超声检测二级常用计算公式

一、

1、示波屏上的波高与声压成正比。

既：△=20lgP2/P1=20lgH2/H1 （1NP=8.68dB FS-波源面积 λs2—介质Ⅱ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

1dB=0。115NP）

2、声压反射率r和投射率t分别为：

r=Pr/ PO=Z2-Z1/Z2+Z1 t=Pt/ PO =2Z2/Z2+Z1 3、声强反射率R和投射率T分别为：

R=r2 =（Z22

2—Z1/Z2+Z1) T=4Z1Z /(Z2+Z1）由以上几式得:t—r=1 T+R=1

4、声压往复透射率T往：探头接收到的回波声压Pa

与入射波声压PO之比。既：T往=Pa/PO=4Z1Z /(Z2+Z1）

2

5、反射、折射定律：

sinαL/CL1=sinα¹L/CL1= sinα¹S/CS1=sinβL/CL2=sinβS/CS2

6、第一临界角。αⅠ=arcsinCL1/CL2 第二临界角。αⅡ=arcsinCL1/CS2

第三临界角:αⅢ=arcsinCS1/CL1

7、(1）薄板工件的衰减系数测定：α=（20lgBm/Bn-δ)/2x(n—m)

对于多次反射:α=[20lgBm/Bn-δ（n—m)]/2x（n-m)

（2）厚板工件的衰减系数测定：α=(20lgB1/B2—6-δ）/2x

对于2次波、3次波；α=(20lgB2/B3—3.5-δ)/2x。

对于1次波、3次波；α=(20lgB1/B3-9.5—δ)/4x。 二

1、近场区长度:N=D22

S/4λ= RS/λ= FS/πλ= FSƒ/Cλ

2、圆盘源辐射的纵波声场的第一零值发散角； θ0=arcsin1。22λ/Ds≈70λ/Ds 3、波束未扩散区与扩散区：b=1。64N

4、矩形波源的近场区长度N=Fs/πλ，未扩散区b=1.64N,

半扩散角θ0=arcsinλ/2a≈57λ/2a,

5、近场区在两种介质中的分布;公式N=D2

S/4λ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=N-LC2

21/C2= DS/4λ- LC1/C2，

6、横波近场区长度；方形 N=FS/πλs2*cosβ/cosα

圆形 N=D2

/4λs2＊cosβ

/cosα

横波声场中，第二介质中的近场区长度:

N`=N—L2= FS/πλs2＊cosβ/cosα-L1tgα/tgβ

半扩散角；对于圆片形声源：Ø0=arcsin1.22λS2/DS=70λS2/DS

对于矩形正方形声源:Ø0=arcsinλ

S2/2a=57λS2/2a 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； δ=∣αmax∣/0。8b＊100％ αmax—α2、α3、α4中最大者；b—示波屏水平刻度值（一般为10).

3、斜探头K值和折射角βs：K= tgβs=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（τ

∫≤T）

，缺陷至入射点的声程x∫=nτ∫，则缺陷在工件中的水平距离为：l∫=x∫sinβ= nτ∫sinβ 、深度为：d∫= x∫cosβ= nτ∫cosβ。二次波探伤T＜τ∫≤2T时，则缺陷在工件中的水平距离为：l∫=x∫sinβ= nτ∫sinβ 、

深度为：d∫= 2T—x∫cosβ= 2T-n

τ∫cosβ。

（2）按水平调节扫描速度时： 一次波探伤（τ∫≤T）时，

则缺陷在工件中的水平距离：l∫= nτ∫ 深度：d∫= l∫/K= nτ∫/K。

二次波探伤T＜τ∫≤2T时,

则缺陷在工件中的水平距离:l∫= nτ∫ 深度：d∫=2T- l∫/K=2T— nτ∫/K。

（3）按深度调节扫描速度时： 一次波探伤（τ∫≤T）时，

则缺陷在工件中的水平距离为：l∫= Knτ∫ 深度为：d=nτ∫.

二次波探伤(T＜τ∫≤2T时，

则缺陷在工件中的水平距离为：l∫= Knτ∫ 、深度为：d∫=2T- nτ∫。 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。5

L=Rπθ/180= R

π/180*tg-1

Kd/R-d . 结论：当探头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

—r l=rπθ/180= r

π/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/D≤1/2(1—sinβ)≤1/2(1-K/

（1+K2)0。5

一般把筒体可探测的内外半径范围定位r/R≥80%

4、不同距离处的大平底与平底孔回波分贝差为；

△=20lgPλχ22

BƒB/Pƒ=20lg2ƒ/лDƒχB+2α(χƒ-χB） α—材质衰减系数；χƒ—探测面至缺陷的距离；χВ-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=20lgPƒ1/Pƒ2=40lgDƒ1χ2/Dƒ2χ1 Pƒ1-人工缺陷；Pƒ2—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4λ（既：2W—α〉4λ）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d:dαλ)0.5

min为min〉（2

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:

△=20lg︱T/r︳=20lg︱1—r2

BS=20lg︱B1/S︳/r︳式中 r—复合界面声压反射率,r=Z2-Z1/Z2+Z1 T

—复合界面声压往复透射率T=1-r2

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—

r2

)r’/r︳

式中 r’—底面声压反射率，r’=Z3-Z2/Z3+Z2 六 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；

△=20lgPλX2

B/Pf=20lg2f/Dfπ

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;

△=20lgPX22

B/Pf=20lg2λf/DfπXB

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；

超声检测二级常用计算公式

对于钢:d0。50.5

min〉（2αλ）=3.5（α/ƒ）

(2）底面反射时避免侧壁干涉的最小距离dmin为：dmin〉

2 （αλ）0.5

对于钢：dαλ）0.5=5（α/ƒ)0.5

min>2 (

6、①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α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α。满足纯横波探测内壁的条件为：

CL1/

CL2×R≤X≤CL1/CL2×r 对于水浸探伤钢管0。251R≤X≤0。458r 取平均值X=1/2（0。251R+0。458r） ②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H〉XS），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）之后,这样，有利于对缺陷判别。

③焦距的选择：F=H+（R2—X2)0.5

④声透镜的曲率半径r` 由F=2。2r`得r`=0.46F 也可有 r`=C1—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δ的关系为：H=n·C水/C钢δ=n·δ/4 n-重合波次数

△=20lgP=20lg2λX2

B/Pff/Dfπ±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φ2平底孔不同时:△=20lgPB/Pf=40lgDf1X1/Df2X2

(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φ2平底孔回波声压为Pf）

①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； △

λX22

Bf=20lgPB/Pf=20lg2f/DfπXB+2X（Xf-XB） 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；

△22

Bf=20lgPB/Pf=20lg2λXf/DfπXB±10lgd/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：P≥KT+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。 ①声程定位法:当仪器按声程1：n调节时；

一次波探伤：lf=nτfsinβ df= nτfcosβ

超声检测二级常用计算公式

二次波探伤：lf=nτfsinβ df= 2T-nτfcosβ ②水平定位法：当仪器按水平1：n调节时； 一次波探伤：lf=nτf df= nτf/K

二次波探伤：lf=nτf df= 2T— nτf/K ③深度定位法:当仪器按深度1:n调节时； 一次波探伤: df= nτf lf=nτf K 二次波探伤： df= 2T- nτf lf=nτf K