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：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= 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。

3.能在界面上产生反射、折射和波型转换：超声波具有几何声学的上一些特点，如在介

质中直线传播，遇界面产生反射、折射和波型转换等。

4.穿透能力强：超声波在大多数介质中传播时，传播能量损失小，传播距离大，穿透能

力强，在一些金属材料中其穿透能力可达数米。

第二节波的类型及波速测量

一．波的类型

根据波动传播时介质质点的振动方向相对于波的传播方向的不同，可将波动分为纵波、横波、表面波和板波等。

1.纵波L

介质中质点的振动方向与波的传播方向互相平行的波，称为纵波，用L表示。

当介质质点受到交变拉压应力作用时，质点之间产生相应的伸缩形变，从而形成纵波；凡能承受拉伸或压缩应力的介质都能传播纵波。固体介质能承受位伸或压缩应力；液体和气体虽不能承受拉伸应力，但能承受压应力产生容积变化。因此固体、液体和气体都能传播纵波。钢中纵波声速一般为5960m/s。纵波一般应用于钢板、锻件探伤。

2.横波S(T)

介质中质点的振动方向与波的传播方向互相垂直的波，称为横波，用S或T表示。

当介质质点受到交变的剪切应力作用时，产生剪切形变，从而形成横波；只有固体介质才能承受剪切应力，液体和气体介质不能承受剪切应力，因此横波只能在固体介质中传播，不能在液体和气体介质中传播。钢中横波声速一般为3230m/s。横波一般应用于焊缝、钢管探伤。

3.表面波R

当介质表面受到交变应力作用时，产生沿介质表面传播的波，称为表面波，常用R表示。又称瑞利波。

表面波在介质表面传播时，介质表面质点作椭圆运动，椭圆长轴垂直于波的传播方向，短轴平行于波的传播方向；椭圆运动可视为纵向振动与横向振动的合成，即纵波与横波的合成，因此表面波只能在固体介质中传播，不能在液体和气体介质中传播。

表面波的能量随深度增加而迅速减弱，当传播深度超过两倍波长时，质点的振幅就已经很小了，因此，一般认为表面波探伤只能发现距工件表面两倍波长深度内的缺陷。表面波一般应用于钢管探伤。

4.板波

在板厚与波长相当的薄板中传播的波，称为板波。根据质点的振动方向不同可将板波分为SH波和兰姆波。板波一般应用于薄板、薄壁钢管探伤。

二．超声波声速测量

对探伤人员来说，用探伤仪测量声速是最简便的，用这种方法测声速，可用单探头反射法或双探头穿透法；可用于测纵波声速和横波声速。

1.反射法测纵波声速

声速按下式计算：

声速 C=2d/(T1-t)；t = 2T1– T2

式中 d ------ 工件厚度；

t ------ 由探头晶片至工件表面传输时间；

T1 ------ 由探头晶片至工件底一次波传输时间；

T2 ------ 由探头晶片至工件底二次波传输时间；

2.穿透法测纵波声速

声速按下式计算：

声速 C=d/(T1-t)；t = 2T1– T2

式中 d ------ 工件厚度；

t ------ 由探头晶片至工件表面传输时间；

T1 ------ 由探头晶片至工件底一次波传输时间；

T2 ------ 由探头晶片至工件底二次波传输时间；

3.反射法测横波声速

用半圆弧测横波声速，按下式计算：

声速 C=2d/(T1-t)；t = 2T1– T2

式中 d ------ 半圆半径长度；

t ------ 由探头晶片至半圆弧探测面传输时间；

T1 ------ 由探头晶片至圆弧面一次波传输时间；

T2 ------ 由探头晶片至圆弧面二次波传输时间；

第三节波的若干概念

一．波的迭加与干涉

1.波的迭加原理

当几列波在同一介质中传播时，如果在空间某处相遇，则相遇处质点的振动是各列波引起振动的合成，在任意时刻该质点的位移是各列波引起的位移的矢量和。几列波相遇后仍保持自己原有的频率、波长、振动方向等特性并按原来的传播方向继续前进，好象在各自的途中没有遇到其他波一样，这就是波的迭加原理，又称波的独立性原理。

波的迭加现象可以从许多事实观察到，如两石子落水，可以看到两个石子入水处为中心的圆形水波的迭加情况和相遇后的传播情况。又如乐队合奏或几个人谈话，人们可以分辨出各种乐器或各人的声音，这些都可以说明波传播的独立性。

2.波的干涉

两列频率相同，振动方向相同，位相相同或位相差恒定的波相遇时，介质中某些地方的振动互相加强，而另一些地方的振动互相减弱或完全抵消的现象叫做波的干涉现象。

波的迭加原理是波的干涉现象的基础，波的干涉是波动的重要特征。在超声波探伤中，由于波的干涉，使超声波源附近出现声压极大极小值。

二．惠更斯原理和波的衍射

1.惠更斯原理

如前所述，波动是振动状态的传播，如果介质是连续的，那么介质中任何质点的振动都将

引起邻近质点的振动，邻近质点的振动又会引起较远质点的振动，因此波动中任何质点都可以看作是新的波源。据此惠更斯提出了著名的惠更斯原理：介质中波动传播到的各点都可以看作是发射子波的波源，在其后任意时刻这些子波的包迹就决定新的波阵面。

2.波的衍射（绕射）

波在传播过程中遇到与波长相当的障碍物时，能绕过障碍物边缘改变方向继续前进的现象，称为波的衍射或波的绕射。

当D<<时，波的绕射强，反射弱，缺陷回波很低，容易漏检；当D>>时，反射强，绕射弱，声波几乎全反射。 波的绕射对探伤即有利又不利。由于波的绕射，使超声波产生晶料绕射顺利地在介质中传播，这对探伤有利；但同时由于波的绕射，使一些小缺陷回波显著下降，以致造成漏检，这对探伤不利。一般超声波探伤灵敏度约为/2。

三．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，叫超声场；超声场具有一定的空间大小和形状，只有当缺陷位于超声场内时，才有可能被发现。描述超声场的特征植（即物理量）主要有声压、声强和声阻抗。

1.声压P

超声场中某一点在某一时刻所具有的压强P 1与没有超声波存在时的静态压强P 0之差，称为该点的声压，用P 表示（P = P 1 - P 0）。

声压幅值 p = cu = c(2 fA)

其中 ----介质的密度;

c----波速;

u----质点的振动速度；

A----声压最大幅值；

f----频率。

超声场中某一点的声压的幅值与介质的密度、波速和频率成正比。在超声波探伤仪上，屏幕上显示的波高与声压成正比。

2.声阻抗Z

超声场中任一点的声压p 与该处质点振动速度u 之比称为声阻抗，常用Z 表示。

Z = p / u = cu / u = c

由上式可知，声阻抗的大小等于介质的密度与波速的乘积。由u = P/Z 可知，在同一声压下，Z 增加，质点的振动速度下降。因此声阻抗Z 可理解为介质对质点振动的阻碍作用。超声波在两种介质组成的界面上的反射和透射情况与两种介质的声阻抗密切相关。

3.声强I

单位时间内垂直通过单位面积的声能称为声强，常用I 表示。

I = Z u 2/2 = P 2/(2Z)

当超声波传播到介质中某处时，该处原来静止不动的质点开始振动，因而具有动能；同时如右图，超声波（波长为）在介质中传播时，

遇到缺陷AB （其尺寸为D ），据惠更斯原理，缺陷边

缘可以看作是发射子波的波源，使波的传播改变，从

而使缺陷背后的声影缩小，反射波降低。

该处介质产生弹性变形，因而也具有弹性位能；声能为两者之和。

声波的声强与频率平方成正比，而超声波的频率远大于可闻声波。因此超声波的声强也远大于可闻声波的声强。这是超声波能用于探伤的重要原因。

在同一介质中，超声波的声强与声压的平方成正比。

四．分贝的概念与应用

1.概念

由于在生产和科学实验中，所遇到的声强数量级往往相差悬殊，如引起听觉的声强范围为10- 16 ~ 10–4 瓦/厘米2，最大值与最小值相差12个数量级。显然采用绝对量来度量是不方便的，但如果对其比值（相对量）取对数来比较计算则可大简化运算。分贝就是两个同量纲的量之比取对数后的单位。

通常规定引起听觉的最弱声强为I1 = 10 –16 瓦/厘米2作为声强的标准，另一声强I2与标准声强I1之比的常用对数称为声强级，单位是贝尔(BeL)。实际应用时贝尔太大，故常取1/10贝尔即分贝（dB）来作单位。（如取自然对数，则单位为奈培NP）

= lg (I2/I1) (Bel)

=10 lg (I2/I1) = 20 lg (P2/P1) (dB)

在超声波探伤中，当超声波探伤仪的垂直线性较好时，仪器屏幕上的波高与声压成正比。这时有

= 20 lg (P2/P1) = 20 lg(H2/H1) (dB)

这时声压基准P1或波高基准H1可以任意选取。

2.应用

分贝用于表示两个相差很大的量之比显得很方便，在声学和电学中都得到广泛的应用，特别是在超声波探伤中应用更为广泛。例如屏上两波高的比较就常常用dB表示。

例如，屏上一波高为80％，另一波高为20％，则前者比后者高

= 20 lg(H2/H1) = 20 lg(80/20) = 12 （dB）

用分贝值表示回波幅度的相互关系，不仅可以简化运算，而且在确定基准波高以后，可直接用仪器的增益值（数字机）或衰减值（模拟机）来表示缺陷波相对波高。

第四节波的反射、透射及衰减

超声波从一种介质传播到另一种介质时，在两种介质的分界面上，一部分能量反射回原介质内，称为反射波；另一部分能量透过界面在另一种介质内传播，称为透射波。在界面上声能（声压、声强）的分配和传播方向的变化都将遵循一定的规律。

一．单一界面的反射和透射

声能的变化与两种介质的声阻抗密切相关，设波从介质1（声阻抗Z1）入射到介质2（声阻抗Z2），有以下几种情况：

1.Z2 > Z1

声压反射率小于透射率。如水/钢界面。

2.Z1> Z2

声压反射率大于透射率。如钢/水界面。

声强反射率及透射率只与Z1、Z2的数值有关，与从哪种介质入射无关。

3.Z1>> Z2

声压（声强）几乎全反射，透射率趋于0。如钢/空气界面。

4.Z1 Z2

此时几乎全透射，无反射。因此在焊缝探伤中，若母材与填充金属结合面没有任何缺陷，是不会产生界面回波的。

二．薄层界面的反射和透射

此情况主要对探头保护膜设计具有指导意义。

当超声波依次从三种介质Z1、 Z2 、Z3(如晶片—保护膜—工件)中穿过，则当薄层厚度等于半波长的整数倍时，通过薄层的声强透射与薄层的性质无关，即好象不存在薄层一样；当薄层厚度等于四分之一波长的奇数倍且薄层声阻抗为其两侧介质声阻抗几何平均值（Z2 = （Z2 Z3）1/2 ）时，超声波全透射

三．波型转换和反射、折射定律

当超声波倾斜入射到界面时，除产生同种类型的反射和折射波外，还会产生不同类型的反射和折射波，这种现象称为波型转换。

1.纵波斜入射

2.横波入射

四．超声波的衰减

超声波在介质中传播时，随着距离增加，超声波能量逐渐减弱的现象叫做超声波衰减。引起超声波衰减的主要原因是波束扩散、晶粒散射和介质吸收

1.扩散衰减

超声波在传播过程中，由于波束的扩散，使超声波的能量随距离增加面逐渐减弱的现象叫做扩散衰减。超声波的扩散衰减仅取决于波阵面的形状，与介质的性质无关。

2.散射衰减

超声波在介质中传播时，遇到声阻抗不同的界面产生散乱反射引起衰减的现象，称为散射衰减。散射衰减与材质的晶粒密切相关，当材质晶粒粗大时，散射衰减严重，被散射的超声波沿着复杂的路径传播到探头，在屏上引起林状回波（又叫草波），使信噪比下降，严重时噪声会湮没缺陷波。

