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【方法】如何测量斜探头在钢中剩余近场区长度?

2018-02-28 11:30:00 来源:中国检测网 阅读:

 

  近场区长度是我们非常了解的概念,我们都知道由于近场区内的声压不稳定,不适用于超声检测。而3倍近场区长度以外的远场区,此时探头的声波与球面波规律相近,是超声检测的最佳区域。因此,我们都毫无置疑的认为近场区是不利因素,应尽量减小其长度。
 

  【方法】如何测量斜探头在钢中剩余近场区长度?
 

  NB/T47013.3-2015标准中,给出了探头K值、标称频率、探头前沿等参数的规定,但是未给出探头晶片尺寸选择的参考,在编写焊缝超声检测工艺中,如何选择合适的探头晶片尺寸,却成为一道难解之题。

  

  但是我相信任何艰难的问题都有突破口,近场区长度却是解决该难题的重要线索之一。

  

  虽然大家都知道近场区长度是一个非常重要的参数,可是在实际操作中,有多少人去真正去测量近场区的长度呢?很多人忽略了近场区的存在,而仅停留在理论层面。特别是横波斜探头的近场区长度,而现在我们就要改变这个局面。
 

  【方法】如何测量斜探头在钢中剩余近场区长度?
 

  直探头的近场区长度无需测量,仅需简单的公式计算即可得出。而横波斜探头与直探头的原理大为不同,其的近场区长度也不同于直探头。斜探头的近场区长度测量,又成为了另一个难题。

  

  有人会质疑,特种设备超声检测教材中,不是给出了横波斜探头在钢中的近场区长度计算公式吗?又何谈难题呢?

  

  现在推荐一个简单实用测量横波斜探头的方法,根据特种设备超声检测教材第66页的公式来计算。

  【方法】如何测量斜探头在钢中剩余近场区长度?

  公式中,FS为晶片尺寸,λs2为被检材质的波长,L1为斜探头入射点至波源距离。为了方便计算,教材给出cosβ/cosα和tanα/tanβ的值,如下表。

  【方法】如何测量斜探头在钢中剩余近场区长度?

  晶片尺寸、波长等值均可获得,唯独斜探头入射点至波源的距离L1不知道。难道要被一粒老鼠屎,坏了一锅粥吗?

  

  非也,L1并不是老鼠屎,也没坏一锅粥,有一个简单而又实用测量L1值的方法。我们想想在调整仪器的扫描比例(校准声速)的时候,是不是有一个零偏值t0(零点、延迟,叫法不同)呢?

  

  什么是零偏值呢?

  

  零偏值是晶片发出的纵波声束穿过有机玻璃的时间,其包括发射和接收传播的时间。通常斜探头的楔块时为机玻璃,其纵波声速是一个定值,有机玻璃纵波声速一般约2700m/s,即L1=2.7×t0/2,单位mm。

  

  结合教材中给出的公式和零偏值,即可算出横波斜探头在钢中的近场区长度。

  

  如:2.5P13×13K1的横波斜探头,测量其零偏值t0=6.78μs,实K值=1.01。通过公式可计算出钢中剩余近场区长度,即钢中剩余的近场区长度N=30mm。

关键词:超声检测,检测,斜探头

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