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對接焊縫深度不連續性缺陷的超聲檢測
當前，超聲波探傷儀技術已經取得了很大的進展，如在軟件方面呈現出日新月異的發展，尤其顯著的是超聲相控陣檢測技術的發展；

然而，對于超聲橫波檢測人員來說，他所具備的實踐操作能力仍然決定了其繪制焊縫輪廓以及在特定折射角度下繪制超聲波束相互作用的能力。

當今的某些先進超聲波探傷儀已經能夠在屏幕上顯示出焊縫圖像，其中顯示的彩色部分包括兩條直角邊(leg1和leg2)，這可能對檢測人員能夠起到一定的幫助。

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這些年來，手工繪圖已經成為了解和解釋焊接或不連續幾何特征的重要技術之一。

在橫波超聲波檢測過程中，清晰的繪圖明顯能夠幫助人們對檢測進行理解，特別是對那些將要進行橫波超聲焊縫檢測實踐考試的人員來說。
 
對于一名超聲波檢測人員來說，基于所接收到的焊縫不連續信號，不連續面深度是其在超聲波檢測中應當確認的一個重要信息。

在對接焊縫超聲波檢測中，不連續深度D定義為從基底金屬的不連續面至傳感器的距離。

相較于射線焊縫檢測，能夠提供不連續面信息是超聲檢測技術最大的優勢之一。


夾渣深度： (a)在超聲波檢測期間，使用一個 5 MHz和60°傳感器確定的畫面； (b) 通過射線檢測的畫面


超聲波檢測對接焊縫的不連續性缺陷：(a) 直角邊1； (b) 直角邊2

直角邊1和直角邊2都能夠比較容易地通過計算得到，或是通過實驗和超聲探傷儀屏幕上的標記來確定，這有助于標示來自第一條直角邊或第二條直角邊的接收信號。

我們使用簡單的幾何公式，基于折射角（β）、聲程（S）和基體金屬的厚度（T）來計算不連續面的深度：

Dleg1=(cosβ) S
Dleg2=2T -(cosβ)S

通常情況下，對于超聲檢測人員來說，第二個公式在記憶和理解上都較為困難（初學者通常不太理解該公式中的2T）。

為了說明第二種情況，我們將對此進行繪圖，給出一個簡單的視覺輔助實例。

操作

取一片透明薄膜（高射投影儀中使用的），在薄膜上按比例繪制出焊縫橫截面的鏡像。



為了簡化該階段的過程，我們只繪制焊縫一側的折射光束（第一條直角邊）。使用有顏色的標記，以確定聲程。

精確地沿著焊縫中心線切割透明薄膜，然后用透明膠帶將這些薄膜片邊對邊的粘貼到一起，薄膜與薄膜之間留有一小條縫隙。



焊縫橫截面鏡像插圖：（a）在透明薄膜上（b）沿中心線折疊之后

根據鏡像中的對稱性和超聲波束的幾何形狀，在直角邊2的情況下，從另一面反射的超聲波束總聲程，與直線長度相等。


計算

如果透明薄膜未折疊，那么距離D的簡單計算公式如下：

D=2T-h

其中h就等于Dleg1：

h=(cosβ)S

如果將h代入上述第二個公式，就能得到如下關系式：

D=2T-(cosβ) S


在5 MHz,折射角60°的傳感器接收信號下，顯示聲程（S）為140 mm（5.5 in.）。

應用直角邊2公式計算得到如下結論：

Dleg2=2T-(cosβ)S
Dleg2=2×2.0-(cos60°)5.5
Dleg2=1.25 in.

通常情況下，在任何給定試樣中，由于波束擴展、不同邊界的相互作用、以及其模式轉換，使得超聲波在實際中的傳播要復雜得多。

但是，這種簡單的演示方法可以幫助超聲檢測人員在檢測焊縫期間更好地理解并運用該公式，同時也使技術人員能夠更好地了解并解讀反射信號。

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