3.吸收衰减

超声波在介质中传播时，由于介质中质点间内磨擦（即粘滞性）和热传导引起超声波的衰减，称为吸收衰减或粘滞衰减

通常所说的介质衰减是指吸收衰减与散射衰减，不包括扩散衰减。

第五节超声波发射声场和规则反射体的回波声压

超声波探头（波源）发射的超声场，具有特殊的结构，只有当缺陷位于超声场内时，才有可能被发现

一．圆盘波源辐射的纵波声场

在不考虑介质衰减的条件下，当离波源较远处轴线上的声压与距离成反比，与波源面积成正比。

1.近场区

波源附件由于波的干涉而出现一系列声压极大极小值的区域，称为超声场的近场区。近场区声压分布不均，是由于波源各点至轴线上某点的距离不同，存在波程差，互相迭加时存在位相差而互相干涉，使某些地方声压互相加强，另一些地方互相减弱，于是就出现声压极大极小值的点。

波源轴线上最后一个声压极大值至波源的距离称为近场区长度，用N表示。

N = （D s2 - λ2）/(4λ) ≈ D s2/(4λ)

2.远场区

波源轴线上至波源的距离x >N的区域称为远场区。远场区轴线上的声压随距离增加单调减少。当 x >3N时，声压与距离成反比，近似球面波的规律。因为距离x足够大时，波源各点至轴线上某一点的波程差很小，引起的相位差也很小，这样干涉现象可以略去不计，所以远场区不会出现声压极大极小值。

3.近场区在两种介质中分布

实际探伤时，有时近场区分布在两种不同的介质中，如水浸探伤，超声波先进入水，然后再进入钢中，当水层厚度较小时，近场区就会分布在水、钢两种介质中。设水层厚度为L，则钢中剩余近场区长度N为

N = D s2/(4λ) – Lc1/c2

式中c1----介质1水中波速；

c2----介质2钢中波速；

----介质2钢中波长。

在近场区内，实际声场与理想声场存在明显区别，实际声场轴线上声压虽也存在极大极小值，但波动幅度小，极值点的数量也明显减少。

二．横波声场

目前常用的横波探头，是使纵波斜入射到界面上，通过波形转换来实现横波探伤的，当入射角在第一、第二临界角之间时，纵波全反射，第二介质中只有折射横波。

横波声场同纵波声场一样由于波的干涉存在近场区和远场区，当x≥3N时，波束轴线上的声压与波源面积成正比，与至假想波源的距离成反比，类似纵波声场。当横波探头晶片尺寸一定时，K值增大，近场区长度将减小。

三．规则反射体的回波声压

在实际探伤中一般采用反射法，即根据缺陷反射回波声压的高低来评价缺陷的大小。然而工件中的缺陷形状性质各不相同，目前的探伤技术还难以确定缺陷的真实大小和形状，回波声压相同的缺陷的实际大小可能相差很大，为此特引用当量法；当量法是指在同样的探测条件下，当自然缺陷回波与某人工规则反射体回波等高时，则该人工规则反射体的尺寸就是此自然缺陷的当量尺寸。自然缺陷的实际尺寸往往大于当量尺寸。

超声波探伤中常用的规则反射体有平底孔、长横孔、短横孔、球孔和大平底面等。

回波声压公式（考虑介质衰减因素）：

四．AVG曲线

AVG曲线是描述规则反射体的距离、回波高及当量大小之间关系的曲线；A、V、G是德文距离、增益和大小的字头缩写，英文缩写为DGS。AVG曲线可用于对缺陷定量和灵敏度调整。

以横坐标表示实际声程，纵坐标表示规则反射体相对波高，用来描述距离、波幅、当量大小之间的关系曲线，称为实用AVG曲线。实用AVG曲线可由以下公式得到：

不同距离的大平底回波dB差

Δ=20lgP B1/P B2=20lgX2/X1

不同距离的不同大小平底孔回波dB差

Δ=20lgP f1/P f2=40lgD f1X2/D f2X1

同距离的大平底与平底孔回波dB差

Δ=20lgP B/P f=20lg2λX/πD f D f

用以上公式计算绘制实用AVG曲线时，要统一灵敏度基准。

第六节仪器、探头和试块

超声波探伤仪、探头和试块是超声波探伤的重要设备，了解这些设备的原理、构造和作用及其主要性能的测试方法是正确选用探伤设备进行有效探伤的保证。

一．超声波探伤仪

1.作用

超声波探伤仪的作用是产生电振荡并加于换能器（探头）上，激励探头发射超声波，同时将探头送回的电信号进行放大，通过一定方式显示出来，从而得到被探工件内部有无缺陷及缺陷位置和大小等信息。

2.分类

按缺陷显示方式分类，超声波探伤仪分为三种。

A型：A型显示是一种波形显示，探伤仪的屏幕的横坐标代表声波的传播距离，纵坐标代表反射波的幅度。由反射波的位置可以确定缺陷位置，由反射波的幅度可以估算缺陷大小。

B型：B型显示是一种图象显示，屏幕的横坐标代表探头的扫查轨迹，纵坐标代表声波的传播距离，因而可直观地显示出被探工件任一纵截面上缺陷的分布及缺陷的深度。

C型：C型显示也是一种图象显示，屏幕的横坐标和纵坐标都代表探头在工件表面的位置，探头接收信号幅度以光点辉度表示，因而当探头在工件表面移动时，屏上显示出被探工件内部缺陷的平面图象，但不能显示缺陷的深度。

目前，探伤中广泛使用的超声波探伤仪都是A型显示脉冲反射式探伤仪。

3.A型脉冲反射式模拟超声波探伤仪的一般原理

二．探头

超声波的发射和接收是通过探头来实现的。下面介绍探头的工作原理、主要性能及其及结构。

1.压电效应

某些晶体材料在交变拉压应作用下，产生交变电场的效应称为正压电效应。反之当晶体材料在交变电场作用下，产生伸缩变形的效应称为逆压电效应。正、逆压电效应统称为压电效应。

超声波探头中的压电晶片具有压电效应，当高频电脉冲激励压电晶片时，发生逆压电效应，将电能转换为声能(机械能)，探头发射超声波。当探头接收超声波时，发生正压电效应，将声

能转换为电能。不难看出超声波探头在工作时实现了电能和声能的相互转换，因此常把探头叫做换能器。

2.探头的种类和结构

直探头用于发射和接收纵波，主要用于探测与探测面平行的缺陷，如板材、锻件探伤等。

斜探头可分为纵波斜探头、横波斜探头和表面波斜探头，常用的是横波斜探头。横波斜探头主要用于探测与探测面垂直或成一定角度的缺陷，如焊缝、汽轮机叶轮等。

当斜探头的入射角大于或等于第二临界角时，在工件中产生表面波，表面波探头用于探测表面或近表面缺陷。

双晶探头有两块压电晶片，一块用于发射超声波，另一块用于接收超声波。根据入射角不同，分为双晶纵波探头和双晶横波探头。

双晶探头具有以下优点：

（1）灵敏度高

（2）杂波少盲区小

（3）工件中近场区长度小

（4）探测范围可调

双晶探头主要用于探伤近表面缺陷。

聚焦探头种类较多。

3.探头型号

探头型号的组成项目及排列顺序如下：

基本频率-晶片材料-晶片尺寸-探头种类-特征

三．试块

按一定用途设计制作的具有简单几何形状人工反射体的试样，通常称为试块。试块和仪器、探头一样，是超声波探伤中的重要工具。

1．试块的作用

（1）确定探伤灵敏度

超声波探伤灵敏度太高或太低都不好，太高杂波多，判伤困难，太低会引起漏检。因此在超声波探伤前，常用试块上某一特定的人工反射体来调整探伤灵敏度。

（2）测试探头的性能

超声波探伤仪和探头的一些重要性能，如放大线性、水平线性、动态范围、灵敏度余量、分辨力、盲区、探头的入射点、K值等都是利用试块来测试的。

（3）调整扫描速度

利用试块可以调整仪器屏幕上水平刻度值与实际声程之间的比例关系，即扫描速度，以便对缺陷进行定位。

（4）评判缺陷的大小

利用某些试块绘出的距离-波幅-当量曲线（即实用AVG）来对缺陷定量是目前常用的定量方法之一。特别是3N以内的缺陷，采用试块比较法仍然是最有效的定量方法。此外还可利用试块来测量材料的声速、衰减性能等。

2.试块的分类

（1）按试块来历分为：标准试块和参考试块。

（2）按试块上人工反射体分：平底孔试块、横孔试块和槽形试块

3.试块的要求和维护

4.常用试块简介（仪器使用时重点讲解）

IIW(CSK-IA)

CS-1

CSK-IIIA

第七节仪器和探头的性能及其测试

仪器和探头的性能包括仪器的性能、探头的性能以及仪器与探头的综合性能。仪器的性能仅与仪器有关，如仪器的垂直线性、水平线性和动态范围等。探头的性能仅与探头有关，如探头入射点、K值、双峰、主声束偏离等。仪器与探头的综合性能不仅与仪器有关，而且与探头有关，如分辨力、盲区、灵敏度余量等。

一．仪器的性能及其测试

1.垂直线性

仪器的垂直线性是指仪器屏幕上的波高与探头接收的信号之间成正比的程度。垂直线性的好坏影响缺陷定量精度。

2.水平线性

仪器水平线性是指仪器屏幕上时基线显示的水平刻度值与实际声程之间成正比的程度，或者说是屏幕上多次底波等距离的程度。仪器水平线性的好坏直接影响测距精度，进而影响缺陷定位。

3.动态范围

动态范围是指仪器屏幕容纳信号大小的能力。

二．探头的性能及其测试

1.斜探头入射点

斜探头的入射点是指其主声束轴线与探测面的交点。入射点至探头前沿的距离称为探头的前沿长度。测定探头的入射点和前沿长度是为了便于对缺陷定位和测定探头的K值。

注意试块上R应大于钢中近场区长度N，因为近场区同轴线上的声压不一定最高，测试误差大。

2.斜探头K值和折射角

斜探头K值是指被探工件中横波折射角的正切值。

注意测定斜探头的K值或折射角也应在近场区以外进行。

3.探头主声束偏离和双峰

探头实际主声束与其理论几何中心轴线的偏离程度称为主声束的偏离。

平行移动探头，同一反射体产生两个波峰的现象称为双峰。

探头主声束偏离和双峰，将会影响对缺陷的定位和判别。

4.探头声束特性

探头声束特性是指探头发射声束的扩散情况，常用轴线上声压下降6dB时探头移动距离（即某处的声束宽度）来表示。

三．仪器和探头的综合性能及其测试

1.灵敏度

超声波探伤中灵敏度一般是指整个探伤系统（仪器和探头）发现最小缺陷的能力。发现缺

陷愈小，灵敏度就愈高。

仪器的探头的灵敏度常用灵敏度余量来衡量。灵敏度余量是指仪器最大输出时（增益、发射强度最大，衰减和抑制为0），使规定反射体回波达基准高所需衰减的衰减总量。灵敏度余量大，说明仪器与探头的灵敏度高。灵敏度余量与仪器和探头的综合性能有关，因此又叫仪器与探头的综合灵敏度。

