超声波探伤培训教程

第一篇：超声波探伤培训教程

培训教材之理论基础------

渗透检测适用于金属制品及其零部件表面开口缺陷的检测，包括荧光和着色渗透检测。

涡流检测适用于管材检测，如圆形无缝钢管及焊接钢管、铝及铝合金拉薄壁管等。

磁粉、渗透和涡流统称为表面检测。

波长：同一波线上相邻两振动相位相同的质点间的距离称为波长，波源或介质中任意一质点完成一次全振动，波正好前进一个波长的距离，常用单位为米(m)；频率f：波动过程中，任一给定点在1秒钟内所通过的完整波的个数称为频率，常用单位为赫兹(Hz)；波速C：波动中，波在单位时间内所传播的距离称为波速，常用单位为米/秒（m/s）。

由上述定义可得：C= f，即波长与波速成正比，与频率成反比；当频率一定时，波速愈大，波长就愈长；当波速一定时，频率愈低，波长就愈长。

次声波、声波和超声波都是在弹性介质中传播的机械波，在同一介质中的传播速度相同。它们的区别在主要在于频率不同。频率在20~20000Hz之间的能引起人们听觉的机械波称为声波，频率低于20Hz的机械波称为次声波，频率高于20000Hz的机械波称为超声波。次声波、超声波不可闻。

超声探伤所用的频率一般在0.5~10MHz之间，对钢等金属材料的检验，常用的频率为1~5MHz。超声波波长很短，由此决定了超声波具有一些重要特性，使其能广泛用于无损探伤。

1.方向性好：超声波是频率很高、波长很短的机械波，在无损探伤中使用的波长为毫米级；超声波象光波一样具有良好的方向性，可以定向发射，易于在被检材料中发现缺陷。

2.能量高：由于能量（声强）与频率平方成正比，因此超声波的能量远大于一般声波的能量。

3.能在界面上产生反射、折射和波型转换：超声波具有几何声学的上一些特点，如在介质中直线传播，遇界面产生反射、折射和波型转换等。

4.穿透能力强：超声波在大多数介质中传播时，传播能量损失小，传播距离大，穿透能力强，在一些金属材料中其穿透能力可达数米。

互相垂直的波，称为横波，用S或T表示。

当介质质点受到交变的剪切应力作用时，产生剪切形变，从而形成横波；只有固体介质才能承受剪切应力，液体和气体介质不能承受剪切应力，因此横波只能在固体介质中传播，不能在液体和气体介质中传播。钢中横波声速一般为3230m/s。横波一般应用于焊缝、钢管探伤。3.表面波R 当介质表面受到交变应力作用时，产生沿介质表面传播的波，称为表面波，常用R表示。又称瑞利波。

表面波在介质表面传播时，介质表面质点作椭圆运动，椭圆长轴垂直于波的传播方向，短轴平行于波的传播方向；椭圆运动可视为纵向振动与横向振动的合成，即纵波与横波的合成，因此表面波只能在固体介质中传播，不能在液体和气体介质中传播。

表面波的能量随深度增加而迅速减弱，当传播深度超过两倍波长时，质点的振幅就已经很小了，因此，一般认为表面波探伤只能发现距工件表面两倍波长深度内的缺陷。表面波一般应用于钢管探伤。4.板波

在板厚与波长相当的薄板中传播的波，称为板波。根据质点的振动方向不同可将板波分为SH波和兰姆波。板波一般应用于薄板、薄壁钢管探伤。

二．超声波声速测量

对探伤人员来说，用探伤仪测量声速是最简便的，用这种方法测声速，可用单探头反射法或双探头穿透法；可用于测纵波声速和横波声速。

1.反射法测纵波声速 声速按下式计算：

声速 C=2d/(T1-t)； t = 2T1 – T2 式中 d------工件厚度；

t------由探头晶片至工件表面传输时间；

T1------由探头晶片至工件底一次波传输时间；

T2------由探头晶片至工件底二次波传输时间；

2.穿透法测纵波声速 声速按下式计算：

声速 C=d/(T1-t)； t = 2T1 – T2 式中 d------工件厚度；

t------由探头晶片至工件表面传输时间；

T1------由探头晶片至工件底一次波传输时间；

T2------由探头晶片至工件底二次波传输时间；

3.反射法测横波声速

用半圆弧测横波声速，按下式计算： 声速 C=2d/(T1-t)； t = 2T1 – T2 式中 d------半圆半径长度；

t------由探头晶片至半圆弧探测面传输时间；

T1------由探头晶片至圆弧面一次波传输时间；

T2------由探头晶片至圆弧面二

次波传输时间；

动中任何质点都可以看作是新的波源。据此惠更斯提出了著名的惠更斯原理：介质中波动传播到的各点都可以看作是发射子波的波源，在其后任意时刻这些子波的包迹就决定新的波阵面。2.波的衍射（绕射）

