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超声波探伤第7讲

§4.6缺陷大小的测定

在超声波探伤中,确定工件中缺陷的大小和数量,称为缺陷定量。而缺陷的大小则包括缺陷的面积和长度。常用的定量方法有当量法、底波高度法和测长法。

一、当量法

当缺陷尺寸小于声束截面时,一般采用当量法来确定缺陷的大小，常用的当量法有当量试块比较法,当量计算法和AVG曲线法。

1.当量试块比较法

当量试块比较法是将缺陷回波与试块上人工缺陷回波进行比较来对缺陷定量的方法。

探伤中发现缺陷时,将工件中自然缺陷的回波与试块上人工缺陷因波比较,当同声程处的自然缺陷与某人工缺陷回波等高时,该人工缺陷的尺寸就是此自然缺陷的当量大小。

利用试块比较法对缺陷定量要尽量使试块与工件的材质、表面粗糙度和形状一致,并且其他探测条件不变,如仪器、探头、灵敏度旋钮的位置、对探头

的压力等。

优点：直观易懂,当量概念明确,定量比较稳妥可靠。

缺点：但需要制作大量的试块,成本高、携带不方便,操作也比较烦琐。

2.当量计算法

当x ≥3N 时,规则反射体的回波声压变化规律基本符合理论回波声压公式。当量计算法就是利用各种规则反射体的理论回波声压公式进行计算来确定缺陷当量尺寸的定量方法。

当x ≥3N,并考虑介质衰减时,大平底与平底孔回波声压为：

0228.68B B B P F ax P e x λ-=

02228.68B P FF ax P e x λΦΦΦ-=

式中：0P -------波源起始声压；

F -------波源面积，2

4D F π=；

F Φ------平底孔缺陷面积，2

4D F πΦ=；

B x ------大平底至探测面积的距离；

-x Φ------平底孔缺陷至探测面的距离；

λ--------波长； α--------介质的衰减系数；

e ---------自然对数的底，e =2.73……。不同距离处大平底与平底孔回波分贝差为：

2220l g 2()B B x B x x x λαπΦΦΦ?=+-Φ

不同距离不同直径两平底孔回波分贝差为：

1121221221

20lg 40lg 2()P x x x P x αΦΦΦ?==+-Φ 根据探伤中测得的大平底与平底孔缺陷回波的分贝差B Φ?或平底孔缺陷1

Φ与灵敏度基准平底孔2Φ回波分贝差12?,利用(4.18)式、(4.19)式可以算出缺陷的平底孔当量大小。

例1：用2.5P14Z (2.5MHz Φ14直探头)探伤厚为420mm 的工件,钢中L

C =5900m/s,α=0,灵敏度为420/φ2。探伤中在210mm 处发现一缺陷,其回波比底波低26dB 。求此缺陷的平底孔当量大小。

由己知得

5.9 2.36()2.5

C mm f λ=== 22

1421()44 2.36

D N mm λ===? 33216N =?=﹤210（mm ）

故可以应用当量计算法定量。由22220lg 26B

x B x λπΦΦ?==Φ，得此缺陷的当量大小为：

2.8()mm Φ=≈ 例2：用2.5P20Z 探头径向探伤Φ500的实心圆柱体, L C =5900m/s,α=0.01dB/mm,灵敏度为500/φ2,探

伤中在400mm 处发现一缺陷,其回波比500mm 处t φ2高22dB,求此缺陷的当量大小。

由已知得

5.9 2.36()2.5

c mm f λ=== 22

2042.4()44 2.36

D N mm λ===? 3342.4127.2N =?=﹤400()mm

故可以利用当量计算法定量。

又由已知得

1121221221

20lg 40lg 2()22P x x x P x αΦΦΦ?==+-=Φ 即 122121

40lg 222()20mm x x x x αΦ=--=Φ（）即此缺陷的当量平底孔尺寸为Φ5.1mm.

3.当量A VG 曲线法

当量A VG 曲线法是利用通用A VG 或实用A VG 曲线来确定工件中缺陷的当量大小。

下面举例说明之。

例1：条件同当量计算法例1，用通用A VG 定量；

由已知条件得

42020210

B B x A N === 2101021

x A N ΦΦ===

Φ==?=

GD mm

0.214 2.8()

例2：条件向当量计算法例2,用实用A VG 定量。

实用A VG 曲线图4.24未考虑介质衰减,因此这里也应扣除介质衰减的分贝差

12Φ=22-221()2220.0110020x x dB α-=-??=

在图4.24中,由B

x =500作垂线交φ2曲线于α点,由a 向上数20dB 至b 点,过b 点作水平线交过x Φ

=400所作垂线于C 点,C 点对应的当量大小为φ5,即此缺陷的当量尺寸为φ5mm

二、测长法

当工件中缺陷尺寸大于声束截面时,一般采用测长法来确定缺陷的长度。

测长法是根据缺陷波与探头移动距离来确定缺陷的尺寸。按规定的方法测定的缺陷长度称为缺陷的指示长度。由于实际工件中缺陷的取向、性质、表面状态等都会影响缺陷回波高,因此缺陷的指示长度总是小于或等于缺陷的实际长度。

1、相对灵敏度测长法

相对灵敏测长法是以缺陷最高回波为回基准、沿缺陷的长度方向移动探头,降低一定的dB值来测定缺陷的长度。降低的分贝值有3dB、6dB、l0dB、12dB、20dB等几种。常用的是6dB法和端点6dB法。(1)6dB法（半波高度法)

由于波高降低6dB后正好为原来的一半,因此6dB法又称为半波高度法。

半波高度法具体做法是：移动探头找出缺陷的最大反射波(不能达到饱和)然后沿缺陷方向左右移动探头,当缺陷被高降低一半时,探头中心线之间距离就是缺陷的指示长度。

6dB法的具体做法是：移动探头找出缺陷的最大反射波后,调节衰减器,使缺陷波高降至基准波高。然后,用衰减器将仪器灵敏度提高6dB,沿缺陷方向移动探头,当缺陷波高降至基准波高时,探头中心线之间距离就是缺陷的指示长度。如图4.25所示。

(2)端点6dB法(端点半波高度法)

当缺陷各部分反射波高有很大变化时,测长采用端点6dB法。

端点6dB测长的具体做法是：当发现缺陷后，探头沿着缺陷方向左右移动，找出缺陷两端的最大反射波,分别以这两个缺陷反射波高为基准,继续向左、向右移动探头,当缺陷反射波高降低一半时(或6dB时),探头中心线之间的距离即为缺陷的指示长度。

如图4.26所示。

2、绝对灵敏度测长法

绝对灵敏度测长法是在仪器灵敏度一定的条件上,探头沿缺陷长度方向平行移动，当缺陷波高降到规定位置时(如图4.27所示B线〉,探头移动的距离,即为缺陷的指示长度。

三、底波高度法

底波高度法是利用缺陷波与底波之比来衡量缺陷的相对大小。

当工件中存在缺陷时,由于缺陷反射,使工件底波下降。缺陷愈大,缺陷波愈高,底波就愈低,缺陷波高与底波高之比就愈大。

1.F/B法

F/B法是在一定的灵敏度条件下,以缺陷波高F与缺陷处底波高B之比来衡量缺陷的相对大小。如图4.28(α)。

2.F/G B法

B法是在一定的灵敏度条件下,以缺陷波高F与

无缺陷处底波高

B之比来衡量缺陷的相对大小。如图

4.28(b )。

§4.8缺陷性质的分析

超声波探伤除了确定工件中缺陷的位置和大小外，还应尽可能判定缺陷的性质。不同性质的缺陷危害程度不同,例如裂纹就比气孔、夹渣危害大得多。因此,缺陷定性十分重要。

缺陷定性是一个很复杂的问题,目前的A型超声波探伤仪只能提供缺陷回波的时间和幅度两方面的信息。探伤人员根据这两方面的信息来判定缺陷的性质是有困难的。实际探伤中常常是根据经验结合工件的加工工艺、缺陷特征、缺陷波形和底波情况来分析估计缺陷的性质。

