超声检测探伤仪探头及系统性能

1、超声检测探伤仪探头及系统性能18.1探伤仪采用A型脉冲反射式探伤仪，其工作频率范围为1MH10MH。仪器至少在荧光屏满刻度的80%范围内呈线性显示。探伤仪应具有 80dB以上的连续可调衰减器，步进级每档小 于或等于2dB,其精度为任意相邻 12dB误差在±dB以内， 最大累计误差不超过 1dB。水平线性误差不大于 1%垂直线 性误差不大于5% 其余指标应符合 JB/T 10061的规定。本条来源于JB4730标准，与原标准相比某些指标做了 调整，即超声波工作频率范围由原来的1MH5MH,修改为1MH10MH,衰减器总调节量由原来的 60dB,修改为80dB。 目前随着我国超声波检测设

2、备技术水平的提高，数字化超声 波检测设备不断成熟，以上技术指标现有设备完全能够满 足。为简化操作、提高工作效率，推荐采用数字式超声波检 测设备。其它指标符合 JB/T 10061的规定。18.2探头18.2.1 探头应按ZBY344的规定作出标志。因为探头上的标志是探头生产厂对探头主要性能的一种说明和保证，无损检测人员借助这些标志能够直观的了解 探头的基本性能。ZBY344对探头的标志用探头型号组成项目和排列来表示：基本频率晶片材料晶片尺寸探头种类特征基本频率：用阿拉伯数字表示，单位为 MHz晶片材料：用化学元素缩写符号表示，见表05表05晶片材料代号压电材料代号锆钛酸铅陶瓷P钛酸钡陶瓷B钛酸

3、铅陶瓷T铌酸锂单晶L碘酸锂单晶I石英单晶Q其它压电材料N晶片尺寸：用阿拉伯数字表示，单位为伽。其中圆晶片 用直径表示；方晶片用长x宽表示；分割探头晶片用分割前 的尺寸表示。探头种类：用汉语拼音缩写字母表示，见表6。直探头也可不标出。表6探头种类代号种类代号直探头Z斜探头（用K值表示）K斜探头（用折射角表示）X分割探头FG水浸探头SJ表面波探头BM可变角探头KB探头特征：斜探头在钢中可用折射角正切值（K值）表示。其在钢中折射角用阿拉伯数字表示，单位为度。例如：探头的标志为5P6X 6K3,则表示探头的基本频率 为5MHz晶片为锆钛酸铅陶瓷，方晶片边长6 mm, K=3。1822 探头的工作频率为

4、 2.0 MHz5 MHz。斜探头的工作频率应按受检焊缝的材质和壁厚而定，对 于油气管道焊缝大都采用低碳钢和低合金高强钢焊接而成， 其晶粒较细，且最大壁厚仅50 m,故一般采用工作频率为2.5MHz,但对于薄壁管焊缝，为提高分辨力和指向性，一般 采用工作频率为 5MHz18.2.3 单斜探头主声束垂直方向的偏离不应有明显的双 峰，水平方向偏离角不应大于2 °。本条对探头主声束的偏离量作了规定，其目的是防止对 缺欠定位错误或发生误判。测定可按如下方法进行：（1）主声束垂直方向的偏离主声束垂直方向的偏离，按标准附录A中第A.5规定的方法测定。（2）主声束在声束轴线水平方向的偏离（即偏离角

5、e） 当探测管径为 57 mm600 mm的管道焊缝时，可按 如下办法测定，即通过孔中心沿轴线刻一直线，将探头的中心线沿此直线前后移动，找到孔的反射波，平行该直线（刻 的直线）左右移动探头，使孔的反射波高为最大时，探头入 射点与孔中心的连线，与刻的直线夹角，就是水平方向的偏 离角，见图010所示。 当探测管径 '600 mm1400 mm的管道焊缝时，可 按标准附录A中第A.4规定的方法测定。/ >2727)=图010主声束水平方向偏离的测试18.3超声探伤仪和探头的系统性能仪器和探头组合灵敏度：在所检工件最大声程处， 有效检测灵敏度余量不小于10dB。1832斜探头的分辨力一般