波在传播过程中遇到与波长相当的障碍物时，能绕过障碍物边缘改变方向继续前进的现象，称为波的衍射或波的绕射。如右图，超声波（波长为）在介质中传播时，AB（其尺寸为D）遇到缺陷，据惠更斯原理，缺陷边缘可以看作是发射子波的波源，使波的传播改变，从 而使缺陷背后的声影缩小，反射波降低。

当D<<时，波的绕射强，反射弱，缺陷回波很低，容易漏检；当D>>时，反射强，绕射弱，声波几乎全反射。

波的绕射对探伤即有利又不利。由于波的绕射，使超声波产生晶料绕射顺利地在介质中传播，这对探伤有利；但同时由于波的绕射，使一些小缺陷回波显著下降，以致造成漏检，这对探伤不利。一般超声波探伤灵敏度约为/2。

三． 超声场的特征值

充满超声波的空间或超声振动所波及的部分介质，叫超声场；超声场具有一定的空间大小和形状，只有当缺陷位于超声场内时，才有可能被发现。描述超声场的特征植（即物理量）主要有声压、声强和声

阻抗。1.声压P 超声场中某一点在某一时刻所具有的压强P1与没有超声波存在时的静态压强P0之差，称为该点的声压，用P表示（P = P1-P0）。

声压幅值 p = cu = c(2fA)其中 ----介质的密度;c----波速;u----质点的振动速度； A----声压最大幅值； f----频率。

超声场中某一点的声压的幅值与介质的密度、波速和频率成正比。在超声波探伤仪上，屏幕上显示的波高与声压成正比。2.声阻抗Z 超声场中任一点的声压p与该处质点振动速度u之比称为声阻抗，常用Z表示。

Z = p / u = cu / u = c 由上式可知，声阻抗的大小等于介质的密度与波速的乘积。由u = P/Z可知，在

同一声压下，Z增加，质点的振动速度下降。因此声阻抗Z可理解为介质对质点振动的阻碍作用。超声波在两种介质组成的界面上的反射和透射情况与两种介质的声阻抗密切相关。3.声强I 单位时间内垂直通过单位面积的声能称为声强，常用I表示。

22I = Z u/2 = P/(2Z)当超声波传播到介质中某处时，该处原来静止不动的质点开始振动，因而具有动能；同时该处介质产生弹性变形，因而也具有弹性位能；声能为两者之和。

声波的声强与频率平方成正比，而超声波的频率远大于可闻声波。因此超声波的声强也远大于可闻声波的声强。这是超声波能用于探伤的重要原因。

在同一介质中，超声波的声强与声压的平方成正比。

四． 分贝的概念与应用

1.概念

由于在生产和科学实验中，所遇到的声强数量级往往相差悬殊，如引起听觉的声-16 2– 4 强范围为10~ 10瓦/厘米，最大值与最小值相差12个数量级。显然采用绝对量来度量是不方便的，但如果对其比值（相对量）取对数来比较计算则可大简化运算。分贝就是两个同量纲的量之比取对数后的单位。

通常规定引起听觉的最弱声强为I1 = 10 2–16 瓦/厘米 作为声强的标准，另一声强I2与标准声强I1 之比的常用对数称为声强级，单位是贝尔(BeL)。实际应用时贝尔太大，故常取1/10贝尔即分贝（dB）来作单位。（如取自然对数，则单位为奈培NP）

 = lg(I2/I1)(Bel)=10 lg(I2/I1)= 20 lg(P2/P1)(dB)在超声波探伤中，当超声波探伤仪的垂直线性较好时，仪器屏幕上的波高与声压

成正比。这时有

 = 20 lg(P2/P1)= 20 lg(H2/H1)(dB)这时声压基准P1或波高基准H1可以任意选取。2.应用

分贝用于表示两个相差很大的量之比显得很方便，在声学和电学中都得到广泛的应用，特别是在超声波探伤中应用更为广泛。例如屏上两波高的比较就常常用dB表示。

例如，屏上一波高为80％，另一波高为20％，则前者比后者高

 = 20 lg(H2/H1)= 20 lg(80/20)= 12（dB）

用分贝值表示回波幅度的相互关系，不仅可以简化运算，而且在确定基准波高以后，可直接用仪器的增益值（数字机）或衰减值（模拟机）来表示缺陷波相对波高。

超声波从一种介质传播到另一种介质时，在两种介质的分界面上，一部分能量反射回原介质内，称为反射波；另一部分能量透过界面在另一种介质内传播，称为透射波。在界面上声能（声压、声强）的分配和传播方向的变化都将遵循一定的规律。

