压力气瓶水浸探伤垂直热射探头的选择

压力气瓶水浸超声波垂直入射探伤时，首先要选择合适的探头和确定水层厚度。必须根据缺陷情况、检测要求、超声波衰减等因素选择合适类型、尺寸和频率的探头。为了避免在探头近场区对缺陷进行定量，必须计算确定合适的水层厚度，同时该水层厚度也要保证探头焦柱能扫查到缺陷从而获得最大检测灵敏度。

探头类型选择

非聚焦探头发出的超声波在水中传播时，声束扩散角比较小，然而超声波进入工件后，根据 Snell 定律，声束扩散角会增大，导致其指向性急剧下降；而对于聚焦探头来说，声束在一定范围内不会扩散，反而会出现二次聚焦现象。聚焦探头具有声能相对集中、检测灵敏度高、对缺陷方向不敏感、信噪比高等优点。因此，当缺陷有一定取向时，聚焦探头相对于非聚焦探头有优势。

探头尺寸指的是探头的压电晶片尺寸，晶片尺寸大则超声波入射能量大，同时声束指向性好。在检测中为减少声束能量的扩散、弥补超声波在工件中的衰减，可选择较大晶片尺寸的探头。但是对于聚焦探头来说，随着晶片尺寸增大，探头焦柱长度变短，这对缺陷检测不利。另外，晶片直径大则近场区大，同样不能用太大晶片尺寸的探头。JB/T4730.3《承压设备无损检测 第 3 部分：超声检测》中规定探头晶片尺寸范围为：Ф14~Ф25mm。

探头频率选择

目前工业超声波探伤大多选择的探头频率范围在 0.5~10MHz，JB/T4730.3中的规定也如此。频率决定了超声波对缺陷的检出能力，频率高的探头声束窄且扩散角小、能量集中、分辨力较好，有助于发现细小缺陷。但如果频率过高，声束太窄，会出现扫查空间过小的情况，仅能检测出将超声能量反射至探头的那部分反射体或缺陷的面积，这对于大面积缺陷的检测不利。探头频率还影响超声波传播过程中的绕射和衰减。