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薄鋼板蘭姆波探傷方法

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上傳時間
2009年08月11日

關鍵詞: 薄鋼板蘭姆波探傷方法

上傳者: 北京科威精益科技有限公司

資料簡介

一、總則

1本方法適用于厚度為0.5-4mm不銹耐酸鋼、耐熱鋼、合金結構鋼、碳素結構鋼和高溫合金鋼等板材的超聲波探傷。

注:有色金屬合金可參照此方法檢驗。

2蘭姆波（又稱板波）探傷可采用接觸法或液浸法。

二、一般規定

3本方法用于檢驗板材內部的金屬不連續性，如分層、夾渣、氣泡等缺陷。

4耦合劑可用油或水等。

5為了保證探傷可靠性，板材必須平整，表面清潔、光滑，不應有油污、液點、麻坑、銹蝕和其他污物，也不應有因組織因素造成的雜波。板材溫度以5－40℃為宜。

6在現場使用的A型顯示超聲波探傷儀（以下簡稱“探傷儀”），應避開強電磁場、強震動、腐蝕性氣體、嚴重粉塵和強光照射，以保證其工作性能的穩定可靠和便于探傷人員觀測操作。

7蘭姆波探傷術語

（1）蘭姆波：在波長接近于板厚時，在板中由縱波和橫波合成的一種特殊超聲波。

（2）模式：由相速度（Cp）和板厚（d）同頻率乘積決定的蘭姆波振動型式，分對稱型（Ｓ0、Ｓ1、Ｓ2-----）和非對稱型（Ａ0、Ａ1、Ａ2------）。

（3）相速度：同相面的傳播速度。在板材探傷中，它是板厚同頻率相乘積的函數。用于計算入射角。

（4）群速度：波在色散介質內的傳播速度。

（5）激發長度：壓電晶體沿聲束傳播方向在板面上的投影長度。

三、探傷設備

8探傷儀應滿足下列要求：

（1）有足夠高的發射功率和足夠寬的發射脈沖。

（2）儀器的頻帶特性應與探頭相匹配。

（3）工作頻率范圍為0.63－10MHz。

（4）放大器總增益量大于100dB。

（5）帶衰減器（精密度1dB）。

9探傷時可使用斜探頭或可變角探頭，其參數（如頻率、入射角、晶片尺寸等）可按附錄一參考選定。

10 標塊

（1）標塊用于確定蘭姆波探頭的入射角（或模式）和校驗“探傷儀－探頭組合”的探傷靈敏度。

（2）標塊應與被檢板材的厚度和聲學性能相接近，不應存在缺陷和引起雜波的不均勻性。表面光潔、平整。

（3）標塊尺寸如下圖。圖中，Фa和Фb分別表示確定探傷儀的起始靈敏度（見表）和判廢靈敏度的人工通孔直徑（由質量驗收標準規定）。

標塊尺寸和外形圖

起始靈敏度人工通孔直徑表 mm

板厚	0.5~1.0	>1.0~2.0	>2.0~4.0
фa	0.8	1.2	2.0

（4）標塊應在成品板材中間部位由剪板機切取，其長邊必須垂直于軋制方向，端面不允許機加工和倒棱。

（5）標塊厚度應均勻，其厚度差小于厚度的2%。

四、探傷方法

11 入射角的確定

（1）曲線參照法：根據“Cp－fd”關系曲線和板厚確定fd的取值范圍（按使波長與板厚相接近的原則選擇頻率）和相應的Cp值。入射角α按下式計算：

ＣL

sinα=---------------

Ｃp

式中：ＣL-------有機玻璃縱波速度。

附錄二給出了1Cr18Ni9Ti（奧氏體類）和2Cr13（珠光體－馬氏體類）的“Cp－fd”曲線的例子。

（2）實測法：利用可變角探頭做入射角和端面（或人工孔）反射回波振幅（dB）的關系曲線，曲線上極大值對應的角即為在板內激發蘭姆波的入射角。

12 模式選擇原則

（1）端面或人工孔反射回波振幅強，回波前沿陡峭。

（2）計算符合（1）規定的模式的水平分量U和垂直分量V，從中選取兩個或兩個以上的模式以保證在整個板厚度范圍內都有足夠的探傷靈敏度。（U、V分量計算公式見附錄三）。

13探頭所用壓電晶體采用足夠大的矩形晶片，以保證獲得足夠長的激發長度。探頭的頻率和入射角均應實測，并定期校驗。

14掃描方式：探傷時應使聲束垂直板材軋制方向，同時保證聲束的覆蓋，以消除探頭的近盲區。板材邊部探傷盲區小于50mm。

15 起始靈敏度的確定

校驗標塊時探傷儀必須能發現10（3）表中所規定的Фa人工孔，在無雜波條件下其回波幅度達到滿刻度的80%。

16 探傷速度不大于250mm/s。

17 傷波的確定

（1）探傷時在排除探頭固定訊號以及油或水等引起的回波干擾后，凡出現穩定的回波，均視為傷波。

（2）當底波下降、消失（不是由于耦合不好或聲束不垂直端面的原因所引起的）或其位置前（后）移動時，應考慮大分層存在的可能性。

（3）傷波定量時，探測距離應與檢驗標塊時所用距離相同。

18 缺陷的定位和范圍的確定

（1）利用液滴阻尼法確定回波的位置或其范圍大小，并于板面上標記。

（2）對條狀缺陷利用半波高度法確定其長度。

五、其它

19 薄鋼板蘭姆波探傷的質量驗收標準，按有關技術條件或協議規定執行。

附錄一

蘭姆波探頭參數選擇參考表

注:①本表適用于接觸式蘭姆波探頭，其有機玻璃斜塊的縱波聲速按2700m/s計算。

②晶片的長邊與板面交角為入射角。

③±0.3°和±0.5°表示入射角的允許誤差。

④（±0.7）和（±0.2）MHz表示探頭實測的頻帶范圍。

⑤板厚按實測值計算。

附錄二

“Cp－fd”和”Cg－fd”曲線舉例

頻率·板厚（MHz·mm）

圖1 1Cr18Ni9Ti“Cp-fd”曲線

f ·d（MHz·mm）

圖2 2Cr13 “Cp-fd”曲線

f·d（MHz·mm）

圖3 2Cr13 “Cg--fd“ 曲線

附錄三

水平分量Ｕ和垂直分量Ｖ的計算公式

板厚方向（Y）上U、V分量示意圖

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國家標準總局發布 1981年10月1日實施

中華人民共和國冶金工業部提出撫順鋼廠起草

2108-80薄鋼板蘭姆波探傷方法

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