一、根据加工工艺分析缺陷性质

工件内所形成的各种缺陷与加工工艺密切相关。在探伤前应查阅有关工件的图纸和资料,了解工件的材料、结构特点、几何尺寸和加工工艺,这对于正确判定估计缺陷的性质是十分有益的。

例如焊接过程中可能产生气孔、夹渣、未熔合、未焊透和裂纹等缺陷。铸造过程中可能产生气孔、缩孔、疏松和裂纹等缺陷。锻造过程中可能产生夹层、折叠、自点和裂纹等缺陷。

二、根据缺陷特征分析缺陷性质

缺陷特征是指缺陷的形状、大小和密集程度。

对于平面形缺陷,在不同的方向上探测,其缺陷回波高度显著不同。在垂直于缺陷方向探测,缺陷回波高,在平行于缺陷方向探测,缺陷回波低,甚至无缺陷回波。一般的裂纹、夹层、折叠等缺陷就属于平面形缺陷。

对于点状缺陷,在不同的方向探测,缺陷回波无明显变化。一般的气孔、小夹渣等属于点状缺陷。

对于密集形缺陷,缺陷波密集互相彼连,在不同的方向上探测,缺陷回波情况类似。一般白点、疏松、密集气孔等属于密集形缺陷。

三、根据缺陷波形分析缺陷性质

缺陷波形分为静态波形和动态波形两大类。静态波形是指探头不动时缺陷波的高度、形状和密集程度。动态波形是指探头在探测面上的移动过程中,缺陷波的变化情况。

1、静态波形

缺陷含物的声阻抗对缺陷回波高度较大的影响。白点、气孔等内含气体,声阻抗很小,反射回波高。非金属或金属夹渣声阻抗较大,反射回波低。另外,不同类型缺陷反射波的形状也有一定的差别。例如气孔与夹渣,气孔表面较平滑,界面反射率高,波形陡直尖锐。而夹渣表面粗糙,界面层射率低,如图4.32。

单个缺陷与密集缺陷的区分比较容易。一般单个缺陷回波是独立出现的,而密集缺陷则是杂乱出现,且互相彼连。

2、动态波形

超声波入射到不同性质的缺陷上,其动态波形是不同的。动态波形图横坐标为探头移动距离,纵坐标为波高。常见不同性质的缺陷的动态波形如图4.33所示。

不同性质的密集缺陷的动态波形对探头移动的敏感程度不同。白点对探头移动很敏感，只要探头稍一移动，缺陷波立刻此起彼伏，十分活跃。但夹渣对探头移动不太敏感，探头移动时,缺陷波变化迟缓。四、根据底波分析缺陷的性质

工件内部存在缺陷时、,超声波被缺陷反射使射达底面的省能减少，底波高度降低，甚至消失。不同性质的缺陷，反放面不同，底波高度也不一样，因此在某种情况下可以利用底波情况来分析估计缺陷的性质。

当缺陷波很强，底波消失时，可认为是大面积缺陷，如夹层、裂纹等。

当缺陷波与底波共存时,可认为是点状缺陷(如气孔、夹渣)或面积较小的其他缺陷。

当缺陷波为互相彼连高低不同的缺陷波，底波明显下降时，可认为是密集缺降,如白点、疏松、密集气孔和夹渣等。

当缺陷波和底被都很低,或者两者都消失时,可认为是大而倾斜的缺陷、或是疏松。若出现"林状回波",可认为是内部组织粗大。

§4.9非缺陷回波的判别

超声波探伤中,示波屏上常常除了始波T 、底波B 和缺陷波F 外,还会出现一些其他的信号波,如迟到波，三角反射波, 61 反射波以及其他原因引起的非缺陷回波,影响对缺陷波的正确判别。因此,分析了解常见非缺陷回波产生的原因和特点是十分必要的。

一、迟到波

如图4.34所示,当纵波直探头置于细长(或扁长〉工件或试块上时,扩散纵波波束在侧壁产生波型转换,转换为横波,此横波在另一侧面又转换为纵波,最后经底面反射回到探头,被探头接收,从而在示波屏上出现一个回波。由于转换的横波声程长，波速小,传播时间较直接从底面反射的纵波长,因此,转换后的波总是出现在第一次底波1

B 之后,故称为迟到波。又由于变型横波可能在两侧壁产生多次反射,每反射一次就会出现一个迟到被,因此迟到波往往有多个，如图 4.34中的123,,......H H H 。

迟到波之间的纵波声程差x ?（单程）是特定的。

由图1.28可知，在钢中33s α?=左右时，变型横波很强，

由此可以算出x ?为：

()/2()/22cos L L s s S s S

C C w d x l dtg dtg C C ααα??==?-=?-

5900(33)/20.76cos 333230

d dtg d ??=?-≈ 式中：△w--------迟波波之间的声程差〈双程〉；

d-----------试件的直径或厚度。

由于迟到波总是位于

B之后,并且位置特定，而缺

陷波一般位于

B之前,因此,迟到波不会干扰缺陷波的

判别。

实际探伤中,当直探头置于IIW或CSK-I A试块上并对准100mm厚的底面时,在各次底波之间出现一系列的波就是这种迟到波。

二、61 反射

当探头置于图 4.35所示的直角三角形试件上时,若纵波入射角α与横波反射角β的关系为：α+β=90·,则会在示波屏上出现位置特定的反射波。

超声相控阵检测教材超声相控阵技术

第三章超声相控阵技术 3.1 相控阵的概念 3.1.1相控阵超声成像超声检测时，如需要对物体内某一区域进行成像，必须进行声束扫描。相控阵成像是通过控制阵列换能器中各个阵元激励（或接收）脉冲的时间延迟，改变由各阵元发射（或接收）声波到达（或来自）物体内某点时的相位关系，实现聚焦点和声束方位的变化，从而完成相控阵波束合成，形成成像扫描线的技术，如图3-1所示。图3-1 相控阵超声聚焦和偏转

