UT无损检测工作技术总结

无损检测技术工作总结

（UT）

何建红

岳阳市长达无损检测有限公司

二O一O年三月

技 术 工 作 总 结

我于2000年毕业于湖南省劳动人事学校无损检测技术与应用专业，毕业后一直坚持自学，在2008年取得由湖南大学主考的机电一体化工程专业大专文凭。从2002年到2007年这五年里，我在广东华泰检测科技有限公司茂名项目部工作，主要从事板材、管材入库检验中的无损检测工作部分以及压力管道安装对接焊缝的超声检测。2007年2月至2009年2月，在海南赛福特检测科技有限公司工作，主要负责化工设备安装的无损检测管理工作。2009年3月至今，任岳阳市长达无损检测有限公司南宁项目部技术负责人，参与了上十台1000M3以上球形储罐的超声、磁粉检测工作。

参加工作以来，时刻不忘向身边经验丰富的前辈学习，以提高自己的专业知识和业务能力，利用一切机会扩大自己的知识面，充实自己的理论知识和实践经验。经过多年的学习，专业水平有了一定的提高，也积累了一些超声检测的经验。

下面就我在超声检测工作中遇到的一个问题及解决此问题的方法及过程做一个简要的总结，恳请老师指导。

一、 问题描述

在实际工作中，横波斜探头应用十分广泛，常用于对接焊缝、钢管、钢板、锻件等的检测。而K1探头由于其端角反射率高，经常用来检测焊缝单面焊根部未焊透或裂纹，在钢板、锻件、厚的对接焊接接头的横波检测及缺陷高度的测量中也经常会用到K1探头。

用2.5P14×14K1横波斜探头在CSK-ⅢA试块上制作DAC曲线时发现：深度20mm的Φ1×6孔的反射回波比深度为10mm的孔要高3dB 左右，这样在深度30mm以前的DAC曲线就会呈现一种忽高忽低的锯齿状。而2.5P14

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×14K2探头却没有这种情况发生。

导致这种情况发生的原因是什么？这种情况会对探伤产生什么影响及如何避免这种情况发生带着这三个问题，我做了如下的工作。

二、导致这种情况发生的原因是什么？

初步分析，曲线呈现忽高忽低的锯齿状，可能的原因是深度10mm、20mm的Φ1×6短横孔处在探头的近场长度以内，致使反射回波声压不按与距离成反比的规律变化，而出现这种情况。

那么斜探头在CSK-ⅢA试块中的近场长度又是多少呢？横波声场的近场长度N以及在第二介质中的近场长度N’可按以下公式计算：

N?Fs??s2cos?cos?

Fscos?tan?N'?N?L2??L1??s2cos?tan?式中：

Fs：波源的面积，Fs=a×b λs2：CSK-ⅢA试块中的横波波长 β：CSK-ⅢA试块中的横波折射角 α：探头在有机玻璃斜楔中的纵波入射角 L1：入射点到波源的距离 L2：入射点到假想波源的距离

由以上公式，可以看出来，参数L1：入射点到波源的距离，是计算出N’的关键，那么如何求得入射点到波源的距离L1？

根据超声波传播的距离d=声速c×传播时间t。有机玻璃中的纵波声速通过查资料可得，为2730m/s。而传播时间t近似为零点偏移的时间τ的一半(往返时间)，而τ可以在数字式超声探伤仪上直接读取。而超声波传播的距离

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d，约等于入射点到波源的距离L1（由于耦合层极薄，超声波在耦合层内传传播的时间与在有机玻璃斜楔中传播的时间比较很小，此处将其中忽略不计）即得到求入射点到波源的距离L1的公式如下：

L1=C×τ/2

三、对以上分析的验证

对于以上分析是否正确，我按照以上的分析思路做了如下的试验和计算加以验证：

试验所用仪器：HS600C超声探伤仪一台

探 头 型 号 : 2.5P14×14K1.0、2.5P10×12K1.0、2.5P14×14K2.0

探头各一个

试 块：CSK-ⅠA、CSK-ⅢA各一块 辅 助 材 料：20mm钢尺一把，20#机油100ml

试验所测得的各探头的零点偏移时间及数据经计算整理后的结果

如下：

表1：各探头测试时对应的第二介质中的近场长度N’

探头型号 2.5P14×14K1.0 2.5P10×12K1.0 2.5P14×14K2.0 零点偏移时间τ 7.40μs 5.80μs 6.19μs L1 10mm 7.9mm 8.5mm 实测K值 0.95 1.00 1.87 N＇ 35.5mm 20.0mm 29.2mm 表1：不同探头测试时不同深度的孔所对应的实际声程

Φ1×6短横孔深度d 2.5P14×14K1.0 2.5P10×12K1.0 2.5P14×14K2.0 实际声程 实际声程 实际声程 10mm 20mm 30mm 40mm 55.2mm 56.6mm 84.8mm 13.8mm 27.6mm 41.4mm 14.1mm 28.3mm 42.4mm 21.2mm 42.4mm 63.6mm 比较以上表1、表2不难发现，用2.5P14×14K1.0探头扫查CSK-ⅢA试

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块上深度20mm的Φ1×6短横孔时，实际声程（27.6mm）小于2.5P14×14K1.0探头在第二介质中的近场长度（35.5mm）。即埋深10、20mm的短横孔均处在2.5P14×14K1.0探头在第二介质中的近场长度内。这就可以解释为什么用2.5P14×14K1横波斜探头在CSK-ⅢA试块上制作DAC曲线时深度20mm的Φ1×6孔的反射回波比深度为10mm的孔要高3dB 左右，在深度小于30mm的DAC曲线呈现一种忽高忽低的锯齿状的现象。

而用2.5P10×12K1.0、2.5P14×14K2.0探头扫查CSK-ⅢA试块上的Φ1×6短横孔时，只有深度10mm的孔的实际声程小于探头在第二介质中的近场长度。所以不会出像2.5P14×14K1.0探头探测时的那种现象。

四、以上这种情况会对探伤产生什么影响及如何避免这种情况发生 显然，通过以上的分析和验证，可以肯定导致这种情况的原因就是近场长度过长所引起的。而近场长度过长，对探伤的定位定量都会产生不利的影响，处在近场长度内的一个小缺陷如果正好位于声压极大值的点上时，反射回波就会过高，这样会把小缺陷判大，而一个大缺陷如果正好位于声压极小值的点上时，反射回波就会比实际值低，这样会把大缺陷判小。又因为近场区的声压分布与远场区不同，声压最大值不一定位于声束轴线上，所以会造成定位误差。

在横波斜探头探伤时因为探头的K值不同，而使同样深度所对应的声程会有很大的差距，同样的深度所对应的声程会随K值的减小而减小。另一方面，横波斜探头在第二介质中的近场长度又会随K值的减小而增大。所以当选用探头的K值较小时，在保证检测灵敏度和分辨力的前提下，应适当的选用小的晶片尺寸，选用较低的频率，以避免近场长度对检测的不利影响。

以上总结，由于本人工作经验的局限性，肯定有不全不深之处，请老师多多指正。我会珍惜这次学习机会，多向老师和同行们请教，吸取他们的长处，弥补自己的不足，使自己的理论知识和实践经验更上一个新台阶。

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