壓力氣瓶水浸探傷垂直熱射探頭的選擇

壓力氣瓶水浸超聲波垂直入射探傷時(shí)，首先要選擇合適的探頭和確定水層厚度。必須根據(jù)缺陷情況、檢測(cè)要求、超聲波衰減等因素選擇合適類型、尺寸和頻率的探頭。為了避免在探頭近場(chǎng)區(qū)對(duì)缺陷進(jìn)行定量，必須計(jì)算確定合適的水層厚度，同時(shí)該水層厚度也要保證探頭焦柱能掃查到缺陷從而獲得最大檢測(cè)靈敏度。

探頭類型選擇

非聚焦探頭發(fā)出的超聲波在水中傳播時(shí)，聲束擴(kuò)散角比較小，然而超聲波進(jìn)入工件后，根據(jù) Snell 定律，聲束擴(kuò)散角會(huì)增大，導(dǎo)致其指向性急劇下降；而對(duì)于聚焦探頭來說，聲束在一定范圍內(nèi)不會(huì)擴(kuò)散，反而會(huì)出現(xiàn)二次聚焦現(xiàn)象。聚焦探頭具有聲能相對(duì)集中、檢測(cè)靈敏度高、對(duì)缺陷方向不敏感、信噪比高等優(yōu)點(diǎn)。因此，當(dāng)缺陷有一定取向時(shí)，聚焦探頭相對(duì)于非聚焦探頭有優(yōu)勢(shì)。

探頭尺寸指的是探頭的壓電晶片尺寸，晶片尺寸大則超聲波入射能量大，同時(shí)聲束指向性好。在檢測(cè)中為減少聲束能量的擴(kuò)散、彌補(bǔ)超聲波在工件中的衰減，可選擇較大晶片尺寸的探頭。但是對(duì)于聚焦探頭來說，隨著晶片尺寸增大，探頭焦柱長度變短，這對(duì)缺陷檢測(cè)不利。另外，晶片直徑大則近場(chǎng)區(qū)大，同樣不能用太大晶片尺寸的探頭。JB/T4730.3《承壓設(shè)備無損檢測(cè) 第 3 部分：超聲檢測(cè)》中規(guī)定探頭晶片尺寸范圍為：Ф14~Ф25mm。

探頭頻率選擇

目前工業(yè)超聲波探傷大多選擇的探頭頻率范圍在 0.5~10MHz，JB/T4730.3中的規(guī)定也如此。頻率決定了超聲波對(duì)缺陷的檢出能力，頻率高的探頭聲束窄且擴(kuò)散角小、能量集中、分辨力較好，有助于發(fā)現(xiàn)細(xì)小缺陷。但如果頻率過高，聲束太窄，會(huì)出現(xiàn)掃查空間過小的情況，僅能檢測(cè)出將超聲能量反射至探頭的那部分反射體或缺陷的面積，這對(duì)于大面積缺陷的檢測(cè)不利。探頭頻率還影響超聲波傳播過程中的繞射和衰減。