徐海洋超声波检测技术学习笔记(二十四)

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斜探头检测系统调整与距离波幅曲线制作

• 斜探头检测需精确确定闸门范围并完成系统灵敏度调整，距离波幅曲线制作依赖准确的分贝差计算与圆滑连接。

💡 核心结论：

• 曲线失真主要源于最高点定位不准及仪器动态回波识别问题，制作时需注意测试孔深度选择。

• 对于无缝钢管等工件的周向检测，需采用专用方法（如双弧单孔法）并确保横波折射角大于临界值（33.4度）方可有效实施。

检测范围确定与系统调整

检测范围确定

• 扫描基线代表深度，范围设为  2倍 工件厚度

• 闸门起点对齐距离波幅曲线起点

• 闸门终点对齐二次标记点（最大检测厚度）

• 仅分析闸门内的反射回波

• 闸门外回波不予分析

检测系统调整步骤

• 输入  参数表补偿值

• 将评定线对应点调至满屏  20%以上

• 达到此步即完成系统调节

距离波幅曲线制作原理

• 曲线按  对数规律衰减

• 使用公式 Δ=20log(H2/H1) 计算

• 将孔间分贝差分成若干等份

• 计算各点回波高度并圆滑连接

曲线失真原因与注意事项

曲线失真原因

• 未准确找到各孔反射回波  最高点

• 使用波峰记忆功能时动态与静态回波未重合

• 仪器只认  动态回波幅度

制作曲线注意事项

• 最浅测试孔深度须  小于 被检工件厚度

• 一次波检测最深孔须  ≥ 被检工件厚度

• 二次波检测最深孔须≥2倍工件厚度

• 探头压力非回波高低主因，耦合与声束路径是关键

横波外圆周向检测

围绕横波斜探头检测系统调整、距离波幅曲线制作、扫描基线校准以及横波外圆检测等内容展开，详细讲解了各环节的操作方法、注意事项及相关原理，分析了距离波幅曲线失真的原因，还探讨了标准试块在检测中的应用及局限性，内容如下：

- 横波斜探头检测范围与灵敏度调整

  - 检测范围确定

    - 检测范围计算：对于 20 毫米厚的工件，扫描基线显示范围为 2 倍工件厚度（40 毫米）加 10 毫米仪器扫描基线，最大量程 50 毫米。

    - 闸门设置：将闸门起点与横波距离波曲线起点对齐，终点与二次标记点（二倍工件厚度位置）对齐，通过闸门宽度监视检查范围，探伤时只关注闸门内反射回波。

  - 检测灵敏度调整：在参数表补偿 4 个 dB 后，将评定线对应二次标记点位置调整至显示屏满屏高度 20%以上，至此横波斜探头检测系统调节结束。

- 距离波幅曲线制作

  - 曲线原理与计算：距离波幅曲线按对数规律衰减，通过公式计算不同深度测试孔之间曲线各点，如 10 毫米到 20 毫米深度，将 dB 差值分成若干等份，代入公式计算各点高度，连接各点形成曲线。

  - 失真原因与解决方法

    - 反射回波最高点确定：准确找到不同深度孔反射回波最高点，将其调整至基准高度 80%，以获得准确的分贝差值，保证曲线圆滑不失真。

    - 测试孔深度选择：制作曲线最浅测试孔深度应小于被检工件厚度，一次波探伤时最深测试孔大于或等于被检工件厚度，二次波探伤时最深测试孔大于或等于被检工件二倍厚度。

    - 动态与静态回波重合：利用峰值记忆或峰值搜索功能确定反射回波最高点时，要使动态回波与静态回波重合，避免曲线不圆滑。

    - 探头压力控制：探伤时不应过度给探头施压，应关注超声波主声束是否找到反射体最佳反射位置，而非单纯增加压力。

- 扫描基线校准

  - 校准原理与试块选择：扫描基线校准是超声探伤第一步，校准前扫描基线不准，校准后可起到尺的作用。常用 CSK 钢液压 BS 系列、SGB 系列标准试块上半径 R50、R100、R25 圆弧进行校准，因为不同 k 值探头在这些圆弧范围内能找到反射回波最高点，适应横波斜探头常用折射角度范围（45 度 - 11.7 度）。

  - 声速值修改影响：扫描基线校准结束后，若所用探头不变，人为修改仪器参数表中的声速值会影响扫描基线精度。扫描基线原本代表时间概念，通过速度公式将其转换为用毫米表示的尺寸，方便探伤人员与电焊工沟通。

- 横波外圆检测

  - 检测方法与系统问题：横波外圆双弧单孔法是新的横波斜探头测试方法，可解决直径小于 100 毫米的无缝钢管、直缝焊管、轴类与筒形锻件等工件纵向缺陷检测问题。现有标准试块种类限制，无法构成完善的超声波检测系统，依据专用对比试块原理引入该方法。

  - 选用横波原因：斜探头外圆周向探伤一般选用横波，因为横波波长比纵波短，能发现更小的疲劳裂纹，检测时多选用 1 - 4 兆赫、2 - 4 兆赫的高频标准斜探头。

  - 标准规定分析：标准对工件内外径之比有不同规定，如大于 40%、60%等，目的是判断检测工件时横波斜探头折射角度是否能大于 33.3 度，以确定能否用横波检测。

  - 高压无缝钢管检测实例：以 Φ 54×12 毫米的高压无缝钢管为例，分析内壁纵向裂纹检测。需用横波外圆周向曲率探头解决耦合问题，通过双弧单孔法等效校准试块配合完成扫描基线校准、探头 k 值设置、确定检测范围与灵敏度。