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(zhǔn)確性的因素可分為4類：

1、儀器的影響

儀器的水平線性：儀器水平線性的好壞對(duì)缺陷定位有一定的影響。當(dāng)儀器水平線性不佳時(shí)，缺陷定位誤差大。
儀器水平刻度精度：對(duì)于模擬機(jī)來(lái)講，儀器時(shí)基線比例是根據(jù)示波屏上水平刻度值來(lái)調(diào)節(jié)的，當(dāng)儀器水平刻度不準(zhǔn)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(dāng)實(shí)際聲束軸線偏離探頭幾何中心軸線較大時(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(yuǎn)場(chǎng)區(qū)軸線上聲壓**。但有些探頭性能不佳，存在兩個(gè)主聲束，發(fā)現(xiàn)缺陷時(shí)，不能判定是哪個(gè)主聲束發(fā)現(xiàn)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(dāng)操作者用力不均時(shí)，探頭斜楔前后磨損不同。當(dāng)斜楔前面磨損較大時(shí)，折射角減小，探頭K值減小。當(dāng)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(dāng)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(fù)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(duì)缺陷定位的影響可從聲速和內(nèi)應(yīng)力兩個(gè)方面來(lái)討論。當(dāng)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(nèi)應(yīng)力較大時(shí)，將使聲波的傳播速度和方向發(fā)生變化。當(dāng)應(yīng)力方向與波的傳播方向一致時(shí)，若應(yīng)力為壓縮應(yīng)力，則應(yīng)力作用使試件彈性增加，這時(shí)聲速加快。反之，若應(yīng)力為拉伸應(yīng)力，則聲速減慢。當(dāng)應(yīng)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(yīng)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(cè)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)或線接觸，握持不當(dāng)，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(dāng)缺陷靠近工件邊界時(shí)，由于側(cè)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(cè)定的。當(dāng)探測(cè)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。下圖中曲線表示β=45°的探頭折射角變化情況。當(dāng)溫度低于20°時(shí)，β<45°。當(dāng)溫度高于20°時(shí)，β>45°。

溫度對(duì)折射角的影響

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

儀器時(shí)基線比例：儀器時(shí)基線比例一般在試塊上調(diào)節(jié)，當(dāng)工件與試塊的聲速不同時(shí)，儀器的時(shí)基線比例發(fā)生變化，影響缺陷定位精度。另外，調(diào)節(jié)比例時(shí)，回波前沿沒(méi)有對(duì)準(zhǔn)相應(yīng)水平刻度或讀數(shù)不準(zhǔn)。使缺陷定位誤差增加。
入射點(diǎn)、K值：橫波探測(cè)時(shí)，當(dāng)測(cè)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(dāng)：橫波周向探測(cè)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