超声波检测实用公式（样例5）

第一篇：超声波检测实用公式

超声波检测实用公式 一、一般公式

1、不同反射体的回波声压比

（1）平底孔对大平底：Δ=20l（πXBΦ2/2λXf2）dB 用途：用于以底波方式调整超声波探伤起始灵敏度和评定缺陷的当量大小，式中XB为大平底声程（探测到工件地面的工件厚度）；Xf为平底孔声程（即缺陷的埋藏深度）；Φ为预定探测灵敏度所规定的平底孔直径；λ为所用频率超声波在被检工件材料中的波长。在按照大声程调整探伤起始灵敏度时，设XB=Xf，则公式简化为Δ=20（πΦ2/2λXf），即将直探头良好地耦合在探测面上，调整仪器的增益，使工件地面的第一次回波高度达到满屏上的某一刻度（例如50%）,然后按公式计算所得到的dB值提高仪器的定量增益。在探伤过程中发现有缺陷回波高度超过预定的满屏刻度（例如上面预定的50%）时，可根据将该回波高度降到预定刻度所需的ΔdB值和缺陷埋藏深度，按照公式计算出Φ当量值，即缺陷的当量值。

（2）球孔对大平底：Δ=20l（dXB/2Xf2）dB

d为当量球孔直径，用途同上。（3）长横孔对大平底：Δ=10l（ψXB2/2Xf3）dB

ψ为当量长横孔直径，用途同上。（4）短横孔对大平底：Δ=10l（L2ψXB2/λXf4）dB

ψ为当量短横孔直径，L为短横孔长度，用途同上。

（5）平底孔对平底孔：Δ=40l（Φ1X2/Φ2X1）dB

两个不同声程、不同直径的平底孔回波声压比，用分贝表示。

用途：在探伤中，一般把调整探伤起始灵敏度时设定的一定声程X2和一定直径的平底孔Φ2作为基准，通过缺陷回波与基准回波高度分贝差（由探伤仪定）和缺陷埋藏深度X1计算出缺陷的平底孔当量大小Φ1，注意Δ的正负值所代表的意义是不同的—在以上规定时负值表示缺陷比基准平底孔当量小，反之则大。

（6）球孔对球孔：Δ=20（d1X22/d2X12）dB

两个不同直径不同声程的球孔回波声压比，用途同上。

（7）长横孔对长横孔：Δ=10l（ψ1X23/ψ2X13）dB

两个不同声程不同直径的长横孔回波声压比，用途同上。

（8）短横孔对短横孔：Δ=10l（ψ1X24/ψ2X14）dB

两个不同声程不同直径、长度相同的短横孔回波声压比，用途同上。

（9）大平底对大平底：Δ=20l（X2/ X1）dB

一般用于验证被检工件材质衰减状况。

回波幅度比：Δ=20l（H2/ H1）dB

以回波幅度法探伤时，将缺陷回波高度与基准波高

之间的幅度差异转换成以分贝表示两个幅度高度的差异

（10）大平底对凸圆柱底面：Δ= 10lg（R/ r）dB

R为圆柱外径，r为圆柱内径；计算得到的ΔdB值应是相当于大平底时的曲面补偿值，显然这是正值—凸底面的反射发散需要补偿，见示意图1

图1（11）大平底对凹圆柱底面：Δ= 10lg（r / R）dB

R为圆柱外径，r为圆柱内径；计算得到的ΔdB值应是相当于大平底时的曲面补偿值，显然这是负值—凹底面的反射汇聚需要反补偿，见示意图2

图2

2、纵波圆形晶片的有效直径De

De=

4NC0.97D0 fefe为回波频率；D0为晶片名义直径；N为近场区长度；C为材料中的声速。在超声换能器中，晶片自身的边沿效应以及由于周边被固定，因此实际发生振动发射声波的区域称为有效区域，对于圆形晶片则称为有效直径。

3、声束的指向性

圆形晶片的声束指向性：零扩散角θ0≈70λ/De 方形晶片的声束指向性：零扩散角θ0≈57λ/a

（a为晶片边长）

比声束轴线声压低3dB的对应点构成的声束之扩散角：θ-3dB≈29λ/De与θ-3dB≈25λ/a

4、综合衰减系数测量

X≥3N时，α={（Bm-Bn）-20lg（m/n）-（m-n）（一次往返损失）/{2（m-n）X}dB/mm

X＜3N时，α={（Bm-Bn）-（m-n）（一次往返损失）/{2（m-n）X} dB/mm 注：为消除波导效应的影响，要求被测材料厚度X、探测面横向尺寸H和L应满足 H、L≥0.65X