2.盲区与始脉冲宽度

盲区是指从探测面到能够发现缺陷的最小距离。盲区内的缺陷一概不能发现。

始脉冲宽度是指在一定的灵敏度下，屏幕上高度超过垂直幅度20％时的始脉冲延续长度。始脉冲宽度与灵敏度有关，灵敏度高，始脉冲宽度大。

3.分辨力

仪器与探头的分辨力是指在屏幕上区分相邻两缺陷的能力。能区分的相邻两缺陷的距离愈小，分辨力就愈高。

4.信噪比

信噪比是指屏幕上有用的最小缺陷信号幅度与无用的噪声杂波幅度之比。信噪比高，杂波少，对探伤有利。信噪比太低，容易引起漏检或误判，严重时甚至无法进行探伤。

第三章常用探伤方法和技术

第一节探伤方法概述

一．按原理分类

超声波探伤方法按原理分类，可分为脉冲反射法、穿透法和共振法。

1.脉冲反射法

超声波探头发射脉冲波到被检试件内，根据反射波的情况来检测试件缺陷的方法，称为脉冲反射法。脉冲反射法包括缺陷回波法、底波高度法和多次底波法。

2.穿透法

穿透法是依据脉冲波或连续波穿透试件之后的能量变化来判断缺陷情况的一种方法。穿透法常采用两个探头，一收一发，分别放置在试件的两侧进行探测。

3.共振法

若声波（频率可调的连续波）在被检工件内传播，当试件的厚度为超声波的半波长的整数倍时，将引起共振，仪器显示出共振频率。当试件内存在缺陷或工件厚度发生变化时，将改变试件的共振频率，依据试件的共振频率特性，来判断缺陷情况和工件厚度变化情况的方法称为共振法。共振法常用于试件测厚。

二．按波形分类

根据探伤采用的波形，可分为纵波法、横波法、表面波法、板波法、爬波法等。

1.纵波法

使用直探头发射纵波进行探伤的方法，称为纵波法。此时波束垂直入射至试件探测面，以不变的波型和方向透入试件，所以又称为垂直入射法，简称垂直法。

垂直法分为单晶探头反射法、双晶探头反射法和穿透法。常用单晶探头反射法。

垂直法主要用于铸造、锻压、轧材及其制品的探伤，该法对与探测面平行的缺陷检出效果最佳。由于盲区和分辨力的限制，其中反射法只能发现试件内部离探测面一定距离以外的缺陷。

在同一介质中传播时，纵波速度大于其它波型的速度，穿透能力强，晶界反射或散射的敏感性较差，所以可探测工件的厚度是所有波型中最大的，而且可用于粗晶材料的探伤。

2.横波法

将纵波通过楔块、水等介质倾斜入射至试件探测面，利用波型转换得到横波进行探伤的方法，称为横波法。由于透入试件的横波束与探测面成锐角，所以又称斜射法。

此方法主要用于管材、焊缝的探伤；其它试件探伤时，则作为一种有效的辅助手段，用以发现垂直法不易发现的缺陷。

3.表面波法

使用表面波进行探伤的方法，称为表面波法。这种方法主要用于表面光滑的试件。表面波波长很短，衰减很大。同时，它仅沿表面传播，对于表面上的复层、油污、不光洁等，反应敏感，并被大量地衰减。利用此特点可通过手沾油在声束传播方向上进行触摸并观察缺陷回波高度的变化，对缺陷定位。

4.板波法

使用板波进行探伤的方法，称为板波法。主要用于薄板、薄壁管等形状简单的试件探伤。探伤时板波充塞于整个试件，可以发现内部和表面的缺陷。

5.爬波法

三．按探头数目分类

1.单探头法

使用一个探头兼作发射和接收超声波的探伤方法称为单探头法，单探头法最常用。

2.双探头法

使用两个探头（一个发射，一个接收）进行探伤的方法称为双探头法，主要用于发现单探头难以检出的缺陷

3.多探头法

使用两个以上的探头成对地组合在一起进行探伤的方法，称为多探头法。

四．按探头接触方式分类

1.直接接触法

探头与试件探测面之间，涂有很薄的耦合剂层，因此可以看作为两者直接接触，此法称为直接接触法。

此法操作方便，探伤图形较简单，判断容易，检出缺陷灵敏度高，是实际探伤中用得最多的方法。但对被测试件探测面的粗糙度要求较高。

2.液浸法

将探头和工件浸于液体中以液体作耦合剂进行探伤的方法，称为液浸法。耦合剂可以是油，也可以是水。

液浸法适用于表面粗糙的试件，探头也不易磨损，耦合稳定，探测结果重复性好，便于实现自动化探伤。

液浸法分为全浸没式和局部浸没式。

第二节仪器、探头的选择及耦合与补偿

一．探伤仪的选择

二．探头的选择

超声波探伤中，超声波的发射和接收都是通过探头来实现的。探头的种类很多，结构型式也不一样。探伤前应根据被检对象的形状、衰减和技术要求来选择探头，探头的选择包括探头型式、频率、晶片尺寸和斜探头K值的选择等。

1.探头型式的选择

常用的探头型式有纵波直探头、横波斜探头、表面波探头、双晶探头，聚焦探头等。一般根据工件的形状和可能出现缺陷的部位、方向等条件来选择探头的型式，使声束轴线尽量与缺陷垂直。

纵波直探头波束轴线垂直于探测面，主要用于探测与探测面平行的缺陷，如锻件、钢板中的夹层、折叠等缺陷。

横波斜探头主要用于探测与探测面垂直可成一定角度的缺陷，如焊缝中未焊透、夹渣、未溶合等缺陷。

表面波探头用于探测工件表面缺陷，双晶探头用于探测工件近表面缺陷，聚焦探头用于水浸探测管材或板材。

2.探头频率的选择。

超声波探伤频率0.5~10MHz之间，选择范围大。一般选择频率时应考虑以下因素:

(1)由于波的绕射，使超声波探伤灵敏度约为波长的一半，因此提高频率，有利于发现更

小的缺陷。

(2)频率高，脉冲宽度小，分辨力高，有利于区分相邻缺陷。

(3)频率高，波长短，则半扩散角小，声束指向性好，能量集中，有利于发现缺陷并对缺

陷定位。

(4)频率高，波长短，近场区长度大，对探伤不利。

(5)频率增加，衰减急剧增加。

由以上分析可知，频率的高低对探伤有较大的影响，频率高，灵敏度和分辨力高，指向性好，对探伤有利；但近场区长度大，衰减大，又对探伤不利。实际探伤中要全面分析考虑各方面的因素，合理选择频率。一般在保证探伤灵敏度的前提下尽可能选用较低的频率。

对于晶粒较细的锻件、轧制件和焊接件等，一般选用较高的频率，常用2.5~5MHz；对晶粒较粗大的铸件、奥氏体钢等宜选用较低的频率，常用0.5~2.5MHz。如果频率过高，就会引起严重衰减，屏幕上出现林状回波，信噪比下降，甚至无法探伤。

3.探头晶片尺寸的选择

晶片尺寸对探伤也有一定的影响，选择晶片尺寸进要考虑以下因素：

（1）晶片尺寸增加，半扩散角减少，波束指向性变好，超声波能量集中，对探伤有利。

（2）晶片尺寸增加，近场区长度迅速增加，对探伤不利。

（3）晶片尺寸大，辐射的超声波能量大，探头未扩散区扫查范围大，远距离扫查范围相对变小，发现远距离缺陷能力增强。

以上分析说明晶片大小对声束指向性、近场区长度、近距离扫查范围和远距离缺陷检出能力有较大的影响。实际探伤中，探伤面积范围大的工件时，为了提高探伤效率宜选用大晶片探头；探伤厚度大的工件时，为了有效地发现远距离的缺陷宜选用大晶片探头；探伤小型工件时，为了提高缺陷定位定量精度宜选用小晶片探头；探伤表面不太平整，曲率较低较大的工件时，为了减少耦合损失宜选用小晶片探头。

4.横波斜头K值的选择

在横波探伤中，探头的K值对探伤灵敏度、声束轴线的方向，一次波的声程（入射点至底面反射点的距离）有较大的影响。K值大，一次波的声程大。因此在实际探伤中，当工件厚度

较小时，应选用较大的K值，以便增加一次波的声程，避免近场区探伤；当工件厚度较大时，应选用较小的K值，以减少声程过大引起的衰减，便于发现深度较大处的缺陷。在焊缝探伤中，不要保证主声束能扫查整个焊缝截面；对于单面焊根未焊透，还要考虑端角反射问题，应使K=0.7~1.5,因为K<0.7或K>1.5，端角反射很低，容易引起漏检。

三．耦合

超声耦合是指超声波在探测面上的声强透射率。声强透射率高，超声耦合好。为提高耦合效果，在探头与工件表面之间施加的一层透声介质称为而耦合剂。耦合剂的作用在于排除探头与工件表面之间的空气，使超声波能有效地传入工件，达到探伤的目的；耦合剂还有减少磨擦的作用。

影响声耦合的主要因素有：耦合层的厚度，耦合剂的声阻抗，工件表面粗糙度和工件表面形状。

四．表面耦合损耗的补偿

在实际探伤中，当调节探伤灵敏度用的试块与工件表面粗糙度、曲率半径不同时，往往由于工件耦合损耗大而使探伤灵敏度降低，为了弥补耦合损耗，必须增大仪器的输出来进行补偿。

第三节仪器调节和缺陷定位

在实际探伤中，为了在确定的探测范围内发现规定大小的缺陷，并对缺陷定位和定量，就必须在探测前调节好仪器。

一．零点调节

由于超声波通过保护膜、耦合剂（直探头）或有机玻璃楔块（斜探头）进入待测工件的，缺陷定位时，需将这部分声程移去，才能得到超声波在工件中实际声程。

零点一般是通过已知声程的试块进行调节，如CSK-IA试块中的R100圆弧面（斜探头）或深100mm的大平底（直探头）。

二．K值调节

由于斜探头探伤时不仅要知道缺陷的声程，更要得出缺陷的垂直和水平位置，因此斜探头还要精确测定其K值（折射角）才能准确地对缺陷进行定位。

K值一般是通过对具有已知深度孔的试块来调节，如用CSK-IA试块50或 1.5的孔。

三．定量调节

定量调节一般采用AVG（直探头）或DAC（斜探头）。

四．缺陷定位

超声波探伤中测定缺陷位置简称缺陷定位。

1.纵波（直探头）定位

纵波定位较简单，如探头波束轴线不偏离，缺陷波在屏幕上位置即是缺陷至探头在垂直方向的距离。

2.表面波定位

表面波探伤定位与纵波定位基本类似，只是缺陷位于工件表面，缺陷波在屏幕上位置是缺陷至探头在水平方向的距离（此时要考虑探头前沿）。

3.横波定位

横波斜探头探伤定位由缺陷的声程和探头的折射角或缺陷的水平和垂直方向的投影来确定。

4.横波周向探测圆柱面时缺陷定位

周向探伤时，缺陷定位与平面探伤不同。

（1）外圆探伤周向探测

（2）内壁周向探测

第四节缺陷大小的测定和缺陷高度的测定

缺陷定量包括确定缺陷的大小和数量，而缺陷的大小指缺陷的面积和长度。常用的定量方法有当量法、底波高度法和测长法三种。当量法和底波高度法用于缺陷尺寸小于声束截面的情况，测长法用于缺陷尺寸大于声束截面的情况。

