超声波探伤在无损检测焊接质量中的作用5篇范文

第一篇：超声波探伤在无损检测焊接质量中的作用

超声波探伤在无损检测焊接质量中的作用

在厂房建设及设备安装中大量使用钢结构，钢结构的焊接质量十分重要，无损检测是保证钢结构焊接质量的重要方法。无损检测的常规方法有直接用肉眼检查的宏观检验和用射线照相探伤、超声波探伤、磁粉探伤、渗透探伤、涡流探伤等仪器检测。肉眼宏观检测可以不使用任何仪器和设备，但肉眼不能穿透工件来检查工件内部缺陷，而射线照相等方法则可以通过各种各样的仪器或设备来进行检测，既可以检查肉眼不能检查的工件内部缺陷，也可以大大提高检测的准确性和可靠性。至于用什么方法来进行无损检测，这需根据工件的情况和检测的目的来确定。那么什么又叫超声波呢？声波频率超过人耳听觉，频率比20千赫兹高的声波叫超声波。用于探伤的超声波，频率为0.4-25兆赫兹，其中用得最多的是1-5兆赫兹。利用声音来检测物体的好坏，这种方法早已被人们所采用。例如，用手拍拍西瓜听听是否熟了；医生敲敲病人的胸部，检验内脏是否正常；用手敲敲瓷碗，看看瓷碗是否坏了等等。但这些依靠人的听觉来判断声响的检测法，比声响法要客观和准确，而且也比较容易作出定量的表示。由于超声波探伤具有探测距离大，探伤装置体积小，重量轻，便于携带到现场探伤，检测速度快，而且探伤中只消耗耦合剂和磨损探头，总的检测费用较低等特点，目前建筑业市场主要采用此种方法进行检测。下面介绍一下超声波探伤在实际工作中的应用。接到探伤任务后，首先要了解图纸对焊接质量的技术要求。目前钢结构的验收标准是依据GB50205-95《钢结构工程施工及验收规范》来执行的。标准规定：对于图纸要求焊缝焊接质量等级为一级时评定等级为Ⅱ级时规范规定要求做100%超声波探伤；对于图纸要求焊缝焊接质量等级为二级时评定等级为Ⅲ级时规范规定要求做20%超声波探伤；对于图纸要求焊缝焊接质量等级为三级时不做超声波内部缺陷检查。在此值得注意的是超声波探伤用于全熔透焊缝，其探伤比例按每条焊缝长度的百分数计算，并且不小于200mm。对于局部探伤的焊缝如果发现有不允许的缺陷时，应在该缺陷两端的延伸部位增加探伤长度，增加长度不应小于该焊缝长度的10%且不应小于200mm，当仍有不允许的缺陷时，应对该焊缝进行100%的探伤检查，其次应该清楚探伤时机，碳素结构钢应在焊缝冷却到环境温度后、低合金结构钢在焊接完成24小时以后方可进行焊缝探伤检验。另外还应该知道待测工件母材厚度、接头型式及坡口型式。截止到目前为止我在实际工作中接触到的要求探伤的绝大多数焊缝都是中板对接焊缝的接头型式，所以我下面主要就对焊缝探伤的操作做针对性的总结。一般地母材厚度在8-16mm之间，坡口型式有I型、单V型、X型等几种形式。在弄清楚以上这此东西后才可以进行探伤前的准备工作。在每次探伤操作前都必须利用标准试块（CSK-IA、CSK-ⅢA）校准仪器的综合性能，校准面板曲线，以保证探伤结果的准确性。

1、探测面的修整：应清除焊接工作表面飞溅物、氧化皮、凹坑及锈蚀等，光洁度一般低于▽4。焊缝两侧探伤面的修整宽度一般为大于等于2KT+50mm，（K:探头K值，T：工件厚度）。一般的根据焊件母材选择K值为2.5探头。例如：待测工件母材厚度为10mm,那么就应在焊缝两侧各修磨100mm。

2、耦合剂的选择应考虑到粘度、流动性、附着力、对工件表面无腐蚀、易清洗，而且经济，综合以上因素选择浆糊作为耦合剂。

3、由于母材厚度较薄因此探测方向采用单面双侧进行。

4、由于板厚小于20mm所以采用水平定位法来调节仪器的扫描速度。

5、在探伤操作过程中采用粗探伤和精探伤。为了大概了解缺陷的有无和分布状态、定量、定位就是精探伤。使用锯齿形扫查、左右扫查、前后扫查、转角扫查、环绕扫查等几种扫查方式以便于发现各种不同的缺陷并且判断缺陷性质。

6、对探测结果进行记录，如发现内部缺陷对其进行评定分析。焊接对头内部缺陷分级应符合现行国家标准GB11345-89《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》的规定，来评判该焊否合格。如果发现有超标缺陷，向车间下达整改通知书，令其整改后进行复验直至合格。一般的焊缝中常见的缺陷有：气孔、夹渣、未焊透、未熔合和裂纹等。到目前为止还没有一个成熟的方法对缺陷的性质进行准确的评判，只是根据荧光屏上得到的缺陷波的形状和反射波高度的变化结合缺陷的位置和焊接工艺对缺陷进行综合估判。对于内部缺陷的性质的估判以及缺陷的产生的原因和防止措施大体总结了以下几点：

1、气孔： 单个气孔回波高度低，波形为单缝，较稳定。从各个方向探测，反射波大体相同，但稍一动探头就消失，密集气孔会出现一簇反射波，波高随气孔大小而不同，当探头作定点转动时，会出现此起彼落的现象。产生这类缺陷的原因主要是焊材未按规定温度烘干，焊条药皮变质脱落、焊芯锈蚀，焊丝清理不干净，手工焊时电流过大，电弧过长；埋弧焊时电压过高或网络电压波动太大；气体保护焊时保护气体纯度低等。如果焊缝中存在着气孔，既破坏了焊缝金属的致密性，又使得焊缝有效截面积减少，降低了机械性能，特别是存链状气孔时，对弯曲和冲击韧性会有比较明显降低。防止 这类缺陷防止的措施有：不使用药皮开裂、剥落、变质及焊芯锈蚀的焊条，生锈的焊丝必须除锈后才能使用。所用焊接材料应按规定温度烘干，坡口及其两侧清理干净，并要选用合适的焊接电流、电弧电压和焊接速度等。

