1、UT檢測縱波實用AVG曲線的計算、制作和使用 侯文科1，2，劉偉明3，李兆華2，司春杰2 （1 山東大學 材料科學與工程學院，山東 濟南 250061；2 濟南鋼鐵集團總公司，山東 濟南250101； 3 煙臺市產(chǎn)品質量監(jiān)督檢驗所，山東 煙臺 264001） 摘要：應用脈沖反射法進行超聲波探傷時，使用當量試塊或通用AVG曲線對缺陷定性、定量分析均存在一定困難。為提高探傷效率，針對一定的使用條件，通過理論計算繪制出實用AVG曲線。使用該曲線能直觀方便地得出缺陷當量，可方便地調節(jié)探傷靈敏度并可對缺陷進行定性、定量評估。關鍵詞：超聲波探傷；AVG曲線；缺陷當量；探傷靈敏度 中圖分類號：TG115.2

2、8+5 文獻標識碼：B 文章編號：1004-4620（2004）04-0049-02 Calculation, Facture and Use of Practical AVG Curve in UT Inspection by Longitudinal Wave HOU Wen-ke1,2, LIU Wei-ming3, LI Zhao-hua2, SI Chun-jie2 (1 School of Material Science and Engineering, Shandong University, Jinan 250061, China; 2 Jinan Iron and

3、 Steel Group Corporation, Jinan 250101, China; 3 Yantai Institute of Supervision and Testing on Product Quality, Yantai 264001, China) Abstract：While using pulse reflection method to do ultrasonic inspection, it is difficult to analyze the defect quantificationally and qualitatively through equ

4、ivalence sample and currency AVG curve. Aiming at the using conditions, a practical AVG curve was charted through theoretical calculation in order to improve flaw detection efficiency. The equivalence of defect can be easily evaluated by using practical AVG curve chart and this curve can be easily u

5、sed to adjust the flaw detection sensitivity and analyze the defect quantificationally and qualitatively.Keywords：ultrasonic test; AVG curve; defect equivalent; flaw detection sensitivity 1  前 言濟南鋼鐵集團總公司（簡稱濟鋼）鍛件、軋輥等比較多，要求進行超聲波探傷的量較大，主要以直探頭縱波探傷為主。目前，在以A型儀器為主的脈沖反射法超聲探傷中，對缺陷的準確定量和定性，都存在相當?shù)睦щy。因此，在縱

6、波探傷缺陷定量中，使用一些制作容易、操作方便、能簡捷地評價缺陷當量的實用AVG曲線具有實際意義。在缺陷定量中，當量試塊比較法需制作大量試塊，成本高，不易攜帶，操作復雜，目前很少采用；通用AVG法計算缺陷當量，需在通用AVG曲線上反復查找，現(xiàn)場使用也不方便；而實用AVG曲線法操作簡單，能直觀方便地得出缺陷當量，應用較廣。2  實用AVG曲線描述反射體至波源的距離、反射信號的波幅（習慣上用儀器的增益值表示）、反射面積當量大小之間相互關系的曲線稱為AVG曲線，又稱為距離-波幅-當量曲線。由設定的探頭及規(guī)則反射體，根據(jù)不同的探測距離（大于100mm）所得到的儀器分貝增益值與距離及當量大小之間

7、的關系曲線，稱為實用AVG曲線。2.1  靈敏度曲線計算以平底孔為例：當x不小于3N時，平底孔回波聲壓為：               P=P0FF/(x)2e-2ax/8.68 （1）      不考慮介質衰減時：               &#

8、160;                     P=P0FF/(x)2 （2）式中 F聲源面積；F平底孔缺陷面積；平底孔直徑；x平底孔至波源的距離。大平底與大實心圓柱體底面回波聲壓：                  

9、                   PB=P0F/2x （3）     當x不小于3N時，同距離大平底與平底孔回波聲壓分貝差為：                  B=B-=20lg(HB-H)=20lg(P

