超声波检测第7-11章

1、1超声波检测培训超声波检测培训第第7 7章章 板材和管材超声检测板材和管材超声检测2 7.1 7.1 钢板超声检测钢板超声检测 7.1.17.1.1、钢板加工及常见缺陷、钢板加工及常见缺陷1 1、钢板的加工工艺过程：、钢板的加工工艺过程：3 2 2、钢板中的缺陷、钢板中的缺陷 1 1）常见缺陷：）常见缺陷： 分层（夹层）：钢坯中的残余分层（夹层）：钢坯中的残余 缩孔或夹渣缩孔或夹渣 轧制过程中被压扁而未焊合生成。轧制过程中被压扁而未焊合生成。 折叠：钢坯表面突出部分被压扁而成。折叠：钢坯表面突出部分被压扁而成。 白点：钢板冷却过程中氢原子来不及扩散白点：钢板冷却过程中氢原子来不及扩散 而形成的

2、氢裂纹。存在于厚板中。而形成的氢裂纹。存在于厚板中。2 2）缺陷特点：延轧制方向延伸，与轧制面平行，）缺陷特点：延轧制方向延伸，与轧制面平行，（故探伤采用直探头）。（故探伤采用直探头）。4 3 3、钢板分类和检测方法、钢板分类和检测方法 1 1）钢板的分类钢板的分类 薄板薄板 T T6mm6mm 中板中板 T=6 T=640mm40mm 厚板厚板 T T40mm40mm2 2）检测方法）检测方法 薄板（薄板（T T6mm6mm）板波法（兰姆波法）板波法（兰姆波法） 中厚板（中厚板（T T6mm6mm）纵波垂直入射法纵波垂直入射法5中厚板检测中厚板检测7.1.2 7.1.2 检测方法检测方法 检

3、测面：钢板任一轧制面；检测面：钢板任一轧制面； 方法：纵波垂直探伤法；方法：纵波垂直探伤法； 探头：单晶直探头或双晶直探头（聚焦探头少用）探头：单晶直探头或双晶直探头（聚焦探头少用） 耦合方式：直接接触法或液浸法。耦合方式：直接接触法或液浸法。 显示方式：显示方式： 厚板厚板一次底波或二次底波法。一次底波或二次底波法。 中板中板多次底波法：其优点是既可以根据缺陷波判断缺多次底波法：其优点是既可以根据缺陷波判断缺陷情况，又可根据底波衰减判断缺陷情况。陷情况，又可根据底波衰减判断缺陷情况。 6 1 1、接触法、接触法探头通过薄层耦合剂（机油、水或化学浆糊与探头通过薄层耦合剂（机油、水或化学浆糊与钢

4、板表面直接接触进行探伤。钢板表面直接接触进行探伤。 基本波形图：基本波形图： a a、无缺陷、无缺陷只有始波和多次底波；只有始波和多次底波； b b、较小缺陷、较小缺陷始波和底波同时存在，底波有所降低；始波和底波同时存在，底波有所降低； c c、大缺陷、大缺陷无底波，只有缺陷多次反射波。无底波，只有缺陷多次反射波。7 叠叠加效应（中板）加效应（中板） 当板厚较薄，缺陷较小且位于板厚中心附近时，各当板厚较薄，缺陷较小且位于板厚中心附近时，各次底波之前的缺陷波开始几次逐渐升高，然后逐渐降次底波之前的缺陷波开始几次逐渐升高，然后逐渐降低，这种现象是由于不同反射路径声波互相叠加造成低，这种现象是由于不

5、同反射路径声波互相叠加造成的，故称为叠加效应。的，故称为叠加效应。 产生原因是：随着缺陷回波次数的增加，回波路径产生原因是：随着缺陷回波次数的增加，回波路径逐渐增多，如逐渐增多，如F F1 1只有一条路径，只有一条路径，F F2 2比比F F1 1多三条路径，多三条路径，F F3 3比比F F1 1多五条路径，多五条路径，路径多，迭加能量多，缺陷回波，路径多，迭加能量多，缺陷回波高。但当路径进一步增加时，衰减也迅速增加，当衰高。但当路径进一步增加时，衰减也迅速增加，当衰减影响大于叠加效应时，缺陷回波便开始逐渐降低。减影响大于叠加效应时，缺陷回波便开始逐渐降低。8 叠加效应产生示意图：叠加效应产

6、生示意图：9 2 2、水浸法（充水耦合法）、水浸法（充水耦合法）探头与钢板表面之间通过一定探头与钢板表面之间通过一定厚度的水层进行耦合的探伤方法。厚度的水层进行耦合的探伤方法。 重合波探伤法重合波探伤法 水浸探伤时，由于水水浸探伤时，由于水/ /钢界面回波可能出现在底波之钢界面回波可能出现在底波之前，从而对缺陷波的判断造成干扰，所以要调整水层距离，前，从而对缺陷波的判断造成干扰，所以要调整水层距离，使多次界面波分别与多次底波重合，这种方法称为重合波使多次界面波分别与多次底波重合，这种方法称为重合波探伤法。使二次界面波与一次、二次、三次和四次底波重探伤法。使二次界面波与一次、二次、三次和四次底波

7、重合分别称为一次重合法、二次重合法、三次重合法和四次合分别称为一次重合法、二次重合法、三次重合法和四次重合法。重合法。 由于一次重合法界面波与多次底波一一重合，探伤中难由于一次重合法界面波与多次底波一一重合，探伤中难以观察到钢板底波的衰减或消失情况，无法根据底波变化以观察到钢板底波的衰减或消失情况，无法根据底波变化判断缺陷情况，所以一般不采用。判断缺陷情况，所以一般不采用。10重合波探伤法波形图重合波探伤法波形图 11 重合波探伤法水距计算：重合波探伤法水距计算： 式中：式中：HH水层距离水层距离 n n重合波次数重合波次数 T T板厚板厚水水钢钢对于 次重合：4nCHnTHnTCCCTHn1