2、夹渣： 点状夹渣回波信号与点状气孔相似，条状夹渣回波信号多呈锯齿状波幅不高，波形多呈树枝状，主峰边上有小峰，探头平移波幅有变动，从各个方向探测时反射波幅不相同。这类缺陷产生的原因有：焊接电流过小，速度过快，熔渣来不及浮起，被焊边缘和各层焊缝清理不干净，其本金属和焊接材料化学成分不当，含硫、磷较多等。防止措施有：正确选用焊接电流，焊接件的坡口角度不要太小，焊前必须把坡口清理干净，多层焊时必须层层清除焊渣；并合理选择运条角度焊接速度等。

3、未焊透： 反射率高，波幅也较高，探头平移时，波形较稳定，在焊缝两侧探伤时均能得到大致相同的反射波幅。这类缺陷不仅降低了焊接接头的机械性能，而且在未焊透处的缺口和端部形成应力集中点，承载后往往会引起裂纹，是一种危险性缺陷。其产生原因一般是：坡口纯边间隙太小，焊接电流太小或运条速度过快，坡口角度小，运条角度不对以及电弧偏吹等。防止措施有：合理选用坡口型式、装配间隙和采用正确的焊接工艺等。

4、未熔合： 探头平移时，波形较稳定，两侧探测时，反射波幅不同，有时只能从一侧探到。其产生的原因：坡口不干净，焊速太快，电流过小或过大，焊条角度不对，电弧偏吹等。防止措施：正确选用坡口和电流，坡口清理干净，正确操作防止焊偏等。

5、裂纹： 回波高度较大，波幅宽，会出现多峰，探头平移时反射波连续出现波幅有变动，探头转时，波峰有上下错动现象。裂纹是一种危险性最大的缺陷，它除降低焊接接头的强度外，还因裂纹的末端呈尖销的缺口，焊件承载后，引起应力集中，成为结构断裂的起源。裂纹分为热裂纹、冷裂纹和再热裂纹三种。热裂纹产生的原因是：焊接时熔池的冷却速度很快，造成偏析；焊缝受热不均匀产生拉应力。防止措施：限制母材和焊接材料中易偏析元素和有害杂质的含量，主要限制硫含量，提高锰含量；提高焊条或焊剂的碱度，以降低杂质含量，改善偏析程度；改进焊接结构形式，采用合理的焊接顺序，提高焊缝收缩时的自由度。冷裂纹产生的原因：被焊材料淬透性较大在冷却过程中受到人的焊接拉力作用时易裂开；焊接时冷却速度很快氢来不及逸出而残留在焊缝中，氢原子结合成氢分子，以气体状态进到金属的细微孔隙中，并造成很大的压力，使局部金属产生很大的压力而形成冷裂纹；焊接应力拉应力并与氢的析集中和淬火脆化同时发生时易形成冷裂纹。防止措施：焊前预热，焊后缓慢冷却，使热影响区的奥氏体分解能在足够的温度区间内进行，避免淬硬组织的产生，同时有减少焊接应力的作用；焊接后及时进行低温退火，去氢处理，消除焊接时产生的应力，并使氢及时扩散到外界去；选用低氢型焊条和碱性焊剂或奥氏体不锈钢焊条焊丝等，焊材按规定烘干，并严格清理坡口；加强焊接时的保护和被焊处表面的清理，避免氢的侵入；选用合理的焊接规范，采用合理的装焊顺序，以改善焊件的应力状态。以上所总结的几个方面还不够全面，有待于在实际工作中不断地总结和完善，为企业生产把好质量关。

第二篇：超声波探伤在检测阀门焊接质量中的应用

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超声波探伤在检测阀门焊接质量中的应用

超声波探伤在检测阀门焊接质量中的应用

【摘要】阀门设备焊接质量十分重要，探伤检测是保证阀门设备焊接质量的重要方法。介绍了超声波探伤的性质、特点以及在检测焊接质量中的应用，包括具体的参数选择、缺陷评定和具体环境下工作要求、建议等。对工作中常见的焊缝缺陷进行了列举、分析以及估判，对其产生的原因和防止措施做出了总结，希望能深入关键点，有利于结合生产实际，把好质量关。

【关键词】超声波探伤；检测；焊接质量

探伤检测的常规方法有直接用肉眼检查的宏观检验和用射线照相探伤、超声波探伤、磁粉探伤、渗透探伤、涡流探伤等仪器检测。肉眼宏观检测可以不使用任何仪器和设备，但肉眼不能穿透阀门工件来检查工件内部缺陷，而射线照相等方法则可以通过各种各样的仪器或设备来进行检测，既可以检查肉眼不能检查的工件内部缺陷，也可以大大提高检测的准确性和可靠性。

一、超声波探伤在实际工作中的应用

对于图纸要求焊缝焊接质量等级为一级时评定等级为Ⅱ级时规范规定要求做100%超声波探伤；对于图纸要求焊缝焊接质量等级为二级时评定等级为Ⅲ级时规范规定要求做20%超声波探伤；对于图纸要求焊缝焊接质量等级为三级时不做超声波内部缺陷检查。截止到目前为止我在实际工作中接触到的要求探伤的绝大多数焊缝都是中板对接焊缝的接头型式，所以下面主要就对焊缝探伤的操作做针对性的总结。一般地母材厚度在8-16mm之间，坡口型式有I型、单V型、X型等几种形式。在每次探伤操作前都必须利用标准试块（CSKIA、CSKⅢA）校准仪器的综合性能，校准面板曲线，以保证探伤结果的准确性。

1、探测面的修整：应清除焊接工作表面飞溅物、氧化皮、凹坑及锈蚀等，光洁度一般低于?4。焊缝两侧探伤面的修整宽度一般为大于等于2KT+50mm，（K：探头K值，T：工件厚度）。一般的根据焊件