5、界面上的反射与折射

sinL1CL1sinL1CL1sinS1CS1sinS1CS1sinL2S2sin L2S2L1--纵波入射角 L1--横波入射角 S1--纵波反射角 S1--横波反射角 L2--纵波折射角

S2--横波折射角

第一临界角：αⅠ=arcsin（CL1/CL2）

第二临界角：αⅡ=arcsin（CL1/CS2）

CL1为第一介质纵波声速

CL2为第二介质纵波声速

CS2为第二介质横波声速

6、瑞利波入射角

αR=arcsin（CL1/CR）≥arcsin（CL1/CS2）

在有机玻璃-钢界面的情况下，通常取αR为67~72°

7、横波、纵波和瑞利波在同一材料中的声速差异

钢：CS≈0.55 CL CR≈0.92 CS

铝：CS≈0.49 CL CR≈0.93 CS

二、绘制AVG曲线面板的计算公式

1、标准化距离：A=X/N0

(X-距离；N0-近场长度)

2、标准化缺陷（当量）：G=Φ/D0（Φ-平底孔直径；D0-圆形晶片直径）

3、底波振幅曲线：VB=20 p lgB/p0=20lg（π/2A）

（p-底面回破声压；B-工件厚度；p0-初始声压；A-晶片面积）

4、平底孔回波振幅：VΦ=20lg（pf/ p0）=20lg（π2G2/A2）

(pf-距离x处的回波声压)

5、绘制曲线面板时，最大测距上满刻度HB的比例系数：K=HB/（π/2A）

三、横波探伤中的几何关系

SY1K XSK1K2

YS11K2

K=tgβ

β-折射角

直射法

x1=Ky1

y1=x1/K 一次反射法

x2=Ky2’

y2=2t-y2’=2t-s2cosβ 二次反射法

x3=Ky3’

y3= y3’-2t 见图3分析：

图3

四、横波探伤中的晶片有效直径与近场

横波探伤中的晶片有效直径De

DeD0Acos2e cos式中D0-晶片的名义直径； Ae—晶片有效面积； Ae=（cosβ/cosα）A（A为晶片的实际直径）。

横波探伤中的近场区长度N为：N=Ae/πλ

式中N-总近场长度；λ-工件中的波长；Ae –晶片的有效面积。

在工件中的近场：NA=N-S2，S2为有效位置，S2=（CS2/ CL1）S1，CS2为第二介质横波速度；CL1为第一介质纵波速度。如图4所示：

图4

图5

五、棒材探伤中的应用公式

1、棒材周面径向纵波接触法探测

XB2适合采用 dB20lg，以底波方式调整探伤起始灵敏度检测棒材的情况，其条件22Xf应满足：棒材直径ψ≥3.7N；单晶直探头的晶片直径应为：D2/2≤ψ。

2、棒材周面弦向横波法探伤 一般有接触法和水浸法两种

①接触法：

如图所示，探头斜楔块匹配面磨制方法：先在纸上按欲探伤棒材直径画圆，作一直径延长线从C点引出至A点，长度为a，垂直此直径过A点作垂线长为b，连接B和C，则BC为预定入射角时的声束轴线，然后将有机玻璃透明楔块置于图上，使纸上的声束轴线与探头声轴线重合（或使声轴线通过斜探头中心并垂直于斜面），透过斜楔块描出应磨去的圆弧部分。然后，先在砂轮机上粗磨至接近规定轮廓，再在比棒材名义直径小1毫米的专用圆棒（或将与探伤棒材同直径的棒材试块端头直径车削掉1毫米）--因为下面要使用的刚玉砂布厚度一般是1毫米左右，在此位置平整地铺垫上0#或1#刚玉砂布用手工细磨成型。

b=

L/CS)·sinβ]

②水浸法：

采用的水浸探头发射的声束应是会聚（聚焦）的。

棒材横波水浸法探伤的最大检查深度（径向深度）为：

h=R[1-(CS/C水)·sinα]=R[1-(CS/CL)] 式中：α—第一临界角；R—棒材的半径

六、管材的周面弦向横波探伤

1、满足t/D≤0.5[1-(CS2/CL2)]的管材： CS2、CL2分别为管材的纵波与横波速度，D为管材外径，t为管材壁厚

（1）接触法：见右图，探头斜楔块的磨制与棒材要求相同，入射角应满足： sin-1(CL1/CL2)＜α＜sin-1(CL1r/CS2R)式中：CL1为斜楔块的纵波速度。