8、2 7.1.3 7.1.3 探头与扫查方式的选择探头与扫查方式的选择 1 1、探头的选择、探头的选择 型式：单晶直探头型式：单晶直探头厚板；厚板； 双晶直探头双晶直探头薄板。薄板。 频率频率2.55.0MHz2.55.0MHz 晶片直径晶片直径10301030 JB/T4730-2005 JB/T4730-2005规定：规定： 板厚，板厚，mmmm采用探头采用探头公称频率，公称频率，MHzMHz探头晶片尺寸探头晶片尺寸6 620 20 双晶直探头双晶直探头 5 5不小于不小于150mm150mm2 2 202040 40 单晶直探头单晶直探头5 5141420204040250 250 单晶直

9、探头单晶直探头2.52.52020252513 2 2、扫查方式的选择、扫查方式的选择 根据钢板用途和要求不同，采用的扫查方式有以下几根据钢板用途和要求不同，采用的扫查方式有以下几种：种： 、全面扫查、全面扫查对钢板作对钢板作100%100%扫查，且相邻两次扫查扫查，且相邻两次扫查应有应有10%10%的重叠，探头移动垂直于压延方向。用于重要的的重叠，探头移动垂直于压延方向。用于重要的要求高的钢板。要求高的钢板。 、列线扫查、列线扫查探头延垂直于压延方向的平行列线移动，探头延垂直于压延方向的平行列线移动，列线间距一般不大于列线间距一般不大于100mm100mm。 、边缘扫查、边缘扫查在钢板边缘一

10、定范围内（如在钢板边缘一定范围内（如50mm50mm）作）作全面扫查。全面扫查。 、格子线扫查、格子线扫查在钢板边缘在钢板边缘50mm50mm范围内作全面扫查，范围内作全面扫查，其余按其余按200200200mm200mm的格子线扫查。的格子线扫查。 14 钢板扫查方式钢板扫查方式15 JB/T4730-2005 JB/T4730-2005规定的扫查方式规定的扫查方式 间距不大于间距不大于100mm100mm平行线平行线+ +剖口线剖口线50mm50mm（或（或T/2T/2）扫查。）扫查。16 3 3、扫查速度的选择、扫查速度的选择 应根据仪器的脉冲重复频率和响应速度选择扫查速应根据仪器的脉冲

11、重复频率和响应速度选择扫查速度。一般手工探伤探头移动速度应在度。一般手工探伤探头移动速度应在0.2m/s0.2m/s以内，水浸以内，水浸自动探伤探头移动速度以自动探伤探头移动速度以0.50.51m/s1m/s为宜。为宜。7.1.4 7.1.4 探测范围和灵敏度的调整探测范围和灵敏度的调整 1 1、探测范围的调整、探测范围的调整 T30mm, T80mm T80mm，范围调至，范围调至400mm400mm左右。左右。17 2 2、基准灵敏度的调整、基准灵敏度的调整 JB/T4730-2005JB/T4730-2005标准规定：标准规定： 、CBCB标准试块法（标准试块法（T T6 620mm20

12、mm）： 基准灵敏度：基准灵敏度：CBI BCBI B1 1 50%+10dB 50%+10dB 18 、CBIICBII型标准试块法（型标准试块法（T T2020250mm250mm） 基准灵敏度：基准灵敏度：CBII 5 FCBII 5 F1 1 50% 50%CBIICBII型试块型试块 、底波计算法（、底波计算法（T3NT3N）( (计算计算5.75.7） 用钢板完好部位底波计算，结果应与试块法一致。公用钢板完好部位底波计算，结果应与试块法一致。公式：式： 多次底波法：如示波屏上出现多次底波法：如示波屏上出现5 5次底波，将次底波，将B5B5调至屏高调至屏高50%50%。 192222

13、0lgfBxx 207.1.5 7.1.5 缺陷的判别与测定缺陷的判别与测定 1 1、缺陷的判别、缺陷的判别 JB/T4730-2005 JB/T4730-2005标准规定：标准规定： 在检测过程中，发现下列三种情况之一即作为缺在检测过程中，发现下列三种情况之一即作为缺陷：陷： a) a) 缺陷第一次反射波缺陷第一次反射波F F1 150%50%； b) b) 当底面第一次反射波当底面第一次反射波B B1 1100%100%，而，而 F F1 1/B/B1 150%50%； c) c) 底面第一次反射波底面第一次反射波B B1 150%50%。 21 2 2、缺陷的测定、缺陷的测定 、缺陷位置

14、的测定、缺陷位置的测定 深度深度从扫描线刻度读出（标准无要求）；从扫描线刻度读出（标准无要求）； 平面位置平面位置根据探头位置在工件和记录上标示其座标根据探头位置在工件和记录上标示其座标位置。位置。 、缺陷大小测定、缺陷大小测定 a) a) 当当F F1 150%50%或或B B1 1100%100mm100mm） 按壁厚：按壁厚： 薄壁管（薄壁管（t/Dt/D0 00.2260.226） 厚壁管（厚壁管（t/Dt/D0 00.2260.226）37 2 2、钢管加工工艺（、钢管加工工艺（5.125.12） 、无缝管、无缝管 穿孔法穿孔法穿孔机穿孔穿孔机穿孔+ +轧滚滚轧轧滚滚轧+ +芯棒机定

15、芯棒机定径压延平整径压延平整 高速挤压法高速挤压法挤压机中直接挤压成型（尺挤压机中直接挤压成型（尺寸精度高）寸精度高） 、焊接管、焊接管 板材卷管板材卷管+ +焊接（电阻焊或埋弧自动焊）焊接（电阻焊或埋弧自动焊） 、大口径厚壁管、大口径厚壁管 锻压或轧制锻压或轧制38 3 3、钢管中的缺陷、钢管中的缺陷 、薄壁无缝管、薄壁无缝管折迭、夹层、裂纹等折迭、夹层、裂纹等、厚壁无缝管（与锻件类似）、厚壁无缝管（与锻件类似）缩孔、疏松、夹杂、夹层、裂纹、折叠、缩孔、疏松、夹杂、夹层、裂纹、折叠、重皮、白点等重皮、白点等、焊接管、焊接管除板材缺陷外，焊接缺陷有裂纹、未焊透、除板材缺陷外，焊接缺陷有裂纹、未

