超声波无损检测级第八部分

超声波无损检测级第八部分第一页，共三十一页，编辑于2023年，星期一超声检测的工艺程序超声检测通用工艺规程是根据相关法规、安全技术规范、产品标准、有关的技术文件和JB/T4730.3-2005等相关检测标准要求，并针对检测机构的特点和检测能力而编制的技术文件。超声枪测通用工艺规程应涵盖本单位(制造、安装或检验检测单位)产品(或检测对象)的检测范围。第二页，共三十一页，编辑于2023年，星期一超声检测的工艺程序超声检测通用工艺规程一般以文字说明为主，检测对象一般为某类工件，它应具有一定的覆盖性和通用性，至少应包括以下内容：

(1)适用范围:指明该通用工艺规程适用于哪类工件或哪种产品的焊缝及焊缝类型等。

(2)引用标准、法规:指技术文件引用的法规、安全技术规范、技术标准等第三页，共三十一页，编辑于2023年，星期一超声检测的工艺程序(3)检测人员资格:指对检测人员的资格要求。

(4)检测设备、器材和材料:指超声检测用的仪器、探头、试块和耦合剂等。主要性能指标有：检测设备规格型号、探头类型、晶片尺寸和频率；标准试块及对比试块型号名称；耦合剂型号名称。

(5)检测表面制备:指对被检工件表面的准备方法及要求等。第四页，共三十一页，编辑于2023年，星期一超声检测的工艺程序(6)检测时机:指不同材料的被检工件超声检测的时间安排等。

(7)检测工艺和检测技术:指明进行超声检测时可选择的检测技术等级、检测方法、检测方向、扫查方式、检测部位范围、仪器时基线比例和灵敏度调整、测定缺陷位置、当量和指示长度的方法等。第五页，共三十一页，编辑于2023年，星期一超声检测的工艺程序(8)检测结果的评定和质量等级分类:指明检测结果评定所依据的验收标准或技术标准以及验收合格级别等。

(9)检测记录、报告和资料存档:指规定检测原始记录、报告内容及格式要求，资料、档案管理要求，安全管理规定等。

(10)编制(级别)、审核(级别)和批准人、制定日期:指超声检测通用工艺规程的编制、审核及批准应符合相关法规或标准的规定。第六页，共三十一页，编辑于2023年，星期一超声检测的工艺程序特种设备超声检测工艺卡是具体产品检测作业的指导性文件，一般用表、卡的形式。它是针对特种设备某一具体产品或产品上某一部件，依据超声检测通用工艺规程、被检工件的技术要求和JB/T4730.3-2005等检测标准而专门制定的有关检测技术细节和具体参数的工艺文件，凡是工艺卡上没有规定的一些共性问题，应按通用工艺规程进行。工艺卡一般应包括以下内容：第七页，共三十一页，编辑于2023年，星期一超声检测的工艺程序1)工艺卡编号应根据程序文件的规定编制。

(2)产品部分产品名称和编号，制造、安装或检验编号，特种设备类别、规格尺寸、材料牌号、热处理状态及表面状态。

(3)检测设备与材料仪器型号和编号、探头规格参数、试块和耦合剂等。第八页，共三十一页，编辑于2023年，星期一超声检测的工艺程序(4)检测工艺参数检测方法、检测比例、检测部位、仪器时基线比例和检测灵敏度调整等。