一．当量法测缺陷大小

采用当量法确定的缺陷尺寸是缺陷的当量尺寸，常用的当量法有当量试块比较法、当量计算法和当量AVG曲线法。

1.当量试块比较法

当量试块比较法是将工件中的自然缺陷回波与试块上的人工缺陷回波进行比较来对缺陷定量的方法。

此法的优点是直观易懂，当量概念明确，定量比较稳妥可靠。但成本高，操作也较烦琐，很不方便。所以此法应用不多，仅在x<3N的情况下或特别重要零件的精确定量时应用。

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，当量计算法就是根据探伤中测得的缺陷波高的dB值，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。

3.当量AVG曲线法

当量AVG曲线法是利用AVG曲线来确定工件中缺陷的当量尺寸。

二．测长法测缺陷大小

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高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度，因此缺陷的指示长度总是小于或等于缺陷的实际长度。

根据测定缺陷长度时的基准不同将测长法分为相对灵敏度法、绝对灵敏度法和端点峰值法。

三．底波高度法测缺陷大小

底波高度法是利用缺陷波与底波的相对波高来衡量缺陷的相对大小。当工件中存在缺陷时，由于缺陷的反射，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。

四．缺陷测高

第五节影响缺陷定位、定量的主要因素及其它

目前A型脉冲反射式超声波探伤仪是根据屏幕上缺陷波的位置和高度来评价被检工件中缺陷的位置和大小，了解影响因素，对于提高定位、定量精度是十分有益的。

一．影响缺陷定位的主要因素

1.仪器的影响

仪器的水平线性的好坏对缺陷定位有一定的影响。

2.探头的影响

探头的声束偏离、双峰、斜楔磨损、指向性等影响缺陷定位。

3.工件的影响

工件的表面粗糙度、材质、表面形状、边界影响、温度及缺陷情况等影响缺陷定位。

4.操作人员的影响

仪器调试时零点、K值等参数存在误差或定位方法不当影响缺陷定位

二．影响缺陷定量的主要因素

1.仪器及探头性能的影响

仪器的垂直线性、精度及探头频率、型式、晶片尺寸、折射角大小等都直接影响缺陷回波高度。

2.耦合与衰减的影响

耦合剂的声阻抗和耦合层厚度对回波高有较大的影响；当探头与调灵敏度用的试块和被探工件表面耦合状态不同时，而又没有进行恰当的补偿，也会使定量误差增加，精度下降。

由于超声波在工件中存在衰减，当衰减系数较大或距离较大时，由此引起的衰减也较大，如不考虑介质衰减补偿，定量精度势必受到影响。因此在探伤晶粒较粗大和大型工件时，应测定材质的衰减系数，并在定量计算时考虑介质衰减的影响，以便减少定量误差。

3.工件几何形状和尺寸的影响

工件底面形状不同，回波高度不一样，凸曲面使反射波发散，回波降低，凹曲面使反射波聚焦，回波升高；工件底面与探测面的平行度以及底面的光洁度、干净程度也对缺陷定量有较大的影响；由于侧壁干涉的原因，当探测工件侧壁附近的缺陷时，会产生定量不准，误差增加；工件尺寸的大小对定量也有一定的影响。

为减少侧壁的影响，宜选用频率高、晶片尺寸大且指向性好的探头探测或横波探测；必要时不可采用试块比较法来定量。

4.缺陷的影响

不同的缺陷形状对其回波高度有很大的影响，缺陷方位也会影响到回波高度，另外缺陷波的指向性与缺陷大小有关，而且差别较大；另外缺陷回波高度还与缺陷表面粗糙度、缺陷性质、缺陷位置等有影响。

三．缺陷性质分析

超声波探伤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、夹渣大得多。但缺陷定性是一个很复杂的问题，实际探伤中常常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。

四．非缺陷回波的判别

超声波探伤中屏上常常除了始波、底波、和缺陷波外，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，分析和了解常见非缺陷回波产生的原因和特点也是十分必要的。

五．侧壁干涉

纵波探伤时，探头若靠近侧壁，则经侧壁反射的纵波或横波与直接传播的纵波相遇产生干涉，对探伤带来不利影响。一般脉冲持续的时间所对应的声程不大于4λ。因此只要侧壁反射波束与直接传播的波束声程差大于4λ就可以避免侧壁干射。

第四章板材和管材超声波探伤

第一节板材超声波探伤

根据板材的材质不同，板材分为钢板、铝板、铜板等，实际生产中钢板应用最广，这里以钢板为例来说明板材的超声波探伤工艺方法。

一．钢板常见缺陷及探伤方法

钢板是由板坯轧制而成，而板坯又是由钢锭轧制或连续浇铸而成的，钢板中常见缺陷有分层、折迭、白点等，裂纹少见。

钢板中分层、折迭等缺陷是在轧制过程中形成的，因此它们大都平行于板面。根据板厚的不同，将钢板分为薄板（小于6mm）与中厚板(中板在6~40mm之间，厚板大于40mm)。中厚板常用垂直板面入射的纵波探伤法；薄板常用板波探伤法。

中厚板垂直探伤法的耦合方式有直接接触法和充水耦合法。采用的探头有单晶直探头、双晶直探头或聚焦探头。探伤钢板时，一般采用多次底波反射法，只有当板厚很大时才采用一次底波或二次底法。

二．探头与扫查方式的选择

1.探头的选择包括探头频率、直径和结构形式的选择

由于钢板晶粒比较细，为了获得较高的分辨力，宜选用较高的频率，一般为2.5~5.0MHz。钢板面积大，为了提高探伤效率，宜选用较大直径的，但对于厚度较小的钢板，探头直径不宜过大，因为大探头近场区长度大，对探伤不利。一般探头直径范围为10~30mm。

探头的结构形式主要根据板厚为确定，板厚较大时，常选用单晶探头；板厚较薄时可选用双晶直探头，因为双晶直探头盲区很小。双晶直探头主要用于探测厚度为6~30mm的钢板。

2.扫查方式的选择

根据钢板用途和要求不同，采用的主要扫查方式分为全面扫查、列线扫查、边缘扫查和格子扫查等。

三．探测范围和灵敏度的调整

第二节复合材料超声波探伤

一．复合材料中常见缺陷

复合材料是由母材与复合层粘合而成，常的复合材料是在碳钢或低合金母材上，粘接不锈钢、钛、铝、铜合金等复合层，以提高钢板的耐腐蚀性。

复合材料一般用轧制、粘接、爆炸和堆焊等方法制造。复合材料中常风缺陷是脱层（脱接），即复合层与母材在界面处复合不良。

二．探伤方法

复合材料探伤与一般钢板的探伤方法基本相同，常用单直探头或联合双直探头进行纵波探伤。探伤时可从母材一侧探测，也可从复合层一侧探测。

三．缺陷的判别

第三节薄板超声波探伤

对于板厚小于6mm的薄板，如采用一般的纵波探伤法，由于其板厚往往在盲区内，缺陷难以分辨。目前对这种薄板一般采用兰姆波（板波）进行探伤。

第四节管材超声波探伤

一、管材加工及常见缺陷

管材种类很多，据管径不同分为小口径管和大口径管，据加工方法不同分为无缝钢管和焊接管。

无缝钢管是通过穿孔法和高速挤压法得到的，穿孔法是用穿孔机穿孔，并同时用轧辊滚轧，最后用心棒轧管机定径压延平整成型。高速挤压法是在挤压机中直接挤压成形，这种方法加工的管材尺寸精度高。

焊接管是先将板材卷成管形，然后用电阻焊或埋弧自动焊加工成型。一般大口径管多用这种方法。对于厚壁大口径管也可以由钢锭经锻造、轧制等于工艺加工而成。

管材中常见缺陷与加工方法有关。无缝钢管中常见缺陷有裂纹、折迭、夹层等；焊接管中常见缺陷与焊缝类似，一般为裂纹、气孔、夹渣、未焊透等。锻轧管常见缺陷与锻件类似，一般为裂纹、白点、重皮等。

二、小口径管探伤

小口径管是指外径小于100mm的管材。这种管材一般为无缝管，采用穿孔法或挤压法得到，其中主要缺陷平行于管轴的径向缺陷（称纵向缺陷），有时也有垂直于管轴线的径向缺陷（称横向缺陷）。

对于管内纵向缺陷，一般利用横波进行周向扫查探测；对于管内横向缺陷，一般利用横波进行轴向扫查探测。

按耦合方式不同，小口径管探伤分为接触法探伤和水浸法探伤。

三、大口径管探伤

超声波探伤中，大口径管一般是指外径大于100mm的管材。大口径管曲率半径较大，探头与管壁耦合较好，通常采用接触法探伤，批量较大时也可采用水浸探伤。

第五章锻件与铸件超声波探伤

锻件和铸件是各种机械设备及锅炉压力容器的重要毛坯，它们在生产加工过程中常会产生一些缺陷，影响设备的安全使用。铸件晶粒粗大、透声性差，信噪比低，探伤困难大。

第一节锻件超声波探伤

一．锻件加工及常见缺陷

锻件是由热态钢锭经锻压变形而成。锻压过程包括加热、形变和冷却。形变大致分为镦粗、拔长和滚压。为改善锻件的组织性能，锻后还要进行正火、退火或调质等热处理。

锻件缺陷可分为铸造缺陷、锻造缺陷和热处理缺陷。铸造缺陷主要有：缩孔残余、疏松、夹杂、裂纹等；锻造缺陷主要有：折叠、白点、裂纹等。热处理缺陷主要有：裂纹等。

二．探伤方法概述

三．探测条件的选择

第二节铸件超声波探伤

一．铸件中常见缺陷

铸件是金属液注入铸入铸模中冷却凝固而成的，铸件中常见缺陷有气孔、缩孔、夹杂和裂纹等。

二．铸件探伤的特点

1.透声性差

2.声耦合差

3.干扰杂波多

三．铸钢件探测条件的选择

1.探头：一般以纵波直探头为主，辅以横波斜探头和纵波双晶探头。铸钢晶粒较粗大，

衰减严重，宜选用较低的频率，一般为0.15~2.5MH Z。

2.试块：铸钢件探伤常用ZGZ系列平底孔对比试块。

3.探测表面与耦合剂：铸钢件表面粗糙，耦合条件差，探伤前应对其表面进行打磨清理，

探伤时常用粘度较大的耦合剂。

4.透声性测试

5.铸钢件内外层划分

第六章焊缝超声波探伤

在焊缝探伤中，不但要求探伤人员具备熟练的超声波探伤技术，而且还要求探伤人员了解有关的焊接基本知识，如焊接接头型式、焊接坡口型式、焊接方法和焊接缺陷等。只有这样，探伤人员才能针对各种不同的焊缝，采用适当的探测方法，从而获得比较正确的探测结果。

第一节焊接加工及常见缺陷

锅炉压力容器及一些钢结构件主要是采用焊接加工成形。焊缝内部质量一般利用射线和超声波来检测，对焊缝中裂纹、未熔合等危险性缺陷，超声波探伤比射线更容易发现。

一．焊接加工

焊接过程实际上是个冶炼和铸造过程，焊接接头形式主要有对接、角接、搭接和T型接头

等几种。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，搭接少见。

二．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。

焊缝中的气孔、夹渣是立体型缺陷，危害性较小；而裂纹、未熔合是平面型缺陷，危害性大，在焊缝探伤中，由于焊缝余高的影响及焊缝中裂纹、未焊透、未熔合等危险性大的缺陷往往与探测面垂直或成一定角度，因此一般采用横波探伤。

