" %&’()*&+ %
式中 %為圓柱體直徑。
縱波擴散波束在圓柱面上發生波型轉換,即 ,*-*,形成等腰三角形反射,其聲程為
/,
" %&’(" , . %&’(" -
/
-
由 " -"0)* 1" ,和反射定律得
(23" (23" /,
""
(23" -,&’("-,/-
對于鋼可求得
" , " 4+ 5*," -" 6+ 6*
則
8 50))
7 " %&’(5+ 4* . %&’(0+ 6* " + 49%
)
由以上計算可知,兩次三角反射波總是位于第一次底波 :之后,而且位置特定,分別為 + %和 + 49%,而缺陷波一般位于 :之前,因此三角反射波也不會干擾缺陷波的判別。
)其他非缺陷回波
實際探傷中,還可能產生其他一些非缺陷回波。如:
()探頭雜波。當探頭吸收塊吸收不良時,會在始波后出現一些雜波。當斜探頭有機玻璃斜楔設計不合理時,聲波在有機玻璃內的反射回到晶片,也會引起一些雜波。還有雙晶直探頭探測厚壁工件時,由于入射角比較小。聲波在延遲塊內的多次反射也可能產生一些非缺陷信號,干擾缺陷回波的判別。
()工件輪廓回波。當超聲波射達工件的臺價、螺紋等輪廓時在示波屏上將引起一些輪廓回波。
()耦合劑反射波。表面波探傷時,工件表面的耦合劑,如油滴或水滴都會引起回波,影響對缺陷波的判別。
(;)幻像波。手動探傷中,提高重復頻率可提高單位時間內掃描次數,增強示波屏顯示的亮度。但當重復頻率過高時,第一個同步脈沖回波未來得及出現,第二個同步脈沖又重新掃描。這樣在示波屏上產生幻像波,影響缺陷波的判別。降低重復頻率,幻像波消失。目前生產的新型超聲波探傷儀,[重復頻率]與[深度范圍]同軸調節,設計時考慮了重復頻率與工件厚度的關系,一般不會產生幻像波。
(5)草狀回波(林狀回波)。超聲波探傷中,當選用較高的頻率探測晶粒較粗大的工件時,聲波在粗大晶粒之間的界面上產生散亂反射,在示波屏上形成草狀回波
•56;•
(又叫林狀回波,影響對缺陷波的判別。降低探頭頻率,草狀回波降低,信噪比提高。()其他變型波。如圖 " "所示,橫波探傷時可能出現由于變型縱波引起的回波,如圖 " " "(%)所示。表面波探傷時可能出現變型橫波引起的回波。
圖 " "&橫波表面波探傷時產生的變型波(’)橫波探傷; &(%)表面波探傷。
總之在探傷過程中可能出現各種各樣的非缺陷回波,干擾對缺陷波的判別。探傷人員應注意應用超聲波反射、折射和波型轉換理論,并計算相應回波的聲程來分析判別示波器上可能出現的各種非缺陷回波,從而達到正確探傷的目的。此外還可以采用更換探頭來鑒別探頭雜波,用手指沾油觸摸法來鑒別輪廓界面回波。
第四節 &超聲檢測在航空維修中的應用
隨著科學技術的發展,超聲波檢測越來越得到廣泛的應用,并在實踐中積累了豐富的經驗。現根據不同的超聲波檢測方法,對某些型號飛機一些典型零件的超聲檢測作一介紹。
一、縱波檢測
飛機、發動機上零件的縱波檢測一般選用單探頭和雙晶片探頭(又稱聯合雙探頭)進行,下面分別舉例說明。
(某型飛機機身機翼主接合螺栓
根據該機件在使用中的受力情況分析,產生疲勞裂紋的部位有三處,如圖 " )所示,螺栓根部和螺栓的上下工作面。若采用磁粉法檢查是很方便的,但是要進行不拆卸的原位檢測,用磁粉法則難以進行,只有采用超聲波檢查。 •)*)•
圖 " "%某型飛機機身機翼主結合螺栓示意圖
探測螺栓根部的疲勞裂紋,采用雙晶片的縱波探頭,探測面選在端頭 &面探測時
注意保持探頭邊緣與螺栓頭的邊緣對齊,且使雙晶片探頭的分界線與通過螺栓圓心
的徑線重合。
使用設備 ’() "**或性能相同的超聲波檢測儀,探頭選用 +,、*-./0超聲波雙
晶片縱波探頭。用電纜將探頭分別接在儀器的“收”、“發”兩個插座上,把雙單開關
放在“雙”位置。
調整定位旋鈕:將深度[粗調]旋鈕放在 122擋,同時調整深度[微調]旋鈕,使
經螺栓臺階 ’處和螺栓參考件的底部 3處反射回來的底波( 4)和( 4*)分別落在熒
光屏刻線 “5”和“+”上。
確定探測靈敏度:調整[增益]和[抑制]使底波())達到滿刻度的 16。在探測
過程中,如果螺栓根部有疲勞裂紋,則熒光屏上除了有始波外,在( 4)的位置還會出
現一個缺陷波(7)。
探測螺栓上下部工作面的疲勞裂紋;使用 *1、*-.(/0縱波單探頭,利用電纜將
探頭接在“發”插座上,探測方式放在“單”的位置。
調整定位旋鈕:把探頭放在參考件上,將[增益]調至 *184,深度[粗調]旋鈕在 122擋。調整[微調]使參考件底部的回波落在熒光屏刻度線 “*”上。分別將探頭放在 &面和 4面,這時,螺栓異形界面 9和 7處反射回來的波形約在熒光屏刻度線 “+”處,適當調整“增益”旋鈕,使其恰好達到飽和高度。如果該螺栓的工作面上存在
裂紋,那么在始波(:)和底紋波( 4)之間便會出現缺陷波( 7)。
*-某型飛機機身機翼前結合螺栓
此螺栓采用 *、*-;/0縱波單探頭檢查,使探頭中心與螺栓頭部端面中心相
重合,深度[粗調]放在 122擋。調節[微調]使底波( 4)落在熒光屏刻度線 “+-”
處。發射強度置弱,衰減為零,調整[增益]和[抑制]旋鈕,使底波(4)達到滿幅度。
在探測過程中,如果螺栓存在裂紋,那么在始波( :)與底波( 4)之間便出現缺陷
波( 7)。一般情況下,裂紋均出現在螺紋退刀槽處。因此,其波形位于熒光屏上距底
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