3.2 相控阵工作原理相控阵超声成像系统中的数字控制技术主要是指波束的时空控制，采用先进的计算机技术，对发射/接收状态的相控波束进行精确的相位控制，以获得最佳的波束特性。这些关键数字技术有相控延时、动态聚焦、动态孔径、动态变迹、编码发射、声束形成等。 3.2.1相位延时相控阵超声成像系统使用阵列换能器，并通过调整各阵元发射/接收信号的相位延迟（phase delay），可以控制合成波阵面的曲率、指向、孔径等，达到波束聚焦、偏转、波束形成等多种相控效果，形成清晰的成像。可以说，相位延时（又称相控延时）是相控阵技术的核心，是多种相控效果的基础。相位延时的精度和分辨率对波束特性的影响很大。就波束的旁瓣声压而言，文献研究表明，延时量化误差产生离散的误差旁瓣，从而降低图像的动态范围。其均方根（RMS）延时量化误差与旁瓣幅值之比为（式3-1）式中，； N-----阵元数目； μ----中心频率所对应一个周期与最小量化延时之比。图3-2示出了延时量化误差引起的旁瓣随N、μ变化的关系曲线。早期的超声成像设备如医用B超中，由LC网络组成多抽头延迟线直接对模拟信号进行延迟，用电子开关来分段切换以获得不同的延迟量。这种延迟方式有两大缺点：①延迟量不能精细可调，只能实现分段聚焦，当聚焦点很多时需要庞大的LC网络和电子开关矩阵；②由于是模拟延迟方式，电气参数难以未定，延时量会发生温漂、时漂、波形容易被噪声干扰。

超声波检测相关标准

GB 3947-83声学名词术语 GB/T1786-1990锻制园并的超声波探伤方法 GB/T 2108-1980薄钢板兰姆波探伤方法 GB/T2970-2004厚钢板超声波检验方法 GB/T3310-1999铜合金棒材超声波探伤方法 GB/T3389.2-1999压电陶瓷材料性能测试方法纵向压电应变常数d33的静态测试 GB/T4162-1991锻轧钢棒超声波检验方法 GB/T 4163-1984不锈钢管超声波探伤方法(NDT,86-10) GB/T5193-1985钛及钛合金加工产品(横截面厚度≥13mm)超声波探伤方法(NDT,89-11)(eqv AMS2631) GB/T5777-1996无缝钢管超声波探伤检验方法(eqv ISO9303:1989) GB/T6402-1991钢锻件超声波检验方法 GB/T6427-1999压电陶瓷振子频率温度稳定性的测试方法 GB/T6519-2000变形铝合金产品超声波检验方法 GB/T7233-1987铸钢件超声探伤及质量评级方法(NDT,89-9) GB/T7734-2004复合钢板超声波检验方法 GB/T7736-2001钢的低倍组织及缺陷超声波检验法(取代YB898-77) GB/T8361-2001冷拉园钢表面超声波探伤方法(NDT,91-1) GB/T8651-2002金属板材超声板波探伤方法 GB/T8652-1988变形高强度钢超声波检验方法(NDT,90-2) GB/T11259-1999超声波检验用钢制对比试块的制作与校验方法(eqv ASTME428-92) GB/T11343-1989接触式超声斜射探伤方法(WSTS,91-4) GB/T11344-1989接触式超声波脉冲回波法测厚 GB/T11345-1989钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果的分级(WSTS,91-2～3) GB/T 12604.1-2005无损检测术语超声检测代替JB3111-82 GB/T12604.1-1990 GB/T 12604.4-2005无损检测术语声发射检测代替JB3111-82 GB/T12604.4-1990 GB/T12969.1-1991钛及钛合金管材超声波检验方法 GB/T13315-1991锻钢冷轧工作辊超声波探伤方法 GB/T13316-1991铸钢轧辊超声波探伤方法 GB/T15830-1995钢制管道对接环焊缝超声波探伤方法和检验结果分级 GB/T18182-2000金属压力容器声发射检测及结果评价方法 GB/T18256-2000焊接钢管(埋弧焊除外)—用于确认水压密实性的超声波检测方法(eqv ISO 10332:1994) GB/T18329.1-2001滑动轴承多层金属滑动轴承结合强度的超声波无损检验 GB/T18604-2001用气体超声流量计测量天然气流量 GB/T18694-2002无损检测超声检验探头及其声场的表征(eqv ISO10375:1997) GB/T 18696.1-2004声学阻抗管中吸声系数和声阻抗的测量第1部分:驻波比法 GB/T18852-2002无损检测超声检验测量接触探头声束特性的参考试块和方法(ISO12715:1999,IDT) GB/T 19799.1-2005无损检测超声检测1号校准试块 GB/T 19799.2-2005无损检测超声检测2号校准试块 GB/T 19800-2005无损检测声发射检测换能器的一级校准 GB/T 19801-2005无损检测声发射检测声发射传感器的二级校准 GJB593.1-1988无损检测质量控制规范超声纵波和横波检验 GJB1038.1-1990纤维增强塑料无损检验方法--超声波检验 GJB1076-1991穿甲弹用钨基高密度合金棒超声波探伤方法 GJB1580-1993变形金属超声波检验方法 GJB2044-1994钛合金压力容器声发射检测方法 GJB1538-1992飞机结构件用TC4 钛合金棒材规范 GJB3384-1998金属薄板兰姆波检验方法 GJB3538-1999变形铝合金棒材超声波检验方法 ZBY 230-84A型脉冲反射式超声探伤仪通用技术条件(NDT,87-4/84版)(已被JB/T10061-1999代替) ZBY 231-84超声探伤仪用探头性能测试方法(NDT,87-5/84版)(已被JB/T10062-1999代替)

超声波探伤检验操作规程

超声波探伤检验操作规程 1适用范围本检验规程叙述的是使用A型脉冲反射式超声波探伤仪对承压设备用原材料及零部件等内部进行的一种无损检测。 2引用标准、规范 ASME第五卷第五章材料及制品的UT检验方法、 API 规范4F，6A，7K，8C，16A，16C。 JB/T 7913-1995超声波检验用钢制对比试块的制作与校验方法、 JB/T 4730.1-2005承压设备无损检测第1部分：通用要求、 JB/T 4730.3-2005承压设备无损检测第3部分：超声检测、 JB/T 9214-1999 A型脉冲反射式超声波探伤系统工作性能测试法、 JB/T 10061-1999 A型脉冲反射式超声波探伤仪通用技术条件、 JB/T 10062-1999超声探伤用探头性能测试方法、 JB/T 10063-1999超声探伤用1号标准试块技术条件、ASNT-TC-1A无损检测人员的资格鉴定 3超声波检测人员 3.1从事承压设备的原材料和零部件等无损检测的人员，应按照《特种设备无损检查人员考核与监督管理规定》和ASNT-TC-1A的要求取得相应无损检测资格。 3.2无损检测人员资格级别分为：川（高）级、U （中）级、1 （初）级。取得不同无损检测方法各资格级别的人员，只能从事与该方法和该资格级别相应的无损检测工作，并负相应的技术责任。 3.3无损检测人员应根据ASNT-TC-1A的规定每年进行一次视力检查。 4检验设备、器材和材料 4.1超声检测设备均应具有产品质量合格证或合格的证明文件。 4.2超声波探伤仪 A型脉冲反射式超声波探伤仪，其工作频率范围为0.5 MHz?10MHz，仪器至少在

