Page 58 - 无损检测2021年第十二期

孟亦圆, 等:

表面裂纹深度和取向的临界折射纵波检测

纹区分度不高, 难以表征裂纹的取向。 ( 1 ) L CR 波归一化幅值随表面裂纹深度增加单
调下降, 与裂纹取向无关。
波 B扫描成像
3 表面裂纹L CR 波传播过程受到表面裂纹的遮挡作
( 2 ) L CR
为了更加直观高效地表征表面裂纹信息, 提高 用, 并在裂纹尖端产生衍射。其中, 裂纹深度直接影
波 B 扫描成像
检测可靠性和效率, 进一步利用L CR 响遮挡效果, 裂纹取向影响甚微。
波 B 扫描成 波及对应尖端衍射波能
特征来判定裂纹深度和取向差异, L CR ( 3 ) B扫描图像中L CR
像结果如图 8 所示。图 8 ( a ) 所示垂直裂纹成像结 够清晰显示表面裂纹的位置和取向, 适用于表面裂
果中, 从左至右的深度h 依次为8 , 4 , 2 , 1mm , 最上 纹的精准表征。

波, 无缺陷位置在深度平面上基本成一条
本文获“ 奥林巴斯杯2021超声检测技术优秀论
端为L CR
波并不断开, 仅仅
文评选” 活动三等奖。
直线。当检测到表面裂纹时, L CR
因传播时间延长而下沉, 下沉深度与探头间距有关。
每个裂纹下端都有相对于裂纹中心对称的弧状衍射 参考文献:
波下沉段深度
[ 1 ] 高祥熙, 徐娜, 许路路, 等. 飞机液压导管裂纹的超声表
波, 幅值较L CR 波弱。随h 增加, L CR
增加, 幅值减小, 同时弧状衍射带深度也逐渐变大,
面波检测[ J ] . 无损检测, 2021 , 43 ( 5 ): 1-4 , 33.
幅值逐渐变小。图8 ( b ) 所示倾斜裂纹成像结果中, [ 2 ] 赵华民, 郑明方. 厚壁管道轴向裂纹对 C-SH0 模态反
从左至右对应的θ 依次为 15° , 30° , 45° , 60° , 75° , 射特性的影响[ J ] . 无损检测, 2021 , 43 ( 4 ): 40-45.

波下沉段为倾 [ 3 ] LANGENBERGKJ , FELLINGERP , MARKLEINR.

90° , 相比于垂直裂纹, 倾斜裂纹 L CR

斜状态, 倾角随 θ 增加而增大, 但开口方向与试块中 Onthenatureoftheso-calledsubsurfacelon g itudinal

裂纹开口方向恰好相反。将图 8 ( b ) 中裂纹下端两 waveand / orthesurfacelon g itudinal “ cree p in g ” wave

弧状条带交汇点与裂纹中心连线偏离竖直方向的角 [ J ] .Researchin NondestructiveEvaluation , 1990 , 2
( 2 ): 59-81.
度记为α , α 随 θ 增大而减小。上述结论证实利用
[ 4 ] BRAYDE , TANG W.Subsurfacestressevaluationin
波可实现表面裂纹的 B 扫描成像, 能够清晰直
L CR
steelp latesandbarsusin gtheLCRultrasonicwave
观反映裂纹取向和深度信息。
[ J ] .NuclearEn g ineerin gandDesi g n , 2001 , 207 ( 2 ):
231-240.

[ 5 ] XUCG , SONG W T , PANQX , etal.Nondestructive

testin g residualstressusin g ultrasoniccriticalrefracted

lon g itudinalwave [ J ] .Ph y sicsProcedia , 2015 , 70 : 594-
598.

[ 6 ] WANG W , ZHANG Y M , ZHOU Y F , etal.Plane

stress measurement of orthotro p ic materials usin g

criticall y refractedlon g itudinalwaves [ J ] .Ultrasonics ,
2019 , 94 : 430-437.

[ 7 ] 罗忠兵, 王新禹, 孟亦圆, 等. 纯铁低周疲劳表面 / 亚

表面损伤临界折射纵波评价[ J ] . 材料保护, 2019 , 52

( 9 ): 67-71.

[ 8 ] DJERIR W , OURAK M , BOUTKEDJIRT T.

Characterizationofthecriticall yrefractedlon g itudinal

图8 L CR 波 B扫描成像结果 ( L CR ) wavesandtheiruseindefectdetection [ J ] .

ResearchinNondestructiveEvaluation , 2014 , 25 ( 4 ):
4 结语 203-217.

[ 9 ] 田方园, 郝艳捧,邹舟诣奥,等. 环氧复合绝缘表面

对碳钢试块中不同深度、 取向表面裂纹的 L CR 微裂纹检测的超声临界折射纵波法[ J ] .广东电力,
波检测展开研究, 得到的主要结论如下。
2019 , 32 ( 12 ): 106-112.
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2021年 第43卷 第12期

无损检测