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模拟设备缺陷检测的当量法:减少误差、确定缺陷大小的关键手段

嘉峪检测网        2025-03-12 13:35

注:本书所有内容是针对模拟设备,dB数的描述和数字设备是相反的,再有就是波高以mm描述的话可以理解为百分比,比如波高30mm,可以理解为波高30%。

 

这部分主要是减少检测和实际缺陷的误差,其实知道有引起误差的因素就行,如果修不正适得其反。

 

所谓定量就是测定缺陷的大小和数量。缺陷的大小包括缺陷的面积、长度和深度等。

 

缺陷的大小,一般是根据荧光屏上缺陷波的高度确定。但缺陷波的高度又受着缺陷的方向距离、形状以及仪器的工作状态的影响。

 

所以通常所确定的缺陷的大小,实际上只是缺陷在声束方向的有效面积。而且其大小总是与实际的缺陷有出入

 

一、当量法

 

以当量直径或当量面积表示缺陷大小的方法,称当量法。所谓当量直径或当量面积弱指实际缺陷相当于试块中人工缺陷(平底孔)的某一直径或面积而言。

 

因此,实际缺陷只相当而不等于人工缺陷的大小,因缺陷波高度不仅与缺陷面积有关,而且还与缺陷的性质形状、方向、距离等有关,一般来说,实际缺陷的尺寸与当量尺寸之间,尚有不少误差而且当量法只适用于测定小于声束截面积的缺陷。

 

一)试块比较法

 

在一定探测灵敏度下,将工件中的缺陷波高度和缺陷距离、探测面形状、材质和与了件相应的有不同面积或直径的人工缺陷(平底孔或横通孔)试块的反射波高度进行比较当两者相等或相近时,则人工缺陷的面积(或直径)即相当于工件中缺陷的面积(或直径)。

 

用直探头探测时,通常以平底孔试块比较;用斜探头探测时,则以圆柱孔或横通孔的试块比较,尤以横通孔为普遍,如图4-19所示。

 

对焊缝中不连续的点状缺陷(如气孔等),有时不作定量分析,而以某一尺寸的人工缺陷为准,其缺陷波高度超过人工缺陷反射波高时即返修。这种方法虽操作较麻烦,但结果较准确;若探测场地比较固定时,较适用。

 

(图4-19 试块比较法确定缺陷大小)

 

二)“面积一振幅”曲线和“距离一振幅”曲线当量法

 

缺陷波幅的高低与缺陷的面积及距离有关。距离相等的缺陷,面积愈大,反射波愈高距离愈远,反射波愈低(远场区)。

 

据此,可通过试块预先作出“面积-振幅”曲线和“距离一振幅”曲线。

 

可通过这些曲线来确定缺陷的大小。在绘制这两种曲线时,必须记录当时所用的工作频率、探头直径、输出、增益等探测条件。

 

图4-20及图4-21所示为不同探测条件下所作的曲线。

(图4-20 “面积-振幅”曲线)

 

(图4-21“距离-振幅”曲线)

 

实际探测与所作曲线的条件相同时,根据荧光屏上缺陷波的高度及距离,即可由“面积一振幅”曲线或“距离-振幅”曲线查出相应的缺陷面积。

 

这种方法的优点是,在校正仪器灵敏度时,只需要携带少量试块,便于现场使用,但所用仪器的性能要稳定。

 

三)灵敏度曲线当量法

 

这种方法也是根据在不同的缺陷尺寸和距离的试块上作出曲线而进行探测的。

 

除仪器的“增益”旋钮外,其他(如频率、输出、抑制等)均固定不变。在各试块上探测时,调节“增益”旋钮(调节灵敏度),使缺陷波均达规定高度(一般30毫米,注:也可理解为30%波高),记下相应的“增益”刻度,即可绘制出如图4-22所示的“增益刻度一缺陷尺寸-缺陷距离”的关系曲线。

 

实际探测时,调节“增益”刻度使缺陷波亦达上述规定高度则根据“增益”刻度及缺陷距离,即可在曲线上查出缺陷当量的大小。

(图4-22 & 图4-23)

 

四)“分贝(dB)-面积”曲线和“分贝(dB)-距离”曲线当量法

 

在有衰减器的探伤仪中,用此法较方便。与灵敏度曲线定量法相似,在试块上探测时,其他条件固定,只改变衰减器的分贝值(dB),使反射波达到规定的高度(一般为30毫米),绘制“分贝-缺陷面积”关系曲线。

 

图4-23所示为在某一条件下,距离为250毫米.时的“分贝一面积”曲线。

 

实际探测时,改变衰减器分贝值,使缺陷波亦达规定高度,则由缺陷距离及分贝值即可查出缺陷的当量大小。

(图4-24 不同平底孔的“分贝-距离”特性曲线)

 

图4-24所示为“分贝一距离”关系曲线。

 

仪器的工作条件为频率2.5兆赫,直径为20毫米的直探头,增益2,抑制10;

 

补偿:关,重复频率50赫,反射波高30毫米;

 

耦合剂:机油;

 

仪器:CTS-6型,试块:CT-1型衰减器以零或某一衰减值为基准,探测不同距离和面积的缺陷时,改变衰减器的分贝值,使缺陷波高度皆为30毫米。此时,衰减器的变化量,称相对振幅。

 

缺陷波较基准波高者为正值;较基准波低者,为负值。

 

实际探测时,在仪器工作条件相同的情况下,只要得出相对振幅值,即可由图查出缺陷当量值。

 

例如,探测某汽轮机的叶轮,在轮壳端面下150毫米处发现有缺陷,仪器的工作状态与图4-24相同,用衰减器调节,将缺陷波高度调至30毫米时,衰减器读数为-15分贝,由图4-24查得缺陷的大小相当于4毫米平底孔。

 

注:模拟设备dB值为负值。这部分内容比现在的教材说的复杂些,道理是一样的,表示方法有差异,作为现在教材的补充吧,不用过于执着。

 

 

 

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