超声波探伤仪USM33技术参数

超声波探伤仪USM33技术参数检测范围频率范围声速范围扫描延迟探头延迟自动校准阻尼强度衰减脉冲重复频率增益增益步进检测模式抑制闸门监视器测量分辨率振幅显示读数显示 A扫描功能彩色显示功能DAC曲线显示尺寸/分辨率 A扫描尺寸/分辨率单位数据存储文件操作打印机接口输出 VGA输出探头连接语言电池电源工作温度尺寸重量最小：0～0.5mm+10%(钢) 最大：0～9999mm+10%(钢) 0.5～20MHz自由匹配 1000～15000m/s，1m/s步进连续可调 -10～1000mm 0～200us 通过两个已知参考回波自动校准声速和探头延迟 200pF/1nF 50Ω、500Ω、1000Ω(在双晶探头) 自动优化设置 0～110dB连续可调 0.5/1/2/6/12dB RF/全波/正/负半波整流 0～80%，线性两个独立的闸门，，起点和宽度在整个范围可调，报警门限为10～90%显示器高度在1%段内可调节，报警信号通过LED或蜂鸣器报警器，通过闸门控制波形放大范围 0～99.99mm时为0.01mm 100～999.9mm时为0.1mm 1000mm以上为1mm，通过A扫描图像评估:0.5%的调节范围屏幕高的%比显示USM33的DAC dB 声程，距离，深度，闸门内放大显示，用户自定义4点测量值一行同时显示，A扫描图像放大显示可以自由设置手动或自动A扫描，回波可通过包洛线动态显示背景、波形、闸门、曲线和报警数值距离-振幅-曲线(DAC)最多10个参考回波，距离通过增益可调的4条附加曲线， 116x87mm，320x240象素 116mmx80mm，320x220象素毫米或英寸 200条仪器设置参数，能够存储A扫描图像，并能够调用或输出到计算机通过英文或中文显示字幕，并通过文件存储A扫描图像，测量数据和参数设置 HP DJ 1200(DeskJet)、HP LJ1012(LaserJet)、EPSON FX/LX、SEIKO DPU 通过RS 232接口跟计算机通讯可外接显示器 2xLemo 1或BNC接口中文、英语锂电池，可连续使用8小时，能够实时显示锂电池电池电量状态通过外部供电(85-265V交流)；操作电压：6～12V直流；功率:

超声波探伤仪的知识问答

超声波探伤仪的知识问答 1、超声波探伤的基本原理是什么？答：超声波探伤仪的种类繁多，但在实际的探伤过程，脉冲反射式超声波探伤仪应用的最为广泛。一般在均匀的材料中，缺陷的存在将造成材料的不连续，这种不连续往往又造成声阻抗的不一致，由反射定理我们知道，超声波在两种不同声阻抗的介质的交界面上将会发生反射，反射回来的能量的大小与交界面两边介质声阻抗的差异和交界面的取向、大小有关。脉冲反射式超声波探伤仪就是根据这个原理设计的。目前便携式的脉冲反射式超声波探伤仪大部分是A扫描方式的，所谓A扫描显示方式即显示器的横坐标是超声波在被检测材料中的传播时间或者传播距离，纵坐标是超声波反射波的幅值。譬如，在一个钢工件中存在一个缺陷，由于这个缺陷的存在，造成了缺陷和钢材料之间形成了一个不同介质之间的交界面，交界面之间的声阻抗不同，当发射的超声波遇到这个界面之后，就会发生反射(见图1 )，反射回来的能量又被探头接受到，在显示屏幕中横坐标的一定的位置就会显示出来一个反射波的波形，横坐标的这个位置就是缺陷在被检测材料中的深度。这个反射波的高度和形状因不同的缺陷而不同，反映了缺陷的性质。 2、超声波探伤的主要特性有哪些？答：（1）超声波在介质中传播时，在不同质界面上具有反射的特性，如遇到缺陷，缺陷的尺寸等于或大于超声波波长时，则超声波在

缺陷上反射回来，探伤仪可将反射波显示出来；如缺陷的尺寸甚至小于波长时，声波将绕过射线而不能反射；（2）波声的方向性好，频率越高，方向性越好，以很窄的波束向介质中辐射，易于确定缺陷的位置。（3）超声波的传播能量大，如频率为1MHZ（100赫兹）的超生波所传播的能量，相当于振幅相同而频率为1000HZ（赫兹）的声波的100万倍。 3、超声波探伤选择探头K值有哪三条原则？答：（1）声束扫查到整个焊缝截面；（2）声束尽量垂直于主要缺陷；（3）有足够的灵敏度。 4、什么是无损探伤/无损检测？答：(1)无损探伤是在不损坏工件或原材料工作状态的前提下，对被检验部件的表面和内部质量进行检查的一种测试手段。 (2)无损检测：Nondestructive Testing（缩写 NDT） 5、常用的探伤方法有哪些？答：无损检测方法很多据美国国家宇航局调研分析，认为可分为六大类约70余种。但在实际应用中比较常见的有以下几种：（1）常规无损检测方法有：－超声检测 Ultrasonic Testing（缩写 UT）；－射线检测 Radiographic Testing（缩写 RT）；－磁粉检测 Magnetic particle Testing（缩写 MT）；

无损检测新技术-超声波相控阵检测技术简介

无损检测新技术-超声波相控阵检测技术简介夏纪真无损检测资讯网 https://www.wendangku.net/doc/5412133531.html, 广州市番禺区南村镇恒生花园14梯701 邮编：511442 摘要：本文简单介绍了超声波相控阵检测技术的基本原理、应用与局限性关键词：无损检测超声检测相控阵 1 超声波相控阵检测技术的基本原理超声波相控阵检测技术是一种新型的特殊超声波检测技术，类似相控阵雷达、声纳和其他波动物理学应用，依据惠更斯（Huyghens-Fresnel）原理：波动场的任何一个波阵面等同于一个次级波源；次级波场可以通过该波阵面上各点产生的球面子波叠加干涉计算得到。并显示保真的（或几何校正的）回波图像，所生成材料内部结构的图像类似于医用超声波图像。常规的超声波检测技术通常采用一个压电晶片来产生超声波，一个压电晶片只能产生一个固定的声束，其波束的传递是预先设计选定的，并且不能变更。超声波相控阵检测技术的关键是采用了全新的发生与接收超声波的方法，采用许多精密复杂的、极小尺寸的、相互独立的压电晶片阵列（例如36、64甚至多达128个晶片组装在一个探头壳体内）来产生和接收超声波束，通过功能强大的软件和电子方法控制压电晶片阵列各个激发高频脉冲的相位和时序，使其在被检测材料中产生相互干涉叠加产生可控制形状的超声场，从而得到预先希望的波阵面、波束入射角度和焦点位置。因此，超声波相控阵检测技术实质上是利用相位可控的换能器阵列来实现的。超声波相控阵激发的超声波进入材料后，仍然遵循超声波在材料中的传播规律。因此，对于常规超声波检测应用的频率、聚焦的焦点尺寸、聚焦长度、入射角、回波幅度与定位等等，超声波相控阵也是同样应用的。超声波相控阵探头的每个压电晶片都可以独立接受信号控制（脉冲和时间变化），通过软件控制，在不同的时间内相继激发阵列探头中的各个单元，由于激发顺序不同，各个晶片激发的波有先后，这些波的叠加形成新的波前，因此可以将超声波的波前聚焦并控制到一个特定的方向，可以以不同角度辐射超声波束，可以实现同一个探头在不同深度聚焦（电子动态聚焦）。此外，从电子技术上为阵列确定相位顺序和相继激发的速度可以使固定在一个位置上的探头发出的超声波束在被检工件中动态地“扫描”或“扫调”通过一个选定的波束角范围或者一个检测的区域，而不需要对探头进行人工操作。相控阵探头的关键特性包括：电子焦距长度调整、电子线性扫描和电子波束控制/偏角。图1示出了超声波相控阵换能器实现电子聚焦和波束偏转的原理示意图。图1超声波相控阵换能器实现电子聚焦和波束偏转的原理示意图超声波相控阵换能器的晶片不同组合构成不同的相控阵列，目前主要有三种阵列类型：线形阵列（晶片成间隔状直线形分布在探头中）、面形（二维矩阵）阵列和圆（环）形阵列，

