超声波探伤中影响缺陷定位的主要因素

超声波探伤中影响缺陷定位的主要因素
超声波探伤中影响缺陷定位的主要因素大致来讲，影响超声波探伤中缺陷定位准确性的因素可分为4类：

1、仪器的影响

仪器的水平线性：仪器水平线性的好坏对缺陷定位有一定的影响。当仪器水平线性不佳时，缺陷定位误差大。
仪器水平刻度精度：对于模拟机来讲，仪器时基线比例是根据示波屏上水平刻度值来调节的，当仪器水平刻度不准时，缺陷定位误差增大。
2、探头的影响

声束偏离：无论是垂直入射还是倾斜入射探伤，都假定波束轴线与探头晶片几何中心重合，而实际上这两往往难以重合。当实际声束轴线偏离探头几何中心轴线较大时，缺陷定位精度定会下降。
探头双峰：一般探头发射的声场只有一个主声束，远场区轴线上声压*高。但有些探头性能不佳，存在两个主声束，发现缺陷时，不能判定是哪个主声束发现的，因此也就难以确定缺陷的实际位置。
斜楔磨损：横波探头在探伤过程中，斜楔将会磨损。当操作者用力不均时，探头斜楔前后磨损不同。当斜楔前面磨损较大时，折射角减小，探头K值减小。当斜楔后面磨损较大时，折射角增大，K值也增大。此外，探头磨损还会使探头入射点发生变化，影响缺陷定位。
3、工件的影响

工件表面的粗糙度：工件表面粗糙，不*耦合**，而且由于表面凹凸不平，使声波进入工件的时间产生差异。当凹槽深度为λ/2时，则进入工件的声波相位正好相反，这样就犹如一个正负交替变化的次声源作用在工件上，使进入工件的声波互相干涉成分叉，如下图所示，从而使缺陷定位困难。

粗糙表面引起的声束分叉

工件材质：工件材质对缺陷定位的影响可从声速和内应力两个方面来讨论。当工件与试块的声速不同时，就会使探头的K值发生变化。另外，工件内应力较大时，将使声波的传播速度和方向发生变化。当应力方向与波的传播方向一致时，若应力为压缩应力，则应力作用使试件弹性增加，这时声速加快。反之，若应力为拉伸应力，则声速减慢。当应力与波的传播方向不一致时，波动过程中质点拔地而起轨迹受应力干扰，使波的传播方向产生偏离，影响缺陷定位。
工件表面形状：探测曲面工件时，探头与工件接触有两种情况。一种是平面与曲面接触，这时为点或线接触，握持不当，探头折射角容易发生变化。另一种是将探头斜楔磨成曲面，探头与工件曲面接触，这时折射角和声束形状将发生变化，影响缺陷定位。
工件边界：当缺陷靠近工件边界时，由于侧壁反射波与直接入射波在缺陷处产生干涉，使声场声压分布发生变化，声束轴线发生偏离，使缺陷定位误差增加。
工件温度：探头的K值一般是在室温下测定的。当探测的工件温度发生变化时，工件中的声速发生变化，使探头的折射角随之发生变化，如下图所示。下图中曲线表示β=45°的探头折射角变化情况。当温度低于20°时，β<45°。当温度高于20°时，β>45°。

温度对折射角的影响

工件中缺陷情况：工件内缺陷方向也会影响缺陷定位。缺陷倾斜时，扩散波束入射*缺陷时回波较高，而定位时误认为缺陷在轴线上，从而导致定位不准。
4、探伤人员操作因素影响

仪器时基线比例：仪器时基线比例一般在试块上调节，当工件与试块的声速不同时，仪器的时基线比例发生变化，影响缺陷定位精度。另外，调节比例时，回波前沿没有对准相应水平刻度或读数不准。使缺陷定位误差增加。
入射点、K值：横波探测时，当测定探头的入射点、K值误差较大时，也会影响缺陷定位。
定位方法不当：横波周向探测圆柱筒形工件时，缺陷定位与平板不同，若仍按平板工件处理，那么定位误差将会增加