（2）水浸法：见图6，使用点聚焦或线聚焦探头。

偏心距要求：

(C水R/CL2)≤X≤(C水r/CS2)在水-钢界面情况下，偏心距为0.253R≤X≤0.461r

X=R（C水/CS）sinβ 其中：

sinα=[1-(2t/D)](CL1/CS2)=2X/D=X/R;sinβ=[1-(2t/d)]=(CS2/CL1)sinα

最佳水层厚度：HFR2X2

水浸探头偏心距的调整：

α=arcsin[(C水/CS)·sinβ]

由于α=θ，X/R=sinθ= sinα 所以：偏心距X= R ·sinα= R ·[(C水/CS)·sinβ]注：β一般多取45°，故在接触法时，有机玻璃斜楔块入射角对钢为37°左右，对钛合金为37.5°左右；水浸法时的偏心距对钢约为0.32R（mm），对钛合金约为0.33R（mm）。

式中：F为探头水中焦距，此时焦点落在与声轴线垂直的通过圆心的水平直径上。

自动化管材水浸法探伤的重复频率要求： f重=2πRnK/D 式中：R-管材的外径；n-探头与管材相对转速（转/min）；D-有效声束宽度或螺距；K-系数，与报警、记录等辅助装置有关，通常取2以上（包括2在内）。

图6

2、满足t/D≥0.5[1-(CS2/CL2)]的管材（厚壁管）：采用纵-横-纵波法，见下图所示

七、板材探伤

1、中厚板的单直探头水浸法探伤

水层厚度≥C水t/CL（一般水浸探伤要求）式中：CL--板材纵波速度；t--板厚；C水--水中声速

当采用：

一次重合法探伤时有：H= C水t/CL 二次重合法探伤时有：H=2C水t/CL 三次重合法探伤时有：H=3C水t/CL 四次重合法探伤时有：H=4C水t/CL

。。。

2、薄板的兰姆波探伤

①激发兰姆波的条件：仪器有足够高的发射功率和足够宽的发射脉冲；仪器工作频率范围在0.6-10MHz；探伤压电晶片最好采用矩形晶片，且短边与板面平行，长边至少为板厚的7-10倍，以利于入射波束与反射波束充分重叠干涉形成兰姆波。

②兰姆波模式的选择：

[1]入射角的选择：用可变角探头实际调试，采用被检板材端面反射回波幅度高、前沿陡峭、传播速度快的兰姆波入射角。

[2]波型鉴定：在示波屏上观察兰姆波的特征—板端回波在探头前后移动时是连续移动的（横波则是跳跃式移动的）；声程越大，距离越远，波形包络越宽（横波不变宽）；入射角变化时声速发生变化（横波速度不变）；将回波展宽时可见兰姆波是一个规则的中间高、两边低的包络（横波可分离成单个、各自独立的来自板端棱角的回波）。

波速鉴别法：如下图所示

将探头如图左放置，观察板端回波的位置，然后放到厚度为原板材厚度两倍的试板上（如图左），此时因板厚改变使频率×板厚关系变化，兰姆波的速度将改变，因而板端回波位置变化（一般为消失），而横波速度不会因板厚改变而变化，在薄板上的声程相差不大，故其板端回波仍基本上在原来位置。

[3]模式鉴定：利用频率与板厚乘积关系，在相应材料的相速度曲线图上查出相速度，按下式求出相应入射角：

sinα=CL/CP 式中：CL--斜楔的纵波速度；CP--在板材中可激模式的相速度 注：有的相速度曲线图上已在纵坐标上直接标明入射角度。

第二篇：超声波检测

超声波无损检测

NDT（Non-destructive testing），就是利用声、光、磁和电等特性，在不损害或不影响被检对象使用性能的前提下，检测被检对象中是否存在缺陷或不均匀性，给出缺陷的大小、位置、性质和数量等信息，进而判定被检对象所处技术状态（如合格与否、剩余寿命等）的所有技术手段的总称

