超声波探伤常用计算公式

1、.一、1、示波屏上的波高与声压成正比。既： =20lgP2 /P 1=20lgH2 /H1(1NP=8.68dB1dB=0.115NP)2、声压反射率 r 和投射率 t 分别为：r=Pr / P O=Z2 -Z 1/Z 2+Z1t=Pt / P O =2Z2 /Z 2+Z13、声强反射率 R和投射率 T 分别为：R=r2 =(Z2-Z 1/Z 2 +Z1) 2T=4Z1Z /(Z 2+Z1) 2 由以上几式得： t-r=1T+R=124、声压往复透射率 T：探头接收到的回波声压P 与入射波声压P 之比。既：T=P/P =4ZZ/(Z +Z )往往aOaO1215、反射、折射定律：sin L/C

2、L1=sin 1L/CL1= sin1S/C S1=sin L/CL2=sin S/CS2/C6、第一临界角。=arcsinC/CL2第二临界角。=arcsinCS2L1L1第三临界角： =arcsinCS1/CL17、（ 1）薄板工件的衰减系数测定：=(20lgBm/Bn- )/2x(n-m)对于多次反射： =20lgBm/Bn- (n-m)/2x(n-m)2）厚板工件的衰减系数测定： =(20lgB1/B2-6- )/2x对于 2次波、 3次波；=(20lgB2/B3-3.5-)/2x 。对于 1次波、 3次波； =(20lgB1/B3-9.5-)/4x 。二221、近场区长度： N=DS

3、/4= R S/ = F S/ = F S?/C 2、圆盘源辐射的纵波声场的第一零值发散角；0=arcsin1.22 /Ds 70/Ds3、波束未扩散区与扩散区：b=1.64N4、矩形波源的近场区长度N=Fs/，未扩散区 b=1.64N，半扩散角0=arcsin/2a 57/2a ，25、近场区在两种介质中的分布；公式N=DS/4 只适用均匀介质。在水、钢两种介质中，当水层厚度较小时，进场区就会分布在水、 钢两种介质中， 设水层厚度为 L，则钢中剩余进场区长度N 为：N=N2-LC1 /C2= D2S/4 - LC 1/C 2，6、横波近场区长度；方形N=F S/ s2*cos /cos 圆形

4、N=D 2/4 s2*cos /cos 横波声场中，第二介质中的近场区长度：N=N-L2 = F S/ s2*cos /cos -L 1tg /tg FS- 波源面积s2- 介质中横波波L1 - 入射点至波源的距离L2 - 入射点至假想波源的距离半扩散角；对于圆片形声源：?0=arcsin1.22 S2/D S=70S2/DS对于矩形正方形声源： ?0=arcsin S2/2a=57 S2/2a三1、计算垂直线性误差D=（ d1 +d2）% 。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。2、计算水平线性误差；= max/0.8b*100% max 2、 3 、 4 中最大

5、者； b示波屏水平刻度值（一般为10）。3、斜探头 K 值和折射角 s：K= tg s=L+L0-35/ 反射体中心厚度（分别为 B=70、C=30、D=15mm）。4、信噪比； =20lgH 信 /H 噪 。;.四1、（ 1）按声程调节扫描速度时：一次波探伤时（ T），缺陷至入射点的声程 x=n ，则缺陷在工件中的水平距离为： l =x sin = n sin 、深度为： d = xcos = n cos。二次波探伤 T 2T 时，则缺陷在工件中的水平距离为：l =x sin = n sin 、深度为： d = 2T-x cos = 2T-n cos。（2）按水平调节扫描速度时：一次波探伤（

6、 T）时，= n 深度： d = l/K= n /K 。则缺陷在工件中的水平距离： l二次波探伤 T 2T 时，则缺陷在工件中的水平距离：l = n 深度： d =2T- l /K=2T- n /K 。（3）按深度调节扫描速度时：一次波探伤（ T）时，则缺陷在工件中的水平距离为： l = Kn深度为： d=n 。二次波探伤（ T 2T 时，则缺陷在工件中的水平距离为： l = Kn、深度为： d =2T- n 。2、（ 1）外圆周向探测时，缺陷位置由深度H和弧长 L 来确定则：H=R-(Kd) 2+(R-d) 2 0.5L=R /180= R /180*tg -1 Kd/R-d 。结论：当探头

7、从圆柱曲面外壁作周向探测时，弧长 L 总比水平距离 l 值大，但深度 H 却总比平板工件中的缺陷深度 d 小。（2）内圆周向探测时，缺陷位置由深度h 和弧长 l 来确定则：h=(Kd) 2 +(r+d) 2 0.5 -rl=r /180= r/180*tg -1 Kd/r+d结论：当探头从圆柱曲面内壁作周向探测时，弧长l 总比水平距离 l 值小，但深度 h 却总比平板工件中的缺陷深度 d 值大。（注意，如缺陷深度 h 大于壁厚，则为焊缝杂波）3、最大探测壁厚； Tm/D1/2(1-sin ) 1/2(1-K/(1+K 2) 0.5一般把筒体可探测的内外半径范围定位 r/R 80% 4、不同距离