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母材选择K值为2.5探头。例如：待测工件母材厚度为10mm，那么就应在焊缝两侧各修磨100mm。

2、耦合剂的选择应考虑到粘度、流动性、附着力、对工件表面无腐蚀、易清洗，而且经济，综合以上因素选择浆糊作为耦合剂。

3、由于母材厚度较薄因此探测方向采用单面双侧进行。

4、由于板厚小于20mm所以采用水平定位法来调节仪器的扫描速度。

5、在探伤操作过程中采用粗探伤和精探伤。为了大概了解缺陷的有无和分布状态、定量、定位就是精探伤。使用锯齿形扫查、左右扫查、前后扫查、转角扫查、环绕扫查等几种扫查方式以便于发现各种不同的缺陷并且判断缺陷性质。

6、对探测结果进行记录，如发现内部缺陷对其进行评定分析。焊接对头内部缺陷分级应符合现行国家标准规定，来评判该焊否合格。如果发现有超标缺陷，向车间下达整改通知书，令其整改后进行复验直至合格。

二、常见缺陷、原因分析及预防措施

1、气孔：单个气孔回波高度低，波形为单缝，较稳定。从各个方向探测，反射波大体相同，但稍一动探头就消失，密集气孔会出现一簇反射波，波高随气孔大小而不同，当探头作定点转动时，会出现此起彼落的现象。

产生这类缺陷的原因主要是焊材未按规定温度烘干，焊条药皮变质脱落、焊芯锈蚀，焊丝清理不干净，手工焊时电流过大，电弧过长；埋弧焊时电压过高或网络电压波动太大；气体保护焊时保护气体纯度低等。所用焊接材料应按规定温度烘干，坡口及其两侧清理干净，并要选用合适的焊接电流、电弧电压和焊接速度等。

2、夹渣：点状夹渣回波信号与点状气孔相似，条状夹渣回波信号多呈锯齿状波幅不高，波形多呈树枝状，主峰边上有小峰，探头平移波幅有变动，从各个方向探测时反射波幅不相同。

这类缺陷产生的原因有：焊接电流过小，速度过快，熔渣来不及浮起，被焊边缘和各层焊缝清理不干净，其本金属和焊接材料化学成分不当，含硫、磷较多等。防止措施有：正确选用焊接电流，焊接件

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专业论文 的坡口角度不要太小，焊前必须把坡口清理干净，多层焊时必须层层清除焊渣；并合理选择运条角度焊接速度等。

3、未焊透：反射率高，波幅也较高，探头平移时，波形较稳定，在焊缝两侧探伤时均能得到大致相同的反射波幅。这类缺陷不仅降低了焊接接头的机械性能，而且在未焊透处的缺口和端部形成应力集中点，承载后往往会引起裂纹，是一种危险性缺陷。

其产生原因一般是：坡口纯边间隙太小，焊接电流太小或运条速度过快，坡口角度小，运条角度不对以及电弧偏吹等。

防止措施有：合理选用坡口型式、装配间隙和采用正确的焊接工艺等。

4、未熔合：探头平移时，波形较稳定，两侧探测时，反射波幅不同，有时只能从一侧探到。

其产生的原因：坡口不干净，焊速太快，电流过小或过大，焊条角度不对，电弧偏吹等。

防止措施：正确选用坡口和电流，坡口清理干净，正确操作防止焊偏等。

5、裂纹：回波高度较大，波幅宽，会出现多峰，探头平移时反射波连续出现波幅有变动，探头转时，波峰有上下错动现象。裂纹是一种危险性最大的缺陷，它除降低焊接接头的强度外，还因裂纹的末端呈尖销的缺口，焊件承载后，引起应力集中，成为结构断裂的起源。裂纹分为热裂纹、冷裂纹和再热裂纹三种。

热裂纹产生的原因是：焊接时熔池的冷却速度很快，造成偏析；焊缝受热不均匀产生拉应力。

防止措施：限制母材和焊接材料中易偏析元素和有害杂质的含量，主要限制硫含量，提高锰含量；提高焊条或焊剂的碱度，以降低杂质含量，改善偏析程度；改进焊接结构形式，采用合理的焊接顺序，提高焊缝收缩时的自由度。

冷裂纹产生的原因：被焊材料淬透性较大在冷却过程中受到人的焊接拉力作用时易裂开；焊接时冷却速度很快氢来不及逸出而残留在焊缝中，氢原子结合成氢分子，以气体状态进到金属的细微孔隙中，并造成很大的压力，使局部金属产生很大的压力而形成冷裂纹；焊接

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应力拉应力并与氢的析集中和淬火脆化同时发生时易形成冷裂纹。

防止措施：焊前预热，焊后缓慢冷却，使热影响区的奥氏体分解能在足够的温度区间内进行，避免淬硬组织的产生，同时有减少焊接应力的作用；焊接后及时进行低温退火，去氢处理，消除焊接时产生的应力，并使氢及时扩散到外界去；选用低氢型焊条和碱性焊剂或奥氏体不锈钢焊条焊丝等，焊材按规定烘干，并严格清理坡口；加强焊接时的保护和被焊处表面的清理，避免氢的侵入；选用合理的焊接规范，采用合理的装焊顺序，以改善焊件的应力状态。

作者简介：

徐晓东（1971-），男，山东东营人，大学本科，副经理。

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第三篇：无损检测 超声波检测

无损检测结课论文

超声波检测

华北科技学院 机电工程学院

摘要：超声无损检测是在现代工业生产中应用的非常广泛的一种无损检测方法，它对于提高产品的质量和可靠性有着重要的意义。尽管随着电子技术的发展，国内出现了一些数字化的超声检测仪器，但其数据处理及扩展能力有限，缺乏足够的灵活性。而虚拟仪器是近年来刚刚发展起来的一种新的仪器构成方式，它是一种、通讯技术和测量技术相结合的产物，具有很大的灵活性和扩展性，具有旺盛的生命力。