无损检测是工业发展必不可少的有效工具，在一定程度上反应了一个国家的工业发展水平，其重要性已得到公认。我国在1978年11月成立了全国性的无损检测学术组织——中国机械工程学会无损检测分会。此外，冶金、电力、石油化工、船舶、宇航、核能等行业还成立了各自的无损检测学会或协会；部分省、自治区、直辖市和地级市成立了省（市）级、地市级无损检测学会或协会；东北、华东、西南等区域还各自成立了区域性的无损检测学会或协会。我国目前开设无损检测专业课程的高校有大连理工大学、西安工程大学、南昌航空工业学院等院校。在无损检测的基础理论研究和仪器设备开发方面，我国与世界先进国家之间仍有较大的差距，特别是在红外、声发射等高新技术检测设备方面更是如此。

无损检测的应用特点

a.无损检测的最大特点就是能在不损坏试件材质、结构的前提下进行检测，所以实施无损检测后，产品的检查率可以达到100%。但是，并不是所有需要测试的项目和指标都能进行无损检测，无损检测技术也有自身的局限性。某些试验只能采用破坏性试验，因此，在目前无损检测还不能代替破坏性检测。也就是说，对一个工件、材料、机器设备的评价，必须把无损检测的结果与破坏性试验的结果互相对比和配合，才能作出准确的评定。

b.正确选用实施无损检测的时机：在无损检测时，必须根据无损检测的目的，正确选择无损检测实施的时机。

c.正确选用最适当的无损检测方法：由于各种检测方法都具有一定的特点，为提高检测结果可靠性，应根据设备材质、制造方法、工作介质、使用条件和失效模式，预计可能产生的缺陷种类、形状、部位和取向，选择合适的无损检测方法。

d.综合应用各种无损检测方法：任何一种无损检测方法都不是万能的，每种方法都有自己的优点和缺点。应尽可能多用几种检测方法，互相取长补短，以保障承压设备安全运行。此外在无损检测的应用中，还应充分认识到，检测的目的不是片面追求过高要求的“高质量”，而是应在充分保证安全性和合适风险率的前提下，着重考虑其经济性。只有这样，无损检测在承压设备的应用才能达到预期目的

二、超声波检测（UT）

1、超声波检测的定义：通过超声波与试件相互作用，就反射、透射和散射的波进行研究，对试件进行宏观缺陷检测、几何特性测量、组织结构和力学性能变化的检测和表征，并进而对其特定应用性进行评价的技术。

2、超声波工作的原理：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，评估试件本身及其内部是否存在缺陷及缺陷的特性。

3、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。

4、超声波检测的局限性a.对试件中的缺陷进行精确的定性、定量仍须作深入研究；b.对具有复杂形状或不规则外形的试件进行超声检测有困难；c.缺陷的位置、取向和形状对检测结果有一定影响；d.材质、晶粒度等对检测有较大影响；e.以常用的手工A型脉冲反射法检测时结果显示不直观，且检测结果无直接见证记录。

5、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。

超声波无损检测在无损检测焊接质量验收中非常重要

来自：soundrey 2007年1月22日10:45

化工企业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8-16 mm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-I A、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。防止这类缺陷产生的措施有：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，为化工企业生产把好质量关。

第三篇：超声波检测教案

1、何谓超声波？它有哪些重要特性？

答：频率高于20000Hz的机械波称为超声波。重要特性：①超声波可定向发射，在介质中沿直线传播且具有良好的指向性。②超声波的能量高。③超声波在界面上能产生反射，折射和波型转换。④超声波穿透能力强。

2、产生超声波的必要条件是什么？

答：①要有作超声振动的波源（如探头中的晶片）。②要有能传播超声振动的弹性介质

什么是波长?什么是频率? 答:相邻两波峰(或波谷)的距离称为波长,每秒钟发生的波峰数称为频率 15.超声波检测利用超声波的哪些特性？ P4 答：①超声波有良好的指向性。②超声波在异质介面上将产生反射、折射、波型转换。③超声波在固体中容易传播

超声波的传播速度 P7-8 超声波垂直入射到界面时的反射和透射 P 15 超声波倾斜入射到界面时的反射和透射 P 21

1．何谓超声波声场？超声波声场的特征量有哪些？

答：充满超声波的空间或超声振动所波及的部分介质，称为超声波声场。描述超声波声场的物理量即特征量有声压、声强和声阻抗。声压：超声波声场中某一点在某一瞬时所具有的压强P与没有超声波存在时同一点的静压强P之差，称为该点的声压。声强：单位时间内通过与超声波传播方向垂直的单位面积的声能，称为声强。常用I表示。声阻抗：介质中某一点的声压P与该质点振动速度V之比，称为声阻抗，常用Z表示，声阻抗在数值上等于介质的密度与介质中声速C的乘积。

