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對接焊縫深度不連續性缺陷的超聲檢測
當(dang)前，超聲(sheng)波(bo)探傷儀技術已經取得了很大的(de)(de)進展，如在軟件方面呈(cheng)現(xian)出日新月異的(de)(de)發展，尤其顯著的(de)(de)是超聲(sheng)相控陣檢測技術的(de)(de)發展；

然而，對于超聲橫(heng)波檢(jian)測人員(yuan)來說(shuo)，他所具備的實踐操作(zuo)能力仍然決定了(le)其繪制(zhi)焊縫輪廓以及在特定折射(she)角度下繪制(zhi)超聲波束(shu)相互作(zuo)用的能力。

當(dang)今的(de)某些先進超聲波探(tan)傷(shang)儀(yi)已經(jing)能(neng)夠在屏(ping)幕上顯示出焊縫圖(tu)像，其中顯示的(de)彩色部(bu)分包括兩條直(zhi)角邊(bian)(leg1和leg2)，這可能(neng)對檢測人(ren)員能(neng)夠起到一(yi)定的(de)幫助。

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這(zhe)些年來，手工繪圖已(yi)經成為了解和解釋焊接或不連續幾(ji)何(he)特征(zheng)的重(zhong)要技術(shu)之一。

在橫波(bo)超聲波(bo)檢測過程中，清(qing)晰的(de)繪(hui)圖明顯能夠幫助(zhu)人們對(dui)檢測進(jin)行(xing)理(li)解，特別是對(dui)那些將要進(jin)行(xing)橫波(bo)超聲焊縫檢測實踐(jian)考試的(de)人員來說。
 
對于一(yi)名超(chao)聲波檢測(ce)人(ren)員來說，基(ji)于所接(jie)收到的焊縫(feng)不(bu)連續(xu)信號，不(bu)連續(xu)面深度是其在(zai)超(chao)聲波檢測(ce)中應當(dang)確認的一(yi)個重要信息(xi)。

在(zai)對接焊縫超聲波檢(jian)測中，不(bu)連續(xu)深度D定義為從(cong)基底金屬的不(bu)連續(xu)面至(zhi)傳感器的距離。

相較于射線焊縫(feng)檢測，能夠提供不(bu)連(lian)續面信(xin)息是超聲檢測技術最(zui)大的(de)優勢(shi)之(zhi)一。


夾渣深度： (a)在(zai)超聲波檢測期(qi)間，使用(yong)一個 5 MHz和(he)60°傳感器確定(ding)的畫面； (b) 通過射線檢測的畫面


超聲波檢(jian)測(ce)對接焊縫的不連續性缺(que)陷：(a) 直角邊(bian)1； (b) 直角邊(bian)2

直(zhi)角(jiao)邊(bian)1和(he)直(zhi)角(jiao)邊(bian)2都能夠比較容(rong)易地(di)通過計算得到，或是通過實驗和(he)超聲探傷儀屏幕上的標(biao)記(ji)來(lai)(lai)確定，這(zhe)有助于標(biao)示來(lai)(lai)自第一條(tiao)直(zhi)角(jiao)邊(bian)或第二條(tiao)直(zhi)角(jiao)邊(bian)的接收信號。

我們使用(yong)簡單的幾何(he)公式，基(ji)(ji)于(yu)折(zhe)射角（β）、聲程(cheng)（S）和基(ji)(ji)體金屬的厚(hou)度（T）來(lai)計算不連續面的深度：

Dleg1=(cosβ) S
Dleg2=2T -(cosβ)S

通(tong)常(chang)情(qing)況下，對于超聲檢測人員來說，第二個公(gong)式在(zai)記(ji)憶(yi)和理解(jie)上都較為困難（初學者通(tong)常(chang)不太理解(jie)該(gai)公(gong)式中的2T）。

為了說明(ming)第二種情況，我們將對(dui)此進行繪圖，給出一個(ge)簡單的視覺輔助實例。

操作(zuo)

取一片透明薄(bo)膜(mo)（高射投影儀中使(shi)用的(de)），在薄(bo)膜(mo)上按比例(li)繪制出焊縫橫(heng)截面的(de)鏡像。



為了簡化(hua)該階段的(de)(de)過程，我們只繪制焊縫一側的(de)(de)折射光束（第(di)一條(tiao)直角邊）。使用有顏色的(de)(de)標(biao)記，以確定聲程。

精確地沿著焊縫中心線切割透明薄(bo)(bo)膜，然后用透明膠(jiao)帶將(jiang)這些薄(bo)(bo)膜片邊對(dui)邊的粘(zhan)貼到(dao)一起，薄(bo)(bo)膜與(yu)薄(bo)(bo)膜之間留有一小條縫隙(xi)。



焊縫(feng)橫截(jie)面鏡像(xiang)插圖：（a）在(zai)透明薄膜上(shang)（b）沿中心(xin)線折(zhe)疊之后

根據鏡像(xiang)中的對稱(cheng)性和超聲(sheng)波束的幾何形狀，在直角(jiao)邊2的情況下，從另一面反射的超聲(sheng)波束總聲(sheng)程，與直線(xian)長度相等。


計(ji)算(suan)

如果透明薄膜(mo)未折疊，那么(me)距離D的(de)簡單計算公式如下：

D=2T-h

其中(zhong)h就等于Dleg1：

h=(cosβ)S

如果將h代入(ru)上述(shu)第二個(ge)公式，就能(neng)得到如下關系式：

D=2T-(cosβ) S


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

應用(yong)直角(jiao)邊2公式計算得到如下結論(lun)：

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

通(tong)常情況(kuang)下，在任何給定(ding)試樣中，由于波束擴展、不同(tong)邊(bian)界的相互作用、以(yi)及其模式轉換，使得超聲波在實(shi)際中的傳播要復雜得多(duo)。

但是，這種簡(jian)單的(de)演示方法(fa)可以(yi)幫助超聲(sheng)檢(jian)測人(ren)員在檢(jian)測焊縫期(qi)間(jian)更好地理解(jie)(jie)并(bing)運用該公式，同時也使技(ji)術人(ren)員能夠更好地了(le)解(jie)(jie)并(bing)解(jie)(jie)讀反射信號。

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