用模拟探伤仪测材料声速方法初探

　　1　前言

　　用数字探伤仪测金属材料声速是十分方便和快捷的。但目前数字仪器应用还不十分普遍。国产数字仪器功能还不够全面,质量还不够稳定。而国产模拟探伤仪质量稳定,价格低廉,应用普遍。因此,用模拟探伤仪测金属材料声速仍然有很重要的意义。

　　2　原理

　　众所周知,模拟探伤仪扫描线(也叫时基线)表示的是超声波在工件中传播的时间。当把已知声速试块的底波B1调至扫描线某一位置时,就确定了扫描线上单位刻度(一格)所代表的超声波的传播时间Tn。在仪器条件不变的情况下,检测未知声速试件,可从扫描线上读到未知声速试件B1位置的单位刻度数(格数)。用此格数乘以Tn就得到试件中超声波总的传播时间T。试件的厚度H(距离)是可以测量的。用公式(1)就可以求出试件的声速。

　　CL=H/T(1)

　　式中　H—距离

　　T—时间

　　3　测试方法

　　3.1　仪器、试件

　　CTS-22型超声波探伤仪,DME DL超声波测厚仪(用于数据对比)2.5P20Z探头CSK-ⅢA试块(CL=5900 m/s)铝合金试件(尺寸300 mm×48 mm×70 mm)不锈钢试件(尺寸100 mm×100 mm×90 mm)

　　3.2　测试步骤

　　3.2.1　探头置于CSK-ⅢA试块,在厚度H=150mm处,分别将B1、B2达到满幅50%的波幅前沿调至扫描线20格(单位)和40格(单位)。根据公式

　　(1)导出超声波在试块中的传播时间(单程)为:T=H/CL

　　扫描线每格所代表的传播时间(单程)为:

　　3.2.2　由于试件中超声波的传播时间(单程)T等于扫描线每格所代表的传播时间(单程)Tn乘以所对应的扫描线格数n,故有T=Tn×n根据公式(1)可得CL=H/T=H/(Tn×n) (2)

　　仪器条件不变,探头分别置于铝合金试件H1=48 mm和H2=70 mm探测面上,并将底波B1调至屏高50%左右,读出B1所对应的刻度格数。分别为n1=5.8格和n2=8.5格。用公式(2),代入H1、H2、Tn及n1、n2,有:

　　用DME DL测厚仪测得CL铝=6400 m/s

　　3.2.3　仪器条件不变,探头分别置于不锈钢试块H1=90 mm和H2=100 mm探测面上,扫描线B1的格数分别为n1= 12.3格和n2= 13.8格。同步骤(3.2.2),应用公式(2),代入H1、H2、Tn、n1、n2有:

　　4　结论

　　从铝试件和不锈钢试件声速的测试结果与用DME DL测厚仪测试结果看,两者存在一定差别,这种差别主要是由于模拟仪器的水平线性误差和读数误差造成的。而从数据看,两者相差并不大,其精确度可以满足实际需要。也说明了本文所述用模拟超声波探伤仪测金属材料声速方法的可行性。

　　参考文献:

　　[1]超声波探伤(Ⅱ、Ⅲ级教材).中国锅炉压力容器安全出版社,1995