超聲波常見異常波形識讀王孟君課件

超聲波常見異常波形識讀主講人：王孟君CHAOSHENGBOCHANGJIANYICHANGBOXINGSHIDU01超聲波的異常波形01超聲波的異常波形傾斜平面上的反射

超聲波入射到與主聲束不垂直的面相當(dāng)于超聲波斜入射于固體/空氣界面，此時不僅可能發(fā)生波型轉(zhuǎn)換，而且反射波方向和聲壓反射系數(shù)均會變化，如左圖和下圖所示，直探頭和斜探頭都發(fā)生反射并伴有波形轉(zhuǎn)換。直探頭在傾斜面上的波形轉(zhuǎn)換斜探頭在傾斜面上的波形轉(zhuǎn)換如上圖和右圖所示，直探頭和斜探頭都發(fā)生反射并伴有波形轉(zhuǎn)換。01超聲波的異常波形傾斜平面上的反射道岔中50/60軌轉(zhuǎn)換部位，鋼軌底面傾斜，超聲波容易在反射過程中產(chǎn)生波型轉(zhuǎn)換，不過由于傾斜角度較小，0°探頭和37°斜探頭的發(fā)散聲束有時依然有回波反射。01超聲波的異常波形端角的反射

超聲波在兩個相互垂直平面構(gòu)成的直角內(nèi)反射稱為端角反射（左圖）。每次反射過程都遵循超聲波的反射定律，反射波與入射波波型相同時，以平行于入射方向返回。端角反射示意圖利用端角反射發(fā)現(xiàn)實際傷損實際鋼軌探傷中37°探頭檢測軌端水平裂紋A、螺孔水平裂紋B、軌底橫向裂紋C就是利用端角反射特性來實現(xiàn)，如右圖所示。

01超聲波的異常波形端角的反射

反射率的大小與入射角和入射波型有關(guān)?？v波入射時，除入射角很?。?°附近）或入射角很大（90°附近）的情況外，縱波在很大范圍內(nèi)聲壓反射率均很低，當(dāng)縱波入射角為15°~75°間，不超過20?？v波入射與聲壓反射關(guān)系橫波入射與聲壓反射關(guān)系橫波入射時，入射角在為35°~55°間，端角反射率達(dá)100%，其原因是橫波入射角均超過第三臨界角。01超聲波的異常波形側(cè)壁的反射——遲到波對截面寬度或直徑與探頭晶片尺寸相當(dāng)?shù)拈L直工件進(jìn)行軸向縱波探測時，探頭擴(kuò)散聲束中的一部分邊緣聲束等于以很大的縱波入射角斜入射工件側(cè)壁平面，并產(chǎn)生縱波和變型橫波S1，其中S1橫波穿越工件成為另一側(cè)壁平面上的入射橫波，其中一部分經(jīng)波型轉(zhuǎn)換后成為變型縱波L2和橫波S2，L2經(jīng)底面反射后被探頭接收。01超聲波的異常波形側(cè)壁的反射——遲到波

鋼軌探傷過程中用2.5P20直探頭檢測鋼軌過程中，發(fā)散聲束在軌腰處發(fā)生波形轉(zhuǎn)換，經(jīng)過幾次發(fā)射后回到探頭，在底波的后面產(chǎn)生遲到波。實際生產(chǎn)中的遲到波延時塊中的遲到波但是要注意，雙晶0°探頭在檢測鋼軌母材時，接收晶片在接收超聲波后，一部分超聲波在有機(jī)玻璃延遲塊內(nèi)發(fā)生反射又被接收到，底波B后依然產(chǎn)生遲到波。01超聲波的異常波形斷面反射——螺孔波70°斜探頭發(fā)送的超聲波，在遇到鋼軌軌端時，橫波S以20°的入射角入射，因小于第三臨界角，所以反射波形中既有橫波S又有縱波L，縱波以一定角度打到螺孔上，形成螺孔反射回波，探傷時一定要注意分辨，不要與70°的斷面波混淆了。01超聲波的異常波形側(cè)壁干涉波位于工件側(cè)壁附近的小缺陷，用與側(cè)壁平行的聲束很難檢測，這是因為存在著工件側(cè)壁干擾現(xiàn)象的緣故。這一干擾現(xiàn)象往往由經(jīng)側(cè)壁反射后的縱波（或橫波）與不經(jīng)反射的直射縱波之間的干涉引起的，其結(jié)果是干擾了直射聲波的返回聲壓，使探測靈敏度下降。在脈沖反射式探傷中，一般脈沖持續(xù)時間所對應(yīng)的聲程不大于4λ，故只要側(cè)壁反射聲束路程大于直射縱波聲束路程4λ，側(cè)壁干擾即可避免。實踐案例：在遇到軌腰單側(cè)裂紋時，往往探頭靠近缺陷一側(cè)時，傷波波形幅值較低，反射遠(yuǎn)離傷損一側(cè)時，傷損容易發(fā)現(xiàn)，所以在探傷過程中有時要橫向調(diào)節(jié)探傷位置。單側(cè)水平裂紋01超聲波的異常波形一孔45°角反射波0°探頭在檢測鋼軌遇到一孔時，縱波以45°角打到螺孔側(cè)邊時，反射的縱波垂直打到鋼軌斷面，反射回波形成為45°縱波，這種波形位移量很小，不要誤判為傷。01超聲波的異常波形一孔61°角反射波0°探頭在