12．什么是波型转换？波型转换的发生与哪些因素有关？

答：①超声波入射到异质界面时，除产生入射波同类型的反射和折射波外，还会产生与入射波不同类型的反射或折射波，这种现象称为波型转换。②波型转换只发生在倾斜入射的场合，且与界面两侧介质的状态（液、固、气态）有关。

超声波的衰减

13．什么是超声波的衰减？引起超声衰减的主要原因有哪些？

答：超声波在介质中传播时，随着传播距离的增加，超声波的能量逐渐减弱的现象称为超声波的衰减。衰减的主要原因：

①扩散衰减：由于声束的扩散，随着传播距离的增加，波束截面愈来愈大，从而使单位面积上的能量逐渐减少。这种衰减叫扩散衰减。扩散衰减主要取决于波阵面的几何形状，与传播介质的性质无关。

②散射衰减：超声波在传播过程中，遇到由不同声阻抗介质组成的界面时，发生散射（反射、折射或波型转换），使声波原传播方向上的能量减少。这种衰减称为散射衰减。材料中晶粒粗大（和波长相比）是引起散射衰减的主要因素。

③吸收衰减：超声波在介质中传播时，由于介质质点间的内磨擦（粘滞性）和热传导等因素，使声能转换成其他能量（热量）。这种衰减称为吸收衰减，又称粘滞衰减。散射衰减，吸收衰减与介质的性质有关，因此统称为材质衰减。

21.超声波检测利用超声波的哪些特性？

答：①超声波有良好的指向性，在超声波检测中，声源的尺寸一般都大于波长数倍以上，声束能集中在特定方向上，因此可按几何光学的原理判定缺陷位置。②超声波在异质介面上将产生反射、折射、波型转换、利用这些特性，可以获得从缺陷等异质界面反射回来的反射波及不同波型，从而达到探伤的目的。③超声波检测中，由于频率较高，固体中质点的振动是难以察觉的。因为声强与频率的平方成正比，所以超声波的能量比声波的能量大得多。④超声波在固体中容易传播。在固体中超声波的散射程度取决于晶粒度与波长之比，当晶粒小于波长时，几乎没有散射。在固体中，超声波传输损失小，探测深度大。33．什么叫探伤灵敏度？常用的调节探伤灵敏度的方法有几种？

答：探伤灵敏度是指在确定的探测范围的最大声程处发现规定大小缺陷的能力。有时也称为起始灵敏度或评定灵敏度。通常以标准反射体的当量尺寸表示。实际探伤中，常常将灵敏度适当提高，后者则称为扫查灵敏度或探测灵敏度。调节探伤灵敏度常用的方法有试块调节法和工件底波调节法。试块调节法包括以试块上人工标准反射体调节和水试块底波调节两种方式。工件底波调节法包括计算法，AVG曲线法，底面回波高度法等多种方式。

34．焊缝斜角探伤中，定位参数包括哪些主要内容？

答：缺陷位置的记录应包括下列各项：①缺陷位置的纵坐标：沿焊缝方向缺陷位置到焊缝探伤原点或检验分段标记点的距离。记录时应规定出正方向。②缺陷深度：缺陷到探测面的垂直距离。③缺陷水平距离：缺陷在探测面上的投影点到探头入射点的距离，也称作探头缺陷距离。有时以简化水平距离代之，即缺陷在探测面上投影点到探头前沿的距离，亦称缺陷前沿距离。④探头焊缝距离：探头入射点到焊缝中心线的距离。⑤缺陷位置的横坐标：缺陷在探测面上投影点到焊缝中心线的距离，记录时应规定的正方向。其数值可以从③、④两参数之差求得。实际探伤中，由于焊缝结构形式不同，缺陷定位时，可依据标准或检验规程的要求，记录以上全部或部分参数。

35．何谓缺陷定量？简述缺陷定量方法有几种？

答：超声波探伤中，确定工件中缺陷的大小和数量，称为缺陷定量。缺陷的大小包括缺陷的面积和长度。缺陷的定量方法很多，常用的有当量法，底波高度法和测长法。36．什么是当量尺寸？缺陷的当量定量法有几种？