16、焊透、未熔合、夹渣、气孔等。未熔合、夹渣、气孔等。 、缺陷特点：沿管壁和管轴方向延伸，、缺陷特点：沿管壁和管轴方向延伸， 所以周向横波检测为主，轴向横波检所以周向横波检测为主，轴向横波检 测为辅。厚壁管还要采用纵波检测。测为辅。厚壁管还要采用纵波检测。397.5.2 管材横波检测技术基础管材横波检测技术基础 1 1、实现周向横波检测的条件、实现周向横波检测的条件 要实现管子周向纯横波检测，需满足以下两个条件：要实现管子周向纯横波检测，需满足以下两个条件： 、入射角、入射角 大于第一临界角，即大于第一临界角，即； 、折射角、折射角 小于折射束与管子内壁相切的临界值小于折射束与管子内壁相切的临界值

17、 临临。 、条件推导：、条件推导： 由得：由得：sinsinsinsin即即sinsin C Cl1 l1/C/Cl2 l2 由左图，在由左图，在PqOPqO中，中，sinsin=Oq/R=Oq/R 在在QqOQqO中，中，sinsin 1 1=Oq/r=Oq/r40 管子周向横波检测折射波传播示意图管子周向横波检测折射波传播示意图在在PqOPqO中，中，sinsin=Oq/=Oq/R R；在在QqOQqO中，中，sinsin 1 1=Oq/r=Oq/r41 Oq=R Oq=Rsinsin；Oq=rOq=rsinsin1 1 R Rsinsin=r=rsinsin1 1 sin=sinsin=

18、sin1 1r/r/ R=R=sinsin1 1(1-2t/D)(1-2t/D) 当当 1 190900 0，（见图右）折射角，（见图右）折射角 达到与内壁相切的最大达到与内壁相切的最大值值 临临。此时，。此时，sinsin临临r /R=1-2t/D.r /R=1-2t/D. 要能探到内壁，必须使要能探到内壁，必须使临临，即，即 sinsin sinsin临临1-2t/D1-2t/D； 又又sinsinsinsinC Cl1 l1/C/Cs2s2 42 结合和，实现纯横波检测又能检测内壁的条件结合和，实现纯横波检测又能检测内壁的条件是：是： C Cl1 l1/C/Cl2 l2sinsinC C

19、l1 l1/C/Cs2s2sinsin CCl1 l1/C/Cs2s2（1-2t/D)1-2t/D) C Cl1 l1/C/Cl2 l2CCl1 l1/C/Cs2s2（1-2t/D)1-2t/D) 由此得管子能实现周向横波检测的极即条件是：由此得管子能实现周向横波检测的极即条件是： （t/D)t/D)临临1/2(1-C1/2(1-Cs2s2/C/Cl2 l2) ) 对于钢管，对于钢管，Cs2Cs23200m/s,C3200m/s,Cl2 l25850m/s5850m/s （t/D)t/D)临临=0.226=0.226，此时，此时r/R=0.548r/R=0.548 管子检测标准一般将适用范围定

20、为管子检测标准一般将适用范围定为r/Rr/R0.80.8。43 、简单的推导方法、简单的推导方法 由右图：当折射波与内壁相切时，由右图：当折射波与内壁相切时， sin= sin=r/r/ R=R=1-2t/D1-2t/D t/D t/D1/2(1-sin)1/2(1-sin) 当入射角当入射角 时，纯横波折射角为最小值：时，纯横波折射角为最小值： sin sin=sin=sin CCs2s2/C/Cl1 l1 =C=Cl1 l1/C/Cl2 l2CCs2s2/C/Cl1 l1 =C =Cs2s2/C/Cl2 l2 所以实现纯横波检测的条件是：所以实现纯横波检测的条件是： （t/Dt/D）临临1

21、00mm100mm且且t/Dt/D0 00.2260.226。 制造方法制造方法穿孔法、高速挤压法、锻造法、焊穿孔法、高速挤压法、锻造法、焊接法等。接法等。 缺陷特点：较复杂，既有平行于管轴的径向和缺陷特点：较复杂，既有平行于管轴的径向和周向缺陷，又有垂直于管轴的径向缺陷。周向缺陷，又有垂直于管轴的径向缺陷。 方法方法通常采用接触法，有时用水浸法。既采通常采用接触法，有时用水浸法。既采用横波法，又采用纵波法。用横波法，又采用纵波法。 69 1 1、纵波垂直入射法：、纵波垂直入射法： 检测对象检测对象平行于轴线的周向缺陷。平行于轴线的周向缺陷。 探头探头单晶直探头或双晶直探头。单晶直探头或双晶直

22、探头。 70 2、横波周向检测法、横波周向检测法 检测对象检测对象平行于轴线的径向缺陷。平行于轴线的径向缺陷。 探头探头横波单斜探头或横波双斜探头。横波单斜探头或横波双斜探头。71 3 3、横波轴向检测法、横波轴向检测法 检测对象检测对象垂直于轴线的径向缺陷。垂直于轴线的径向缺陷。 探头探头横波单斜探头或横波双晶斜探头。横波单斜探头或横波双晶斜探头。72 4、水浸聚焦检测法、水浸聚焦检测法 检测对象检测对象平行于轴线平行于轴线的径向缺陷。的径向缺陷。 探头探头线聚焦探头。线聚焦探头。73超声波检测培训超声波检测培训第第8 8章章 锻件与铸件锻件与铸件 超声检测超声检测 748.1 8.1 锻件

23、超声检测锻件超声检测8.1.1 锻件的加工工艺和缺陷锻件的加工工艺和缺陷 1 1、锻件加工工艺、锻件加工工艺锻件分类锻件分类饼形锻件（碗形锻件）饼形锻件（碗形锻件）轴形锻件（条形锻件）轴形锻件（条形锻件）环形锻件（筒形锻件）环形锻件（筒形锻件） 锻件加工工艺锻件加工工艺75 2、锻件中的常见缺陷锻件中的常见缺陷 、缩孔：、缩孔： 钢锭凝固收缩时在头部形成的孔洞，锻造时锭头钢锭凝固收缩时在头部形成的孔洞，锻造时锭头切割量不足而残留在锻件中。多发生在轴形锻件切割量不足而残留在锻件中。多发生在轴形锻件头部中心。头部中心。 、疏松、疏松 钢锭凝固收缩时因钢液补充不足在钢锭中形成的钢锭凝固收缩时因钢液补