关键词：无损检测 ；超声波探伤 ；计算机技术；通讯技术

Abstract：As a kind of NDT(Non-Destructive Testing)，UT(Ultrasonic Testing)is widely used in modern industry, which plays a very important role in improving the quality and the reliability of product.Although along with technical development in electronics, some digital UT instruments have been developed at home, its expand-ability and the ability of processing data limited.VI(Virtual Instru-ment)is a new Instrument structure developed recent years and is an outcome which combines the computer technique, the communication technique together with the measure technique, which has huge expandability, flexibility and the prosperous vitality.Keywords：NDT(Non-Destructive Testing)UT(Ultrasonic Testing)computer technique communication technique

无损检测结课论文

1、引言

无损检测诊断技术应用的范围十分广泛，已在机械制造、石油化工、舰艇船舶、汽车、铁道、建筑、冶金、航空航天和核能等工业中被普遍采用，取得了显著的经济效益和社会效益。随着科学技术的发展，对产品质量提出了越来越高的要求，特别是产品关键零部件的质量问题所造成的事故以及巨大的经济损失，使人们更加认识到了无损检测诊断技术的重要性。在工业发达国家中，无损检测诊断技术已成为必不可少的重要工具和手段。美国为了保持它在世界科技中的领先地位，在1979年的一次政府工作报告中提出成立六大技术中心，其中之一就是无损检测中心。美国前总统里根曾说，“如果没有先进的无损检测技术，美国就不可能享有众多领域的领先地位”。由此可见无损检测诊断技术在现代国民经济中的重要地位。超声波检测技术是当今社会无损检测技术领域中的一种非常重要的手段和方法。已被广泛地应用于各行各业的质量监控和安全保障。

近年来，超声无损检测领域的学术气氛十分活跃。1989年4月在荷兰阿姆斯特丹召开的第12届世界无损检测会议上共发表论文478篇，其中有关超声检测的论文18篇，是论文数量最多的无损检测方法。1992年10月在巴西圣保罗市召开的第13届世界无损检测会议上宣读和交流的论文共312篇，5种常规无损检测论文占65%，其中有关超声检测的论文最多，占到55%。1996年第14届世界无损检测会议在印度的新德里举行，会议收到论

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文732篇，收入论文集的论文550篇，其中与超声检测有关的论文200篇。新千年的无损检测大会，第15届世界无损检测会议在意大利的罗马市召开，大会收到773篇论文，收入论文集的有663篇，其中有关超声检测的有250篇。随着微电子技术、计算机技术、数字技术、传感技术、自动控制技术的发展，现代超声无损检测技术已经进入到以计算机控制为主的信息技术时代。

就当前时代国内的超声波检测技术应用情况来看，超声波无损检测诊断技术虽然已经被广泛地应用于各种领域和场所，对质量控制和在线实时检测都具有重要的作用和影响。但是，其主要的应用发展方向还基本上是不断扩展应用领域。而且它的重要作用还有赖于无损检测技术方法选择的正确和检测结果是否可靠。检测结果对检测人员的依赖性都还很强,并且都还存在着一些难以克服的困难和缺陷,比如:①通常要有熟练的技术技能，对结果做出说明及解释。因此,在相互关系未经证明的情况下,可能存在不同人员对结果看法不统一。②外界环境的温度、湿度、粉尘、振动、噪音以及磁、电场和仪器本身内部的各种干扰都会对检测结果造成难以估计的后果。③性能可以直接测试、而检测结果却只是定性或相对的。④检测人员的技术水平、操作技能、知识水准等,检测人员对工作的责任心,检测人员在操作期间的心理和生理状况都会对检测结果造成很大的影响。⑤我国的超声无损检测还大部分是采用常规的A型脉冲反射法技术，存在不直观、判伤难、无记录、人为因素影响大等缺点，严重影响着超声检测结果的可靠性。

当然，伴随着以计算机技术为具体体现的信息技术的突飞猛进，现代超声无损检测技术主要还是向着数字信号处理和检测成像方面发展。已经应用或正在采用的数字信号处理技术主要有：时间渡越衍射技术、合成孔径聚焦技术、裂谱技术、倒谱技术、模式识别和分析、自适应神经网络等。采用数字动态滤波技术提高检测信噪比,通过频谱分析进行超声参量检测和提取,数字信

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号处理压缩波形有效提高检测分辨率。

2、超声波及超声波检测

2.1超声波的基本性质

通常人耳能够听到的声波的频率范围在20-20000Hz之间，人们习惯上把频率超过20KHz的声波称为超声波。超声波本质上是一种机械波，所以它的产生必须依赖于两个条件，一是有做机械振动的声源，二是有能够传播振动的弹性介质。

波的种类是根据介质质点的振动方向和波动传播方向的关系来区分的。超声波在介质中传播的波形有许多种，用于探伤的有纵波、横波、表面波、板波等，其中最常用的是纵波直探头探伤和横波斜探头探伤。纵波常用来探测钢板、锭材、大型锻件等形状比较简单的制品，而横波常用来检测焊缝、管材等形状比较复杂的制品。

2.1.1超声波的速度及波长

声波在介质中向前传播的速度，称为声速。对于不同种类的超声波，其传播速度不同。超声波在介质中的传播速度与介质的弹性模量及介质的密度有关，对一定的介质，弹性模量和密度为常数，故声速也是常数。不同的介质，有不同的声速。超声波波形不同时，介质弹性变形的方式不同，速度也不一样。因此，超声波在介质中传播的速度是表征介质声学特性的一个重要参数。超声波的频率、波长和声速之间的关系如下: c/f

其中为超声波的波长、c为超声波在介质中的的波速、ƒ为超声波的频率。可见，在同一种介质中超声波的波长与超声波的频率成反比。

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2.1.2超声波的衰减

超声波在介质中传播时，随着传播距离的增加，其能量逐渐减弱，这种现象叫做超声的衰减。均质物质对超声波强度(声压)不曾造成减弱，然一般材料或多或少都会使超声波强度造成衰减，其原因来自于吸收与散射两种现象。