超声波探伤仪技术参数

超声波探伤仪技术参数南京七星超声波探伤仪，DUT-760? 用途 ■真彩数显：高清进口彩色(真彩TFT)液晶显示,不受现场环境影响,色彩、亮度任意调节。 ■超大屏显：运用放大模式，A型回波显示区域可覆盖整个屏幂。 ■超薄超轻：全SMT技术、PDA电路设计、测量精度高、重复性好、故障率低、性能更胜一筹。 ■功能强大：内置大容量存储，可预置16个通道的曲线和参数。参数与波形可存储达1000幅以上，永不丢失。 ■探伤灵活：内置合成基准，内存多种国家探伤标准和部颁探伤标准，内存实时跟踪闸门，DAC门、屏幕冻结计算、包络回波、AVG曲线等，探伤得心应手。 ■操作简易：全中文界面提示，操作简便易学。翻页菜单，升级容易，见字操作，无需培训。 ■兼容性好：可同时接打印机、计算机等外围设备，进行探伤报告的打印和探伤数据的传输。 ■探伤模式：首家独创小屏调节、大屏探伤，探伤工作轻松自如。 ■电池模式：可拆卸式锂电池，不需打开仪器更换电池(同手机)。 ■整机重量：仪器重量轻，(带电池)，携带使用轻松自如。 16个独立探伤通道，自动存储探伤参数； 1000幅以上波形和定量参数存储；自动跟踪阀门，缺陷回波参数实时显示；自动测试仪器、探头性能；自动测量材料声速和厚度； K值自动计算、前沿自动扣除；二、三次波缺陷深度根据板厚自动计算； DAC、AVG曲线自动生成； DAC、AVG随声程、增益改变而改变；数据可自动输入和人工手动快速输入；刻度可调为全刻度、半刻度、清晰刻度；万年时钟，自动记录工作时间报告日期； DAC进波门和失波门，连续可调；内存多种国标和部标；回波包络峰值记忆；屏幕冻结计算功能；自动显示闸门内高值；大屏随意转换小屏，探伤得心应手；回波显示区域可覆盖整个屏幕；屏幕亮度、色彩、底色自由选择；低电压报警和自动关机保护；可同时连接计算机、打印输出；通讯标准化、打印报告格式化；拆卸式锂电池（同手机）?????????????? ?

超声监测专业技术的新应用

超声监测技术的新应用

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超声监测技术的新应用超声检测技术是一门以物理、电子、机械以及材料学为基础，各行各业都在使用的通用技术之一，他是通过超声波的产生、传播及接受的物理过程完成的。目前，超声波技术广泛应用于工业领域的很多方面。其中超声探伤检测是无损探伤中最为重要一种方法，由于超声波具有穿透能力强、对材料人体无害、使用方便等特点，可对各种锻件、轧制件、铸件、焊缝等进行内部缺陷检测，因而得到广泛应用。此外利用超声波的各种特性，超声技术还应用于金属与非金属材料厚度测量、流量测量、料位及液位检测与控制、超声波零件清洗等工业领域。本文主要介绍超声技术在设备故障检测及诊断方面的最新应用。一．压力及真空系统的泄漏检测当气体在压力下通过限流孔时，它从一个有压层流变为低压紊流（参见图1）。紊流产生所谓的“白噪声”广谱声音。在这种白噪声中含有超声波分量。因为泄漏部位的超声最大，探测这些信号通常是非常简单的。目前已有成熟的超声检测专用仪器，可将探测到的超声波信号转换为人耳可听见的音频信号，适用于各种泄漏检测。（参见附录）泄漏可以在压力系统或真空系统中出现。在这二种系统中，超声的产生方式如上所述。二者之间唯一不同的是真空泄漏产生的超声波振幅通常小于同等流速的压力泄漏。其原因在于真空泄漏产生的紊流是发生在真空室内，而压力泄漏产生的紊流出现在大气中什么样的气体泄漏采用超声波探测呢？一般来说，不管何种气体，包括空气在内，只要它从限流孔泄出时产生紊流，就可以用超声波探测。与气体专用的传感器不同，超声检测是属于声音专用检测。气体专用传感器仅能用于它所能辨别的具体气体（如氦）。而超声检测能辨别出任何类型的气体，因为它探测的是泄漏紊流所产生的超声。

关于超声波探伤仪技术

超声波探伤仪就是频率高于20kHz、超出人们耳朵辨别能力并且穿透性很强的声波。是一种便携式工业无损探伤仪器，它能够快速、便捷、无损伤、精确地进行工件内部多种缺陷(焊缝、裂纹、折叠、疏松、砂眼、气孔、夹杂等)的检测、定位、评估和诊断。既可以用于实验室，也可以用于工程现场。广泛应用在锅炉、压力容器、航天、航空、电力、石油、化工、海洋石油、管道、军工、船舶制造、汽车、机械制造、冶金、金属加工业、钢结构、铁路交通、核能电力、高校等行业。超声波探伤仪原理：运用超声波反射原理对于材料中的缺陷进行无损侦测,超声波在被检测材料中传播时,材料的声学特性和内部组织的变化对超声波的传播产生一定的影响，通过对超声波受影响程度和状况的探测了解材料性能和结构变化的技术称为超声检测。彩屏超声波探伤仪是LED显示屏是彩色的，多颜色选择，适用于不同的光线条件，背光连续可调，更为直观和好看. 超声波探伤仪的应用有很多，比如用超声的反射来测量距离，利用大功率超声的振动来清除附着在锅炉上面的水垢，利用高能超声做成"超声刀"来消灭、击碎人体内的癌变、结石等，超声波探伤仪而利用超声的反射等效应和穿透力强、能够直线传播等的特性来进行检测也是其中一个很大的应用领域。超声波探伤仪的检测应用主要包括在工业上对各种材料的检测和在医疗上对人体的检测诊断，通过它人们可以探测出金属等工业材料中有没有气泡、伤痕、裂缝等缺陷，可以检测出人们身体的软组织、血流等是否正常。那么人们是怎么样利用超声来进行检测的呢？超声波探伤仪现在通常是对被测物体（比如工业材料、人体）发射超声，然后利用其反射、多普勒效应、透射等来获取被测物体内部的信息并经过处理形成图像。超声波探伤仪其中多普勒效应法是利用超声在遇到运动的物体时发生的多普勒频移效应来得出该物体的运动方向和速度等特性；透射法则是通过分析超声穿透过被测物体之后的变化而得出物体的内部特性的，其应用目前还处于研制阶段；超声波探伤仪这里主要介绍的是目前应用最多的通过反射法来获取物体内部特性信息的方法。反射法是基于超声在通过不同声阻抗组织界面时会发生较强反射的原理工作的，正如我们所知道，声波在从一种介质传播到另外一种介质的时候在两者之间的界面处会发生反射，而且介质之间的差别越大反射就会越大，所以我们可以对一个物体发射出穿透力强、能够直线传播的超声波，超声波探伤仪然后对反射回来的超声波进行接收并根据这些反射回来的超声波的先后、幅度等情况就可以判断出这个组织中含有的各种介质的大小、分布情况以及各种介质之间的对比差别程度等信息（其中反射回来的超声波的先后可以反映出反射界面离探测表面的距离，幅度则可以反映出介质的大小、对比差别程度等特性），超声波探伤仪从而判断出该被测物体是否有异常。在这个过程中就涉及到很多方面的内容，包括超声波的产生、接收、信号转换和处理等。其中产生超声波的方法是通过电路产生激励电信号传给具有压电效应的晶体（比如石英、硫酸锂等），使其振动从而产生超声波；而接收反射回来的超声波的时候，这个压电晶体又会受到反射回来的声波的压力而产生电信号并传送给信号处理电路进行一系列的处理，超声波探伤仪最后形成图像供人们观察判断。这里根据图像处理方法（也就是将得到的信号转换成什么形式的图像）的种类又可以分为A型显示、M型显示、B 型显示、C型显示、F型显示等。其中A型显示是将接收到的超声信号处理成波形图像，根据波形的形状可以看出被测物体里面是否有异常和缺陷在那里、有多大等，超声波探伤仪主要用于工业检测；M型显示是将一条经过辉度处理的探测信息按时间顺序展开形成一维的"空间多点运动时序图"，适于观察内部处于运动状态的物体，超声波探伤仪如运动的脏器、动脉血管等；B型显示是将并排很多条经过辉度处理的探测信息组合成的二维的、反映出被测物体内部断层切面的"解剖图像"（医院里使用的B超就是用这种原理做出来的），超声波探伤仪适于观察内部处于静态的物体；而C型显示、F型显示现在用得比较少。超声波探伤仪检测不但可以做到非常准确，而且相对其他检测方法来说更为方便、快捷，也不会对

