超声波探伤培训

1、KARL DEUTSCH_超声波探伤基础知识张正鑫德国卡尔德意志 检测仪器设备有限公司(UT Snfuhrung WD JuniCC. Sei：e 1)KARL DEUTSCH-0无损检测概论 0声学基础知识 0超声波的产生，探头与声场9探伤原理（透射、反射、串列）9探伤仪，数据显不（A-扫描，B-扫描，C-扫描）0耦合方法O探伤参数（入射方向，频率，频带宽度，晶片尺寸） 0探伤仪的调整（时基线，灵敏度，评判） 9影响因素，可探缺陷O应用技术（测厚，焊缝，铁路）第一章无损检测概论1.1无损检测的定义无损检测技术(Non-Destructive Testing,简称NDT)是第 二次世界大战后迅

2、速发展起来的一门新兴的、多学科综合 应用的工程科学。此项技术是在不改变及损伤被检对象的 各种性能(其中包括物理性能、化学性能、几何形状、表 面状态 等)的前提下，釆用多种适用的方法对被检对象 进行检测，以确定其质量，即确定该被检对象的实际使用 性能是否能满足事先设计的需要，以及确定其某些特性， 如几何尺寸、所使用的材料、表面状况、均匀性、密度等。1.2无损检测的方法及适用范基本分类：机械、光学方法Mechanical Optical声学法Sonic ltrasonic目视、光学法Visual-Optical声冲击法Acoustic-Impact全息照相干涉法Holographic Interf

3、erometry声振动法Sonic Vibration光弹性复膜法Photoelastic Coating涡流声振动法Eddy Sonic Vibration应力涂料法Brittle Coating声发射法Acoustic Emission应变计法Strain Gage超声脉冲反射法Pulse-Echo Ultrasonic微硬度法Microhardness超声透射法Transmission Ultrasonics液浸法Liquid Penetrate超声共振法Resonance Ultrasonics挥发液法Volatile Liquid超声表而波法Surface-Wave Ultrason

4、ics过滤微粒法Filtered Particle超声临界角法Critical-Angle Ultrasonics检漏法Leak Detection电磁超声法Electromagneto-Acoustic(UT Snfuhrung WD JuniCC. Seite 3)KARL DEUTSCH_(UT Snfuhrung WD JuniCC. Sei：e 5)KARL DEUTSCH_射线透照方法Penetrating Radiation热力学方法ThermalX射线照相法 Y射线照相法 中子射线照相法 透照射线测量法 后背散乱射线测量法 自动射线照相法 放射性气体渗透法 正电子湮没法X-Ra

5、diographyGamma Radiography Neutron Radiography Penetrating Radiometry Backscatter Radiometry AutoradiographyRadioactive Gas Penetrant Positron Annihilation接触测温法Contact Thermometry热电势法Thennoelectric Probe红外线放射测量法Infrared Radiometry液晶法电热法化学、分析方法 化学定位试验 电解检测法Thermochromic Electrothermal Chemical-Analyt

6、ical Chemical Spot Test Electrolytic Probe电磁方法静磁场法 磁粉探伤法 核磁共振法 巴克豪森效应 涡流法 电阻法 带电粉末法 电晕放电法 绝缘法 微波射线法Electromagnetic激光检测法Laser ProbeStatic Magnetic FieldMagnetic ParticleNuclear Magnetic Reson- Barkhausen EffectEddy CurrentElectric CurrentElectrified ParticleCorona DischargeDielectricMicrowave Radiati

7、on离子散射法 离子检测法 俄歇分析法 荧光X射线法 X射线衍射法 中子放射化法Ion ScatterIon ProbeAuger AnalysisX-ray FluorescenceX-ray Diffraction Neutron Activation带电粒子放射化法 Charged-Particle Activation 莫斯鲍尔分析法Mossbaucr Analysis外激电了发射法EXo-Electron Emission(UT Snfuhrung WD JuniCC. Sei：e #)KARL DEUTSCH_辅助分类：成相法Image Generation超声全息法 Ultras

8、onicHolography照相法Photoimagi ng电视温度记录法Video Thermography射线照相法Film Radiography信号、图像分析法Signal-lmage Analysis干版射线照相法Xeroradiography照相抽取法Photographic Extraction轨迹腐蚀射线照相法Track-Etch Radiography激光过滤法Laser filtering透视法Fluoroscopy图像扫描数字化法Image Scan Digitization电视射线照相法Video Radiography电视增强法Video Enhancement超声水