吸收:材料将声束能量转换为热能而散失，使得声束强度降低。

散射:由于材料的非均质性，包括杂质、气孔、晶界„等阻碍声束传送而形成许多声束分量，致使超声波强度减弱。

2.2超声波检测技术的介绍

作为无损检测技术中一种非常重要的方法。超声波用于无损检测领域是由其特性决定的：超声波是指频率大于20KHZ，并且能在连续介质中传播的弹性机械波。

超声波的方向性好。超声波具有像光波一样的方向性，经过专门的设计可以定向发射，利用超声波可在被检测对象中进行有效的探测。

超声波的穿透能力强。对大多数介质而言，它具有较强的穿透能力。特别在一些金属材料中，其穿透能力可达数米。

超声波的能量高。超声检测的工作频率远高于声波的频率，具有很高的能量。被检材料的声速、声衰减、声阻抗等特性携带有丰富的能量转换信息，成为广泛应用超声波检测的基础。

遇有界面时，超声波将发生反射、折射和波型的转换。利用超声波在介质中传

播时的这些物理现象，经过巧妙的设计，使得超声检测工作的灵活性、精确度得以大幅度提高，这也是超声检测得以迅速发展的原因。

对人体无害、适应性强、检测灵敏度高、设备轻巧、使用灵

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活、检验速度快、可及时得到探伤结果，适合在车间、野外和水下等各种环境下工作，并能对正在运行的装置和设备进行检测和诊断。

2.2.1超声波探伤的原理

超声波探伤是利用超声波在物体中传播的一些物理特性来发现物体内部的不连续性(即通常所说的缺陷)的一种方法。首先通过激励超声发射换能器产生超声波并使其进入工件，然后再通过超声接收换能器将工件中经过被检测材料自身或缺陷所反射、折射、衍射、散射的入射波转换成接收信号，缺陷作为与构件材料不同的介质将会产生不同的特征信号，接着再对接收到的信号进行分析，从而获得有关缺陷或材料的特性信息。

2.2.2超声波探伤方法的分类

超声波探伤法的种类很多，根据声耦合方式可分为接触法和液浸法两大类，按声波传播方式可分为反射法和透射法两种。按超声波激励方式可分为脉冲波、连续波和调频波等探伤方法。按波形分又可分为纵波、横波、表面波和板波等。在目前的实际使用中，广泛使用的是接触式脉冲反射法。

考虑到脉冲超声探伤仪在实际中应用最为广泛，在此将对基于虚拟仪器技术的超声脉冲反射式探伤仪的实现技术进行讨论。

超声波以持续极短的时间发射脉冲到被检工件内，利用被检工件底面或内部缺陷的反射回波探测反射源的位置和大小的方法，称为脉冲反射法。纵波脉冲反射法工作原理如图2-1所示，一般只需要一个探头兼做发射和接收。超声探伤主要是判断工件材料有无缺陷，若有缺陷时，确定缺陷的大小和位置，进而评价其有无使用价值和修复的可能性。

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图2-1脉冲法纵波探伤原理

换能器发射的超声波在工件内部传播时，当遇到不同介质时，将发生反射。反射信号的强度与反射率R的大小有关，而反射率R只与入射介质和反射介质的材料有关。由于反射信号通过的声程是一定的，换能器获得的反射信号的强度也是一定的。

当工件无缺陷时，只有始发射脉冲波和底面反射 波，两者之间没有其它回波。

当工件中有面积小于声束截面的小缺陷，则会在始 波和底波之间出现缺陷回波。缺陷回波在时间轴上的位置可以确定缺陷在工件中的位置，缺陷回波幅度的大小取决于缺陷在声束入射方向上的投影面积的大小，当有缺陷回波出现时，底波高度下降。

当工件中缺陷大于声束截面时，全部声能被缺陷所反射，只有始波和缺陷回波，不会出现底波。缺陷的定位

由于超声波在介质的波速是一定的，则在图2.1中

XTfTbL

若知道工件长L的大小，则可以根据发射波到反射波与发射波到底波的时间的比值，来确定缺陷距探头的距离。

若不知道L的大小，则可以根据声束和声波在介质中传播至缺陷

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所需时间和波速来定位缺陷。

XC2Tf

Tf式中C为材料中的声速，缺陷的定量

为声波遇到缺陷时的来回传播时间。

假如缺陷尺寸小于波长一半时，由于超声波的衍射作用而将不会产生明显的反射回波，从而无法探测缺陷，因此缺陷尺寸的最小检测极限为2。

工件或材料中的实际缺陷是多种多样的，其形状和性质也各不相同，而超声波的波长又比较大，要确定其真实大小是非常困难的，甚至不可能的，所以只能采用相对比较的方法，即用未知量(缺陷)与已知量(规定的人工缺陷)的回波振幅相比较的方法，来确定缺陷的当量大小，这就是超声探伤中的缺陷定量的基本原理。

假设已经规定A处为已知量，以此处为参考，如图2.2

图2.2 缺陷定量示意图

则缺陷率为 ：

PAFAT

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其中 AF—缺陷波幅值 AT— 始波幅值

2.3超声波讯号显示与记录

超声波讯号显示之表示方法常见有A扫描、B扫描及C扫描三种，示意如图4-26所示。

A扫描表示法

此种讯号显示之表示方法是超声波检测最普遍的方法，通常应用于脉波反射式超声波检测。探头在检测物上一点，所记录的是此点下方一条线的讯息，如图4-26(a)所示。显示屏幕上之水平轴表示讯号出现的时间或声波回波之路径长度，利用此长度及声束方向即可推算出回波反射体之位置。垂直轴表示讯号高度(振幅)，在没有人工缺陷规块的校准比对下，不能断然地以讯 号高度判定缺陷大小。B扫描表示法

如图4-26(b)所示，探头在检测物上沿直线移动，所记录的是此线下方一截面的讯息。水平显示表示扫描移动方向的位置，而垂直显示表示检测物内之通过时间，即缺陷深度，因此B扫描可显示受测物某一截面上缺陷分布的大致情形。C扫描表示法

如图4-26(c)所示，探头在检测物表面上来回扫描整个表面，所记录的是此面下方一个整体的讯，此方法之显示与射线照相结果相似，可看出缺陷的分布情形及形状，但无法得知其深度。