24、充不足在钢锭中形成的细小孔穴，锻压时未焊合残留在锻件中。细小孔穴，锻压时未焊合残留在锻件中。 、夹杂、夹杂 钢锭中带来的非金属或金属夹杂物。钢锭中带来的非金属或金属夹杂物。 非金属夹杂物非金属夹杂物冶炼时化学反应产生的冶炼时化学反应产生的氧化物夹杂和浇注时混入的耐火材料及杂质。氧化物夹杂和浇注时混入的耐火材料及杂质。 金属夹杂物金属夹杂物冶炼时加入的合金未完全冶炼时加入的合金未完全溶化或浇注时混入异种金属。溶化或浇注时混入异种金属。76 、折叠、折叠 钢坯表面的突起锻压时压扁折合到锻件表面。钢坯表面的突起锻压时压扁折合到锻件表面。 、裂纹、裂纹 铸锭中的缩孔、夹杂锻压时开裂铸锭中的缩孔、夹杂锻

25、压时开裂; ; 锻造工艺不当引起的开裂锻造工艺不当引起的开裂; ; 和热处理工艺不当引起的开裂。和热处理工艺不当引起的开裂。、白点、白点锻件加热冷却过程中，氢原子扩散和积聚产生锻件加热冷却过程中，氢原子扩散和积聚产生的氢裂纹。的氢裂纹。缺陷特点：沿金属流线方向延伸，与锻压缺陷特点：沿金属流线方向延伸，与锻压 方向垂直。方向垂直。77 8.1.2 8.1.2、检测方法概述、检测方法概述 锻件的分类：锻件的分类： 轴类（条类）；饼类（碗类）；筒类（环类）。轴类（条类）；饼类（碗类）；筒类（环类）。 缺陷特点：缺陷特点： 与锻压方向垂直，与金属流线方向平行。与锻压方向垂直，与金属流线方向平行。 检测

26、原则：检测原则： 使声束方向与金属流线方向垂直。使声束方向与金属流线方向垂直。 检测时机：检测时机： 最终热处理后，精加工前（加工台阶、孔、槽等结构之最终热处理后，精加工前（加工台阶、孔、槽等结构之前）。前）。 检测方法：检测方法： 接触法和水浸法。接触法和水浸法。78 1 1、轴类锻件的检测方法、轴类锻件的检测方法 锻造工艺及锻造工艺及缺陷特点：缺陷特点： 拔长工艺为主，主要缺陷取向与轴线平行。拔长工艺为主，主要缺陷取向与轴线平行。 检测方法：检测方法： 直探头径向探测为主，直探头轴向检测和斜探头周向直探头径向探测为主，直探头轴向检测和斜探头周向及轴向检测为辅。及轴向检测为辅。 、直探头径向

27、和轴向检测、直探头径向和轴向检测 直探头径向探测（检测纵向缺陷）；直探头径向探测（检测纵向缺陷）； 直探头轴向探测（检测径向缺陷）。直探头轴向探测（检测径向缺陷）。79 、斜探头周向和轴向检测（检测倾斜缺陷）、斜探头周向和轴向检测（检测倾斜缺陷） 80 2 2、饼类（碗类）锻件的检测、饼类（碗类）锻件的检测 锻造工艺及锻造工艺及缺陷特点：缺陷特点： 镦粗工艺为主，主要缺陷取向与端面平行。镦粗工艺为主，主要缺陷取向与端面平行。 检测方法：检测方法： 直探头轴向探测为主，直探头径向探测为辅。直探头轴向探测为主，直探头径向探测为辅。81 3 3、筒形（环形）锻件的检测、筒形（环形）锻件的检测 锻造工

28、艺及锻造工艺及缺陷特点：缺陷特点： 镦粗镦粗冲孔冲孔滚压滚压，缺陷取向较复杂，但主，缺陷取向较复杂，但主 要缺陷取向与筒体外表面平行且沿轴线方向延伸。要缺陷取向与筒体外表面平行且沿轴线方向延伸。 检测方法：检测方法： 筒形筒形直探头径向探测为主，直探头轴直探头径向探测为主，直探头轴向探测和斜探头周向及轴向探测为辅。向探测和斜探头周向及轴向探测为辅。 环形环形直探头轴向探测为主，直探头径直探头轴向探测为主，直探头径向探测和斜探头周向探测为辅。向探测和斜探头周向探测为辅。82 、直探头径向和轴向检测、直探头径向和轴向检测 直探头径向探测（检测纵向缺陷）；直探头径向探测（检测纵向缺陷）； 直探头轴向

29、探测（检测径向缺陷）。直探头轴向探测（检测径向缺陷）。 、双晶直探头检测、双晶直探头检测 （检测近表面缺陷（检测近表面缺陷) ) 83 、斜探头周向和轴向检测、斜探头周向和轴向检测 （检测倾斜缺陷（检测倾斜缺陷) )848.1.3 8.1.3 检测条件的选择检测条件的选择 1 1、探头的选择、探头的选择 纵波检测：纵波检测： 单晶直探头和双晶直探头单晶直探头和双晶直探头 单晶直探头单晶直探头 碳钢和低合金钢：碳钢和低合金钢：2.5-5.0MHz2.5-5.0MHz，141425mm25mm 奥氏体不锈钢：奥氏体不锈钢：0.5-2.0MHz0.5-2.0MHz，141430mm30mm 双晶直探

30、头双晶直探头 薄件或近表面缺陷检测。薄件或近表面缺陷检测。 横波检测：横波检测：K1K1斜探头斜探头 85 2 2、耦合选择：、耦合选择： 表面状态：表面状态： 平整均匀，无划伤、油垢、污物、氧化皮、平整均匀，无划伤、油垢、污物、氧化皮、油漆等，油漆等， 表面粗糙度表面粗糙度RaRa6.3m6.3m 耦合剂耦合剂 直接接触法直接接触法机油、浆糊、甘油、水玻璃机油、浆糊、甘油、水玻璃（粗糙表面）（粗糙表面） 液浸法水液浸法水86 3 3、直探头检测面（检测方向）的选择、直探头检测面（检测方向）的选择 JB/T4730-2005 JB/T4730-2005规定规定 原则上从两个相互垂直的方向检测；

