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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(下)

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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(下)

发布日期:2020-01-03 作者:青岛发现检验技术咨询有限公司 点击:

2.4 第三种情况


将样管浸入水中,根据浸水量及人工缺陷是否被水所浸分三种情况观察波幅变化。


(1) 将样管放入容器中,加水至样管直径的2/5 处,但人工缺陷未被水所浸。


由于样管仅长250mm,未采取堵住管端措施,所以样管内孔也被水所浸,此时波幅变化情况如图4所示。


可见,B1降至满幅的40%(-7dB),F1较原始状态几乎没有变化;B2和F2全部消失。


这是由于人工缺陷未被水所浸,故F1变化不大,但通波变化很明显,且B2和F2已经消失,说明样管浸入水中后较前两种情况能量衰减严重。

4.png


(2) 继续加水至样管直径的1/2处,并保持探头与人工缺陷相对位置不变,旋转样管使人工缺陷刚好浸入水中,此时波幅变化如图5所示。


可见,降至满幅的30%(-9.5dB),F1降至满幅的20%(-3.5dB);B2和F2同样全部消失。


在水量增加,且人工缺陷也被水所浸的情况下,B1与F1较原始状态下降幅度骤增,更加证明了水浸探伤时能量衰减严重。

5.png


(3)继续旋转样管将人工缺陷完全浸入水中,此时探头中心线距水面周向距离为42.5mm,波幅变化情况如图6所示。


可见,B1与上种情况相同,为满幅的30%,F1则降至满幅的10%(-9.5dB),B1和F1均比原始状态衰减9.5dB,由此可以看出水浸探伤能量衰减的严重程度。


若样管完全被水浸没,能量衰减会更加严重。


6.png



2.5 内壁人工缺陷检测试验


若样管完全浸入水中检测其内壁人工缺陷,一次通波B1和一次缺陷波F1较原始状态分别衰减了12和6dB;


二次通波B2和二次缺陷波F2完全消失。试验过程这里不再赘述。


当然这只是试验,在水浸法自动线探伤设备实际探伤中,钢管内孔不允许充水,否则无法进行探伤。



3. 能量衰减的原因分析



我们通过以上试验,直观地发现了缺陷波波幅和通波波幅的下降情况,从而得出能量衰减的结论。


理论上分析,水浸超声波探伤中,声波在管壁内传播能量衰减是很严重的,因为水的声特征阻抗远小于钢,故声波从水向钢和从钢向水的往复透射率很小;


又因为声波在管壁内锯齿形传播时,每次反射都伴随着波型转换(图7),而在水中转换成的超声纵波又完全被水吸收,这就更显著地增大了超声衰减,也就是说,钢管水浸超声波探伤时部分声能被损耗了。

7.png


上述试验结果表明,若钢管外表面浸水 (内孔为空气),用水浸法探伤缺陷回波信号要比接触法低4dB,若钢管内孔也充水,则缺陷回波信号要低6dB。


因此在灵敏度调整时必须注意这一现象。


本文来源:百度搜索

本文内容编辑:耳东

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