第二节中厚板对接焊缝超声波探伤。

一．探测条件的选择

1.探测面的修整

工件表面的粗糙度直接影响探伤结果，一般要求表面粗糙度不大于6.3m，否则应予以修整。

焊缝两侧探测面的修整宽度P一般根据母材厚度而定。

厚度为8 ~46mm的焊缝采用二次波探伤，探测面修整宽度为

P 2KT+50 (mm)

厚度为大于46mm的焊缝采用一次波探伤，探测面修整宽度为

P KT+50 (mm)

式中K----探头的K值；

T-----工件厚度。

2.耦合剂的选择

在焊缝探伤中，常用的耦合剂有机油、甘油、浆糊、润滑脂和水等，实际探伤中用得最多的是机油和浆糊。

3.频率选择

焊缝的晶粒比较细小，可选用比较高的频率探伤，一般为2.5~5.0MHz。对于板厚较小的焊缝，可采用较高的频率；对于板厚较大，衰减明显的焊缝，应选用较低的频率。

4.K值选择

探头K值的选择应从以下三个方面考虑：

（1）使声束能扫查到整个焊缝截面；

（2）使声束中心线尽量与主要危险性缺陷垂直；

（3）保证有足够的探伤灵敏度

设工件厚度为T，焊缝上下宽度分别为a和b，探头K值为K，探头前沿长度为L，则有：K（a+b+L）/T

一般斜探头K值可根据工件厚度来选择，薄工件采用大K值，以便避免近场区探伤，提高定位定量精度；厚工件采用小K值，以便缩短声程，减小衰减，提高探伤灵敏度。同时还可减少打磨宽度。在条件允许的情况下，应尽量采用大K值探头。

探头K值常因工件中的声速变化和探头的磨损而产生变化，所以探伤前必须在试块上实测K值，并在以后的探伤中经常校验。

5.探测方向的选择

二．距离-波幅曲线的绘制与应用

超声波检测笔试试题(含答案)

超声波检测笔试试题(含答案)

笔试考卷 单位：姓名： 评分：日期： 一是非判断题（在每题后面括号内打“X”号表示“错误”，画“○”表示正确） （共20题，每题1.5分，共30分） 1.质点完成五次全振动所需要的时间，可以使超声波在介质中传播五个波长的距离(0) 2.超声波检测时要求声束方向与缺陷取向垂直为宜(0) 3.表面波、兰姆波是不能在液体内传播的(0) 4.纵波从第一介质倾斜入射到第二介质中产生的折射横波其折射角达到90°时的纵波入射角称为第一临界角(X) 5.吸收衰减和散射衰减是材料对超声能量衰减的主要原因(0) 6.我国商品化斜探头标称的角度是表示声轴线在任何材料中的折射角(X) 7.超声波探头的近场长度近似与晶片直径成正比,与波长成反比(0) 8.根据公式：C=λ·f 可知声速C与频率f成正比，同一波型的超声波在同一材料中传播时高频的声波传播速度比低频大(X) 9.一台垂直线性理想的超声波检测仪，在线性范围内其回波高度与探头接收到的声压成正比例(0) 10.在人工反射体平底孔、矩形槽、横孔、V形槽中，回波声压只与声程有关而与探头折射角度无关的是横孔(0) 11.用sinθ=1.22λ/D公式计算的指向角是声束边缘声压P1与声束中心声压P0之比等于0%时的指向角(0) 12.水平线性、垂直线性、动态范围属于超声波探头的性能指标(X) 13.入射点、近场长度、扩散角属于超声波检测仪的性能指标(X) 14.在超声波检测中，如果使用的探测频率过低，在探测粗晶材料时会出现林状回波（X） 15.钢板探伤中，当同时存在底波和伤波时，说明钢板中存在小于声场直径的缺陷(0)

超声波探伤测定作业指导书样本

超声波探伤测定作业指导书 一、使用设备 PXUT-350型全数字探伤仪 二、测试原理及目的 超声波探伤法是经过有压电晶体的探头, 将电振荡转变成超声波, 入射到工程材料或设备构件后, 如遇缺陷则超声波被反射、散射或衰减, 再经探头接收后变成电信号, 进而放大显示在超声波探伤仪的屏幕上, 并根据相应的原则由荧光屏上显示出的信息判定缺陷的部位、大小和性质。超声波探伤法不但可检测被测物体表面的缺陷, 重要的是能够探测到内部的缺陷。 三、测试方法及步骤 1、测零点( 声速或K值) 根据测试的物体的不同, 可分为使用直探头和使用斜探头测试。 1.1) 测试前, 首先根据物体的不同相应的选择所使用的探头, 一般情况下, 使用直探头、双晶探头的物体在屏幕”声波类型”中一般为”纵波”, 斜探头一般为”横波”。如果”声波类型”为”深度”则”声波类型”不影响测试, 但需在测试前输入工件声速。 如果”声程类型”选为”距离”时( 默认为”距离”) , 此测试过程在测零点的同时可测出工件中声速, 例如用CSK-1A试块测横波探头的零点与声速; 如选取”深度”时则用两个不同深度的反射体可同时测出探头的零点和K值( 此时需事先输入工件中声速) , 例如用CSK-ⅢA试块测横波探头的零点K值。 根据所用试块声程值, 如果输入的试块声程值过小, 则不能测试, 仪器会提示”输入数值不当”, 此时可重新输入一个恰当的数值。当选〈2〉键输入”一次声

程”后, ”两次声程”所显示的数值将会是”一次声程”的两倍。也能够按〈3〉键在”两次声程”处直接输入数值, 但必须保证”两次声程”大于”一次声程”。仪器将根据输入值自动设置进波门( 一般是门位在第三格, 门宽三格) 、声程( 声程单位) 、增益、声速等参量, 一般不需用户再调节, 但有一些探头如双晶探头由于零点较长, 可能需要移动进波门位( 屏幕左上角提示: 门位-A) 或其它参量( 如声程) 使所需回波处于进波门内, 调节参量后应按〈返回〉键退出参量更改状态, 使屏幕左上角提示为: 测零点。 在确认一次声程值时需用直尺量出探头至反射体的水平距离, 并在确认测试值后输入。 1.2) 注意事项 ( 1) 测零点时不可调延时和更改补偿增益, 不可更换通道, 也不可嵌套其它测试; ( 2) 确认回波时应注意在屏幕左上角有”测零点”三字提示时才可按〈确认〉键; ( 3) 当”声程类型”为”距离”时, 在两次确认回波之间应保持探头稳定不动; ( 4) 确认进波门内回波时,可移动”门位-A”使回波处于进波门内。 ( 5) 当”声程类型”为”深度”时, 若所找反射体最高波位置稍有偏差即可能使测试结果出现较大误差, 因此非必要状况或不够熟练者请不要使用此方法。( 6) 在示例中所输入数值仅为举例, 应根据试块的实际情况进行输入。 2、测K值 按〈调零/测试〉键再按〈确认/2ndf〉话把出现测试菜单后, 按〈2〉选中测K 值后, 屏幕左上角出现提示: ”先测声速零点? +/-”, 如用户按〈+〉键则先测零点声速( 参见5-1, 默认使用CSK-ⅠA试块, 因此”声波类型”会自动预置为横波, 试块”一次声程”预置为50mm, ”两次声程”为100mm, ”声程类型”为距离) , 再测K值; 如按〈-〉键则直接测K值, 屏幕上出现对话框:

超声波检测技术及应用

超声波检测技术及应用 刘赣 （青岛滨海学院，山东省青岛市经济开发区266000） 摘要：无损检测(nondestructive test)简称NDT。无损检测就是不破坏和不损伤受检物体，对它的性能、质量、有无内部缺陷进行检测的一种技术。本文主要讲的是超声波检测（UT）的工作原理以及在现在工业中的应用和发展。 关键词：超声波检测；纵波；工业应用；无损检测 1.超声波检测介绍 1.1超声波的发展史 声学作为物理学的一个分支, 是研究声波的发生、传播、接收和效应的一门科学。在1940 年以前只有单晶压电材料, 使得超声波未能得到广泛应用。20 世纪70 年代, 人们又研制出了PLZT 透明压电陶瓷, 压电材料的发展大大地促进了超声波领域的发展。声波的全部频率为10- 4Hz～1014Hz, 通常把频率为2×104Hz～2×109Hz 的声波称为超声波。超声波作为声波的一部分, 遵循声波传播的基本定律, 1.2超声波的性质 1）超声波在液体介质中传播时，达到一定程度的声功率就可在液体中的物体界面上产生强烈的冲击（基于“空化现象”）。从而引出了“功率超声应用技术“例如“超声波清洗”、“超声波钻孔”、“超声波去毛刺”（统称“超声波加工”）等。2）超声波具有良好的指向性 3）超声波只能在弹性介质中传播，不能再真空中传播。一般检测中通常把空气介质作为真空处理，所以认为超声波也不能通过空气进行传播。 4）超声波可以在异质界面透射、反射、折射和波型转化。 5）超声波具有可穿透物质和在物质中衰减的特性。 6）利用强功率超声波的振动作用，还可用于例如塑料等材料的“超声波焊接”。 1.2超声波的产生与接收 超声波的产生和接收是利用超声波探头中压电晶体片的压电效应来说实现的。由超声波探伤仪产生的电振荡，以高频电压形式加载于探头中压电晶体片的两面电极上时，由于逆压电效应的结果，压电晶体片会在厚度方向上产生持续的伸缩变形，形成了机械振动。弱压电晶体片与焊件表面有良好的耦合时，机械振动就以超声波形式传播进入被检工件，这就是超声波的产生。反之，当压电晶体片收到超声波作用而发生伸缩变形时，正压电效应的结果会使压电晶体片两面产生不同极性的电荷，形成超声频率的高频电压，以回波电信号的形势经探伤仪显示，这就是超声波的接收。 1.3超声波无损检测的原理 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

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

2016特种设备超声波二级开卷考精彩试题库

特种设备UTⅡ级开卷考试题库 一、判断题 1.《特种设备安全监察条例》规定，特种设备是指涉及生命安全、危险性较大的锅炉、压力容器（含气瓶）、压力管道。错 2.军事装备、核设施、航空航天器、铁路机车、海上设施和船舶以及矿山井下使用的特种设备的安全监察不适用《特种设备安全监察条例》。对 3.《特种设备安全监察条例》规定，特种设备检验检测机构，应当接受特种设备安全监督管理部门依法进行的特种设备安全监察。对 4.特种设备检验检测机构包括监督检验机构、定期检验机构、型式试验机构和无损检测机构。对 5.《特种设备安全监察条例》规定，特种设备检验检测人员从事检验 检测工作，必须在特种设备检验检测机构执业，但不得同时在两个以 上检验检测机构中执业。对 6.《特种设备安全监察条例》规定，特种设备检验检测机构和检验检 测人员不得从事特种设备的生产、销售，但可以监制、监销特种设备 。错 7.《特种设备无损检测人员考核规则》规定考核围的无损检测方法包 括射线（RT）、超声（UT）、磁粉（MT）、渗透（PT）、声发射（AE ）和涡流（ECT）六种。错漏磁 8.《特种设备无损检测人员考核规则》规定，特种设备《检测人员证 》有效期4年。对 9.《特种设备无损检测人员考核规则》要求报考的检测人员至少单眼或者双眼的裸眼或者矫正视力不低于《标准对数视力表》的5.0级。