31、原则上从两个相互垂直的方向检测；T T400mm，应，应从相对两端面检测。从相对两端面检测。87 4 4、材料衰减系数的测定、材料衰减系数的测定 、测定方法、测定方法 在工件无缺陷完好区域，选取三处检测面在工件无缺陷完好区域，选取三处检测面与底面平行且有代表性的部位测量，取平均值。与底面平行且有代表性的部位测量，取平均值。 、衰减系数的计算公式、衰减系数的计算公式 T T3N3N，且满足，且满足n n3N/T3N/T，m=2n-m=2n- =（B Bn n-B-Bm m)-6/2)-6/2（m-nm-n）T T 式中：式中： 衰减系数，衰减系数，dB/mdB/m（单程）；（单程）； （B Bn

32、 n-B-Bm m）衰减器的读数之差，衰减器的读数之差，dBdB； T T工件检测厚度，工件检测厚度，mmmm； N N单直探头近场区长度，单直探头近场区长度，mmmm； m m、nn底波反射次数。底波反射次数。 88 T3NT3N = =（B B1 1- -B B2 2）-6 -6/2/2T T 式中：（式中：（B B1 1- -B B2 2）衰减器的衰减器的 读数差，读数差，dBdB 5 5、 试块的选择试块的选择 、当、当T T45mm45mm时，时， 单直探头，单直探头，CSCS标准化试块标准化试块89 、当、当T45mm T45mm 时，双晶直探头，时，双晶直探头，CSCS标准试块标

33、准试块90 、检测面为曲面时，用、检测面为曲面时，用CSCS标准试块作曲标准试块作曲 率耦合补偿测定。率耦合补偿测定。91 8.1.4 8.1.4 扫描速度和灵敏度的调节扫描速度和灵敏度的调节 1 1、扫描速度的调节、扫描速度的调节 内容：包括探测范围调整和扫描比例调整。内容：包括探测范围调整和扫描比例调整。 探测范围调整探测范围调整使工件中待检测区域能显示在示波使工件中待检测区域能显示在示波屏上。屏上。 扫描比例调整扫描比例调整使示波屏时基扫描线水平刻度值与使示波屏时基扫描线水平刻度值与工件中的实际声程成一定的比例关系。工件中的实际声程成一定的比例关系。 目的：在规定的探测范围内发现缺陷并对

34、缺陷定位。目的：在规定的探测范围内发现缺陷并对缺陷定位。 方法：用具有平行面的试块（材质与工件相同或相近）方法：用具有平行面的试块（材质与工件相同或相近）或工件的多次底波调整。或工件的多次底波调整。92 2 2、 检测灵敏度的调节检测灵敏度的调节 底底 波调节法和试块法波调节法和试块法 、底波调节法、底波调节法 适用条件：适用条件： 工件有平行底面或圆柱曲底面，厚度工件有平行底面或圆柱曲底面，厚度T3NT3N，底面光，底面光洁洁, ,无吸声性物质接触。无吸声性物质接触。 计算公式：计算公式： 平面工件和实心圆柱体：平面工件和实心圆柱体：22lg20fx93 空心圆柱体：空心圆柱体： “+”“+

35、”外壁探测外壁探测 “ “”内壁探测内壁探测 调节方法：调节方法： 将工件一次底波调至示波屏基准高度将工件一次底波调至示波屏基准高度（80%80%），用衰减器将仪器灵敏度提高），用衰减器将仪器灵敏度提高dBdB。 也可根据已知条件用能通用也可根据已知条件用能通用AVGAVG曲线查出曲线查出 。 Ddxflg102lg202 底波法调节灵敏度的好处和对锻件的要求：底波法调节灵敏度的好处和对锻件的要求： 好处：好处：可省去大量试块可省去大量试块可不考虑耦合补偿可不考虑耦合补偿可不考虑衰减补偿可不考虑衰减补偿 对锻件要求：对锻件要求：工件厚度工件厚度x3Nx3N有平行底面或圆柱曲底面有平行底面或圆柱

36、曲底面底面平滑光洁，且不与吸声物质接触底面平滑光洁，且不与吸声物质接触9495 、试块调节法试块调节法 、单直探头检测、单直探头检测 应用场合：应用场合：T3NT3N，工件为非平行底面或圆柱曲面，工件为非平行底面或圆柱曲面，底面粗糙。底面粗糙。 试块：试块：CSCS标准试块。标准试块。 方法：按标准规定选取相应的试块。在试块上移动方法：按标准规定选取相应的试块。在试块上移动探头找到平底孔最大回波，调节衰减器，将平底孔回波调探头找到平底孔最大回波，调节衰减器，将平底孔回波调节到示波屏基准高度（节到示波屏基准高度（80%80%） 注意：注意： 当平底孔径或距离与标准不一致时，可用计算法确当平底孔径

37、或距离与标准不一致时，可用计算法确定定 ： 122140lgxx 96 当工件材质、表面粗糙度、表面形状与试块不同时，当工件材质、表面粗糙度、表面形状与试块不同时，应进行以下补偿：应进行以下补偿： 材料衰减补偿；表面耦合补偿和曲率补偿。材料衰减补偿；表面耦合补偿和曲率补偿。 材料衰减和表面耦合补偿可按如图测定。曲率补偿材料衰减和表面耦合补偿可按如图测定。曲率补偿用用CSCS标准试块测定。标准试块测定。97 、双晶直探头检测、双晶直探头检测 使用场合：使用场合：T45mmT45mm或检测近表面缺陷。或检测近表面缺陷。 方法：方法：试块法试块法 试块：试块：CSCS标准试块。标准试块。 方法：方法

38、： 按标准规定选择某一孔径的试块。按标准规定选择某一孔径的试块。 测试该组平底孔回波，将其中最大回波调至测试该组平底孔回波，将其中最大回波调至示波屏高度示波屏高度80%80%。 在此灵敏度条件下作出该组平底孔的距离在此灵敏度条件下作出该组平底孔的距离波幅曲线，并以此作为基准灵敏度。波幅曲线，并以此作为基准灵敏度。 98 8.1.5 8.1.5 缺陷位置和大小的测定缺陷位置和大小的测定 1 1、缺陷位置的测定、缺陷位置的测定 设缺陷波前沿对应的水平刻度值为设缺陷波前沿对应的水平刻度值为 x x， 缺陷至探头距离（深度）为缺陷至探头距离（深度）为x xf f，则：则： 扫描比例为扫描比例为1:n1