答：将工件中自然缺陷的回波与同声程的某种标准反射体的回波进行比较，两者的回波等高时，标准反射体的尺寸就是该自然缺陷的当量尺寸。当量仅表示对声波的反射能力相当，并非尺寸相等。当量法包括：①试块比较法：将缺陷回波与试块上人工缺陷回波作比较对缺陷定量的方法。②计算法：利用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宣方法。③AVG曲线法：利用通用AVG曲线或实用AVG曲线确定缺陷当量尺寸的方法。

37．什么是缺陷的指示长度？测定缺陷指示长度的方法分为哪两大类？

答：按规定的灵敏度基准。根据探头移动距离测定的缺陷长度称为缺陷的指示长度。测定缺陷指示长度的方法分为相对灵敏度法和绝对灵敏度法两大类。①相对灵敏度法：是以缺陷最高回波为相对基准。沿缺陷长度方向移动探头，以缺陷波辐降低一定的dB值的探头位置作为缺陷边界来测定缺陷长度的方法。②绝对灵敏度法：是沿缺陷长度方向移动探头，以缺陷波幅降到规定的测长灵敏度的探头位置作为缺陷边界来测定长度的方法。

38．什么是缺陷定量的底波高度法？常用的方法有几种？

答：底波高度法是利用缺陷波与底波之比来衡量缺陷相对大小的方法，也称作底波百分比法。底波高度法常用两种方法表示缺陷相对大小：F/B法和F/BG法：①F/B法：是在一定灵敏度条件下，以缺陷波高F与缺陷处底波高B之比来衡量缺陷的相对大小的方法。②F/BG法：是在一定灵敏度条件下，以缺陷波高F与无缺陷处底波高BG之比来衡量缺陷相对大小的方法。底波高度法只能比较缺陷的相对大小，不能给出缺陷的当量尺寸。

99.名词解释：灵敏度

答：超声探伤系统所具有的探测最小缺陷的能力 100.名词解释：吸收

答：由于部分超声能量转变为热能而引起的衰减 101.名词解释：远场

答：近场以远的声场，在远场中，声波以一定的指向角传播，而且声压随距离的增大而单调地衰减 102.名词解释：重复频率

答：单位时间（秒）内产生的发射脉冲的次数 103.名词解释：频率常数

答：晶片共振频率与其厚度的乘积 104.名词解释：声场的指向性

答：波源发出的超声波集中在一定区域内，并且以束状向前传播的现象 105.名词解释：半波高度法

答：把最大反射波高降低一半（-6dB）用以测量缺陷指示长度的方法 106.名词解释：临界角

答：超声束的某个入射角，超过此角时某种特定的折射波型就不再产生 107.名词解释：阻尼

答：用电的或机械的方法来减少探头的振动持续时间

108.名词解释：距离幅度校准（距离幅度补偿、深度补偿）

答：用电子学方法改变放大量，使位于不同深度的相同反射体能够产生同样回波幅度的方法 109.名词解释：迟到回波

答：来自同一来源的回波，因所经的路径不同或在中途发生波型变换以致延迟到达的回波 110.名词解释：界面波

答：由声阻抗不同的两种介质的交界面产生的回波

111.什么叫超声场？反映超声场特征的主要参数是什么？

答：充满超声波能量的空间叫做超声场，反映超声场特征的重要物理量有声强、声压、声阻抗、声束扩散角、近场和远场区

112.超声探伤仪最重要的性能指标是什么？

答：超声探伤仪最重要的性能指标有：①分辨力；②动态范围；③水平线性；④垂直线性；⑤灵敏度；⑥信噪比

113.超声波探伤试块的作用是什么？

答：试块的作用是：①检验仪器和探头的组合性能；②确定灵敏度；③标定探测距离；④确定缺陷位置，评价缺陷大小

114.用CSK-1A试块可测定仪器和探头的哪些组合性能指标？

答：可测定的组合性能指标包括：①水平线性；②垂直线性；③灵敏度；④分辨力；⑤盲区；⑥声程；⑦入射点；⑧折射角

115.焊缝探伤时，用某K值探头的二次波发现一缺陷，当用水平距离1:1调节仪器的扫描时，怎样确定缺陷的埋藏深度？

答：采用下式确定缺陷的埋藏深度：h=2T-(水平距离/K)，式中：h-缺陷的埋藏深度；T-工件厚度；K-斜探头折射角的正切值

6.波长λ、声速C、频率f之间的关系是

λ=c/f

16.在平板对接焊缝的超声波检测中，为什么要用斜探头在焊缝两侧的母材表面上进行？

答：在焊缝母材两侧表面进行探测便于检出焊缝中各个方向的缺陷；便于使用一次、二次声程扫查整个焊缝截面，不会漏检；有些缺陷在一侧面发现后，可在另一侧面进行验证；一般母材表面光洁度比焊缝高，易于探头移动扫查，也可省去焊缝打磨的工作量

