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技术探讨 | 钢管水浸法超声波探伤中能量衰减现象的探讨(上)

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技术探讨 | 钢管水浸法超声波探伤中能量衰减现象的探讨(上)

发布日期:2020-01-02 作者:青岛发现检验技术咨询有限公司 点击:

导读



目前国内外水浸式超声波探伤技术的应用较为普遍,也比较成熟,但通过几年来的实际应用发现,水浸式超声波探伤存在的问题也较多,本文将着重探讨此方法的能量衰减现象


由于被探钢管浸在水里,当超声横波在管壁内锯齿形传播时,通过波型转换,在钢管表面与水的界面上,又转换成折射纵波,这样将会造成一部分能量损失,导致探伤灵敏度降低。


对此,我们用接触法水耦合做了试验,通过水浸法与接触法的比较来探讨这个问题



1. 试验条件



(1) 标准人工缺陷样管的规格为177.8mm x12.65mm(外径x壁厚),长度为250mm,人工缺陷为内外纵向N5刻槽(刻槽深度为钢管公称壁厚的5%), 位置分别在样管的两端且相差180°。


(2) 仪器为CTS-23型超声波探伤仪,仪器水平线性和垂直线性均良好,状态为增益最大、抑制关、中频段、正向检波方式、扫描量程在250mm档级、重复频率X2。


(3) 探头为GZSA管材专用超声波探头。晶片直径为Φ20mm,频率2.5MHz,入射角为45°。


(4) 环境温度为室温。



2. 试验过程



首先明确一个概念,两个探头晶片反方向同时发射超声波,沿钢管锯齿形传播,均可接收到对面探头的发射波,从而得到回波信号,此信号假称“通波”。


其声程为管子的圆周,但也可把它看作是单探头在管子半圆周处的自发自收信号。


2.1 原始状态


将探头置于样管上,找到人工缺陷,将一次通波B1调到5格,幅度为满幅的90%,二次通波B2调到10格,幅度为满幅的50%;


—次缺陷波F1在2格处,幅度为满幅的30%,二次缺陷波F2在7格处,幅度为满幅的17%(图1)。

1.png


此状态下,探头中心线至人工缺陷的周向距离为85mm,衰减器读数为38dB。


我们将此状态定为原始状态,下面分三种情况进行试验。


2.2 第一种情况


在原始状态下,用蘸水的湿布触摸人工缺陷,此时波幅变化情况如图2所示。


可见,降至满幅的75%(-l.6dB),F1降至满幅的27%(-0.9dB);


B2降至满幅的30%(-4.4dB), F2降至满幅的14%(-1.7dB)。


在此情况下,通波及缺陷波较原始状态均有所下降,说明这是能量衰减所致。

2.png


2.3 第二种情况


在原始状态下,向人工缺陷处喷水,此时波幅变化情况见图3。


可见,B1降至满幅的50%(-5dB),F1降至满幅的25%(-1.6dB);


B2降至满幅的10% (-14dB),F2则几乎无法辨别。


此种情况下,通波变化较大,一次缺陷波F1比第一种情况下降还要明显,F2几乎消失,这说明能量进一步衰减。


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相关标签:超声波探伤技术

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