39、:n时：时： x xf fn n x x 扫描比例为扫描比例为n:1n:1时：时： x xf f x x/n/n 99 2 2、缺陷大小的测定（当量法、测长法、底波高度法）、缺陷大小的测定（当量法、测长法、底波高度法）、小于声束截面尺寸的缺陷、小于声束截面尺寸的缺陷 当量法当量法 试块比较法（试块比较法（T3NT50mm ,50mm ,当量当量2mm2mm的缺陷，如夹层、裂纹等。缺陷较小的缺陷，如夹层、裂纹等。缺陷较小时，用当量法测定大小，较大时，用时，用当量法测定大小，较大时，用6dB6dB法测法测定长度和面积。定长度和面积。 2 2、分散缺陷回波、分散缺陷回波 缺陷较多较分散，间距较大。一

40、般在边长缺陷较多较分散，间距较大。一般在边长0mm0mm立方体内当量立方体内当量2mm2mm的缺陷少于的缺陷少于5 5个，个，如分散性夹层等。一般用当量法测定大小。如分散性夹层等。一般用当量法测定大小。 3 3、密集缺陷回波、密集缺陷回波 示波屏上同时显示的缺陷回波甚多，间距甚示波屏上同时显示的缺陷回波甚多，间距甚小。按不同方式定义：小。按不同方式定义： 以缺陷相邻间距划分（同一深度上）；以缺陷相邻间距划分（同一深度上）；103 以单位长度时基线内缺陷回波数量划分；以单位长度时基线内缺陷回波数量划分； 以单位面积内缺陷回波数量划分；以单位面积内缺陷回波数量划分； 实际检测中多以单位体积内缺陷回

41、波数量划分，如在实际检测中多以单位体积内缺陷回波数量划分，如在边长边长50mm50mm立方体内立方体内当量当量2mm2mm的缺陷不少于的缺陷不少于5 5个为密集个为密集缺陷。缺陷。 密集缺陷可能是疏松、非金属夹杂物、白点或成群裂密集缺陷可能是疏松、非金属夹杂物、白点或成群裂纹特等。纹特等。104 4 4、游动回波、游动回波 圆柱形轴类锻件检测，当探头圆柱形轴类锻件检测，当探头沿外圆移动时，示波屏上的缺陷波沿外圆移动时，示波屏上的缺陷波的声程和波幅随着发生变化，这种的声程和波幅随着发生变化，这种动态变化的波形称为游动回波。动态变化的波形称为游动回波。 波束轴线通过缺陷时，回波声波束轴线通过缺陷时

42、，回波声程小，波幅高，探头左右移动时，程小，波幅高，探头左右移动时，扩散束射至缺陷，回波声程增大，扩散束射至缺陷，回波声程增大，波幅降低。同一缺陷的回波随探头波幅降低。同一缺陷的回波随探头移动而发生游动。移动而发生游动。 105 5 5、底面回波、底面回波 底波是判断锻件质量的重要信息。底波是判断锻件质量的重要信息。 缺陷波很高，有多次反射，底波严重下降甚至缺陷波很高，有多次反射，底波严重下降甚至消失消失平行于检测面的大面积缺陷。平行于检测面的大面积缺陷。 缺陷波和底波都很低甚至消失缺陷波和底波都很低甚至消失可能有大面积可能有大面积倾斜缺陷或检测面附近有大面积缺陷。倾斜缺陷或检测面附近有大面积

43、缺陷。 有密集缺陷波，底波明显下降或消失有密集缺陷波，底波明显下降或消失密集性密集性缺陷。缺陷。106 8.1.7 8.1.7 非缺陷回波分析非缺陷回波分析1 1、迟到波、迟到波 出现场合：细长工件轴向纵波探伤出现场合：细长工件轴向纵波探伤 产生原因：纵波扩散束在侧壁间发生反射和波产生原因：纵波扩散束在侧壁间发生反射和波型转换，转换的横波声程长、波速小，传播时型转换，转换的横波声程长、波速小，传播时间长，因而迟到。间长，因而迟到。 波形波形：107 2 2、三角反射、三角反射 出现场合：实心圆柱体径向纵波探伤出现场合：实心圆柱体径向纵波探伤 产生原因：纵波扩散束在圆柱侧壁的反射和波产生原因：纵

44、波扩散束在圆柱侧壁的反射和波型转换。型转换。 波形：波形：108 3、6161o o反射反射 出现玚合：出现玚合： 61 61o o直角三角形钢试件直角边纵直角三角形钢试件直角边纵波探伤。波探伤。 产生原因：钢中纵波产生原因：钢中纵波入射角为入射角为6161o o时，横波反时，横波反射角为射角为2929o o，它正好垂直，它正好垂直于另一直角边，反射回于另一直角边，反射回探头后，在扫描线固定位探头后，在扫描线固定位 置出现反射波，其声程为：置出现反射波，其声程为：BCBCBEbtgaCCbaxSL61109 在在IIWIIW试块上，用直试块上，用直 探头端面探测探头端面探测5050 圆孔时，可

45、看到圆孔时，可看到6161o o 反射和反射和4545o o反射。探反射。探 头在头在A A、B B、C C位置位置 时，反射波的声程时，反射波的声程 分别为：分别为：mmxmmxmmxcBA456.697.83110 61 61o o反射在实际中反射在实际中 得到了应用，例得到了应用，例 如汽轮机轴的焊如汽轮机轴的焊 缝未焊透，予先缝未焊透，予先 加工加工6161o o槽，可采槽，可采 用直探头对根部用直探头对根部 未焊透进行有效未焊透进行有效 检测。检测。111 4 4、其它非缺陷回波、其它非缺陷回波 探头杂波探头杂波 工件轮廓回波工件轮廓回波112 耦合剂反射波耦合剂反射波 幻象波：脉冲