超声波探伤-培训教程

培训教材之理论基础第一章无损检测概述无损检测包括射线检测（RT）、超声检测（UT）、磁粉检测（MT）、渗透检测（PT）和涡流检测（ET）等五种检测方法。主要应用于金属材料制造的机械、器件等的原材料、零部件和焊缝，也可用于玻璃等其它制品。射线检测适用于碳素钢、低合金钢、铝及铝合金、钛及钛合金材料制机械、器件等的焊缝及钢管对接环缝。射线对人体不利，应尽量避免射线的直接照射和散射线的影响。超声检测系指用A型脉冲反射超声波探伤仪检测缺陷，适用于金属制品原材料、零部件和焊缝的超声检测以及超声测厚。磁粉检测适用于铁磁性材料制品及其零部件表面、近表面缺陷的检测，包括干磁粉、湿磁粉、荧光和非荧光磁粉检测方法。渗透检测适用于金属制品及其零部件表面开口缺陷的检测，包括荧光和着色渗透检测。涡流检测适用于管材检测，如圆形无缝钢管及焊接钢管、铝及铝合金拉薄壁管等。磁粉、渗透和涡流统称为表面检测。第二章超声波探伤的物理基础第一节基本知识超声波是一种机械波，机械振动与波动是超声波探伤的物理基础。物体沿着直线或曲线在某一平衡位置附近作往复周期性的运动，称为机械振动。振动的传播过程，称为波动。波动分为机械波和电磁波两大类。机械波是机械振动在弹性介质中的传播过程。超声波就是一种机械波。机械波主要参数有波长、频率和波速。波长λ：同一波线上相邻两振动相位相同的质点间的距离称为波长，波源或介质中任意一质点完成一次全振动，波正好前进一个波长的距离，常用单位为米(m)；频率f：波动过程中，任一给定点在1秒钟内所通过的完整波的个数称为频率，常用单位为赫兹(Hz)；波速C：波动中，波在单位时间内所传播的距离称为波速，常用单位为米/秒（m/s）。由上述定义可得：C=λ f ，即波长与波速成正比，与频率成反比；当频率一定时，波速愈大，波长就愈长；当波速一定时，频率愈低，波长就愈长。次声波、声波和超声波都是在弹性介质中传播的机械波，在同一介质中的传播速度相同。它们的区别在主要在于频率不同。频率在20~20000Hz之间的能引起人们听觉的机械波称为声波，频率低于20Hz的机械波称为次声波，频率高于20000Hz的机械波称为超声波。次声波、超声波不可闻。超声探伤所用的频率一般在0.5~10MHz之间，对钢等金属材料的检验，常用的频率为1~5MHz。超声波波长很短，由此决定了超声波具有一些重要特性，使其能广泛用于无损探伤。 1.方向性好：超声波是频率很高、波长很短的机械波，在无损探伤中使用的波长为毫米级；超声波象光波一样具有良好的方向性，可以定向发射，易于在被检材料中发现缺陷。 2.能量高：由于能量（声强）与频率平方成正比，因此超声波的能量远大于一般声波的能量。

超声波探伤仪通用技术规范

超声波探伤仪采购标准技术规范使用说明 1. 本采购标准技术规范分为标准技术规范通用部分、标准技术规范专用部分以及本规范使用说明。 2. 采购标准技术规范通用部分原则上不需要设备招标人（项目单位）填写，更不允许随意更改。如对其条款内容确实需要改动，项目单位应填写《项目单位通用部分条款变更表》并加盖该网、省公司招投标管理中心公章及辅助说明文件随招标计划一起提交至招标文件审查会。经标书审查同意后，对通用部分的修改形成《项目单位通用部分条款变更表》，放入专用部分，随招标文件同时发出并视为有效。 3. 采购标准技术规范专用部分分为标准技术参数、项目单位需求部分和投标人响应部分。《标准技术参数表》中“标准参数值”栏是标准化参数，不允许项目单位和投标人改动。项目单位对“标准参数值”栏的差异部分，应填写“项目单位技术差异表”，“投标人保证值”栏应由投标人认真逐项填写。项目单位需求部分由项目单位填写，包括招标设备的工程概况和招标设备的使用条件。对扩建工程，可以提出与原工程相适应的一次、二次及土建的接口要求。投标人响应部分由投标人填写“投标人技术参数偏差表”，提供销售业绩、主要部件材料和其他要求提供的资料。 4. 投标人填写“技术参数和性能要求响应表”时，如与招标人要求有差异时，除填写“技术偏差表”外，必要时应提供相应试验报告。 5. 采购标准技术规范的页面、标题等均为统一格式，不得随意更改。

目录 1总则 (1) 1.1 一般规定 (1) 1.2 投标人应提供的资格文件 (1) 1.3 工作范围和进度要求 (1) 1.4 技术资料 (1) 1.5 标准和规范 (1) 1.6 必须提交的技术数据和信息 (2) 2 一般规定 (2) 3 主要技术参数 (2) 4 外观和结构要求 (2) 5 验收及技术培训 (3) 6 技术服务 (3) 附录A 供货业绩 (4) 附录B 仪器配置表 (4)

