超聲波探傷中探頭頻率如何選擇

脈沖回波法檢測使用的頻率從25kHz~10MHz。由于用接觸法檢測時(shí)一般會碰到金屬結(jié)構(gòu)的變化，所以常常希望使用*低來確定規(guī)定的*小尺寸和類型的不連續(xù)性的位置，并且結(jié)果一致。

超聲直聲束縱波脈沖回波檢測應(yīng)用的典型頻率范圍

頻率范圍                        應(yīng)用范圍

25~100kHz 混凝土，木棒，巖石和粗晶非金屬材料

0.2~2.25MHz 鑄件（灰鑄鐵，球墨鑄鐵），相對地粗晶材料（銅，奧氏體不銹鋼，鎳基合金）               ，塑料（固體火箭推進(jìn)劑）以及火藥柱

0.4~5MHz 鑄件（鋼、鋁、黃銅）和晶粒細(xì)化材料

1~2.25MHz 焊縫（黑色和有色金屬）

1~5MHz         鍛造金屬產(chǎn)品（薄板、棒、方坯）

1~10MHz         鍛件（黑色和有色金屬）

2.25~10MHz 拔和壓的有色金屬或黑色金屬產(chǎn)品（棒、管、帶）、玻璃和陶瓷

       合理地選擇檢測頻率需要有檢測類似材料的經(jīng)驗(yàn)，注意分析或試驗(yàn)。可能需要標(biāo)準(zhǔn)試塊以檢查檢測方法的重復(fù)性和結(jié)果的*性。

        對晶粒細(xì)化的鋼，當(dāng)用接觸法檢測探測小尺寸的鍛造開裂、表面剝落、重皮和不連續(xù)性時(shí)，通常檢測頻率選用2.25MHz或5MHz。通常選用10MHz的檢測頻率探測細(xì)微夾雜物和分層。

        大型的中碳鋼鍛件一般選用超聲束穿透能力達(dá)3m或更大的1~5MHz檢測頻率。小鍛件檢測頻率選用5~10MHz，而大鍛件檢測頻率則選用2.25MHz~5MHz。透平轉(zhuǎn)子這樣的鍛件雖在鍛造時(shí)較大范圍熱加工使用近表面材料已接受很多晶粒細(xì)化，但在鍛件中心部分可能有原始鍛造狀的大晶粒尺寸。

        高碳鋼和高合金鋼若超聲穿透能力需要超過1m則應(yīng)使用500kHz~1MHz的低檢測頻率。這也依賴于材料加工或熱處理程度。較低的檢測頻率常用于鑄鐵，在這里類似片狀石墨結(jié)構(gòu)引起超聲束的散射，并且即使用采用低頻也降低了超聲束的穿透能力。

        在大多數(shù)金屬和合金中，較大的晶粒經(jīng)過鍛造、機(jī)加工或熱處理等精加工工藝產(chǎn)生更均勻的金屬組織結(jié)構(gòu)以致能采用較高檢測頻率。由于控制了冷卻或熱處理工藝，許多銅合金鑄件具有細(xì)化的晶粒組織，所以可以采用2.25MHz的檢測頻率。其它類似的合金鑄件因有非常大的晶粒尺寸，即使采用500kHz的檢測頻率也是困難的。大多數(shù)鍛造鋁合金有相對細(xì)化的晶粒組織，所以超聲波在該種材料中有良好的穿透能力。對這些材料，推薦采用對小的不連續(xù)性有高分辨力的5、7.5MHz或10MHz的檢測頻率。不定的晶粒尺寸是鑄鋁合金、鎂、鈦和其他合金的特征，對其可以使用2.25~5MHz的檢測頻率。

        奧氏體不銹鋼和核電力系統(tǒng)中使用的高合金鑄件(如錳鋼)常常有2.5mm或更高數(shù)的量級的晶粒尺寸。這些材料要求結(jié)合使用低檢測頻率，高脈沖能量級或聚焦超聲聲束來補(bǔ)償嚴(yán)重散射和衰減。正如大多數(shù)無損檢測方法一樣，當(dāng)工作狀況或靈敏度有懷疑時(shí)，應(yīng)將結(jié)果與已知類似材料組織或類似直穿透能力的參考試塊進(jìn)行比較