Page 106 - 无损检测2023年第六期

魏玉龙, 等:

一种焊缝内部特定缺陷自身高度的测量方法

射波前的第一个小波为上端点衍射波, 位于反射波 小楔块, 检测工件厚度较小时选择大角度楔块。
后的第一个小波为下端点衍射波; 通过测量两者之 两个并列探头之间设有吸声材料, 避免声波在楔
间的延迟时间差值, 即可计算得出缺陷的自身高度。 块内形成回波。将普通直探头安装在楔块上, 楔块装
当声束与缺陷反射面垂直时, 散射信号和衍射 配示意如图5所示。两个探头分别用信号线连接至
信号均能被探头接收, 但衍射信号会被覆盖( 见图 A 型超声波检测仪的发射( T ) 和接收( R ) 端口上。
2 ); 当声束与缺陷反射面成一定角度时, 散射信号和
衍射信号同样能被探头接收, 但是散射信号强度相
对于声束垂直于反射面时会下降很多, 衍射信号未
被覆盖情况如图3所示。检测时需要调整入射角度
以得到最佳分辨效果 [ 1 ] 。

图5 楔块装配示意
2.2 超声检测仪设置及深度测量校准
首先, 将 A 型超声检测仪的工作方式选择为一
图2 衍射信号被覆盖情况示意 发一收模式, 频带宽度选择为窄带, 检波方式选择为
射频模式, 探头选择为纵波斜探头模式。

采用标准 NB / T47013.3-2015 《 承压设备无损
检测 第3部分: 超声检测》中的 CSK-IA 试块前端

R50和 R100圆弧位置测定探头入射点及声速。在
CSK-IA 试块后端50mm 圆孔位置测定探头折射角

度。将超声检测仪设定为深度显示, 设备延时设定为
图3 衍射信号未被覆盖情况示意 两倍探头入射点至焊缝中心线距离 / 材料声速, 检测
范围设定为工件全厚度检测时间减去延时时间。
2 测量方法 2.3 检测灵敏度的设定

2.1 楔块制作与检测设备连接 采用标准 NB / T47013.3-2015中的 CSK-IIA
楔块采用有机玻璃制作, 结构型式为两探头并 系列试块进行检测灵敏度设定, 根据被检工件的厚
度选择相应的试块。根据焊缝内缺陷的深度选择
列式, 其结构示意如图4所示。
楔块中探头安装的角度根据检测工件的厚度确 CSK-IIA 系列试块中与缺陷深度最接近的横孔, 找
定, 取为45°~70° , 检测工件厚度较大时选择角度较 到横孔的最高反射回波, 调整设备使横孔的最高反
射回波达到满屏高度的80% , 增益6~10dB 。实际

检测时需根据缺陷回波幅度做适当调整, 调整依据

为可分辨缺陷上下端衍射信号。
2.4 缺陷回波信号的识别
一般缺陷回波由3种信号波组成, 即缺陷上沿
衍射信号、 缺陷反射( 散射) 回波、 缺陷下沿衍射回
波。一般缺陷回波的 3 种信号叠加形式如图 6 所
示, 上沿衍射信号的前端和下沿衍射信号的末端会
占据整个缺陷回波的前沿和后沿 [ 2 ] 。
若缺陷高度方向与声束垂直或近似垂直, 则 3
种信号中的反射回波会很强, 甚至有可能掩盖缺陷
下端衍射信号, 但无论如何缺陷下端衍射信号都应
图4 楔块结构示意
该在信号末端出现, 此时可将末端信号视为缺陷下
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2023年 第45卷 第6期
无损检测