8、处的大平底与平底孔回波分贝差为；2B?=20lgPB/P ?=20lg2 ?/ D? B+2( ?- B) 材质衰减系数； ?探测面至缺陷的距离； 探测面至底面的距离（工件的厚度）不同平底孔、距离的回波分贝差为；12=20lgP?1/P ?2=40lgD?12/D ?2 1P?1 人工缺陷 ； P?2工件缺陷5、避免侧壁干涉的条件侧壁反射波束与直接传播波束的声程差大于4（既： 2W-4）就可以避免侧壁干涉。（1）探头轴线上缺陷反射时避免侧壁干涉的最小距离dmin 为： dmin(2 ) 0.5对于钢： dmin(2)0.5=3.5（/ ?）0.50.5（2）底面反射时避免侧壁干涉的最小距离mi

9、nmind 为： d 2 ( )0. 50.5对于钢： d 2 ( ) =5（/ ?）min6、偏心距 X 的选择：偏心距是指探头声束轴线与管材中心线之间的水平距离，用X 表示。入射角随偏心距 X 的距离增大而增大， 控制偏心距 X 即可控制入射角。 满足纯横波探测内壁的条件为：CL1/CL2 RXCL1/CL2r;.对于水浸探伤钢管 0.251RX0.458r 取平均值 X=1/2（ 0.251R+0.458r ） 水层厚度的选择：要求水层厚度 H 大于钢管中横波全声程的 1/2 （即 HXS），这是因为水 / 钢界面的第二次回波 S2 将位于管子的缺陷波 F 内（一次波） F 外 （二次波

10、）之后，这样，有利于对缺陷判别。焦距的选择： F=H+（ R2-X 2） 0.5声透镜的曲率半径r由 F=2.2r 得 r=0.46F也可有r=C 1-C2 /C1*F C1- 声透镜的纵波声速C2-水中的纵波声速五、1、水浸重合波探伤钢板，根据钢和水中的声速，可得各次重合波水层厚度 H 与钢板厚度的关系为： H=nC 水 /C 钢 =n /4 n 重合波次数2、复合材料超声波探伤，当不考虑介质衰减和扩散衰减，且底面全反射时，底波B1 与复合界面反射波S（复合良好）的dB 差值为：BS=20lg B1/S=20lg T/r =20lg 1-r 2/r 式中 r 复合界面声压反射率， r=Z2-

11、Z1/Z2+Z1 T复合界面声压往复透射率 T=1-r 2当底面不是全反射， 其反射率为 r , 则这时底波 B1 与复合界面反射波 S（复合良好） 的 dB 差值为：BS=20lg B1/S=20lg Tr /r =20lg (1-r 2)r /r 式中 r 底面声压反射率， r =Z3-Z2/Z3+Z2当量计算法对于同距离平底面或实心圆柱体曲底面与平底孔回波分贝差；=20lgPB/P f =20lg2 Xf /D 2f 对于不同距离平底面或实心圆柱体曲底面与平底孔回波分贝差；2=20lgPB/P f =20lg2 X f /D f XB对于空心圆柱体同距离处圆柱曲底面与平底孔回波分贝差；=

12、20lgPB/P f =20lg2 Xf /D 2f 10lgd/D外圆探伤用 + ，内圆探伤用 - 。当 试 块 厚 度 、 平 底 孔 直 径 与 所 调 节 的 工 件 厚 度 和 要 求 2平 底 孔 不 同 时 ： =20lgPB/P f =40lgDf1 X1/D f2 X2（一般设被利用的试块平底孔回波声压为PB，所要得到的工件 2 平底孔回波声压为Pf）当量计算法：当用平底面或实心圆柱体曲底面调节探伤灵敏度时，当量计算公式为；=20lgP /P2/D2 X +2X(X -X )Bf=20lg2 XfBffBfB当用空心圆柱体内孔或外圆曲面调节探伤灵敏度时，当量计算公式为；Bf =20lgPB/P f =20lg2 X2f /D 2f XB10lgd/D +2X(Xf -XB)七1、焊缝两侧探测面的修整宽度 P，一般根据母材厚度来确定；厚度为 8-46mm的焊缝采用二次波探伤，探测面修整宽度为： P 2KT+50 mm；厚度大于 46mm的焊缝采用一次波探伤，探测面修整宽度为： PKT+50 mm；2、缺陷位置的测定方法有几种？缺陷定位方法有；声程、水平、深度定位法。声程定位法：当仪器按声程1：n 调节时；一次波探伤： l f =nf