错 10.《特种设备无损检测人员考核规则》规定，各级人员笔试和实际操作考试的合格标准均为70分。对 11.《特种设备无损检测人员考核规则》规定，年龄65岁以上（含65周岁）人员换证申请不再予以受理。错 12.《特种设备无损检测人员考核规则》规定，换证分为考试换证和审核换证两种方式，审核换证应当在取证后首次换证时实施，以后采取考试换证与审核换证交替实施，不得连续实施审核换证。对 13.《锅炉安全技术监察规程》适用于符合《特种设备安全监察条例》围的固定式承压蒸汽锅炉、承压热水锅炉、有机热载体锅炉、以及以余热利用为主要目的的烟道式、烟道与管壳组合式余热锅炉。对 14.《锅炉安全技术监察规程》规定，锅炉受压元件及其焊接接头质量检验，包括外观检验、通球试验、化学成份分析、无损检测、力学性能检验、水压试验等。对 15.《锅炉安全技术监察规程》规定，当选用超声衍射时差法（TOFD）时，应当与脉冲回波法（PE）组合进行检测，检测结论应进行分别判定。错 16.锅炉受压部件无损检测方法应当符合NB/T47013（JB/T4730）《承压设备无损检测》的要求。管子对接接头X射线实时成像应符合相应技术规定。对 17．《固定式压力容器安全技术监察规程》规定，低压容器均为第一类压力容器。错 18.《固定式压力容器安全技术监察规程》规定，压力容器拼接封头对接接头必须在成形后进行无损检测。错 19．按照《固定式压力容器安全技术监察规程》的规定，进行局部无

锻件超声波检测作业指导书

锻件超声波检测作业指导书 7.1适用范围： 本条适用于碳素钢和低合金钢锻件的超声波检测和缺陷等级评定，不适用于奥氏体粗晶材料的超声检测，也不适用于内外径之比小于80%的环形和筒形锻件的周向横波检测。 7.2检测工艺卡 7.2.1检测工艺卡由具有II级UT资质人员编制，工艺卡的编制应与所执行的技术规范及本检测作业指导书相符。 7.2.2检测工艺卡由具有UTIII资质人员或UT检测责任师审核批准。 7.3检测器材： 7.3.1仪器 选用数字式超声波检测仪或A型脉冲反射式超声波检测仪，其工作频率范围为0.5-10MHz，水平线性误差不大于1%，垂直线性误差不大于5%。 7.3.2探头 选用双晶直探头频率为 5 MHz，晶片面积不小于

150mm2；单晶直探头，频率为2-5 MHz，圆晶片直径为14-25mm。 7.3.3试块 采用纵波单晶直探头时采用JB/T4730-2005规定的CSI 试块；采用纵波双晶探头时采用JB/T4730-2005图8-5规定的CSII标准试块；检测面是曲面时采用CSIII试块。 7.3.4耦合剂：化合浆糊或机油。 7.4检测时机：原则上安排热处理后，槽、孔、台阶加工前进行。若热处理后锻件形状不适合超声波检测时，也可在热处理前进行，但在热处理后仍应对锻件进行尽可能完全的检测。 7.5检测方法 7.5.1执行检测工艺卡的规定 7.5.2锻件一般应进行纵波检测，对筒形锻件还应进行横波检测，但扫查部位 和验收标准应根据JB/T4730-2005.3附录C的规定。 7.5.3在纵波检测时，原则上应从两面相互垂直的方向进行检

测，尽可能的检测带锻件的全体积，但锻件厚度超过400mm 时，应从两端面进行100%的扫查。 7.6检测灵敏度确定 7.6.1纵波直探头检测灵敏度的确定 当被检部位的厚度大于或等于3倍进场区时，原则上选用底波计算方法确定基准灵敏度，也可以采用试块法确定基准灵敏度。 7.6.2纵波双晶直探头灵敏度确定 根据需要选择不同直径的平底孔试块，并依次测试一组不同检测深度的平底孔（至少三个），调节衰减器，使其中最高回波达到满刻度的80%。不改变仪器参数，测出其他平底孔回波的最高点，将其标在荧光屏上，连接这些点，即得到对应于不同直径平底孔的双晶直探头的距离—波幅曲线，并以此作为基准灵敏度。 7.6.3检测灵敏度一般不得低于最大检测距离处的φ2mm平底孔当量直径。 7.6.4缺陷当量的确定：

CTS-23型超声波探伤仪操作规程

CTS-23型超声波探伤仪操作 规程 Through the process agreement to achieve a unified action policy for different people, so as to coordinate action, reduce blindness, and make the work orderly. 简介：该规程资料适用于公司或组织通过合理化地制定计划，达成上下级或不同的人员之间形成统一的行动方针，明确执行目标，工作内容，执行方式，执行进度，从而使整体计划目标统一，行动协调，过程有条不紊。文档可直接下载或修改，使用时请详细阅读内容。 一. 本仪器为精密电子仪器，在日常使用中应妥加维护，使仪器经常处于良好的工作状态。 二．仪器不论采用充电器由交流供电或采用镉镍蓄电池由直流供电，均应把充电器或电池组插入仪器后部，并拧紧螺钉，保证仪器的供电正常，工作可靠，并防止搬动时脱落。 三．仪器使用DC-6型镉镍蓄电池时，充足电可使用约4.5小时,若间断工作时间还可延长.因此,在停止使用时,应把开关关掉,减少耗

电。 四．当配用镉镍蓄电池时,若电压批示器表针已指示到黑区,表示电池已用完(若欠压保护电路动作,则无基线显示),应停止使用并及时给电池充电,以免过度放电而损坏。 五．仪器应避免雨水或机油渗入内部。 六．仪器工作时应尽量避开强磁场。 七．搬动仪器时应避免强烈振动;仪器应放于干燥地方。 八．调节旋钮时不宜用力过猛,尤其在旋钮的极端位置时更应注意,否则易使旋钮错位或损坏。 仪器使用完毕,应即进行外表清洁,探头线及电源线切忌扭曲。拔接插头时应用手抓住插头的金属部分,不可抓住电缆线拔插。 这里填写您的企业名字 Name of an enterprise

超声波检测考核题及答案

超声波检测现场考核参考题 1、灌注桩成桩质量通常存在哪两方面的问题？ 2、总结声波透射法的优缺点。 3、简述声波透射法检测混凝土缺陷的基本依据。 4、声波检测仪应符合那些技术性能？ 5、声波透射法所用检测仪器及换能器有哪些主要技术指标？各在什么范围？ 6、简述径向换能系统延时的来源及其标定方法。 7、采用声波透射法检测基桩时，预埋检测管应注意哪些问题？ 8、声测管埋设应注意哪些要点？ 9、为什么大直径灌注桩不宜选用塑料管做声测管？ 10、对于桩径小0.6m的灌注桩，声波透射法不适用，为什么？ 11、某桩径为0.8m的灌注桩，埋设3根声测管，声测管在桩中的位置，基本等分桩的圆周。请问：声波透射法检测时有没有“盲区”？ 12、声波透射法测桩时，如何选择换能器的工作频率、发射电压、埋管数量、测点点距等技术参数？ 13、声波透射法有哪几种检测方法？简述不同方法的特点、用途。 14、简述声波透射法检测前的准备工作。 15、声波透射法检测中，要求声测管中应注满清水，请说明原因。如果是泥桨，有何影响？ 16、声波透射法测桩质量，可用于判别混凝土缺陷的基本物理参量有哪些？说明其相关关系？

17、常见缺陷在超声波测试信号中的特性有哪些？ 18、解释声波透射法的PSD判别法。 19、检测管不平行时，如何判断缺陷及其位置？ 20、PSD判据的优点是什么？ 21、PSD判据的基本原理是什么？为什么要对斜率加权？ 22、简要说明概率法存在哪些问题，在哪些情况下可能导致误判或漏判？如何解决？ 23、确定声速异常临界值判据中临界值的基本原理是什么？ 24、灌注桩某处离析，造成粗骨大量堆积。声波、幅值有何变化？为什么？ 25、什么叫衰减？产生衰减的原因是什么？ 26、什么叫超声波声场？反映超声波声场特征的重要物理量有哪几个？什么叫声压、声强、声阻抗？ 27、在同一根桩的检测中，不同剖面的检测，声波发射电压和仪器设置参数是否应保持不变？为什么？ 28、JGJ106-2003规范要求不同的桩径需埋设不是数量的声测管，具体的要求是什么？ 29、声波透视法检测中，发射和接收换能器以相同标高提升，每次提升间距为多少？ 30、超声波法检测的适用范围是什么？ 31、声测管及耦合水的声时修正值计算公式是什么？ 32、声波检测PSD判据的计算公式是什么？

超声波探伤仪操作规程

质检部文件编号： 作业指导书页数第1页共6页 名称：超声波探伤仪操作规程版本号：C 章修改状态：00 1适用范围 本作业指导书适用于母材厚度不小于8mm的铁素体类钢全焊透熔化焊对接焊缝脉冲反射法手工超声波检验。 不适用于铸钢及奥氏体不锈钢焊接，外径小于159mm钢管对接焊缝，内径小于等于200mm的管座角焊缝及外径小于2 50mm和内径小于80%的纵向焊缝。 2引用标准 JB4730-2005《承压设备无损检测》 GBII345-89《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级法》 GB50205-2001《钢结构工程施工质量验收规范》3试验项目及质量要求 3.1试验项目：内部缺陷超声波探伤。 3.2质量要求 3.2.1检验等级的分级 根据质量要求检验等级分A、B、C三级，检验的完善程度A级最低，B级一般，C级最高。检验工作的难度系数按A、B、C顺序逐级增高，应按照工种2的材质、结构、焊接方法，使用条件及承受荷载的不同，合理的选用检验级别。检验等级应按 产品的技术条件和有关规定选择或经合同双方协商选定。 3.2.2焊缝质量等级及缺陷分级 表3.2.2 焊缝质量等级内部缺陷超声波探伤 评定等级检验等级探伤比例 一级n B级100% 二级m B级20% 3.2.3探伤比例的计数方法 探伤比例的计数方法应按以下原则确定： ①对工厂制作焊缝，应按每条焊缝计算百分比，且探伤长度不应小于200mm，当焊缝长度不足200mm时，应对整条焊 缝进行探伤； ②对现场安装焊缝，应按同一类型，同一施焊条件的焊缝条数计算百分比，探伤长度应不小于200mm，并应不少于I条 焊缝。 3.2.4检验区域的选择 3.2. 4.1超声波检测应在焊缝及探伤表面经外观检查合格后方可进行，应划好检验区域，标岀检验区段编号。 3.2. 4.2检验区域的宽度应是焊缝本身再加上焊缝两侧各相当于母材厚度30 %的一般区哉，这区域最小10mm，最大20m。 3.2. 4.3接头移动区应清除焊接飞溅、铁屑、油垢及其它外部杂质。探伤区域表面应平整光滑，便于探头的自由扫查，其表面 粗糙度不应超过6.3um，必要时进行打磨。a、采用一次反射法或串列式扫查探伤时，探头移动区应大于 2.5 5 k （其中，5为板厚，k为探头值）；b、采用直射法探伤时，探头移动区域应大于 1.5 5 k 3.2. 4.4去除余高的焊接，应将余高打磨到与临邻近母材平齐。保留余高焊缝，如焊缝表面有咬边，较大的隆起和凹陷等也应 进行适当修磨，并做圆滑过渡以免影响检验结果的评定。 3.2.5检验频率

