超聲波探傷中影響缺陷定位的主要因素

超聲波探傷中影響缺陷定位的主要因素
超聲波探傷中影響缺陷定位的主要因素大致來(lái)講，影響超聲波探傷中缺陷定位準確性的因素可分為4類(lèi)：

1、儀器的影響

儀器的水平線(xiàn)性：儀器水平線(xiàn)性的好壞對缺陷定位有一定的影響。當儀器水平線(xiàn)性不佳時(shí)，缺陷定位誤差大。
儀器水平刻度精度：對于模擬機來(lái)講，儀器時(shí)基線(xiàn)比例是根據示波屏上水平刻度值來(lái)調節的，當儀器水平刻度不準時(shí)，缺陷定位誤差增大。
2、探頭的影響

聲束偏離：無(wú)論是垂直入射還是傾斜入射探傷，都假定波束軸線(xiàn)與探頭晶片幾何中心重合，而實(shí)際上這兩往往難以重合。當實(shí)際聲束軸線(xiàn)偏離探頭幾何中心軸線(xiàn)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，遠場(chǎng)區軸線(xiàn)上聲壓。但有些探頭性能不佳，存在兩個(gè)主聲束，發(fā)現缺陷時(shí)，不能判定是哪個(gè)主聲束發(fā)現的，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。當操作者用力不均時(shí)，探頭斜楔前后磨損不同。當斜楔前面磨損較大時(shí)，折射角減小，探頭K值減小。當斜楔后面磨損較大時(shí)，折射角增大，K值也增大。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。
3、工件的影響

工件表面的粗糙度：工件表面粗糙，不僅耦合**，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。當凹槽深度為λ/2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成分叉，如下圖所示，從而使缺陷定位困難。

粗糙表面引起的聲束分叉

工件材質(zhì)：工件材質(zhì)對缺陷定位的影響可從聲速和內應力兩個(gè)方面來(lái)討論。當工件與試塊的聲速不同時(shí)，就會(huì )使探頭的K值發(fā)生變化。另外，工件內應力較大時(shí)，將使聲波的傳播速度和方向發(fā)生變化。當應力方向與波的傳播方向一致時(shí)，若應力為壓縮應力，則應力作用使試件彈性增加，這時(shí)聲速加快。反之，若應力為拉伸應力，則聲速減慢。當應力與波的傳播方向不一致時(shí)，波動(dòng)過(guò)程中質(zhì)點(diǎn)拔地而起軌跡受應力干擾，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(xiàn)接觸，握持不當，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：當缺陷靠近工件邊界時(shí)，由于側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(xiàn)發(fā)生偏離，使缺陷定位誤差增加。
工件溫度：探頭的K值一般是在室溫下測定的。當探測的工件溫度發(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，如下圖所示。下圖中曲線(xiàn)表示β=45°的探頭折射角變化情況。當溫度低于20°時(shí)，β<45°。當溫度高于20°時(shí)，β>45°。

溫度對折射角的影響

工件中缺陷情況：工件內缺陷方向也會(huì )影響缺陷定位。缺陷傾斜時(shí)，擴散波束入射至缺陷時(shí)回波較高，而定位時(shí)誤認為缺陷在軸線(xiàn)上，從而導致定位不準。
4、探傷人員操作因素影響

儀器時(shí)基線(xiàn)比例：儀器時(shí)基線(xiàn)比例一般在試塊上調節，當工件與試塊的聲速不同時(shí)，儀器的時(shí)基線(xiàn)比例發(fā)生變化，影響缺陷定位精度。另外，調節比例時(shí)，回波前沿沒(méi)有對準相應水平刻度或讀數不準。使缺陷定位誤差增加。
入射點(diǎn)、K值：橫波探測時(shí)，當測定探頭的入射點(diǎn)、K值誤差較大時(shí)，也會(huì )影響缺陷定位。

定位方法不當：橫波周向探測圓柱筒形工件時(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 

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