一． 单一界面的反射和透射

声能的变化与两种介质的声阻抗密切相关，设波从介质1（声阻抗Z1）入射到介质2（声阻抗Z2），有以下几种情况： 1.Z2 > Z1

声压反射率小于透射率。如水/钢界面。2.Z1> Z2

声压反射率大于透射率。如钢/水界面。声强反射率及透射率只与Z1、Z2的数值有关，与从哪种介质入射无关。3.Z1>> Z2

声压（声强）几乎全反射，透射率趋于0。如钢/空气界面。

4.Z1 Z2

此时几乎全透射，无反射。因此在焊缝探伤中，若母材与填充金属结合面没有任何缺陷，是不会产生界面回波的。

二． 薄层界面的反射和透射

此情况主要对探头保护膜设计具有指导意义。

当超声波依次从三种介质Z1、Z2、Z3(如晶片—保护膜—工件)中穿过，则当薄层厚度等于半波长的整数倍时，通过薄层的声强透射与薄层的性质无关，即好象不存在薄层一样；当薄层厚度等于四分之一波长的奇数倍且薄层声阻抗为其两侧介质

1/2 声阻抗几何平均值（Z2 =（Z2 Z3））时，超声波全透射

三． 波型转换和反射、折射定律 当超声波倾斜入射到界面时，除产生同种类型的反射和折射波外，还会产生不同类型的反射和折射波，这种现象称为波型

转换。

1.纵波斜入射

2.横波入射

四． 超声波的衰减 超声波在介质中传播时，随着距离增加，超声波能量逐渐减弱的现象叫做超声波衰减。引起超声波衰减的主要原因是波束扩散、晶粒散射和介质吸收 1.扩散衰减

超声波在传播过程中，由于波束的扩散，使超声波的能量随距离增加面逐渐减弱的现象叫做扩散衰减。超声波的扩散衰减仅取决于波阵面的形状，与介质的性质无关。

2.散射衰减

超声波在介质中传播时，遇到声阻抗不

同的界面产生散乱反射引起衰减的现象，称为散射衰减。散射衰减与材质的晶粒密切相关，当材质晶粒粗大时，散射衰减严重，被散射的超声波沿着复杂的路径传播到探头，在屏上引起林状回波（又叫草波），使信噪比下降，严重时噪声会湮没缺陷波。

3.吸收衰减

超声波在介质中传播时，由于介质中质点间内磨擦（即粘滞性）和热传导引起超声波的衰减，称为吸收衰减或粘滞衰减 通常所说的介质衰减是指吸收衰减与散射衰减，不包括扩散衰减。

较远处轴线上的声压与距离成反比，与波源面积成正比。1.近场区

波源附件由于波的干涉而出现一系列声压极大极小值的区域，称为超声场的近场区。近场区声压分布不均，是由于波源各点至轴线上某点的距离不同，存在波程差，互相迭加时存在位相差而互相干涉，使某些地方声压互相加强，另一些地方互相减弱，于是就出现声压极大极小值的点。

波源轴线上最后一个声压极大值至波源的距离称为近场区长度，用N表示。22 N =（Ds-）/(4) Ds/(4)2.远场区

波源轴线上至波源的距离x >N的区域称为远场区。远场区轴线上的声压随距离增加单调减少。当 x >3N时，声压与距离成反比，近似球面波的规律。因为距离x足够大时，波源各点至轴线上某一点的波程差很小，引起的相位差也很小，这样干涉

现象可以略去不计，所以远场区不会出现声压极大极小值。

3.近场区在两种介质中分布

实际探伤时，有时近场区分布在两种不同的介质中，如水浸探伤，超声波先进入水，然后再进入钢中，当水层厚度较小时，近场区就会分布在水、钢两种介质中。设水层厚度为L，则钢中剩余近场区长度N为 N = Ds/(4)– Lc1/c2 式中 c1----介质1水中波速；

c2----介质2钢中波速；

----介质2钢中波长。

在近场区内，实际声场与理想声场存在明显区别，实际声场轴线上声压虽也存在极大极小值，但波动幅度小，极值点的数量也明显减少。

二． 横波声场

目前常用的横波探头，是使纵波斜入射到界面上，通过波形转换来实现横波探伤

的，当入射角在

超声波探伤中常用的规则反射体有平底孔、长横孔、短横孔、球孔和大平底面等。回波声压公式（考虑介质衰减因素）：

四． AVG曲线

AVG曲线是描述规则反射体的距离、回波高及当量大小之间关系的曲线；A、V、G是德文距离、增益和大小的字头缩写，英文缩写为DGS。AVG曲线可用于对缺陷定量和灵敏度调整。