超声波检测作业指导书

超声波检测作业指导书 QDICC/QB107-2002 1、适应范围 本标准适用于容器、钢结构及管道对接焊缝的超声波及探伤结果的分级评定。 2、工艺编制依据 JB4730-94《压力容器无损检测》标准第三篇。 3、探伤人员条件 探伤人员必须经过技术培训且取得劳动部锅炉压力容器超声波检测的资格证书。 4、仪器 超声波探伤仪器的性能指标的检测方法应符合ZBY230《A型脉冲及射式超声波探伤仪通用技术条件》的规定。 5、探头 本规程使用的探头采用声束垂直方向无双峰，且声束轴向的水平方向偏离角小于2°的探头。 6、超声检测系统性能 系统有效灵敏度余量应大于或等于10dB上。斜探头的远场分辨力应大于或等于6dB。仪器和探头的组合频率和公称频率误差不得大于±10%。 7、耦合剂 耦合剂选用甘油或机油。

8、试块 本程序选用的试块，由以下几种规格： 标准试块：CSK-ZB 对比试块：CSK-111A 9、检验前准备 9.1 检验区域的宽度是焊缝本身再加上焊缝两侧各相当于母材厚度的30%的一段区域，且不小于10mm。 9.2 探头的移动区应不小于1.25P。 P=2KT 式中：P-跨距 mm P=2Ttg T-母材厚度 mm K- 探头K值 tg-探头折射角° 9.3 探头移动区域应清除焊接飞溅物、铁屑、油垢及其他杂质，检测表面平整光滑，便于探头的自由扫查。 9.4 距离—波幅曲线的绘制 9.4.1 距离--波幅曲线按探头和仪器在试块上实测的数据直接绘制在仪器面板上，该曲线族由评定线、定量线和判废线组成。评定线和定量线之间（包括评定线）为Ⅰ区，定量线和判废线之间（包括定量线）为Ⅱ区，判废线及其以上区为Ⅲ区。

超声波检测培训资料

Training materials UST UTS培训材料 1.Basic Principles of Ultrasonic Testing. 超声波检测（UT）的基本原理 Ultrasonic Testing (UT) uses high frequency sound energy to conduct examinations and make measurements. Ultrasonic inspection can be used for flaw detection/evaluation, dimensional measurements, material characterization, and more. UT是用高频声音能量来检测和测量的。超声波检测能用于缺陷的检测和评估，尺寸的测量、材料的特性和其他。 Ultrasonic Inspection is a very useful and versatile NDT method. Some of the advantages of ultrasonic inspection that are often cited include: 超声波检测是很好用并且多功能的NDT方法。下面是它的一些优点： ?It is sensitive to both surface and subsurface discontinuities. ?对表面和亚表面的不连续性都很灵敏。 ?The depth of penetration for flaw detection or measurement is superior to other NDT methods. ?缺陷检测和测量的深度方面优于其他的检测方法。 ?Only single-sided access is needed when the pulse-echo technique is used. ?当用回波技术时，只需要单边。 ?It is highly accurate in determining reflector position and estimating size and shape. ?确定检测缺陷位置和测量大小和形状时非常精确。 ?Minimal part preparation is required. ?只需要非常小的样品。 ?Electronic equipment provides instantaneous results. ?电子设备可以提供瞬间结果。 ?Detailed images can be produced with automated systems. ?可以自动产生详细的图像。 ?It has other uses, such as thickness measurement, in addition to flaw detection. ?其他功能，除了缺陷的检测还有厚度的测量等。 2.Wave Propagation. 波的传播 Ultrasonic testing is based on time-varying deformations or vibrations in materials, which is generally referred to as acoustics. In solids, sound waves can propagate in four principle modes that are based on the way the particles oscillate. Sound can propagate as longitudinal waves, shear waves, surface waves, and in thin materials as plate waves. Longitudinal and shear waves are the two modes of propagation most widely used in ultrasonic testing. 超声波的检测是基于声波在物料上产生随时间的变化的变形和震动。在固体中，声波基于离子震荡有四种传播模式：即可以传播纵波、横波、表面波和薄板板波。纵波和横波是超声波探伤主要使用的两种模式。

超声波UTⅠ级考试题库(1)

超声波检测UTⅠ级 取证考试（闭卷）题库 一、共580道题，其中：判断题290，选择题290。内容如下： 1、金属材料、焊接、热处理知识 判断题：30 选择题：30 2、相关法规和规范 判断题：30 选择题：30 3、JB/T4730.3－2005标准 判断题：30 选择题：30 4、超声专业理论 判断题：200 选择题：200 二、组题要求：每套题100道题，每题1分，共100分。其中： 1、判断题：50 金属材料焊接热处理：5题；相关法规规范：5题；JB/T4730标准：5题；专业理论知识：35题。 2、选择题：50 金属材料焊接热处理：5题；相关法规规范：5题；JB/T4730标准：5题；专业理论知识：35题。

UTⅠ级取证考试题库 一．判断题 金属材料、焊接、热处理知识（1～30） 1.金属材料的性能包括使用性能和工艺性能。对 2.材料在外力作用下所表现出的力学性能指标有强度、硬度、塑性、韧性等。对 3.评价金属材料的强度指标有抗拉强度、屈服强度、伸长率和断面收缩率。错 4.一般说来，钢材的硬度超高，其强度也越高。对 5.承压设备的冲击试验的试样缺口规定采用V型缺口而不采用U型缺口，是因为前者加工容易且试验值稳定。错 6.材料的屈强比越高，对应力集中就越敏感。对 7.材料的冲击值不仅与试样的尺寸和缺口形式有关，而且与试验温度有关。对 8.应力集中的严重程度与缺口大小和根部形状有关，缺口根部曲率半径越大，应力集中系数越大。错 9.氢在钢材中心部位聚焦形成的细微裂纹群称为氢白点，可以用UT 检测。对 10.低碳钢金属材料中，奥氏体组织仅存在于727℃以上的高温范围内。对 11.淬火加高温回火的热处理称为调质处理。对 12、在消除应力退火中，应力的消除主要是依靠加热或冷却过程中钢

铁路桥梁钢结构焊缝超声波探伤实施细则

钢构作业指导书 铁路桥梁钢结构焊缝超声波探伤 文件编号： 版本号： 编制： 批准： 生效日期：

铁路桥梁钢结构焊缝超声波探伤实施细则 1. 目的 为使测试人员在做建筑钢结构焊缝超声波探伤时有章可循，并使其操作合乎规范。 2. 适用范围 适用于母材厚度为10～80mm的碳素钢和低合金钢的钢板对接、T型接头、角接头焊缝。 3. 检测依据 TB10212-2009铁路钢桥制造规范 GB/T11345-2013焊缝无损检测超声检测技术、检测等级和评定 4．检验方法概述 超声波探伤法的原理是利用超声波探伤仪换能器发射的脉冲超声波，通过良好的耦合方式使超声波入射至被检工件内，超声波在工件内传播遇到异质界面产生反射，反射波被换能器所接收并传至超声波探伤仪示波器。通过试块或工件底面作为反射体调节时基线以确定缺陷反射回波的位置，调整检测灵敏度以确定缺陷的当量大小。 5．人员要求 所有从事超声波探伤的检验员应通过有关部门组织的超声波探伤培训、考试并取得相应的执业资格证书，Ⅰ级检验员具有现场操作资格，但必须在Ⅱ级或Ⅲ级人员的指导或监督下进行，Ⅱ级或Ⅲ级人员可以编制超声波探伤工艺规程和工艺卡以及签发审核检验报告。超声检验人员的视力应每年检查一次，校正视力不得低于1.0。 6．检测器材 6.1超声波探伤仪：采用数字A型脉冲反射式超声波探伤仪，频率范围为0.5-10MHz，且实时采样频率不应小于40MHz；衰减器精度为任意相邻12dB的误差在±1dB以内，最大累计

误差不超过1dB；水平线性误差不大于1%，垂直线性误差不大于5%。 6.2探头：晶片面积一般不应大于500mm2，且任一边长原则上不大于25mm；单斜探头声束轴线水平偏离角不应大于2°；主声束垂直方向上不应有明显双峰；折射角的实测值与公称值的偏差应不大于2°(K值偏差不应超过士0. 1)，前沿距离的偏差应不大于1mm。 6.3仪器和探头系统性能：系统有效灵敏度必须大于评定灵敏度10dB以上；直探头远场分辨力≥30dB，斜探头远场分辨力＞6dB； 6.4试块 6.4.1标准试块: CSK-ⅠA、CSK-ⅠB 该试块主要用于测定探伤仪、探头及系统性能，调校探头K值、前沿，调整时基线比例。 6.4.2对比试块: RB-1、RB-2、RB-3该系列试块主要用于探测范围为10～80mm的距离波幅曲线制作，调整检测灵敏度。 6.4.3铁路钢桥制造专用柱孔标准试块:用于贴角焊缝超声波探伤调整时基线比例也及距离波幅曲线制作，调整检测灵敏度等。 6.5耦合剂 6.5. 1 应选用适当的液体或糊状物作为耦合剂，耦合剂应具有良好透声性和适宜流动性，不应对材料和人体有损伤作用，同时应便于检验后清理。 6.5.2 典型的藕合剂为水、机油、甘油和浆糊，耦合剂中可加人适量的“润湿剂”或活性剂以便改善藕合性能。 6.5.3 在试块上调节仪器和产品检验应采用相同的耦合 7. 工作程序 7.1检测准备 7.1.1测试前可由项目负责人或有关人员前往现场踏勘，了解现场基本情况(操作环境\工件材

HS610e超声波探伤仪操作说明书

HS610e超声波探伤仪操作说明书 一、键盘简介 电源开/关键调校类功能键 包络功能键闸门功能系统键 增益热键探头零点自动校准热键 抑制热键自动增益键 波幅曲线功能键输出数据功能键 声响报警键存储伤波数据键 波峰记忆键波形冻结/输入命令、数据认可键 50组探伤参数选择键显示屏彩色切换键 （注：HS611e无此功能键） 进入 / 退出参数列表显示 键 关闭屏幕显示，进入节电状态动态回波记录键子功能菜单/操作功能键 左/下方向键右/上方向键

数码飞梭旋 钮 旋钮键主要用于数字 输入、增减、左右、上 下调节和功能选择及 确认等功能。 左旋：等同左/下方向键 操作方式右旋：等同右/上方向键 单击：轻轻按下旋钮，马上松开，让旋 钮弹起 按击：按住旋钮不放，停留两秒，然后 松开 （单击用于确认或进入各功能状态，按击用于退出 各功能状态） 1、功能选择之间的操作关系 仪器的功能及其逻辑关系 1）自动调校功能 ?围/零偏：探伤围的调节 / 探头入射零点的调节 ?声速：材料声速（0～9000）m/s 连续调节 ? K值：斜探头的折射角（K值）测量 ·Φ值计算：当量Φ值计算 2）闸门功能 ?围/平移：（0～5500）㎜扫查围的无级调节/脉冲平移调节 ?闸门操作：闸门移位/闸门宽度/闸门高度调节 ?闸门选择：闸门A/B选择 ?动态回放：回波全动态记录回放 3）曲线功能 ?制作：制作距离—波幅曲线 ?调整：修整已制作的距离—波幅曲线 ?删除：删除已制作的距离波—幅曲线 ?距离补偿：作好波幅曲线后启动远距离补偿功能 4）输出功能 ?读出：显示当前读出号的缺陷波形及数据 ?删除：删除当前存贮号或连续存贮区间的缺陷波形及数据 ?通讯：将存储的缺陷波形及数据传送到计算机 ?打印：打印探伤报告 5）包络功能：对缺陷回波进行波峰轨迹描绘，辅助对缺陷定性判断。 6）增益/自动增益功能：手动调节仪器灵敏度/自动波高调节仪器灵敏度（80%）。 7）波峰记忆：对闸门动态回波进行最高回波的检搜，并保留在屏幕上。

