附录P:声能传输损耗差的测定
附 录 P
(规范性附录)
声能传输损耗差的测定
P.1 一般要求
P.1.1 工件本身影响反射波幅的主要因素是:材料的材质衰减、工件表面粗糙度或曲面的耦合状况造成的表面声能损失。
P.1.2 碳钢或低合金钢板材的材质衰减,在频率低于2.5MHz、声程不超过200mm时,或者衰减系数小于0.01dB/mm时,可以不计。
P.1.3 检测时,如声程较大,或材质衰减系数超过上述范围,在确定缺陷波幅时,应考虑材质衰减修正。当工件表面粗糙度较大时或工件表面为曲面时,还应考虑表面声能损失问题。
P.2 斜探头检测时超声材质衰减的测量
图P.1 超声材质衰减的测定
P.2.1 用两只探头尺寸、标称频率、折射角(K值)相同的斜探头,按图P.1所示置在被检工件完好部位,两探头入射点间距为1P,仪器调为一发一收状态,找到最大反射波幅,记录其波幅值H1(dB)。
P.2.2 将两探头拉开到距离为2P的位置,找到最大反射波幅,记录其波幅值H2(dB)。
P.2.3 衰减系数aH可用式(P.1)~式(P.3)计算:
aH=(H1−H2−Δ)/(S2−S1) ···································· (P.1)
S1=2t/cosβ ···································· (P.2)
S2=4t/cosβ···································· (P.3)
式中:
Δ——不考虑材质衰减时,不同声程(S1、S2)声束扩散造成的波幅差。可用公式20lg(S2/S1)
计算或从该探头的距离-波幅曲线上查得,一般约为6dB;
β——探头折射角。
P.2.4 按P.2.1~P.2.3同样可以测定对比试块的材质衰减系数。
P.3 传输损失差的测定-方法1
P.3.1 用两只晶片尺寸、标称频率、折射角(K值)相同的实际检测用探头,按图P.2所示置于对比试块检测面上,两探头入射点距离为1P,仪器调为一发一收状态,找到最大反射波幅,记录其波幅值H1(dB)。
图P.2 传输损失差测定-方法1
P.3.2 不改变灵敏度,在被检工件上(不通过焊接接头)量探头入射点距离为1P,同样测出接收波最大反射波幅,记录其波幅值H2(dB)。
P.3.3 传输损失差ΔV按式(P.4)~(P.8)计算:
ΔV=H1−H2–Δ1−Δ2 ···································· (P.4)
Δ1=20lg(S2/S1) ···································· (P.5)
S1=2T/cosβ···································· (P.6)
S2=2t/cosβ···································· (P.7)
Δ2=2(αtt-αTT)/cosβ···································· (P.8)
式中:
Δ1——不考虑材质衰减时,不同声程(S1、S2)声束扩散造成的波幅差,也可从该探头的距离-波幅曲线上查得;
S1 ——在对比试块中的声程,mm;
S2 ——在工件母材中的声程,mm;
Δ2——试块中声程S1与工件中声程S2的超声材质衰减差值,dB。
αt——声波在工件中的衰减系数,dB/mm;
αT——声波在工件中的衰减系数,dB/mm。如试块材质衰减系灵敏度小于0.01dB/mm,此项可以不予考虑。
P.4 传输损失差的测定-方法2
图P.3 传输损失差测定-方法2
P.4.1 用两只晶片尺寸、标称频率、折射角(K值)相同的实际检测探头,按图P.3a)所示置于对比试块检测面上,两探头入射点距离为1P,声程为S1,仪器调为一发一收状态,找到最大波幅,记录其波幅值H1(dB);然后将两探头拉开到距离为2P位置,声程为S2,找到最大波幅,记录其波幅值H2(dB)。见图P.3.c)上点A1和点A2,并用直线连接两点。
P.4.2 用同样两只探头在被检工件上测出声程为S时接收波的最大波幅,记录其波幅值H(dB)。
P.4.3 在图P.3.c)上找到声程为S对应的波幅值H3(dB),则H3-H即为传输损失差值。