超声波探伤(Ⅰ级)须掌握知识要点

1.2.2 仪器使用和维护超声波检测仪器是精密的电子仪器，为延长使用寿命减少故障，使用时能保持良好的工作状态，必须注意对仪器的维护和保养。 1. 新仪器投入使用前要仔细阅读使用说明书了解仪器性能、特点、各旋钮功能、操作方法和注意事项，严格按照说明书操作使用仪器； 2. 仪器避免强类振动、强电磁场、灰尘、雨水浇淋、潮湿、高温及腐蚀环境； 3. 使用交流电时要核对仪器和电源的额定电压是否匹配；使用直流电时注意电源极性；使用电池时电池要及时充电。 4. 接拔电源插头电时应抓住插头来进行操作，电线应理顺，手要干燥。 5. 调整仪器时不宜用力过猛，清洁荧光屏时用柔软的布料和软水擦拭。 6. 仪器使用完毕要及时清理干净，放到清洁通风的地方。 7. 不经常使用的仪器每周也要接通电源开机半小时，以利于清除机箱内部潮气。 8. 仪器出现故障，及时关闭电源，请专业人员检查修理，切忌随意拆动，防止扩大故障和发生事故。 1.4超声波测厚仪测厚的方法有很多，日常最常见的方法都使用尺子来测量厚度。要求精度高的用卡尺、千分尺等机械方法测量。除此还有其他方法可以测量厚度的方法，比如：超声波、辐射、磁性、电流等等方法。使用最广泛的是超声波测厚。超声波测厚仪器其体积小、速度快、精度高。超声波测厚仪有共振式、脉冲反射式、兰姆波式。 1.4.4.测厚仪的调整与使用在使用测厚仪前要认真阅读使用说明书，按使用要求操作。（脉冲反射式超声波测厚仪的调整与使用。） 1. 在检测工件前要先校准仪器的下限和仪器的工作线性。用两块已知厚度的试块，将探头放在其中一块试块上，调整仪器，使仪器显示该试块厚度，再将探头放在另一试块上，仪器此时若显示厚度与试块的误差越小则仪器的线性误差越小，以其精度越高，反之则越大。 2. 选择测厚方法要根据工件厚度情况和精度要求来选择仪器探头。薄工件用双晶探头或者带延迟块的探头，厚工件宜选用单晶探头。 3. 测量时工件表面要进行处理，表面粗糙度Ra<6.3μ. 4. 操作时探头放平稳，压力均匀适当，平面工件每个测点探头旋转90度，各测试一次.曲面工件探头旋转180度，各测试一次。 5. 高温在用设备检测使用高温探头和特殊的耦合剂。 6. 检测对象内部有沉积物时，沉积物声阻抗与工件相差不大时要将沉积物与工件脱离再测定。 7. 使用水玻璃等粘稠介质且有腐蚀作用介质作耦合剂时，检测结束后要彻底清理探头和仪器。

超声波探伤仪详细参数

SUB100超声波探伤仪 SUB100型超声波探伤仪性能特点： ☆DAC曲线自动生成，取样点不受限制，并可进行补偿与修正 ☆发射脉冲频率可调，最大可达1000次/秒 ☆10个独立探伤通道，可自由设置和存储多种探伤工艺和标准，现场探伤无需携带试块☆可处理最大6米量程的回波信号 ☆5.7寸TFT彩屏显示，用户可以按照环境自行设备屏幕颜色 ☆单探头、双探头、穿透等多种探伤工作方式 ☆正半波、副半波、全波、射频共4种检波方式 ☆具有双闸门捕捉波形功能 ☆实时检索缺陷最高波，记录缺陷最大值 ☆对缺陷回波进行波峰轨迹描绘、波峰记忆等功能，辅助对缺陷定性判断 ☆可设置闸门、曲线的进波、失波等多种条件的声光报警 ☆主菜单，子菜单在同一窗口显示。一目了然，操作简单，方便寻找 ☆主要功能均通过快捷键实现快速进入，飞梭旋轮方便快速调整设置 ☆数据可通过USB2.0接口导入计算机 ☆大容量锂电池可保证续航20个小时以上，可随时更换电池 ☆主机工作时可给电池充电 ☆可用腕带单手持机操作，也可通过背带挂在胸前操作 ☆防护等级IP53，可在滴水环境或小雨中使用

SUB100超声波探伤仪技术参数：检测范围：0－6000mm 声速范围：1000－9999m/s 增益范围：0dB－110dB 显示延迟：-20μs－＋3400μs 探头零偏：0μs－99.99μs 工作频率：0.2-10MHz 电噪声水平：≤10％探头阻尼：100Ω、150Ω、200Ω、500Ω共 4档可调重复频率：10－1000Hz 灵敏度余量：＞62dB 分辨力：＞40dB（5P14）线性抑制：0－80％（数字抑制）垂直线性误差：≤3％水平线性误差：≤0.1％动态范围：≥32dB 秒冲类型：方波秒冲强度：固定秒冲宽度： 50－300ns 环境温度：-10℃－50℃ 环境湿度：20％－95％RH

超声波检测新技术

超声波检测新技术-TOFD 摘要：本文通过简单介绍超声波检测中TOFD方法的物理原理和在无损探伤中的应用，提出了TOFD检测技术将会更加广泛应用于焊缝的无损检测工作中。TOFD检测技术的发展过程、TOFD检测的原理、优点及其局限性，对TOFD检测主要应用范围进行了阐述。给出了TOFD检测的一般工艺流程,并结合实际操作,说明了该技术的重要用途，对TOFD技术对缺陷精确定量进行了简要说明。关键词:超声波；TOFD；检测 New technology of ultrasonic TOFD ABSTRACT: in this paper, the physical principle of TOFD in ultrasonic testing method is briefly introduced and applied in non-destructive inspection, put forward a nondestructive test technique for the detection of TOFD will be more widely used in the welding seam. TOFD detection technology development process, the TOFD detection principle, advantages and limitations of TOFD testing, main application range are described. The general process of TOFD detection is presented, and combined with the actual operation, explains the important uses of the technology, the TOFD technology of the precise and quantitative defects are introduced briefly. Keywords: ultrasonic; TOFD; detection 0 引言 TOFD(Time-of-flight-diffraction technique)检测技术于1977年，由英国Silk教授根据超声波衍射现象首次提出。现已在核电、建筑、化工、石化、长输管道等工业的厚壁容器和管道方面多有应用。TOFD技术的检测费用是脉冲回声技术的1/10。现在，TOFD检测技术在西方国家是一个热门话题，现已开始大量推广应用，几年以后，将有取代RT的可能。 2006年9月TOFD标准组成立暨首次会议上，中国特检院提出由全国锅容标委归口，2009年12月《固定式压力容器安全技术监察规程》（简称“新容规”）开始实施，后延至2010年11月正式实施。TOFD监测系统由计算机超声波探伤仪本体、发射探头、接收探头、前置放大器、光学或磁性编码器以及连接电缆组成。仪器能以不可更改的方式将所有扫描信号和TOFD图像存储于磁、光等永久介质，并能输出其硬拷贝。[1] 《固定式压力容器安全技术监察规程》第4.5.3.1无损检测方法的选择：压力容器的对接接头应当采用射线检测或者超声检测，超声检测包括衍射时差超声检测（TOFD）、可记录的脉冲反射法超声检测和不可记录的脉冲反射法超声检测；当采用不可记录的脉冲反射法超声检测时，应当采用射线检测或者衍射时差超声检测（TOFD）做为附加局部检测。第 4.5.3.4.2超声检测技术要求：采用衍射时差超声检测（TOFD）的焊接接头，合格级别不低于II级。[2] 1 TOFD检测的原理和应用 1.1 基本原理 TOFD检测原理：当超声波遇到诸如裂纹等缺陷时，将在缺陷尖端发生叠加到正常反射波上的衍射波，探头探测到衍射波，可以判定缺陷的大小和深度。也可理解为当超声波在存在缺陷的线性不连续处，如裂纹等处出现传播障碍时，在裂纹端点处除了正常反射波以外，还要发生衍射现象。两束衍射波信号在直通波与底面反射波之间出现。缺陷两端点的信号在时间上将是可分辨的，根据衍射波信号传播的时间差可判定缺陷高度的量值。因为衍射波分离的空间（或时间）与裂纹高度直接相关。[3] 非平行扫查一般作为初始的扫查方式，用于缺陷的快速探测以及缺陷长度、缺陷自身高度的