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讯号记录之符号

为分辨检测物几何形状及缺陷造成之回波讯号显示，超声波讯号以符号加以记录，如表4-8所示;配合检测实例图形说明，如图4-27所示。

3、超声波探伤常用器材及设备

校准规块

超声波检测为建立缺陷大小评估的比对根据，并了解仪器特性是否达到使用条件标准，必须视检测需要制作各种不同形状、大小及人工缺陷的校准规块。校准规块依其检测目的区分为仪器校准用之标准规块(StandardTestBlock'及检测材料用之比较规块(ReferenceBlock)两种。

探头(Probe)探头亦称换能器(Transducer)，主要由压晶体管(PiezoelectricCrystal)构成，当通以交流电时，压晶体管会发生高频振动而产生超声波，藉以发射进人检测物内，当反射回波撞击探头时，压晶体管会使其转换成交流脉波讯号，因此探头兼备声波发射与接收之双重作用。超声波探头依其使用场合不同，无损检测结课论文

区分为接触式探头(ContactProbe)及浸液式探头(ImmersionPrObe)两种;若依使用目的不同，则区分为直束探头(Straight Beam Probe)、斜束探头(Angle Beam Probe)、可变角度探头(Changeable Angle Probe)、双晶探头(Twin Probe)、迟延探头(DeIayProbe)、漆刷型探头(Paint Brush Probe)及聚焦探头(Focusing Probe)。

耦合剂

在检测时于探头与检测物表面间添加水、油或浆糊等物质，藉以赶走空气，避免声波能量损失而以较佳的传送效率进入检测物内部，此等接触媒质，称为耦合剂(CoupIant)。网合剂于检测时应稳定滞留于检测面上，于完成检测后，必须容易清除，且不能对检测物或探头造成损害。实用上耦合剂以罐装或瓶装居多，选用时应注意其化学特性，并注意适用温度。

4、超声波检测技术的应用

随着科学技术的发展，对产品质量提出了越来越高的要求，特别是产品关键零部件的质量问题所造成的事故以及巨大的经济损失，使人们更加认识到了无损检测诊断技术的重要性。在工业发达国家中，无损检测诊断技术已成为必不可少的重要工具和手段.超声波探伤中用纵波可探测金属铸锭、坯料、中厚板、大型锻件和形状比较简单的制件中所存在的夹杂物、裂缝、缩管、白点、分层等缺陷；用横波可探测管材中的周向和轴向裂缝、划伤、焊缝中的气孔、夹渣、裂缝、未焊透等缺陷；用表面波可探测形状简单的制件上的表面缺陷；用板波可探测薄板中的缺陷。对我国及世界的发展起着关键的作用。

在现代超声波检测技术的发展中，超声成像技术是一种根据

无损检测结课论文

声波的特点，以扫描技术为主流的超声成像方法。它是在电视技术、计算机技术和信息技术的基础上发展起来的，是计算机技术、信息采集技术和图像处理技术相结合的产物。超声图像可以提供直观和大量的信息，直接反映物体的声学和力学性质，有着自动化和智能化的特点，在医疗诊断、地震遥感、地质勘探、海洋研究、材料科学等领域正日益开辟新的用途，具有非常广阔的发展前景。目前正在使用和开发的超声成像技术包括：超声B扫描成像，超声C扫描成像，超声D扫描成像，SAFT(合成孔径聚焦)成像，P扫描成像，超声全息成像，衍射CT成像、相控阵成像等。结合精密扫查机构的超声成像系统和工业超声相控阵成像系统等已在实际应用上取得了很大的成果。

5、总结

伴随着各种新材料、复合材料的出现和使用，以及对现代检测技术的要求不断提高,研制和开发数字化、智能化、模块化、网络化的超声波检测仪器已成为发展的必然。未来的超声波检测仪器应当具有以下特征：

模块化和插卡化各种超声波检测卡(含数据采集和数据处理以及接口的插卡)将大量问世，借助于高速度、高容量的计算机，超声波检测仪器的研制将变得比较容易。

高数字化、高智能化和图像显示功能未来的超声波检测仪器应当是高度数字化、高度智能化的，其检测结果应可用图像显示出来；具有友好的用户界面；开机后具有自检功能；可用菜单选择仪器测试参数；可调用或可存储仪器的设定参数，以及与其它计算机进行通讯或传输数据。

数据库及自动识别功能 未来超声波检测仪器的一个最重要的进步是具有对被检对象的缺陷类型进行自动识别，以及对被检测对象的状态进行自动评价的功能。因此，它应当具有比较完备

无损检测结课论文 的数据库和专家识别系统。

专门的超声检测专家系统专门的专家系统是保证数字化、智能化超声波检测仪器的有力手段和技术支持，系统内建有模式识别和自适应学习网络，它也是协调检测仪器软、硬件以及仪器与人的友好互动的关键所在。

目前，虽然世界上各种超声波检测技术和超声波检测仪器的发展相当快，但我们综合以上的分析和调查、研究之后，不难发现：超声波检测的未来主要趋势还是应该朝研制一种智能化的诊断装置方向发展。这种智能化的诊断装置应该能靠增加所获得的被检工件的信息量、提高信息质量以及经专门的数学后续处理等手段来提高评价工件质量的能力。因此，把握这方面的发展动态，紧随时代发展潮流的脉搏，是我国超声波无损检测人员进行研制、开发以及应用超声波检测技术责无旁贷的义务，亦是我们不断前进的方向和动力。

参考文献

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第四篇：超声波无损检测报告

这学期我们学习了机械故障诊断基础，学习了无损检测的很多方法和原理，那么什么是无损检测呢？无损检测是在不影响检测对象未来使用功能或现在的运行状态前提下，采用射线、超声、红外、电磁等原理技术仪器对材料、零件、设备进行缺陷、化学、物理参数的检测技术。常见的有超声波检测焊缝中的裂纹等方法，无损检测技术已经历一个世纪，尽管无损检测技术本身并非一种生产技术，但其技术水平却能反映该部门、该行业、该地区甚至该国的工业技术水平。无损检测技术所能带来的经济效益十分明显。