9、浸法Immersion Ultrasonics超声频谱分析法Ultrasonic Spectroscopy超声电视摄像法Ultrasonic Videography 声信号分析法Sonic Signature Analysis表人几种检测方法所能测定或检出缺陷的待征无损检测的对彖芦学法电矗注主 要 对 象JE象冲击法r动 法涡派声 聲动法r' 发 射 法脉冲 反射 法超生 透过法超声法趙声 表面 波法趙声临界角法.7场 法探伤 法法巴克涡法电法帝电 粉末 法电聲 放电法巴-）：二外淞 电子 发射 法非连 续及 独立 缺陷衣血誠陷ABAA外露哉陷DACAAADBAAAAC氏部缺陷C.C3

10、ABCCCBB组织 或结 构不 良显徴组织A基本组织BCBC：ACC.结枸缺陷BBBA结构缺陷 C大CK J 及度 量衡变化ACC尺寸变化BBc厚、密度CC物力 及机 城特 性电待性強转性机械特性表面转性注，最合爼的方法;3-合运的方広；C- 一定条件下使用'D疔可能使用.(UT Snfuhrung WD JuniCC. Sei：e 9)KARL DEUTSCH_续表人几种检测方法所能测定或检出映陷的特征无按栓祗的对象声学法电磁法主 耍 对对象冲 击r fe 动 法涡流掘动 法L 发 射 法卸: Jtt冲 反射 法超生 透过 法趨声 共抿 法表面 波法超声 临界 角法9? Bk 场 法

11、雄粉探伤共扳 法巴丸涡法电 阻 次带电 粉末 法电暈放电法外激 电子 发射 注化学 成分析元素分析C杂质浓盛CCC冶金状态BB物化状态A应力 及动 态反 应应力应变BBACBBCA机被栈伤DCCB化学损伤DB其它損伤3动态现線C仁CAADBC信号 分祈电鐵场DC热场声僧号DBCA射线信号信号或图 愎分折注三A.展合适的方诲B合适的方法i C- 一宦条利：下使用:有可艇使用，1.3无损检测五大常规手段的应用范围及性能对比表3常规无损检测方法的优、缺点及局限性缺略 住置可检财料优点缺点局限性材料表面磁粉检测铁磁性材料缺陷易于识别须在两个方向磁 化，电流强度人只能检测表面及 近表面缺陷渗透检测非多空

12、型材料操作简便只能检测表面开口缺陷，污染环境对腐蚀裂纹难以 检测涡流检测趋肤深度小的电导体可自动探伤检测速度快易受表面状况,材 料特性及检测距 离等因素影响伪缺陷一缺陷的 识别能力有限超声检测声导体操作简单使用灵活只能在-定条件 下判断缺陷的大 小山于吸收作用，不 能发现网状缺陷(UT Snfuhrung WD JuniCC. Sei：e 11)KARL DEUTSCH_缺陷採伤分廉可检妨料优点缺比材料内部射线检测件加讲 率低1辨别缺陷性质便于存档，使用灵活对面状缺陷不灵 敏有射线防护问 题探测原子量小的 材料时，对比度 小,几何形状复杂 的匸件较麻烦超声检测声导体易于缺陷定位对 面状缺陷较灵

13、敏， 可自动探伤在-定条件卜才 能确定缺陷大小, 需很多实践经验， 结果带有一定主 观性晶粒粗大的材.料 及工件表面的干 涉作用和薄工件 内大波形转换影 响其应用范围表4常用无损检测方法的识别界限检测方法缺陷尺寸深度宽度长度渗透检测10-20jim5|im10)Lim磁粉检测10m2(im5(im涡流检测10)im超声检测0.1 1mm一般技术：1xX分析技术：0.10.3X射线检测0.1mm直径钢丝表5射线检测、超声检测对不同类型缺陷的检出能力缺陷类型缺陷取向射线检测超声检测夹渣任意好好气孔任意好好夹铸任意好好裂纹深度方向±20°好好裂纹深度方向20。困难好未熔合深度方向

14、±20°好好未熔合深度方向20。困难好(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate 13)振动与频率KARL DEUTSCHtT1 = 1 ps fl =比 Ps = 1 MHzT2 = 0,5 ps(2 = %,5 ps = 2 MHzt(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate 13)KARL DEUTSCH-(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate 15)KARL DEUTSCH-始点波长尢波前波的传播(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate #)KARL DEUTSCH-(UT Eintuhrung

15、WD Juni 佗 Sate 17)KARL DEUTSCH-橡皮(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate #)KARL DEUTSCH-振动方向纵波九传播方向(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate KARL DEUTSCH-传播方向(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate 17)KARL DEUTSCH-振动方向表面波振动方向(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate 19)KARL DEUTSCH-(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate 21)KARL DEUTSCH-Z二 pg介质1入射波声压Pe

16、反射波声压pr = R pe介质2Z? = P2 c2透射波声压pd = D pe界面（垂直入射）(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate #)入射纵波/介质 1 cLJ; cT,1介质 2 cL,2; cT,2界面斜入射）KARL DEUTSCH反射横波/ 反射纵波(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate 21)KARL DEUTSCH-(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate #)KARL DEUTSCH-镜像反射a = 45°a = 70°(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate 23)KARL