(5)检测技术要求执行标准、验收级别。

(6)检测部位示意图。

(7)编制人员(资质级别)、审核人员(资质级别)。

(8)制定日期。实施超声检测的人员应按检测工艺卡进行操作。特种没备超声检测工艺卡的编制、审核应符合相关法规、安全技术规范或技术标准的规定。第九页，共三十一页，编辑于2023年，星期一超声检测的工艺程序检测时机；一般焊缝应为“焊接完工后”；对有延迟裂纹倾向的材料，应为“焊后至少24h后”；对锻件应为“最终热处理后”；其他工件可根据工序安排按实际填写。对于有再热裂纹倾向的焊缝在热处理前、后均应进行检测。电渣焊焊缝晶粒粗大，在正火细化晶粒后进行检测。第十页，共三十一页，编辑于2023年，星期一超声检测的工艺程序检测仪器的选择根据检测要求和现场条件选择，性能稳定、重复性好、可靠性好，注意技术要求的记录功能。⑴定位要求高，选择水平线性误差小的仪器；（JB/T4730标准要求：≤1％）⑵定量要求高，选择垂直线性好，衰减器精度高的仪器；（JB/T4730标准要求：≤5％；最大累积误差≤1dB）⑶对大型工件或粗晶材料工件探伤，可选择功率大，灵敏度余量高，信噪比高，低频性能好的仪器。⑷对近表面缺陷检测要求高时，可选择盲区小，近区分辨好的仪器。⑸室外现场检测，应选择重量轻、亮度高、抗干扰能力强的便携式仪器。第十一页，共三十一页，编辑于2023年，星期一超声检测的工艺程序探头的选择超声波的发射和接收都是通过探头来实现的。检测前，根据被检件的形状、声学特点、技术要求选择探头。探头选择包括：探头的型式、频率、带宽、晶片尺寸、斜探头K值。第十二页，共三十一页，编辑于2023年，星期一超声检测的工艺程序1.探头型式的选择原则为根据检测对象和检测目的决定：如：焊缝——斜探头钢板、铸件——直探头钢管、水浸板材——聚焦探头（线、点聚集）近表面缺陷——双晶直探头表面缺陷——表面波探头第十三页，共三十一页，编辑于2023年，星期一超声检测的工艺程序2.探头频率的选择⑴超声波检测灵敏度一般是指检测最小缺陷的能力，从统计规律发现当缺陷大小为λ/2时，可稳定地发现缺陷波，对钢工件用2.5~5MHZ，λ为：纵波2.36~1.18，横波1.29~0.65，则纵波可稳定检测缺陷最小值为：0.6~1.2mm之间，横波可稳定检测缺陷最小值为：0.3~0.6之间。这对压力容器检测要求已能满足。⑵频率越高，脉冲宽度越小，分辨力越高，有利于区分相邻缺陷，缺陷定位精度高。⑶由θ0=arcsin1.22λ/D可知，f↑→λ↓→θ0↓,能量集中，指向性好，发现小缺陷能力强，但相对搜查区域较小。粗探不宜使用，精探选用。⑷由N=D²/4λ可知，f↑→N↑，对检测不利。第十四页，共三十一页，编辑于2023年，星期一超声检测的工艺程序⑸由αs=c2Fd³f4可知，频率高，衰减大，信噪比下降，缺陷难以识别判断。⑹对于面积状缺陷，频率太高会形成显著的反射指向性，如果超声波不是近于垂直入射到面状缺陷表面上，在检测方向上不会产生足够大的回波，检出率将会降低。故对晶粒较细的铸件、轧制件、焊接件等常采用2.5~5MHZ。对晶粒较粗大的铸件、奥氏体钢等，因会出现林状反射，（由材料中声阻抗有差异的微小界面作为反射面产生的反射），也和材料噪声干扰缺陷检测，故采用较低的0.5~2.5MHZ的频率比较合适，主要是提高信噪比，减少晶粒反射。此外应考虑检测目的和检测效果，如从发现最小缺陷能力方面，可提高频率，但对大工件因声程大频率增加衰减急剧增加。对粗晶材料如降低频率，且减小晶片尺寸时，则声束指向性变坏，不利于检测远场缺陷，所以应综合考虑。第十五页，共三十一页，编辑于2023年，星期一超声检测的工艺程序3.探头带宽的选择探头发射的超声脉冲频率是有一定带宽的。宽带探头对应的脉冲宽度较小，深度分辨力好，盲区小；但探头阻尼较大，灵敏度较低；窄带探头脉冲较宽，深度分辨力变差，盲区大，但灵敏度较高，穿透力强。对晶粒粗大的铸件、A体钢宜选用宽带探头。第十六页，共三十一页，编辑于2023年，星期一超声检测的工艺程序4.探头晶片尺寸的选择原则：①晶片尺寸要满足标准要求，如满足JB/T4730-2005要求，即晶片面积≤500mm2，任一边长≤25mm。②其次考虑检测目的，有利于发现缺陷，如工件较薄，则晶片尺寸可小些，此时N小。铸件、厚工件则晶片尺寸可大些，N大、θ0小。发现远距离缺陷能力强。③考虑检测面的结构情况如对小型工件，曲率大的工件复杂形状工件为便于耦合要用小晶片，对平面工件，晶片可大一些。第十七页，共三十一页，编辑于2023年，星期一超声检测的工艺程序5.横波斜探头K值的选择原则：①保证声束能扫查到整个焊缝截面，对不同工件形状要具体分析选择。②尽可能使检测声束与缺陷垂直（不同角度、不同K值），在条件许可时，尽量用大K值的探头。薄工件K值大些，厚工件K值可小些。③根据检测对象选K值：如单面焊根部未焊透，选K=0.7-1.5，即在K=0.84-1时检测灵敏度最高。第十八页，共三十一页，编辑于2023年，星期一超声检测的工艺程序耦合剂的选用耦合剂耦合就是实现声能从探头向工件的传递，它可用探测面上声强透过率来表示耦合的好坏，声强透过率高，表示声耦合好。耦合剂就是加在探头与检测面之间的液体薄层。耦合剂的作用在于排除探头与工件表面之间的空气，减少探头与工件表面的摩擦。实际耦合剂声阻抗在1.5~2.5×106kg/m².s，而钢声阻抗为45×106kg/m².s。所以靠耦合剂是很难补偿曲面和粗糙表面对探测灵敏度的影响。水银耦合效果最好，声阻抗为：19.8×106kg/m².s与钢接近，但有毒、很贵，故不推荐。第十九页，共三十一页，编辑于2023年，星期一超声检测的工艺程序对耦合剂的要求：①对工件表面和探头表面有足够浸润性，并既有流动性，又有附着力强，且易清洗。②声阻抗大，应尽量和被检工件接近。③对人体无害，对工件无腐蚀作用。④来源广，价格低廉。⑤性能稳定。第二十页，共三十一页，编辑于2023年，星期一超声检测的工艺程序影响耦合剂的主要因素