超声波无损检测原理

当然，无损检测在实际的工业中用途如此广泛，方法也有很多。我主要来谈谈超声波无损检测的一些认识，我们首先必须对超声波的工作原理必须有一定的了解，主要是基于超声波在试件中的传播特性。a.声源产生超声波，采用一定的方式使超声波进入试件；

b.超声波在试件中传播并与试件材料以及其中的缺陷相互作用，使其传播方向或特征被改变；

c.改变后的超声波通过检测设备被接收，并可对其进行处理和分析；

d.根据接收的超声波的特征，评估试件本身及内部是否存在缺陷及缺陷的特性。超声波检测的优点：

a.适用于金属、非金属和复合材料等多种制件的无损检测；

b.穿透能力强，可对较大厚度范围内的试件内部缺陷进行检测。如对金属材料，可检测厚度为1～2mm的薄壁管材和板材，也可检测几米长的钢锻件； c.缺陷定位较准确；

d.对面积型缺陷的检出率较高；

e.灵敏度高，可检测试件内部尺寸很小的缺陷；

f.检测成本低、速度快，设备轻便，对人体及环境无害，现场使用较方便。超声检测的适用范围：

a.从检测对象的材料来说，可用于金属、非金属和复合材料；

b.从检测对象的制造工艺来说，可用于锻件、铸件、焊接件、胶结件等； c.从检测对象的形状来说，可用于板材、棒材、管材等； d.从检测对象的尺寸来说，厚度可小至1mm，也可大至几米； e.从缺陷部位来说，既可以是表面缺陷，也可以是内部缺陷。

超声波检测仪器设备发展

在无损检测技术发展到现在，超神波检测技术的仪器设备已经发展的非常多了，20世纪70 年代以来，超声检测的数宇化、自动化、智能化和图象化成为超声无损检测技术研究的热点，标志着超声无损检测的现代化进程。近年来，随着传感技术、电子技术、自动控俐技术、记算机技术的发展，现代无损检测技术已经进人到以计算机控制为主的信息加工时代。表现在：生产过程实时监控和产品运行过程的监督(如对轧钢的生产线的监控)。对涂有各种厚度的防腐材料和保温层的工程检测技术：能自动扫描、自动定位与跟踪检测对象的各种检测机器人：对缺陷的自动识别与记算机模拟技术的深入研究等。其中计算机模拟或仿真技术就是可以不通过制造试件(顶埋有各种人工与自然缺陷).获得各种缺陷信号。采用计算机软件方法模拟检测过程，要对检测系统的结构与缺陷参数建立准确的数学模型比较困难，所以在实际生产中应用还相当少。超声检测仪器性能直接影响超声检测的可靠性，其发展与电子技术等相关学科的发展是息息相关的。计算机的介入，一方面提高了设备的抗干扰能力，另一方面利用计算机的运算功能，实现了对缺陷信号的定量、自动读数、自动识别、自动补偿和报警。20世纪80年代，新一代的超声检测仪器——数字化、智能化超声仪问世，标志着超声检测仪器进入一个新时代。

超声无损检测仪器将向数字化、智能化、图象化、小型化和多功能化发展。在第十三、十四世界无损检测会议仪器展览会、1996年中国国际质量控制技术与测试仪器展览会、1997年日本无损检测展览会等大型国际会议会展中，数字化、智能化、图象化超声仪最引人注目，显示了当今世界无损检测仪器的发展趋势。其中以德国Krautraemer公司、美国Panametrics公司、丹麦Force Institutes公司与美国PAC公司的产品最具代表性。真正的智能化超声仪应该是全面、客观地反映实际情况，而且可以运用频谱分析，自适应专家网络对数据进行分析，提高可靠性。提高超声检测中对缺陷的定位、定量和定性的可靠性也是超声检测仪器实现数字化、智能化急待解决的关键技术问题。早在20年代，人们就开始探索超声成象的原理及方法，使超声成象成为最早实现的超声无损检测技术。其后，经历了一个漫长发展历程，超声成象技术是在电视技术、计算机技术和信息技术的基础上发展起来。在现代无损检测技术中，超声成象技术是一种令人瞩目的新技术。超声图象可以提供直观和大量的信息，直接反映物体的声学和力学性质，有着非常广阔的发展前景。现代超声成象技术都是计算机技术、信号采集技术和图象处理技术相结合的产物。数据采集技术、图象重建技术、自动化和智能化技术以及超声成象系统的性能价格比等发展直接影响超声检测图象化的进程。现代超声成象技术大多有自动化和智能化的特点，因而有许多优点，如检测的一致性好，可靠性、复现性高，存储的检测结果可随时调用，并可以对历次检测的结果自动比较，以对缺陷做动态检测等。总之，超声成象技术克服了传统超声检测不直观、判伤难，无记录的缺陷，减少了检测中人为干扰，有效地提高无损检测的可靠性，是定量无损检测的重要工具。目前已经使用和正在开发的成象技术包括:超声B扫描成象，超声C扫描成象、超声D扫描成象，ALOK(德文“振幅—传播时间—位置曲线”的缩写)成象，SAFT(合成孔径聚焦)成象，P扫描成象，超声全息成象，超声CT成象等技术。超声波检测仪器设备图片

超声波检测现状及发展趋势

近年来我国超声无损检测事业取得了巨大进步和发展，超声无损检测已经应用到了几乎所有工业部门，其用途正日趋扩大。超声无损检测的相关理论和方法及应用的基础性研究正在逐步深入，已经取得了许多具有国际先进水平的成果。许多不同用途的微机控制自动超声检测系统已经应用于实际生产。虽然取得了很大的成就，我国超声无损检测事业从整体水平而言，与发达国家之间存在很大差距。具体表现在以下几个方面:

1、检测专业队伍中高级技术人员和高级操作人员所占比例较小，极大阻碍了超声无损检测技术自动化、智能化、图象化的进展。由于经验丰富的老一辈检测工作者缺乏把实践经验转化为理论总结，而年轻的检测人员虽拥有丰富的计算机等现代技术，却缺乏切实的实践经验.这有可能导致现有的超声检测软件系统不同程度的缺陷，降低了检测的可靠性。特别像专家系统软件，以及有自动判伤。自动评定缺陷级别功能的软件编写应该引起足够的重视。