17、DEUTSCH-第三章、超声波的产生，探头与声场压电效应(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate #)KARL DEUTSCH-(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate 25)KARL DEUTSCH-阻尼块阻尼块晶片直探头的构造电气适配器保护膜电气适配器(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate #)晶片被检材料D近场区远场区距材料表而的距离探头的声场KARL DEUTSCH(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate 25)KARL DEUTSCH-发射脉冲(SI)接触法探伤(UT Eintuhrung WD Juni 佗

18、Sate #)KARL DEUTSCH-(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate 27)KARL DEUTSCH-(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate #)KARL DEUTSCH-(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate #)KARL DEUTSCH-带有延迟块的直探头(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate #)发射晶片声学绝缘dv1双晶探头KARL DEUTSCH电气适配器接收晶片:片倾斜角度:延迟块(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate #)小角度不可检测区双晶探头的倾斜角度KARL DEU

19、TSCH(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate 29)KARL DEUTSCH_斜探头(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate #)两种波型第一临界角斜探头的波型KARL DEUTSCH(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate 31)KARL DEUTSCH45°i匸作范围第二临界角 表面波(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate #)KARL DEUTSCH-斜探头探伤(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate #)KARL DEUTSCH-aptZd斜探头探伤(UT Eintuhrung W

20、D Juni 佗 Sate #)KARL DEUTSCH-斜探头探伤(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate #)KARL DEUTSCH-斜探头s=声程a= s sin(a)=投影距离a'= a - x=距探头前沿的距离ap = 2d tan(a)= 一次声程t0 = s cos(a)=缺陷计算深度= 2d - s cos(a)=缺陷实际深度斜探头探伤(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate 33)第四章、探伤原理（透射、反射、串列）KARL DEUTSCH_(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate #)(UT Eintuhrun

21、g WD Juni 佗 Sate #)透射法(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate #)KARL DEUTSCH_探头发射并接受I亠亠亠二被检工 件/缺陷"缺陷波）反射法位置 o123456不同缺陷的反射波(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate 37)KARL DEUTSCH_(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate 39)KARL DEUTSCH_串列探伤(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate #)KARL DEUTSCH_(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate 41)KARL DEU

22、TSCH_第五章、探伤仪，数据显示（A-扫描，B-扫描，C-扫描）发射发射E双晶插头E双晶插头脉冲发生器蠶K垂直放大1211水平放大丿被检工件超声波探伤仪原理图(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate #)KARL DEUTSCH发射脉冲发生器脉冲位移延迟电路_数字式探伤仪的构成(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate 38)KARL DEUTSCH正常显示相位旋转180°(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate 38)KARL DEUTSCH(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate 38)KARL DEUTSC

23、H超声波探伤仪的显示方式(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate 38)KARL DEUTSCH整流显不(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Seite 闕KARL DEUTSCH_A扫描图(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate #)KARL DEUTSCH_人工缺陷人工缺陷超声波信号闸门高度超声波信号缺陷闸门缺陷闸门A扫描图(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate 41)KARL DEUTSCH_zB扫描图（横截而剖视图）将反射信号强弱转换为不同灰 度等级与探头位置共同组成的 图形扫描图(UT Eintuhrung WD J

24、uni 佗 Sate #)灰度C-超图:将探头沿xv方向扫查O将反射信号强弱转换为不 同灰度等级与探头位置共同 组成的图形C扫描图KARL DEUTSCH(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate #)KARL DEUTSCH_(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate 43)KARL DEUTSCH_第六章、耦合方法接触法(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate #)液浸法 V.:J嫁-唉須必IX./vy v v -z-/w/y j y %/ kj y vyXyAzX,/ y >0*0*0*0*0*0*0*2*00*02*20, : .

25、一, ., :,. ,._.(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate 45)KARL DEUTSCH_局部液浸法(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate 47)KARL DEUTSCH_(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate 49)KARL DEUTSCH_水膜法(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate #)KARL DEUTSCH_射流法用于射流的喷嘴探头架的驱动喷嘴与工件表面间隙的控制(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate 51)KARL DEUTSCH纵向缺陷/横向缺陷/(UT Eintuhru

26、ng WD Juni 佗 Sate 48)KARL DEUTSCH_自由水柱射流法(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate 49)KARL DEUTSCH_第七章、探伤参数（入射方向，频率，频带宽度，晶片尺寸）不规则裂纹.(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate 50)KARL DEUTSCH_正确与错误的入射方向(UT Eintuhrung WD JuniCC： Sate 51)(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate 52)KARL DEUTSCH_(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Seite 53)KARL DEUTS