超声波探伤第8讲

§5.4焊缝探伤一、焊接加工及常见缺陷锅炉、压力容器主要是采用焊接加工成形的。焊缝内部质量主要利用射线和超声波来检测。但对于焊缝中的裂纹、未焊透等危险性缺陷,超声波探伤比射线更容易发现。为了有效地检出焊缝中的缺陷,探伤人员除了具备超声波探伤的测试技术外,还应对焊接过程、焊接接头和坡口形式以及焊缝中常见缺陷有所了解。 1.焊接加工（1)焊接过程常用的焊接方法有手工电孤焊、埋孤自动焊、气体保护焊和电渣焊等。焊接过程实际上是一个冶炼和铸造过程，首先利用电能或其他形式的能产生高温使金属溶化，形成熔池,烧融金属在熔池中经过冶金反应后冷却,将两母材牢固地结合在一起。为了防止空气中的氧、氮进入熔融金属,在焊接过程中通常有一定的保护措施。手工电弧焊是利用焊条外层药皮高温时分解产生的中性或还原性气体作保护层。埋弧焊和电渣焊是利用液体焊接剂作保护层,气体保护焊是利

用氧气或二氧化碳等保护气体作保护层。 (2)接头形式焊接接头形式主要有对接、角接、搭接和Ｔ型接头等几种。如图5.35所示。在锅炉压力容器中,最常见的是对接,其次是角接和T型接头,搭接比较少见。 (3)坡口形式根据板厚、焊接方法、接头形式和要求不同可采用不同的坡口形式.常见的对接和角接接头的坡口形式如图5.37所示,

2.焊缝中常见缺陷焊缝中常见缺陷有气孔、夹渣、未焊透、未熔合和裂纹等。如图5.38所示. (1)气孔气孔是在焊接过程中焊接熔池高温时吸收了过量的气体或冶金反应产生的气体,在冷却凝固之前来不及逸出而残留在焊缝金属内所形成的空穴。产生气孔的主要原因是焊条或焊剂在焊前未烘干、焊件表面污物清理不净等。气孔大多垒球形或椭圆形.气孔分为单个气孔、链状气孔和密集气孔。

超声波探伤步骤标准

超声波探伤步骤标准一、看所需探伤钢板的厚度二、选择探头5’ 1、<13mm钢板选择双晶直探头 2、>13mm钢板选择单晶直探头三、仪器校准及灵敏度调节(50’,每步骤2.5’) 1、单晶直探头校准及灵敏度调节 a、先设定大概的声速值（5920m/s） b、调节闸门逻辑为双闸门模式菜单路径：闸门----闸门逻辑----双闸门 c、将探头耦合到一与被测材料相同且厚度已知的试块上 d、移动闸门A的起点到一次回波并与之相交，调节闸门A的高度低于一次回波最高幅值至适当位置，闸门A不能与二次回波相交。 e、移动闸门B的起点到二次回波并与之相交，调节闸门B的高度低于二次回波最高幅值至适当位置，闸门B不能与二次回波相交。 f、调节声速，使得状态行显示的声程测量值（S）与试块实际厚度相同，此时，所测得声速就是这种探伤状态下的准确声速值。 g、设定闸门为单闸门方式，即设为进波报警或失波报警逻辑，此时声程测量的就是一次回波处的声程。菜单路径：闸门----闸门逻辑----进波报警 h、调节探头零点，使得状态行的声程测量值（S）与试块的已知厚度相同，此时所得到的探头零点就是该探头的准确探头零点。 i、调节仪器灵敏度选择试块：所选的标准试块的厚度必须与被检测钢板厚度相近。 1）标准试块上找出第一次缺陷回波最高的点。 2）第一次缺陷反射波高调整到满刻度的50%。 3）钢板厚度大于3倍近场时，可用钢板大平地来调节。灵敏度调节完成后再增益2ｄＢ。２、双晶直探头 a、在收发组内设置双探头模式 b、依照当前测试任务和选用探头设置好声程、收发组各功能项目。 c、将探头耦合到标定试块上，调节基本组中的探头零点直到标定回波接近要求的位置，同时二次回波也在显示范围之内。 d、调节增益值直到幅值最大的回波接近全屏高度。 e、在闸门组内打开双闸门 f、在设置功能组选择前沿测量方式。

超声波探伤第2讲

§1.2超声场的特征值充满超声波的空间或超声振动所波及的部分介质,称为超声场。描述超声场的物理量即特征值主要有声压、声强和声阻抗。一、声压P 垂直作用于单位面积上的压力称为压强。任何静止介质不受外力作用时,介质所具有的压强称为静态压强。当介质中有超声波传播时,由于介质质点振动,使介质中压强交替变化。超声场中某一点在某一瞬时所具有的压强1P 与没有超声波存在时同一点的静态压强0P 之差称为该点的声压，用P 表示。 10P P P =- 单位：帕斯卡（Pa ） 1Pa=1N/2m 1N/2m =10达因/cm 对于平面余弦波可以证明： sin ()m x P CA t c P CA ρωωρω =-= （1.13）式中：ρ——的密度；

C——介质中的波速； A——介质质点的振幅： ω——质点振动的圆频率,ω=2πf； Aω——质点振动速度幅值，Ｖ＝ωA；ｔ——时间； m——至波源的距离；Ｐm——声压幅值。由上式可知： (1)超声场中某一点的声压随时间按正弦函数规律周期性地变化。 (2)超声场中某一点的声压幅值P m与该点处质点振幅和圆频率成正比,而ω=2πf,因此超声场中某一点的声压与超声波的频率成正比。由于超声波的频率很高,远大于声波的频率,故超声波的声压也远大于声波的声压。二、声阻抗Z 介质中某一点的声压P与该处质点振动速度V之比,称为声阻抗,常用Z表示,Z＝P V 。同一声压下,声阻抗Z愈大,质点的振动速度就愈小。声阻抗表示超声场

中介质对质点振动的阻碍作用。由（1.13）式得 P Z C V ρ== （1.14）声阻抗在数值上等于介质的密度P 与介质中声速 C 的乘积,单位为克2?厘米秒或千克/2?米秒。不同的介质具有不同的声阻抗。声阻抗是衡量介质声学性质的重要参数。超声波在界面上的反射和透射率与界面两侧介质的声阻抗有密切关系。由于固体、液体和气体三者的波速C 和密度ρ相差很大,因此它们的声阻抗大不相同。在同一固体介质中,由于纵泼、横泼、表面波的波速不同,因此它们的声阻抗也不一样。常用固体介质的声阻抗列于表1.2。常用液体、气体介质的声阻抗列于表1.4。在超声波探伤中，温度的变化对介质的密度和波速都有影响，所以温度变化对声阻抗抗也有一定影响。