1.耦合层厚度的影响：在均匀介质中：最好：d=n.λ/2.即半波长整数倍时声压透射率为1，几乎无反射，声能全部透射。好象耦合层不存在。最不好：d=（2n+1）λ/4.即四分之一波长奇数倍时，声压透射率最低，反射率最高。第二十一页，共三十一页，编辑于2023年，星期一超声检测的工艺程序2.表面光洁度的影响由上面均匀介质中异质薄层对声波的声压反射率表示式可知d→0时，可得r≈0。耦合效果越好。表示工件表面光洁度越光越好，表面粗糙度越差。则d越大耦合越差。但是当表面太光后探头和工件之间耦合层由于表面张力吸附作用，变成真空使探头移动困难。同时因真空不能传播声波，使耦合变差。一般工件要求粗糙度Ra=6.3μm第二十二页，共三十一页，编辑于2023年，星期一超声检测的工艺程序3.耦合剂声阻抗的影响一般液体耦合剂声阻抗均比工件声阻抗小，故对同一探测面（光洁度相同工件材质相同）声阻抗越大的耦合剂，耦合效果越好。第二十三页，共三十一页，编辑于2023年，星期一超声检测的工艺程序4.工件表面形状的影响工件表面形状不同，耦合效果也不一样。平面耦合效果最好，凸曲面次之，凹曲面最差。不同曲率半径的耦合效果也不相同，曲率半径越大，耦合效果越好。总之，对于影响耦合的情况，需要合理的补偿。第二十四页，共三十一页，编辑于2023年，星期一超声检测的工艺程序检测设备的调整1.时基线调整时基线显示范围足以包含需检测的深度范围；时基线刻度与材料中超声波传播距离成一定比例。τ：x=1:n注意仪器时基线平日使用≯80％，以便观察B1后的波形反射。第二十五页，共三十一页，编辑于2023年，星期一超声检测的工艺程序2.检测灵敏度的调整检测灵敏度是指在确定的声程范围内发现规定大小缺陷的能力。⑴试块法根据工件探伤灵敏度要求（钢板φ5、锻件φ2）。将探头对准标准试块上人工缺陷探测使波高达到某基准波高（如50%高），再根据工件厚度、要求、调节衰减器达到要求的灵敏度，这方法要注意下列几点：试块和工件材质不同，衰减不同的补偿。试块和工件表面粗糙度不同的补偿。试块反射体声程和工件检测灵敏度要求声程不同引起补偿（扩散、材质）。试块反射体和工件检测灵敏度要求的反射体种类不同引起补偿。第二十六页，共三十一页，编辑于2023年，星期一超声检测的工艺程序⑵工件底波调整法要求：①工件底面和探测面平行。②工件底面和探测面形状相同，且规则。△dB=20lg2λx/πφ²③工件底面和探测面形状不同。如带中心孔的轴或筒体外表面或内表面探测第二十七页，共三十一页，编辑于2023年，星期一实心圆柱体探伤第二十八页，共三十一页，编辑于2023年，星期一空心圆柱体探伤第二十九页，共三十一页，编辑于2023年，星期一第6章脉冲反射法超声检测通用技术A△dB=20lg