46、重复频率过高引起。幻象波：脉冲重复频率过高引起。 草状回波：材料组织引起。草状回波：材料组织引起。 变型波变型波1138.1.8 8.1.8 锻件质量级别评定锻件质量级别评定 JB/T4730-2005JB/T4730-2005标准将锻件中的缺陷分为三种，分别进标准将锻件中的缺陷分为三种，分别进行质量分级。三种缺陷的等级应作为独立的等级分别使用。行质量分级。三种缺陷的等级应作为独立的等级分别使用。 1 1、 单个缺陷的质量分级单个缺陷的质量分级 114 2 2、由缺陷引起底波降低量的质量分级、由缺陷引起底波降低量的质量分级 3 3、缺陷密集区质量分级、缺陷密集区质量分级 当缺陷被检测人员判定为

47、危害性缺陷时，锻件的质量当缺陷被检测人员判定为危害性缺陷时，锻件的质量等级为等级为级。级。 1158.2 8.2 铸件超声检测铸件超声检测8.2.1 8.2.1 铸件特点及常见缺陷铸件特点及常见缺陷1 1、铸件的加工：、铸件的加工： 将金属或合金熔化后浇注到铸模中冷却凝将金属或合金熔化后浇注到铸模中冷却凝固而成。固而成。2 2、铸件的特点、铸件的特点 、组织不均匀，晶粒粗大。、组织不均匀，晶粒粗大。 、组织不致密。、组织不致密。 、表面粗糙，形状复杂。、表面粗糙，形状复杂。 、缺陷种类多，形状复杂。、缺陷种类多，形状复杂。116 3、常见缺陷常见缺陷 、气孔：气孔： 金属液中含气量过多、模型潮

48、湿或透气性差金属液中含气量过多、模型潮湿或透气性差而形成的空洞。而形成的空洞。 、缩孔：、缩孔： 金属液冷却凝固时体积得不到补充而形成的金属液冷却凝固时体积得不到补充而形成的孔洞，细小的孔隙称孔洞，细小的孔隙称 疏松，多位于浇冒口附近和疏松，多位于浇冒口附近和截面最大部位截面突变处截面最大部位截面突变处 。 117 、夹杂：、夹杂： 冶炼时金属与气体反应生成物、浇注时混冶炼时金属与气体反应生成物、浇注时混入的耐火材料、型砂等。入的耐火材料、型砂等。物、或异种金属落入钢液中未能熔化形成。物、或异种金属落入钢液中未能熔化形成。 、裂纹：、裂纹： 钢液冷却过程中由于内应力（热应力和组钢液冷却过程中由

49、于内应力（热应力和组织应力）过大使铸件局部裂开形成的缺陷，织应力）过大使铸件局部裂开形成的缺陷，多发生在截面突变、应力集中处。多发生在截面突变、应力集中处。 此外还有冷隔、白点、偏析等。此外还有冷隔、白点、偏析等。1188.2.2 8.2.2 铸件超声检测的特点铸件超声检测的特点 1 1、透声性差、透声性差 铸件晶粒粗大，各向异性，组织不均匀，不致密，对超声铸件晶粒粗大，各向异性，组织不均匀，不致密，对超声波的散射和吸收衰减大，因而透声性差。波的散射和吸收衰减大，因而透声性差。 2 2、声耦合差、声耦合差 铸件形状复杂且多为非加工表面，表面粗糙，探头接触不铸件形状复杂且多为非加工表面，表面粗糙

50、，探头接触不良，声耦合差，波束指向性变坏，且探头磨损严重。良，声耦合差，波束指向性变坏，且探头磨损严重。 3 3、干扰杂波多、干扰杂波多 粗晶和组织不均匀性引起严重的散乱反射，形成草状回波，粗晶和组织不均匀性引起严重的散乱反射，形成草状回波，信噪比低，且形状复杂，轮廓反射和变形回波引起的非缺信噪比低，且形状复杂，轮廓反射和变形回波引起的非缺陷回波较多，干扰对缺陷波的判断。陷回波较多，干扰对缺陷波的判断。119超声波检测培训超声波检测培训第第9 9章章 焊接接头超声检测焊接接头超声检测 120 9.1 9.1 焊接加工及常见缺陷焊接加工及常见缺陷9.1.1 9.1.1 焊接过程焊接过程 1 1、

51、焊接：、焊接： 焊接是通过加热、加压或两者兼施，使两个分离的焊接是通过加热、加压或两者兼施，使两个分离的物体达到原子之间的结合而变为一个整体的加工工艺物体达到原子之间的结合而变为一个整体的加工工艺方法。方法。 2 2、焊接过程：、焊接过程： 焊接过程实际上是一个冶炼和铸造过程，焊接过程实际上是一个冶炼和铸造过程，利用电能或其它形式的能产生的高温使金属熔利用电能或其它形式的能产生的高温使金属熔化，形成熔池，熔融金属在熔池中经过冶金反化，形成熔池，熔融金属在熔池中经过冶金反应的冷却凝固形成焊接接头，将两块金属母材应的冷却凝固形成焊接接头，将两块金属母材牢固地结合在一起。牢固地结合在一起。121 3

52、 3、焊接方法分类、焊接方法分类122 4 4、承压设备常用焊接方法、承压设备常用焊接方法 电弧焊电弧焊、焊条电弧焊、焊条电弧焊（SMAW)SMAW)用手工操纵焊条用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊方法。进行焊接的电弧焊方法。、埋弧自动焊（、埋弧自动焊（SAWSAW）利用焊剂作保护利用焊剂作保护层，电弧在焊剂层下加热熔化金属，利用层，电弧在焊剂层下加热熔化金属，利用电气和机械装置送丝和移动电弧的焊接方电气和机械装置送丝和移动电弧的焊接方法。法。、气体保护焊（、气体保护焊（GMAWGMAW）利用氩气或二利用氩气或二氧化碳气体作为保护层的电弧焊方法。氧化碳气体作为保护层的电弧焊方法。 123 9.1.

