,使進(jìn)入工件的聲波互相干涉形成分叉,從而使缺陷定位困難。
()工件材質(zhì)。工件材質(zhì)對(duì)缺陷定位的影響可從聲速和內(nèi)應(yīng)力兩方面來(lái)討論。當(dāng)工件與試塊的聲速不同時(shí),就會(huì)使探頭的 %值發(fā)生變化。另外,工件內(nèi)應(yīng)力較大時(shí),將使聲波的傳播速度和方向發(fā)生變化。當(dāng)應(yīng)力方向與波的傳播方向一致時(shí),若應(yīng)力為壓縮應(yīng)力,則應(yīng)力作用使試件彈性增加,這時(shí)聲速加快。反之,若應(yīng)力為拉伸應(yīng)力,則聲速減慢。當(dāng)應(yīng)力與波的傳播方向不一致時(shí),波動(dòng)過(guò)程中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)軌跡受應(yīng)力干擾,使波的傳播方向產(chǎn)生偏離,影響缺陷定位。
()工件表面形狀。探測(cè)曲面工件時(shí),探頭與工件接觸有兩種情況。一種是平面與曲面接觸,這時(shí)為點(diǎn)或線接觸,握持不當(dāng),探頭折射角容易發(fā)生變化;另一種是將探 •*)(•
頭斜楔磨成曲面,探頭與工件曲面接觸,這時(shí)折射角和聲束形狀將發(fā)生變化。影響缺陷定位。()工件邊界。當(dāng)缺陷靠近工件邊界時(shí),由于側(cè)壁反射波與直接入射波在缺陷處產(chǎn)生干涉,使聲場(chǎng)聲壓分布發(fā)生變化,聲束軸線發(fā)生偏離,使缺陷定位誤差增加。(")工件溫度。探頭的 值一般是在室溫下測(cè)定的,當(dāng)探測(cè)的工件溫度發(fā)生變化時(shí),工件中的聲速發(fā)生變化,使探頭的折射角隨之發(fā)生變化。()工件中缺陷情況。工件內(nèi)缺陷方向也會(huì)影響缺陷定位。缺陷傾斜時(shí),擴(kuò)散波束入射至缺陷時(shí)回波較高,而定位時(shí)誤認(rèn)為缺陷在軸線上,從而導(dǎo)致定位不準(zhǔn)。 )操作人員的影響
(%)儀器時(shí)基線比例。儀器時(shí)基線比例一般在試塊上調(diào)節(jié)。當(dāng)工件與試塊的聲速不同時(shí),儀器的時(shí)基線比例發(fā)生變化,影響缺陷定位精度。另外,調(diào)節(jié)比例時(shí),回波前沿沒(méi)有對(duì)準(zhǔn)相應(yīng)水平刻度或讀數(shù)不準(zhǔn)。使缺陷定位誤差增加。
(&)入射點(diǎn)、 值。橫波探測(cè)時(shí),當(dāng)測(cè)定探頭的入射點(diǎn)、 值誤差較大時(shí),也會(huì)影響缺陷定位。
(’)定位方法不當(dāng)。橫波周向探測(cè)圓柱筒形工件時(shí),缺陷定位與平板不同,若仍按平板工件處理,那么定位誤差將會(huì)增加。例如 ()**"& + ,%標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定聲程修正系數(shù) -.%/%且工件內(nèi)外半徑之比 012小于某一規(guī)定值( .%/3,012 43/,; .&/3,012 4 3/ 5; .&/",012 43/56"),要用曲面試塊修證,否則定位誤差大。
&/影響缺陷定量的因素
%)儀器及探頭性能的影響
儀器和探頭性能的優(yōu)劣,對(duì)缺陷定量精度影響很大。儀器的垂直線性、衰減器精度、頻率、探頭形式、晶片尺寸、折射角大小等都直接影響回波高度。因此,在探傷時(shí),除了要選擇垂直線性好、衰減器精度高的儀器外,還要注意頻率、探頭形式、晶片尺寸和折射角的選擇。
(%)頻率的影響。由
&":&7 &<:&7
)7 . &389 . &389
;&7 :) 7;&7 :)可知,超聲波頻率 7對(duì)于大平底與平底孔回波高度的分貝差 )7有直接影響。 7增加, )7減少; 7減少, )7增加。因此在實(shí)際探傷中,頻率 7偏差不僅影響利用底波調(diào)節(jié)靈敏度,而且影響用當(dāng)量計(jì)算法對(duì)缺陷定量。
(&)衰減器精度和垂直線性的影響, =型脈沖反射式超聲波探傷儀是根據(jù)相對(duì)波高來(lái)對(duì)缺陷定量的。而相對(duì)波高常常用衰減器來(lái)度量。因此衰減器精度直接影響缺陷定量,衰減器精度低,定量誤差大。
當(dāng)采用面板曲線圖對(duì)缺陷定量時(shí),儀器的垂直線性好壞將會(huì)影響缺陷定量精度。
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垂直線性差,定量誤差大。
()探頭形式和晶片尺寸的影響。不同部位不同方向的缺陷,應(yīng)采用不同形式的探頭。如鍛件、鋼板中的缺陷大多平行于探測(cè)面,宜采用縱波直探頭;焊縫中危險(xiǎn)性大的缺陷大多垂直于探測(cè)面,宜采用橫波探頭;對(duì)于工件表面缺陷,宜采用表面波探頭;對(duì)于近表面缺陷,宜采用分割式雙晶探頭。這樣定量誤差小。
晶片尺寸影響近場(chǎng)區(qū)長(zhǎng)度和波束指向性,因此對(duì)定量也有一定的影響。
(")探頭 值的影響:超聲波傾斜入射時(shí),聲壓往復(fù)透射率與入射角有關(guān)。對(duì)于橫波斜探頭而言,不同 值的探頭的靈敏度不同。因此探頭 值的偏差也會(huì)影響缺陷定量。特別是橫波檢測(cè)平板對(duì)接焊縫根部未焊透等缺陷時(shí),不同 值探頭探測(cè)同一根部缺陷,其回波高度相差較大,當(dāng) %&’( )*’+( , %+-)++-)時(shí),回波較高,當(dāng) %*’+ ).’&(/ % ++-)0-)時(shí)回波很低,容易引起漏檢。
.)耦合與衰減的影響(*)耦合的影響。超聲波探傷中,耦合劑的聲阻抗和耦合層厚度對(duì)回波高度有較大的影響。由前面可知,當(dāng)耦合層厚度等于半波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí),聲強(qiáng)透射率與耦合劑性質(zhì)無(wú)關(guān)。當(dāng)耦合層厚度等于 " 1"的奇數(shù)倍,聲阻抗為兩側(cè)介質(zhì)聲阻抗的幾何平均值( 2
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