10、B/P) （4）     將公式（2）和（3）代入（4）式，可得同距離的大平底與直徑為的平底孔之間的分貝差：                B/=20lg(2x/2) （5）     設實際探傷過程的條件如下：    （1）被探工件材質：鋼；    （2）直探頭頻率f：2.5MHz；  &

11、#160; （3）直探頭直徑D：20mm；    （4）2：直徑2mm平底孔當量靈敏度；    （5）超聲波在鋼中聲速c：5900m/s。    則波長（c/f）為2.36mm，近場長度N（D2/4）為42.4mm。將以上參數(shù)代入公式（5），得同距離大平底與2當量平底孔分貝差為：                   &

12、#160; B/2=20lgx-8.5 （6）     因此，可根據(jù)公式（6）求得同距離的大平底或大實心圓柱體曲底面對2當量的靈敏度曲線。x不同，則B/2不同，計算結果見表1。 表1  不同深度2當量靈敏度增益分貝值  dBx/mm 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 800 900 1000 1100 1200 B/2 31.5 35.0 37.5 39.5 41.0 42.4 43.5 44.6 45.5 46.3 47.1 47.8 48.4 49.6

13、 50.6 51.5 52.3 53.1 注： B/2表示不同深度2當量靈敏度的增益分貝值。 2.2  缺陷當量的定量計算一次反射波在時基掃描線指示長度刻度10的范圍內，不同距離的平底孔缺陷x對2當量靈敏度的分貝值可按下式計算：                            x=x- 2=20lg(P

14、x /P2) （7）     設時基掃描線一刻度所代表的長度為c（常數(shù)），調整2當量靈敏度，則：                 x2=10×cx所對應的距離：               x1=nc（n為110）公式（7）可寫為： 

15、60;               x=40lg(x x2/2x1)=40lg(10x/n 2)    （8）式中 n缺陷x在超聲波探傷儀示波屏上的刻度值；x1缺陷x的聲程；x2最大聲程；x在超聲波探傷儀示波屏不同刻度上所顯示的缺陷；x缺陷x與2當量靈敏度的分貝差。由公式（8）可求出不同距離的x所對應的x的分貝值，由此可判定不同距離處的平底孔x的大小，計算結果列于表2。表2 缺陷x在x1處時與最大聲程時2的分貝差 dBn 1.

16、0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 2 40 33 28 24 21 18 16 14 12 10 9 8 6 5 4 3 2 1 3 47 40 35 31 28 25 23 21 19 17 16 15 13 12 11 10 9 8 4 52 45 40 36 33 30 28 26 24 22 21 20 18 17 16 15 14 13 6 52 47 43 40 37 35 33 31 29 28 27 25 24 23 22 21 20 8 52 48 45 42 40 38

17、 36 34 33 32 30 29 28 27 26 25 2.3  實用AVG曲線的繪制在選用2.5MHz的直探頭對鋼材進行探傷時，根據(jù)表1、表2的計算結果，繪制實用AVG曲線如圖1所示。在圖1中，曲線部分表示探傷靈敏度曲線的選擇。圖中的縱坐標表示不同的最大檢測深度其探傷靈敏度為2當量時的分貝增益值。圖1下部表示如何對發(fā)現(xiàn)的缺陷進行定量。圖1  實用AVG曲線及缺陷當量定量表 3  AVG曲線圖表的使用AVG曲線圖表可用來調節(jié)探傷靈敏度和對發(fā)現(xiàn)的小于聲束截面的缺陷進行評定。3.1  調節(jié)探傷靈敏度（1）根據(jù)探件大小，確定好探測范圍；（2）置探頭于工件探測面上，找到工件完好部位的大平底回波（底面與探測面須平行）或大實心圓柱體底波，將其調到一定高度；（3）查曲線即得到所對應長度的分貝值，再增益其分貝值，即得所對應的2當量靈敏度。另外可查表得到其他靈敏度。3.2 確定缺陷當量（1）找出缺陷回波的最高峰，增加儀器分貝值使之處于所定的某一高度，則儀器分貝增加值已知；（2）根據(jù)此缺陷波所處的位置