23．超声波探伤中常用的方法有几种？

答：常用两种方法表示缺陷相对大小：F/B法和F/BG法。（F表示缺陷波高、B表示缺陷处底波高、BG表示无缺陷处底波高）。

24．超声波焊缝检验中，“一次波法”与“直射法”是否为同一概念？

答：是同一概念。“一次波法”是指在斜角探伤中，超声束不经工件底面反射而直接对准缺陷的探测方法，亦称为直射法。11．探头保护膜的作用是什么？

答：保护膜加于探头压电晶片的前面，作用是保护压电晶片和电极，防止其磨损和碰坏。

12.对探头保护膜有哪些要求（至少3条）？

答：耐磨性好，强度高，材质衰减小，透声性好，厚度合适。13．简述聚焦探头的聚焦方法？

答：聚焦方法：凹曲面晶片直接聚焦 采用声透镜片聚焦。14．简述聚焦探头聚焦形式？ 答：聚焦形式：点聚焦和线聚焦。16.什么叫AVG曲线？

答：根据反射体的反射面积大小，离声源的距离，反射信号的幅度三者之间的关系绘制的曲线，叫做AVG曲线

第四篇：超声波检测工作总结

超声波检测专业技术总结

本人于2012年毕业于南昌航空工业学院无损检测专业，从事无损检测工作有12年了，本人第一次参加的工作单位是一家军工企业，在日常工作中涉及到锻件、焊缝和非金属复合材料的无损检测；2008年本人受聘于一家第三方检验公司，从事第三方无损检测工作，主要检测的对象是板材、板材、管材等原材料、大型机械设备的锻件、铸件及焊缝以及压力容器及钢结构的焊缝；在工作过程中本人努力提高检测能力，认真对待检测工作，严格把控产品质量，在从事无损检测工作期间未出现过质量事故。

参加无损检测工作以来，我时刻不忘加强自身的学习，以不断提高自己的专业知识和业务水平，在实践中遇到疑难问题，喜欢刨根问底，查相关资料，从理论知识入手，向老师傅请教，探究问题根源，实践经验也有了一定的积累，现就我个人在超声波探伤中的一些心得体会总结了一下，向各位老师进行汇报。

在超声波检测中我们所关心的有三大关键问题即缺陷的定位、定量和定性。到目前为止，超声波检测的教科书就缺陷的定位、定量做了比较详细的描述，广大的超声检测技术人员已作了大量实验研究工作，在对缺陷的定位和定量评定方面做了很多这方面的论述。然而，在对缺陷定性评定方面却存在相当大的困难，本人在实践过程遇到过各种缺陷，就检验中遇到的各种主要缺陷的波形特征谈谈自己的心得体会，具体分析如下：  铸钢件中缺陷的波形分析

铸件探伤常用脉冲多次底波法，工件中无缺陷时出现底波次数多，各底波的间隔大致相等，当工件中有疏松等缺陷时，由于散射原因使反射声能减少，底波反射次数减少，若工件中有严重的大面积缺陷，底波消失，只有杂波存在。

 气孔缺陷：有单个、密集和链状等气孔，表面一般比较光滑，所以气孔的波形的特征是反射幅值较高，波形比较陡，波峰单一，敏感性强，根部清晰，对底波影响不大。单个气孔为比较稳定的单脉冲波，链状缺陷会发生连续不断的缺陷波，密集气孔为数个缺陷波。使用不同角度的探头都可检测的铸件气孔缺陷。

 铸件中的夹渣缺陷：夹渣缺陷有棱角，回波相对弱，对不同方位的超声波反射幅值变化明显。

 铸件中的缩孔缺陷：一般波形幅度高而且集中，在主波周围还有枝状波，底波衰减严重，改变探伤方向，底波基本无变化。 铸件中的疏松缺陷：疏松对超声波有明显的吸收和散射作用，一般没有底波，只有杂乱无章的缺陷波，呈草丛状，移动探头反射波有时会此起彼伏，当量不大而且密集，改变探伤方向时，有时会出现幅度很低的底波，处于草丛波中间。















