无损检测：超声波探伤中影响缺陷定量的因素

缺陷大小的变化十分急剧。缺陷变小时，波高急剧下降，很容易下降到探伤仪不能发现的程度。

(2)缺陷方位的影响：前面谈到的情况都是假定超声波入射方向与缺陷表面是垂直的，但实际缺陷表面相对于超声波入射方向往往不垂直。因此对缺陷尺寸估计偏小的可能性很大。

声波垂直缺陷表面时缺陷波最高。当有倾角时，缺陷波高随入射角的增大而急剧下降。图4.46给出一光滑面的回波波高随声波入射角变化的情况。声波垂直入射时，回波波高为l，当声波入射角为2.5°时，波幅下降到1/lO，倾斜12°时，下降至l/1000，此时仪器已不能检出缺陷。

(3)缺陷波的指向性：缺陷波高与缺陷波的指向性有关，缺陷波的指向性与缺陷大小有关，而且差别较大。

垂直入射于圆平面形缺陷时.当缺陷直径为波长的2～3倍以上是，具有较好的指向性，缺陷回波较高。当缺陷直径低于上述值时，缺陷波指向性变坏，缺陷回波降低。

当缺陷直径大于波长的3倍时，不论是垂直入射还是倾斜入射，都_可把缺陷对声波的反射看成是镜面反射。当缺陷直径小于波长的3倍时，缺陷反射不能看成镜面反射，这时缺陷波能量呈球形分布。垂直入射和倾斜入射都有大致相同的反射指向性。表面光滑与否，对反射波指向性已无影响。因此，探伤时倾斜入射也可能发现这种缺陷。

(4)缺陷表面粗糙度的影响：缺陷表面光滑与否，用波长衡量。如果表面凹凸不平的高度差小于l/3波长，就可认为该表面是平滑的，这样的表面反射声束类似镜子反射光束。否则就是粗糙表面。

对于表面粗糙的缺陷，当声波垂直入射时，声波被乱反射。同时各部分反射波由于有相位差而产生干涉，使缺陷回波波高隧粗髓度的增大而下降。当声波倾斜入射时，缺陷回波波高随着凹凸程度与波长的比值增大而增高。当凹凸程度接近波长时，即使入射角较大，也能接触到回波。

(5)缺陷性质的影响：缺陷回波波高受缺陷性质的影响。声波在界而的反射率是由界面两边介质的声阻抗决定的。当两边声阻抗差异较大时，近似地可认为是全反射，反射声波强。当差异较小时，就有一部分声波透射，反射声波变弱。所以，试件中缺陷性能不同，大小相同的缺陷波波高不同。

通常含气体的缺陷，如钢中的白点、气孔等，其声阻抗与钢声阻抗相差很大，可以近似地认为声波在缺陷表面是全反射。但是，对于非金属夹杂物等缺陷，缺陷与材料之间的声阻抗差异较小，透射的声波己不能忽略，缺陷波高相应降低。

另外，金属中非金属夹杂的反射与夹杂层厚度有关，一般地说，层厚小于l/4波长时，随层厚的增加反射相应增加。层厚超过l/4波长时，缺陷回波波高保持在一定水平上。

(6)缺陷位置的影响：缺陷波高还与缺陷位置有关。缺陷位于近场区时，同样大小的缺陷随位置起伏变化，定量误差大。所以，实际探伤中总是尽量避免在近场区探伤定量。