6、应大于或等于6dB。分辨力的测试方法应符合附录A的要求。18.3.3 仪器和探头的系统性能应按JB/T9214和JB/T10062的规定进行测试。（1）仪器和探头的组合灵敏度是用检测工件最大声程 处有效灵敏度余量不小于 10dB来表示的。有效灵敏度是指 实际检测灵敏度。仪器和探头的最大有效灵敏度是指抑制为零，其他增益旋钮调至最大，动用衰减器使噪声电平达到满 幅度10%时的衰减器读数为 叫，最大声程处仅动用衰减器使 标准反射体达到检测灵敏度规定波高时衰减器读数为N2。仪器和探头的有效灵敏度余量N= N2 N1（dB ）。有效灵敏度余量不小于10dB，可用来表示声能损失差的补偿等。（2）分辨力的测

7、试在荧光屏上区分距离不同的相邻两缺欠的能力称为分 辨力。能区分的两缺欠的距离愈小，分辨力就愈高。分辨力 是仪器和探头的综合性能，它有区分连续和断续、密集和分 散、单个和多个的本领。分辨力与脉冲宽度有关，脉冲宽度 小，发射强度低，分辨力高。分辨力的测试方法按资料性附 录A的第A.3进行，其分辨力应大于或等于6dB。（3）仪器主要性能的测试方法仪器性能仅与仪器有关。仪器主要性能有水平线性、垂 直线性和动态范围。按 JB/T9214的相关规定，在 SGB试块 上用直探头测试。水平线性的测试仪器荧光屏上基线水平刻度值与实际声程成正比的程 度，称为仪器的水平线性或时基线性。水平线性主要取决于 扫描锯齿波

8、的线性。仪器水平线性的好坏直接影响测距精 度，进而影响缺欠定位。水平线性测试的步骤：图011水平、垂直线性的测试b调【微调】、【水平】或【脉冲移位】等旋钮，使荧光 屏上出现五次底波 B1B5 ,且使B1、B5前沿分别对准水平 刻度值2.0和1.0如图012。T1內11B2I|41 ,L.1 .1L.146$图012水平线性测试波形c观察记录B2、B3、B4与水平刻度值 4、6、8的偏差值 a?、。d计算水平线性误差：8 = (|a ma/0.8b ) x 100%式中 a maxa?、a4中最大者。b 荧光屏水平刻度值。本标准规定仪器的水平线性误差w1% 0垂直线性的测试方法仪器荧光屏上的波高

9、与输入信号幅度成正比的程度称为垂直线性或放大线性。垂直线性主要取决于放大器的性能。垂直线性的好坏影响应用面板曲线对缺欠定量的精度。垂直线性测试的步骤：a【抑制】至“ 0”，【衰减器】保留30dB衰减余量。b探头通过耦合剂置于 SGB-6试块上，如图011 B处， 并用压块恒定压力。c调【增益】使底波达到荧光屏满刻度100%，但不饱和，作为0dB。d固定【增益】，调【衰减器】，每次衰减2 dB，并记下 相应回波高度Hi填入表07中，直至消失。表07中：实测相对波高 %=(衰减 i dB后的波高Hi /衰减0dB后的波高Ho) 100%表07衰减量 i dB0246810121416182022回

10、 波 高 度实测绝对波高HiH0相对波高%100理想相对波高%100偏差%理想相对波高（Hi/H0） %=10Ai/20 x 100% （20lg Hi/H 0 = i)e计算垂直线性误差：D= (Idil + | d2l ) %式中：d1 实测值与理想值的最大正偏差；d2 实测值与理想值的最大负偏差；本标准规定仪器的垂直线性误差w 5%。 动态范围仪器的动态范围是指反射信号从垂直极限衰减到消失所需的衰减量，也是仪器荧光屏容纳信号的能力。动态范围测试的步骤：a【抑制】至“ 0”【衰减器】保留30dB。b探头置于图14 A处，调【增益】使底波 Bi达到满 幅度100%。c固定【增益】，记录这时衰减器