[发明专利]横波斜探头反衍变探伤法

说明书

本发明提供一种横波斜探头反衍变探伤法，超声横波传播时，遇到缺陷后能产生反射波、衍射波和变型波；通过对这些波的综合分析，通过反射特性的反射波和衍射特性的衍射波，得到了缺欠的有无，通过变型特性的变型波，即在缺欠端点产生的变型表面波，通过表面波在缺欠表面传播得到了缺欠的形状、尺寸和通过缺欠产生的变型表面波、变型横波、变型纵波与发射横波之间走的路径组合，揭示了荧屏内所有波产生的成因，得到了确定缺欠的角度或方向的依据，解决了对缺陷进行精准的定位、定量和定性，实现通过A超技术就能将缺欠真实形状立体呈现。本发明的技术方案解决了现有技术中缺少一种对缺陷进行精准定位、定量和定性的探伤方法的问题。

技术领域

本发明涉及探伤技术领域，具体而言，尤其涉及一种横波斜探头反衍变探伤法。

背景技术

现在的A型脉冲超声波探伤技术，简单讲是超声波探伤仪器通过超声探头发出超声波，超声波以指定的角度进入被检工件，在传播的过程中遇到异质界面(缺欠)产生反射，反射部分超声波按原路返回，在仪器的荧屏里以脉冲的形式反映出来，通过该反射脉冲出现的位置、高度和形状对缺欠进行定位、定量和定性分析，如图1-1至图1-4所示，其中，图1-1是纵波直探头探伤示意图，图1-2是纵波斜探头探伤示意图，图1-3是横波斜探头探伤示意图，图1-4是表面波探头探伤示意图。

现在的A超技术是以缺陷反射回波为依据对缺欠进行定位、定性、定量，首先是让缺欠反射回波最大化，只有声束垂直缺欠面时反射波才是最高的，而焊缝里的缺欠形状是未知的，只有焊缝坡口面上的缺欠是已知的，因为坡口角度是已知的，如图2所示，图2是焊缝坡口示意图。

从有焊接技术开始，焊缝坡口角度通过大量的实验、实践，最终基本上确定薄板是20°，中厚板是30°，厚板是45°，只有当坡口角度加上探头折射角度β等于90°时，声束才是垂直于坡口面的，坡口面上的缺陷反射才是最大的，如图3所示，图3是探头角度的由来示意图。

所以针对当时焊接工艺制定的焊缝坡口角度，就有了45°，60°和70°三种折射角度的探头，另外我们运用的A超探伤技术，是在一个人工制作的标准参照物上，这个参照物又称做灵敏度试块，在灵敏度试块上取得相应的反射波高，这个波高就是探伤起始灵敏度，如图4-1和图4-2所示，其中，图4-1是横通孔灵敏度试块示意图，图4-2平底孔灵敏度试块示意图。

按照这个灵敏度进行探伤，由于参考反射体大小或形状的不同，缺欠的检出能力就不同，探伤参考反射体决定了探伤的灵敏度，不同的超声探伤起始灵敏度(包括横通孔、平底孔、矩形槽等)，哪种更接近探伤结果的准确呢，没有。

焊缝内的缺欠，类型不同，形状不同，大小不同，位置不同，方向不同，看不到摸不到，超声波的反射法不能准确的判断这五不同，就只能将这五不同，同一个规定的标准的横通孔或平底孔等，在同一个灵敏度下进行波高比对，这种比对比不出缺欠的五不同，比的只是把缺欠相当于横通孔或平底孔的当量，这种比对的方法称作当量法，这种比对能说明相同反射波高的横通孔、平底孔和缺欠对于焊缝强度的影响是一样的吗，不能。

目前运用的当量法有三种，一是当量试块比较法，二是当量计算法，三是当量AVG曲线法。目前横波探伤主要运用当量试块法。对于当量的缺陷仅是探头所在位置发现的缺陷，当工件中缺陷尺寸大于声束界面时，就要对缺陷进行长度测定，测长法是根据缺陷波高与探头移动距离来确定缺陷的尺寸，缺陷测长方法分为相对灵敏度法、绝对灵敏度法和端点峰值法。

如果同一个缺陷用以上不同的方法测长，结果会不同，用不同角度探头测长，结果也会不同，所以这么多的测长方法导致测长的乱像，短缺陷会测长，长缺陷会测短，采用以上的方法测长，结果只能称作是指示长度，而不是缺陷的实际长度。

目前探伤对于缺陷的定性，主要是根据缺陷当量的大小，缺陷存在的位置，缺陷反射的波形，焊接工艺，被检工件的材质，探伤使用的设备以及探伤者的经验等综合而定，而这些都不足以将缺陷性质定的恰如其分。