 以杂波、丛状波形式或底波高度损失增大、底波反射次数减少等形式出现。

（2）棒材的中心裂纹：在沿圆周面作360°径向纵波扫查时，由于裂纹的辐射方向性，其反射波幅有高低变化并有不同程度的游动，在沿轴向扫查时，反射波幅度和位置变化不大并显示有一定的延伸长度。

（3）锻件中的裂纹：由于裂纹型缺陷内含物多有气体存在，与基体材料声阻抗差异较大，超声反射率高，缺陷有一定延伸长度，起波速度快，回波前沿陡峭，波峰尖锐，回波后沿斜率很大，当探头越过

裂纹延伸方向移动时，起波迅速，消失也迅速。

（4）钢锻件中的白点：波峰尖锐清晰，常为多头状，反射强烈，起波速度快，回波前沿陡峭，回波后沿斜率很大，在移动探头时回波位置变化迅速，此起彼伏，多处于被检件例如钢棒材的中心到1/2半径范围内，或者钢锻件厚度最大的截面的1/4～3/4中层位置，有成批出现的特点（与炉批号和热加工批有关）。当白点数量多、面积大或密集分布时，还会导致底波高度显著降低甚至消失。

（5）锻件中的非金属夹杂物：多为单个反射信号，起波较慢，回波前沿不太陡峭，波峰较圆钝，回波后沿斜率不太大并且回波占宽较大。

（7）焊缝中的未焊透：多为根部未焊透（如V型坡口单面焊时钝边未熔合）或中间未焊透（如X型坡口双面焊时钝边未熔合），一般延伸状况较直，回波规则单一，反射强，从焊缝两侧探伤都容易发现。（8）铸件或焊缝中的夹渣：反射波较紊乱，位置无规律，移动探头时回波有变化，但波形变化相对较迟缓，反射率较低，起波速度较慢且后沿斜率不太大，回波占宽较大。

总之，在条件允许的情况下，为了进一步确认缺陷性质，还应采用其他无损检测手段，例如X射线照相（检查内部缺陷）、磁粉和渗透检验（检查表面缺陷）来辅助判断缺陷的性质。最后，由于本人知识水平有限，讲的不对的地方还请大家多多指正。

总结人：XXX

2011年8月9日

第五篇：超声波检测技术

超声波检测技术

由于超声波具有激发容易、检测工艺简单、操作方便、价格便宜等优点，因此在道路状态检测中，特别是高等级水泥路面路基检测中的应用有着较广泛的前景。超声波是一种频率高于人耳能听到的频率（20Hz～20KHz）的声波。实践证明，频率愈高，检测分辨率愈高，则检测精度愈高。因此实践中利用超声波检测水泥路面状态时，其上限频率为100KHz、下限频率为20KHz。

超声波是一种波，因此它在传输过程中服从波的传输规律。例如：超声波在材料中保持直线行进；在两种不同材料的界面处发生反射；传播速度服从波的传输定理：ν＝λf（ν为波速，λ为波长，f为波的频率）。资料证明，波速对于水泥路面路基检测十分有用，因此一般也称超声波检测法为波速法。

波速法是超声波检测水泥路面路基状态的最基本的方法。研究证明，波在介质材料中行进的速度愈大，则介质材料的坚硬性愈大；反之，则介质材料愈松软。而介质材料的坚硬性实质上也反映了该种材料强度的高低，因此材料强度愈高，波速应愈大；材料强度愈低，则波速应愈小。这样，知道了波速，亦即知道了材料强度。在土工试块及某些岩体中利用波速法进行无损检测有比较成熟的经验，用得也比较广泛。但水泥路面路基情况比较特殊，作为无损检测的超声波探头无法生根或埋置，从而造成检测工作的难度。因此，应该采用波速法与回弹法相组合的综合法。超声波检测原理

2009-02-12 15:39 超声波检测管可以分为超声波探伤和超声波测厚，以及超声波测晶粒度、测应力等。在超声探伤中，有脉冲反射法、穿透法和共振法。脉冲反射法是根据缺陷的回波和底面的回波进行判断，穿透法是根据缺陷的阴影来判断缺陷情况，而共振法是根据被检物产生驻波来判断缺陷情况或者判断板厚。目前用得最多的方法是脉冲反射法。脉冲反射法在垂直探伤时用纵波，在斜射探伤时用横波。把超声波射入被检物的一面，然后在同一面接收从缺陷处反射回来的叫波，根据回波情况来判断缺陷的情况。脉冲反射法有纵波