2、专业无损检测人员相对较少，现有无损检测设备利用率低。我国无损检测技术经过40年的发展，虽然应用已经遍及近30个系统领域，直接从事无损检测技术方面的人员已近20万左右，但是高技术专业人员较少。目前我国的投入不比日本少，国民生产总值只有日本的三分之一左右，这主要是由于我国产品质量上存在问题而导致大量产品报废所致。据测算，我国不良品的年损失约2000亿元。更严重的后果是产品的竞争能力差，影响产品进入国际市场。

3、重视对无损检测技术领域的信息技术应用。当信息技术和无损检测结合以后，人们就可以最大限度地从检测过程中获取大量信息。

总之，当前迫切需要解决的问题是涉及实际工程应用中亟待解决的问题，如检测方法的规范化，判伤的标准化，检测和验收标准的制订，操作步骤的程序化.检测技术领域的信息化。另外.应该注重对无损检测人员资格进行全国统一的培训、鉴定和考核，力争使无损检测人员的培训与国际接轨。

第五篇：超声波无损检测实例

超声波无损检测主要是基于超声波在试件中的传播特性。声源产生超声波，采用一定的方式使超声波进入试件后；超声波在试件中传播并与试件材料以及其中的缺陷相互作用，使其传播方向或特征被改变；改变后的超声波通过检测设备被接收，并可对其进行处理和分析；根据接收的超声波的特征，评估试件本身及其内部是否存在缺陷及缺陷的特性。超声波无损检测的原理图如下：

在日常的检测工作中，有一些工件由于表面粗糙、形状特殊等原因，不能用常见的直接接触法来进行超声波检测。对于这类的工件，不妨尝试使用液浸法超声波探伤。液浸探伤相对于直接接触法而言，有如下优势： 1.当改变被检工件的尺寸或者形状时，不需要特殊的探头或楔块来匹配工件；

2.可以较简单地连续调整声束入射角，这对形状复杂的结构件的异形表面或新的检测工艺的研究而言都是必须的； 3.耦合液体可以连续使用；

4.由于不需要紧密的接触，因此检测速度能够非常快；

5.直接接触法探伤会因工件的表面形状、表面状况或尺寸的变化而产生比较大的耦合损失，液浸法则不会；

6.水槽中整个浸没有助于排除表面波，因表面波不规则地增加来自外表面的较小不连续性信号；

7.水槽提供延迟块以允许非常强的界面信号在弱信号返回到仪器之前就通过放大器。这一点当检测小尺寸管子和薄板时特别能显示出优越性。

主要缺点：主要缺点

①要由有经验的人员谨慎操作,依赖于探伤人员的经验和分析判断，准确性差；

②对粗糙、形状不规则、小、薄或非均质材料难以检查；

③对所发现缺陷作十分准确的定性、定量表征仍有困难。在液浸探伤法中，水作为一种易获取的耦合剂得到了很好的应用。因此，水浸探伤法是液浸探伤中最常用的一种检测方法。

下面通过一个铝压缩机旋转轮水浸探伤实例说明不同缺陷的水浸探伤波形显示： A、伪缺陷显示

水浸探伤中，始脉冲（由换能器激发）显示在最左边，接着是工件前表面的反射显示，当换能器沿轴方向移动时，折射声速恰好穿过U形槽的角并且产生伪缺陷波显示。

B、裂纹显示

将换能器沿轴向方向向右移动，在遇到裂纹时产生反射，此时屏幕显示波形如下图；

C、焊缝裂纹显示

下图是焊缝透平旋转轮的截图。在这个转轮中，锻造不锈钢周边焊接到锻造铁素轮毂上，即使采用先进的焊接技术，也有可能会在周边的热影响区中产生裂纹。因此这些裂纹出现常常足以要求100%的检测；

D、金属查渣和偏析的显示

在热影响区中象裂纹这样的平坦金属夹渣也给出像上图类似的显示。它们最常发现在边缘和远离焊缝的区域； E、锻造迸裂的显示

锻造时存在由材料的破裂引起的不规则形状空洞、锻造迸裂是不合格的，它可能是以群体聚集且产生许多不同程序幅度显示。夹渣的反射也可能是不同幅度但更可能是广泛的散射。下图的显示来自外径表面和内径表面的反射以及常见的群集锻造迸裂反射；

F、表面倒外圆的伪缺陷显示

水浸探伤时，表面状况可能引起伪缺陷显示。避免伪缺陷显示的最好的方法是对表面进行处理以完全避免超声波反射。但事实上，探伤表面的这些凹陷肉眼难以分辨。在这种情况下，这些凹陷会产生如下图所示的伪缺陷波；

G、热处理氧化皮的显示

热处理能产生薄的细微氧化皮或转轮表布的薄皮。这在接触法超声波探伤中就能产生混淆的超声波形显示。如果将探头直接放在转轮的表面氧化皮区域上，扩大的氧化皮尺寸能更清楚地说明这一情况。下图则是在表面有氧化皮的情况下的水浸探伤波形显示。

人工智能技术、自适应技术、机器人技术和相关技术与超声无损检测的结合应用。这些技术以高精度的运算、控制和逻辑判断功能来代替大量人的体力和脑力劳动,减少了人为因素造成的误差,很好地解决了记录存档问题,使得在无损检测中定位、定性、定量的可靠性和完备性大幅度地提高,实现了超声检测和评价的智能化、自动化、图像化、数字化、小型化、系列化、多功能化和信息化。为无损评价奠定了良好的判定基础,以实现复杂形面复合构件的超声扫描成像无损检测,满足现代质量对无损检测的要求。超声波无损检测的设备简单轻便，能更好的应用于户外检测；对于一些高腐蚀性高反事故和性的场所设备，超声波无损检测更能发挥其优越的性能，进行远距离操控的无损检测。随着无损检测技术在日常生活中的应用日益广泛，和超声波应用技术的不断研发创新，在不久的将来，超声波无损检测技术因其独特的特性必将有更加广泛的应用前景