超声检测现场只有CSK-IIA试块如何校准探头?
浏览量:5658次发布时间:2020年04月07日
导语:对于平板焊缝斜探头的校准,从学习超声波开始,我们多采用CSK-IA试块进行校准,假设项目应急,现场没有CSK-IA试块,您是否想过怎么校准?其实了解其原理,校准的方式方法很多,最根本的目的就是要通过校准实现定位的准确性,所以无论采用何种试块,何种方法,通过你的校准,检测已知深度反射体的定位准确即可。本文针对采用CSK-IIA-1试块进行斜探头校准(前沿、K值、探头延时)进行陈述,并对校准结果与采用CSK-IA校准结果进行比对、分析。
编制实验:
1、实验准备:
设备:CTS-9009PLUS;
探头:5Z13*13K2(SIUI);
试块:CSK-IIA-1,CSK-IA;
耦合剂:机油
2、实验过程:
2.1 采用CSK-IA试块进行斜探头校准,并对测试的探头延时、前沿、K值进行记录,测试过程不细表(最常用的方式),测试结果如下:
探头延时(t0)=7.45μs;
前沿(L0)=14mm;
K值=1.91。
2.2 采用CSK-IIA-1试块校准
基本方法简述(参考下图):
需要在CSK-IIA-1试块上选择两个不同深度横孔,并记录两个孔的深度分别为H1、H2,再分别对两个横孔进行检测,找寻最高波,并记录探头前沿距离孔中心的距离,分别记录为L1、L2,利用如下公式计算前沿和K值。
(L1+L0)/H1=(L2+L0)/H2; 公式(1)
K=L1+L0/H1; 公式(2)
通过上述测量结果,可以根据直角三角形勾股定理计算H1或H2长横孔的声程(用于测量探头延时),得到声程结果后按下式计算:。
声程(S)={(L0+L1)2+H12}1/2
上述以H1、L1为例,如需计算H2孔的声程则公式内容换为L2,H2
实验步骤:
①本文采用CSK-IIA-1试块,选择两个横孔分别为,20mm和40mm深度的横孔,分别记录为H1=20mm;H2=40mm。
②采用5Z13*13K2检测20mm深横孔,前后移动探头寻找最高波,找到后固定探头不动,测量探头前沿距离孔中心线距离,实测结果为L1=25mm。
③采用5Z13*13K2检测40mm深横孔,前后移动探头寻找最高波,找到后固定探头不动,测量探头前沿距离孔中心线距离,实测结果为L2=61mm。
④根据记录结果计算:
(L1+L0)/H1=(L2+L0)/H2
=(25+LO)/20=(61+L0)/40
计算结果LO=11mm(即前沿为11mm);
K=L1+L0/H1
K=25+11/20=1.8;(即K值1.8)
⑤计算20mm深横孔的声程
声程(S)={(L0+L1)2+H12}1/2
S={(11+25)2+202}
S=41.18mm.
⑥ 把S的值输入设备校准参考值1中,测试方式修改为测试“零点”(声速默认为3230m/s不进行测试),使用探头测定20mm深的长横孔,找到最高波后确定校准,校准结果为8.69μs。
3、结果比对
测定方法 | 测试结果(5Z13*13K2) | ||
t0 | L0 | K值 | |
CSK-IA试块 | 7.45 | 14 | 1.91 |
CSK-IIA-1试块 | 8.69 | 11 | 1.8 |
偏差 | -1.24 | +3 | +0.11 |
测试结果偏差大些,编者初步认为由于近场区影响引起的偏差较大(5MHZ探头近场区大),与此同时计算了声束在钢中的近场区长度,根据计算结果20mm、40mm位于近场区中,所以判断误差由于近场区引起,遂进行了下一步实验采用2.5Z13*13K2探头进行比对。
4、2.5Z13*13K2比对结果
测定方法 | 测试结果(2.5Z13*13K2) | ||
t0 | L0 | K值 | |
CSK-IA试块 | 8.25 | 13 | 1.88 |
CSK-IIA-1试块 | 9.04 | 12 | 1.8 |
偏差 | -0.79 | +1 | +0.08 |
采用2.5Z13*13K2探头进行测试的结果显示两者均有偏差,但采用2.5Z13*13K2测试结果偏差有所减小。
5、定位结果比对
编者分别采用CSK-IA和CSK-IIA-1两种试块进行校准,校准后对CSK-ⅡA-1试块的15mm、20mm、35mm、40mm不同深度的4个孔进行定位测试,测试结果均准确,误差很小。
6、结论:
采用CSK-IIA-1试块校准探头方法,可以实现现场应用以及满足定位准确性。至于采用CSK-IA校准和采用CSK-IIA-1校准的结果偏差有待进一步研究,编者实验采用2.5Z13*13K2测试结果偏差虽有所减小,但是仍无法准确判断是由近场区造成的偏差。如读者有相关经验,可以加编者微信,相互交流!