53、2 9.1.2 焊接接头的形式焊接接头的形式 1 1、焊接接头、焊接接头金属熔化焊接部位的总称，金属熔化焊接部位的总称，包括焊缝、热影响区和临近母材。包括焊缝、热影响区和临近母材。 2 2、接头形式、接头形式对接接头、角接接头、对接接头、角接接头、T T形接形接头、搭接接头。头、搭接接头。124 9.1.3 9.1.3 坡口形式坡口形式 1 1 、坡口形式、坡口形式焊前将母材焊口边缘加焊前将母材焊口边缘加工并装配成一定的几何形状，称为坡口工并装配成一定的几何形状，称为坡口形式。常用的坡口形式有：形式。常用的坡口形式有：125 2 2、V V形坡口各部分名称形坡口各部分名称126 3 3、V V

54、形坡口焊接接头各部分名称形坡口焊接接头各部分名称127 9.1.4 9.1.4 常见焊接缺陷常见焊接缺陷 、气孔：、气孔： 气孔是焊接过程中熔池高温时吸收的气体或冶金反气孔是焊接过程中熔池高温时吸收的气体或冶金反应产生的气体在冷却过程中来不及逸出而残留在焊缝应产生的气体在冷却过程中来不及逸出而残留在焊缝金属内形成的空穴。呈球形或椭圆形。有单个气孔、金属内形成的空穴。呈球形或椭圆形。有单个气孔、链状气孔和密集气孔。链状气孔和密集气孔。 、夹渣：、夹渣： 焊后残留在焊缝金属中的熔渣或非金属夹杂物，分焊后残留在焊缝金属中的熔渣或非金属夹杂物，分为点状和条状夹渣。为点状和条状夹渣。 、未焊透：、未焊透

55、： 未焊透是焊接接头中母材与母材之间未完全熔化结未焊透是焊接接头中母材与母材之间未完全熔化结合的缺陷，分为根部未焊透和中间未焊透。合的缺陷，分为根部未焊透和中间未焊透。128 、未熔合：未熔合： 焊接接头中母材与焊材之间未完全熔化结合的缺焊接接头中母材与焊材之间未完全熔化结合的缺陷，分根部未熔合、坡口未熔合和层间未熔合陷，分根部未熔合、坡口未熔合和层间未熔合 、裂纹：、裂纹： 裂纹是焊接过程中或焊后在焊接接头中产生的局裂纹是焊接过程中或焊后在焊接接头中产生的局部的裂缝。分热裂纹、冷裂纹和再热裂纹。部的裂缝。分热裂纹、冷裂纹和再热裂纹。129130 焊缝横波检测预备知识焊缝横波检测预备知识 1

56、1、平板试件横波检测基础、平板试件横波检测基础131 各参数含义：各参数含义： S S缺陷声程：声波到缺陷的传播距离缺陷声程：声波到缺陷的传播距离 l l缺陷水平距离缺陷水平距离: : 缺陷在探测面的投影到探缺陷在探测面的投影到探头入射点的距离头入射点的距离 d d缺陷深度缺陷深度: : 缺陷到探测面的距离缺陷到探测面的距离 P P全跨距：声波在探测面第一个反射点到探全跨距：声波在探测面第一个反射点到探头入射点的距离头入射点的距离 P P0.50.5半跨距：声波在背面第一个反射点在探半跨距：声波在背面第一个反射点在探测面投影到探头入射点的距离测面投影到探头入射点的距离 探头折射角探头折射角 K

57、 K探头折射角正切值探头折射角正切值 T T试件厚度试件厚度132 各参数间相互关系各参数间相互关系0.52KtgPKTPKTlKdldK221cos1sinKSSdKSKSl133 2 2、探伤方法、探伤方法 直射法（一次波法）（用于较厚工件）直射法（一次波法）（用于较厚工件）在半跨距声程内探测缺陷的方法在半跨距声程内探测缺陷的方法 一次反射法（二次波法）（用于较薄工件）一次反射法（二次波法）（用于较薄工件）在全跨距声程内探测缺陷的方法在全跨距声程内探测缺陷的方法134 3 3、检测面、检测面单面单侧单面单侧 单面双侧单面双侧双面单侧双面单侧 双面双侧双面双侧135 9.2 9.2 钢制承压

58、设备对接焊接接头的超声检测钢制承压设备对接焊接接头的超声检测 （JB/T4730-2005)JB/T4730-2005) 9.2.1 9.2.1 焊接接头超声检测技术级别的选择焊接接头超声检测技术级别的选择 JB/T4730-2005JB/T4730-2005根据检测面数量、探头数量、根据检测面数量、探头数量、横向缺陷检测要求和焊缝余高的磨平要求和母材检横向缺陷检测要求和焊缝余高的磨平要求和母材检测要求等将检测技术分为测要求等将检测技术分为A A、B B、C C三级，三级，A A级要求最级要求最低，低，C C级要求最高。级要求最高。 检测技术级别应根据有关规范、标准和设计检测技术级别应根据有关

59、规范、标准和设计图样的规定选用。承压设备对接焊接接头超声检测图样的规定选用。承压设备对接焊接接头超声检测一般选用一般选用B B级。级。136137 9.2.2 9.2.2 检测方法和检测条件的选择检测方法和检测条件的选择 1 1、检测面的准备、检测面的准备 、检测面：包括检测区和探头移动区。、检测面：包括检测区和探头移动区。 检测区检测区宽度应是焊缝本身，再加上焊缝两侧各宽度应是焊缝本身，再加上焊缝两侧各相当于母材厚度相当于母材厚度30%30%的一段区域，这个区域最小为的一段区域，这个区域最小为5mm5mm，最大为，最大为10 mm10 mm。 138 、探头移动区探头移动区 一次反射法一次反

60、射法 L1.25P=2.5TK L1.25P=2.5Ttan 直射法直射法 L0.75P=1.5TK L0.75P=1.5Ttan式中：式中： P P跨距，跨距，mmmm； T T母材厚度，母材厚度，mmmm； K K探头探头K K值；值； 探头折射角。探头折射角。139 、探头移动区应清除焊接飞溅、铁屑、油垢及其、探头移动区应清除焊接飞溅、铁屑、油垢及其他杂质。他杂质。 检测表面应平整，便于探头的扫查，表面粗糙度检测表面应平整，便于探头的扫查，表面粗糙度RaRa应小于等于应小于等于6.3m6.3m，一般应进行打磨。，一般应进行打磨。 2 2、耦合剂的选择、耦合剂的选择 、常用耦合剂、常用耦合