27、CH_KARL-DEUTSCH-ECHOGRAPH West GermanyKARL-DEUTSCH-ECHOGRAPH West GermanyKARL-DEUTSCH-ECHOGRAPH West Germany(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Seite 53)KARL DEUTSCH_(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Seite 53)KARL DEUTSCH_反射波的动态波形(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Seite 53)（的 3：热页!"CM fiunjqnjug m）（关理蟄車4$畀曾家鞠与）劣車液車畀9P 8fr-乙

28、tr 9E- 0£- PZs/ui OEZZ = o ZHNZ= i tuiu zt = a ZA/TZTS s/iu 0369 = o ZHWZ= J uiui 呢=a ZASJZSs/ujO 乙 6S= oZHW t = JLULU 乙 L = 0 kMZTs s/ui 0Z6S = o ZHNZ= J LULU 乙 t = a ZTvTeTSHSSiniD 1HV）IKARL DEUTSCH_(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate 56)KARL DEUTSCH_0,5 MHz1 MHz.SIRE.2 MHz检测频率的影响(UT Eintuhrung WD

29、Juni 佗 Sate 56)KARL DEUTSCH_(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate 56)KARL DEUTSCH_窄频带宽频带脉冲形式(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate 56)KARL DEUTSCH_W -15 9 4/>!V宽脉冲：+窄频带 +低阻尼时间imT30tTWT .0 M; _30MSHRV L1MC -24.30MM 3.0 琳STOF 10 000 000. $t ？ src冲击波：+极宽频带+高阻尼短脉冲：+宽频带 +中阻尼频率振动形式，频谱与带宽(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate 56

30、)KARL DEUTSCH_时基线调整：K1及K2试块(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate 56)探头7液体AVG方法原理KARL DEUTSCH(UT Eintuhrung WD Juni佗 Sate %)正常AVG曲线(UT Eintuhrung WD Juni佗 Sate GO)KARL DEUTSCH-Pos. 3Pos. 6=i2145r-Prufkopf-Position 1 2 34 5 6DAC (ffl对dB值)法(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate 61)KARL DEUTSCH_(UT Eintuhrung WD Juni 佗

31、Sate 63)KARL DEUTSCH_KARLDEUTSCH-ECHOGRAPH Germany0246810 - -1KARL-OEUISCH-ECHOGRAPH Germany02468101111-1L10246810KARLOUrSCHECHOG RAPH Germany无缺陷处夹层夹层边缘确认缺陷大小(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate #)散射KARL DEUTSCH(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate 63)KARL DEUTSCH-1-尢吸恢1*±IILLII彳 1n IZ > Z-y LlAj Lrw1. |十&

32、#39; ' '一(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate 64)KARL DEUTSCH-(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate 64)KARL DEUTSCH-(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate 64)脉冲间隔足够大SISI脉冲间隔太小重复回波KARL DEUTSCH(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate 65)KARL DEUTSCHSI(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate #)杯、223变型波KARL DEUTSCH1：底波2: 1次变型波3: 2次变型波4: 2次底

33、波(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate #)KARL DEUTSCH(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate #)KARL DEUTSCH3(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate 67)二探头被检工件附加波KARL DEUTSCH2:三角反射产生的附加波（无变型波）3:三角反射产生的附加波（有变型波）4: 2次底波(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate 67)KARL DEUTSCH-(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate 冏KARL DEUTSCH-.第十章、应用技术（测厚，焊缝,石化系统测量

34、壁厚(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate 冏KARL DEUTSCH-(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate 冏KARL DEUTSCH-(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate 冏KARL DEUTSCH-普通直探头带延迟块的直探头双晶直探头KARLDEUTSCH-ECHOGRAPH Germany测量至一次底波测量始波与一次底 波间的间隔或两个 相邻底波间的间隔 测量界面波与一次底 波间的间隔或两个相 邻底波间的间隔(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate 冏KARL DEUTSCH-(UT Eintuhrung

35、 WD Juni 佗 Sate 冏KARL DEUTSCH-壁厚测量(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate 冏KARL DEUTSCH-(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Seite 70)KARL DEUTSCH-手工测厚(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Seite 70)探头插座使用探头支架测厚KARL DEUTSCH(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate 71)KARL DEUTSCH-(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate 72)KARL DEUTSCH-焊缝探伤(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate 72)焊缝纵向缺陷探伤KARL DEUTSCH（、（、（、（、（、（、（、(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Seite 73)KARL DEUTSCH-(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate #)KARL DEUTSCH-焊缝宽度最小移动范围热影响区(WEZ)b 25 Ob 2探头移动范(UT Eintuhrung WD Juni 佗 Sate 75