超声考试试题及答案

【篇一：b超三基考试试题及答案】 （2011.6） （总分100分） 姓名：科室：评分： [a型题] 1、用于医学上的超声频率为（c） a、1mhz b、2mhz c、2.5-10mhz d、20-40mhz e、40mhz 2、目前临床上最常用的超声仪器是 (b) a、a型超声仪 b、b型超声仪 c、d型超声仪 d、m型超声仪 e、以上都不是 3、超声波是如何发生的 (a ) a、换能器的逆压电效应 b、换能器的压电效应 c、换能器向人体发送电信号

d、换能器的热效应 e、换能器的磁效应 4、.超声检查中常用的切面有 (e ) a、矢状面 b、横切面 c、斜切面 d、冠状面 e、锥状切面 5、.彩色多普勒技术不用于下列哪项检查 (c ) a、表浅器官 b、心血管系统 c、腹水，胸腔积液定位 d、腹腔脏器 e、外周血管 6、多普勒频移 (a ) a、与反射体的速度呈正比 b、在脉冲多普勒系统中较大 c、在声强极高时较大 d、取决于所用探头阵元数 e、连续波多普勒最大 7、软组织中的超声衰减量 (a )

a、随组织厚度而增加 b、由tgc曲线的范围决定 c、随着波长减小而增大 d、使用数字扫描转换器时无关紧要 e、与频率无关 8、下面哪种组织对超声传播阻碍最小 (d) a、肌肉 b、脂肪 c、肝 d、血液 e、脾 9、最早在妊娠多少周时能够用超声测量双顶径 (b) a、14周 b、12周 c、8周 d、6周 e、10周 10、甲状腺炎声像图表现为 (b) Ａ、甲状腺内多个囊肿 Ｂ、甲状腺弥漫性增大回声减低 Ｃ、甲状腺弥漫性增大回声改变

Ｄ、甲状腺缩小，回声增强 Ｅ、甲状腺呈结节状改变 11、下列哪项不是层流的超声多普勒频谱表现（e） a、频谱窄 b、频谱充填 c、出现空窗 d、频谱包络光滑 e、频谱速度正常 12、彩色多普勒超声心动图图像中红色代表（a） a、朝向探头的正向血流 b、背向探头的负向血流 c、动脉血流 d、静脉血流 e、垂直探头方向的血流 13、超声心动图最基本的检查方法是（a） a、二维超声心动图 b、m型超声心动图 c、频谱多普勒超声心动图 d、彩色多普勒超声心动图 e、m型彩色多普勒超声心动图 14、具有较好时间分辨力的超声心动图是（d）

超声波探伤培训资料

超声波探伤培训资料 超声波探伤是利用超声波在物质中的传播、反射和衰减等物理特性来发现缺陷的一种探伤方法。与射线探伤相比，超声波探伤具有灵敏度高、探测速度快、成本低、操作方便、探测厚度大、对人体和环境无害，特别对裂纹、未熔合等危险性缺陷探伤灵敏度高等优点。但也存在缺陷评定不直观、定性定量与操作者的水平和经验有关、存档困难等缺点。在探伤中，常与射线探伤配合使用，提高探伤结果的可靠性。超声波检测主要用于探测试件的内部缺陷。 1、超声波：频率大于20KHZ的声波。它是一种机械波。探伤中常用的超声波频率为0.5~10MHz，其中2~2.5MHz被推荐为焊缝探伤的公称频率。 机械振动：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。振幅A、周期T、频率f。。 波动：振动的传播过程称为波动。C=λ*f 超声波具有以下几个特性： （1）束射特性。超声波波长短，声束指向性好，可以使超声能量向一定方向集中辐射。（2）反射特性。反射特性正是脉冲反射法的探伤基础。 （3）传播特性。超声波传播距离远，可检测范围大。 （4）波型转换特性。超声波在两个声速不同的异质界面上容易实现波型转换。 2、波的类型：（1）纵波L：振动方向与传播方向一致。气、液、固体均可传播纵波。（2）横波S：振动方向与传播方向垂直的波。只能在固体介质中传播。 （3）表面波R：沿介质表面传播的波。只能在固体表面传播。 （4）板波：在板厚与波长相当的薄板中传播的波。只能在固体介质中传播。 3、超声波的传播速度（固体介质中） （1） E：弹性横量，ρ：密度，σ：泊松比，不同介质E、ρ不一样， 波速也不一样。 （2）在同一介质中，纵波、横波和表面波的声速各不相同 CL＞CS＞CR 钢：CL=5900m/s，CS=3230m/s，CR=3007m/s 4、波的迭加、干涉、衍射 ⑴波的迭加原理 当几列波在同一介质中传播时，如果在空间某处相遇，则相遇处质点的振动是各列波引起振动的合成，在任意时刻该质点的位移是各列波引起位移的矢量和。几列波相遇后仍保持自己原有的频率、波长、振动方向等特性并按原来的传播方向继续前进，好象在各自的途中没有遇到其它波一样，这就是波的迭加原理，又称波的独立性原理。 ⑵波的干涉 两列频率相同，振动方向相同，位相相同或位相差恒定的波相遇时，介质中某些地方的振动互相加强，而另一些地方的振动互相减弱或完全抵消的现象叫做波的干涉现象。波的干涉是波动的重要特征，在超声波探伤中，由于波的干涉，使超声波源附近出现声压极大极小值。 ⑶波的衍射（绕射） 波在传播过程中遇到与波长相当的障碍物时，能绕过障碍物边缘改变方向继续前进的现象，称为波的衍射或波的绕射。 波的绕射和障碍物尺寸Df及波长λ的相对大小有关。当Df<<λ时，波的绕射强，反射弱，缺陷回波很低，容易漏检。超声探伤灵敏度约为λ/2，这是一个重要原因。当Df>>λ时，反射强，绕射弱，声波几乎全反射。 波的绕射对探伤即有利又不利。由于波的绕射，使超声波产生晶粒绕射顺利地在介质中传播，这对探伤是有利的。但同时由于波的绕射，使一些小缺陷回波显著下降，以致造成漏检，这

数字式超声波探伤仪使用操作规程

数字式超声波探伤仪使用操作规程 本标准从2013年12月31日开始执行 1、简介 TS-V9系列超声波探伤仪是一款便携式、全数字式超声波探伤仪，能够快速、无损伤、精确地进行工件内部多种缺陷（焊接、裂纹、夹杂、气孔等）的检测、定位和评估。既可以用于实验室，也可以用于工程现场。本仪器能够广泛地应用在制造业、钢铁冶金业、金属加工业、化工业等需要缺陷检测和质量控制的领域，也广泛应用于航空航天、铁路交通、锅炉压力容器等领域的在役安全检查与寿命评估。 1.1安全提示 1) 本仪器为工业超声波无损探伤设备，不可以用于医疗检测； 2) 使用本仪器的人员必须具备专业无损检测知识，以保证安全操作； 3) 本仪器必须在仪器允许的环境条件下使用，尤其不可在强磁场、强腐蚀的环境下使用； 4) 在使用过程中请按照本规程的介绍正确使用，保证安全操作，； 1.2 功能 1. 发射脉冲 脉冲幅度和宽度可调，使探头工作在最佳状态。 阻抗匹配可选，满足灵敏度及分辨率的不同工作要求。 四种工作方式：直探头，斜探头，双晶，透射探伤。 2. 放大接收 实时采样：高速ADC，充分显示波形细节。 检波方式：全波、正半波、负半波、射频。 闸门：双闸门读数，支持时间闸门与声程闸门。 增益：0-110dB多级步距可调。可分别调节基本增益、扫查增益、表面补偿，方便探伤设置。支持增益锁定，支持自动增益。 3.报警类型 闸门进波、闸门失波、曲线进波、曲线失波4种类型可选 4. 数据存储 设有存储快捷键，便于操作。可存储10-100个探伤通道；100-1000个波形存储；10-20段5分钟录像、可快速另存、调用、回放与删除。 5. 探伤功能 波峰记忆：实时检索缺陷最高波，记录缺陷最大值 回波包络：对缺陷回波进行波峰轨迹描绘，辅助对缺陷定性判断。 裂纹测深：利用端点衍射波自动测量、计算裂纹深度。 孔径：在直探头锻件探伤工作中，对缺陷的大小进行自动计算即Ф值自动计算功能。 DAC、AVG：直/斜探头锻件探伤找准缺陷最高波自动计算Φ值，可分段制作。 动态记录：快捷检测实时动态记录波形，存储、回放。 缺陷定位：水平值L、深度值H、声程值S。 缺陷定量：根据设定基准灵活显示。 缺陷定性：通过包络波形，人工经验判断。 曲面修正：曲面工件探伤，修正曲率换算。 .

超声试题及答案

2016年北京市医师定期考核业务水平测评 （超声科专业试卷） 单位：____________________________________________________ 姓名：___________________ 性别：_________ 身份证号：_____________________________________________________________ 分数 共100分，60分合格。 一．单选题：以下每一考题下面有A、B、C、D、E五个备选答案。请从中选择有一个最佳答案，每题1分。 1.超声波的频率范围是指( ) A.>2000Hz B.>20000Hz C.>200000Hz D.>2000000Ｈz E.>>Hz 2.超声基本物理量频率（f）、波长（λ）和声速（c）三者之间的关系应是( ) A.λ＝1/2c?f B.λ=c/f =1/2λ?f =2λ?f =c?λ 3.不属于压电材料的是( ) A.石英晶体 B.钛酸钡 C.高分子聚合物ＰＶＤＦ D.氟碳化物 E.压电陶瓷 4.超声的分辨力不受下列哪项因素的影响( ) A.超声频率的高低 B.脉冲的宽度 C.重复频率的高低 D.声束的宽度 E.声场远近及其声能分布 5.超声生物学效应中不包括( ) A.致热作用 B.空化作用 C.电离作用

D.实验研究发现可能产生细胞畸形和染色体改变 E.高强聚焦热凝固和杀灭肿瘤作用 6.超声束与平整的界面保持多少度时，回声反射最强( ) 7.人体组织体液回声按其强弱排列，正确的是( ) A.胰腺<肝、脾 B.肝、脾<肾皮质 C.肾皮质<肾骨髓质 D.肾窦<胰腺 E.胆汁<血液 8.指出下列人体组织、体液回声有哪项不正确( ) A.均质性液体如胆汁，尿液呈无回声 B.含气的肺组织密度很低，呈低回声 C.肝、脾实质呈典型的中等回声 D.皮肤通常呈高回声或较高回声 E.软组织与骨髓之间的界面 9.下列液体回声何项描述不妥( ) A.胆汁是无回声 B.尿液是无回声 C.血液是无回声 D.新鲜的出血和新鲜血肿是无回声 E.发生纤维化钙化的陈旧性血块回声增多 10.不同人体组织、体液声衰减程度有高低差别，正确的是( ) A.尿液、胆汁>血液 B.>脂肪 C.皮下脂肪>肝、肾 D.>肌肉 E.肌肉>软骨 11.囊肿和实性肿物声像图比较、以下描述何项不妥( ) A.典型的囊肿和实性肿物声像图比较，是容易鉴别的 B.单凭外形、内部回声、有无后方回声强度与侧边声影来鉴别，均不可靠 C.囊肿内均无回声，实性肿物内均有回声，故容易鉴别 D.部分小肿瘤和小肝癌，圆形、边界清晰、光滑，轻度后方回声增强 E.有的恶性淋巴瘤呈圆形，边界清晰、光滑，内部无回声，酷似囊肿