請教-關于管道中有水時波束衰減的測量

     以前遇到過管道中有水或者有油時的超聲檢測，當時不能確定橫波在管內壁鋼-液界面上的聲能損失，所以無法確定補償量。只能使用規定范圍內的較大K值探頭進行直射波和一次反射波的檢測，或者大概估計補償量進行檢測，可能結果不是很準確。最近有時間想測定一下不同頻率、 不通管徑、不通管內介質在不同聲程時的衰減規律，以方便在日后檢測時遇到這樣的問題可以有一個實測的數據以參考。
   初步設想如下，在其他條件不變的情況下測定標準試塊的反射體在空氣中和水中的反射波高以進行對比，第二部使用不同頻率不同尺寸的探頭對不同管徑包含未焊透缺陷（比較有代表性）的試件在空氣中和水中進行未焊透缺陷不同聲程處的反射波高比較；得到的數據進行整理繪制出具有參考意義的曲線。
   不能確定這種設想有沒有重大缺陷，所以提出來大家討論一下，如果成功會發上來大家共享，歡迎討論。

管子的曲率、水和內壁粗糙(腐蝕)都會影響聲波的反射。

橫波在管子內壁的入射角，決定了是否會產生波型轉換，而聲束有一定寬度，跟晶片尺寸和頻率相關，由于是脈沖波因此頻率是一定范圍的，也就是常說的帶寬。聲束邊緣部分是低頻部分，一般能量也較低，聲束的主要能量集中在中心頻率部分。綜合上述因素，當管子內壁的入射橫波主聲束的入射角范圍在35~75度（大致估計）之間時，幾乎沒有波型轉換，管子內壁是否有水或者其他液體都不對主聲束能量產生影響或者影響很小可以忽略；反之則有影響。實際工作中管子壁厚較小，常常使用大K值探頭，比如K2.5、K3，探頭聲束下邊緣達到90度，邊緣橫波在鋼水界面退化成一種廣義的表面波，一邊沿著界面傳播一邊向水中輻射縱波，導致聲能的損耗，此時如果用二次波探傷，靈敏度會明顯偏低。
如果有條件可以做實驗的話，個人覺得首先應需要準確的測試檢測工藝參數，如聲束寬度、中心頻率的偏差大小、實際折射角度等等；其次考慮如何對比有水時與無水時的檢測靈敏度的差異，加工含有何種反射體的管子試樣，管子曲率對檢測及試驗的影響等等這些客觀因素；最后，得出的試驗數據是否有普適性，這個也需要實際驗證。

天空 發表于 2015-10-18 13:56
樓主你好，我仔細看了你寫的文章。在遠東能看到這么長的的文章很少見，你是用心思考過的。
很支持你的實踐 ...

是的，直射波是不影響的，只測量直射波在管子內壁鋼-液界面反射以后的數據，很多時候做小徑管薄皮的直射波幾乎沒辦法用，只能用一次反射波或二次波，甚至是3次波。壁厚不大的長輸管道直射波也只能掃查焊縫下半部分，上部的掃查還是要使用一次反射波。這樣如果管子內有水或者油的話，做出來的數據就有意義了。

樓主你好，我仔細看了你寫的文章。在遠東能看到這么長的的文章很少見，你是用心思考過的。
很支持你的實踐行為，現在的遠東缺乏這種精神。
你寫的文章相信很多探傷人都思考過甚至遇到過（我只RT過，沒有進行UT），管內有水還要求UT，這個問題我是這么看的：
如果是一次波發現的缺陷那么水的存在實際是不影響波幅高度的；如果是二次波發現的缺陷，因為橫波傾斜入射會在水中折射分離出縱波，能量損失導致缺陷波幅降低。
這樣的話樓主實驗時候 只有二次波是有意義的，工作中如果真的要避免這個問題要根據板厚實際加工試塊，不知道我的看法是否正確？