以横坐标表示实际声程，纵坐标表示规则反射体相对波高，用来描述距离、波幅、当量大小之间的关系曲线，称为实用AVG曲线。实用AVG曲线可由以下公式得到： 不同距离的大平底回波dB差

Δ=20lgPB1/PB2=20lgX2/X1 不同距离的不同大小平底孔回波dB差

Δ=20lgPf1/Pf2=40lgDf1X2/Df2X1 同距离的大平底与平底孔回波dB差

Δ=20lgPB/Pf=20lg2λX/πDfDf 用以上公式计算绘制实用AVG曲线时，要统一灵敏度基准。

坐标代表反射波的幅度。由反射波的位置可以确定缺陷位置，由反射波的幅度可以估算缺陷大小。B型：B型显示是一种图象显示，屏幕的横坐标代表探头的扫查轨迹，纵坐标代表声波的传播距离，因而可直观地显示出被探工件任一纵截面上缺陷的分布及缺陷的深度。C型：C型显示也是一种图象显示，屏幕的横坐标和纵坐标都代表探头在工件表面的位置，探头接收信号幅度以光点辉度表示，因而当探头在工件表面移动时，屏上显示出被探工件内部缺陷的平面图象，但不能显示缺陷的深度。

目前，探伤中广泛使用的超声波探伤仪都是A型显示脉冲反射式探伤仪。

3.A型脉冲反射式模拟超声波探伤仪的一般原理

二． 探头

超声波的发射和接收是通过探头来实现的。下面介绍探头的工作原理、主要性能及其及结构。1.压电效应

某些晶体材料在交变拉压应作用下，产生交变电场的效应称为正压电效应。反之当晶体材料在交变电场作用下，产生伸缩变形的效应称为逆压电效应。正、逆压电效应统称为压电效应。

超声波探头中的压电晶片具有压电效应，当高频电脉冲激励压电晶片时，发生逆压电效应，将电能转换为声能(机械能)，探头发射超声波。当探头接收超声波时，发生正压电效应，将声能转换为电能。不难看出超声波探头在工作时实现了电能和声能的相互转换，因此常把探头叫做换能器。

2.探头的种类和结构

直探头用于发射和接收纵波，主要用于探测与探测面平行的缺陷，如板材、锻件探伤等。

斜探头可分为纵波斜探头、横波斜探头和表面波斜探头，常用的是横波斜探头。横波斜探头主要用于探测与探测面垂直或成一定角度的缺陷，如焊缝、汽轮机叶轮等。

当斜探头的入射角大于或等于

基本频率-晶片材料-晶片尺寸-探头种类-特征

三． 试块

按一定用途设计制作的具有简单几何形状人工反射体的试样，通常称为试块。试块和仪器、探头一样，是超声波探伤中的重要工具。

1． 试块的作用（1）确定探伤灵敏度

超声波探伤灵敏度太高或太低都不好，太高杂波多，判伤困难，太低会引起漏检。因此在超声波探伤前，常用试块上某一特定的人工反射体来调整探伤灵敏度。（2）测试探头的性能

超声波探伤仪和探头的一些重要性能，如放大线性、水平线性、动态范围、灵敏度余量、分辨力、盲区、探头的入射点、K值等都是利用试块来测试的。（3）调整扫描速度

利用试块可以调整仪器屏幕上水平刻度

值与实际声程之间的比例关系，即扫描速度，以便对缺陷进行定位。（4）评判缺陷的大小

利用某些试块绘出的距离-波幅-当量曲线（即实用AVG）来对缺陷定量是目前常用的定量方法之一。特别是3N以内的缺陷，采用试块比较法仍然是最有效的定量方法。此外还可利用试块来测量材料的声速、衰减性能等。2.试块的分类（1）按试块来历分为：标准试块和参考试块。（2）按试块上人工反射体分：平底孔试块、横孔试块和槽形试块 3.试块的要求和维护

4.常用试块简介（仪器使用时重点讲解）

IIW(CSK-IA)CS-1 CSK-IIIA

3.动态范围

动态范围是指仪器屏幕容纳信号大小的能力。

二． 探头的性能及其测试 1.斜探头入射点

斜探头的入射点是指其主声束轴线与探测面的交点。入射点至探头前沿的距离称为探头的前沿长度。测定探头的入射点和前沿长度是为了便于对缺陷定位和测定探头的K值。

注意试块上R应大于钢中近场区长度N，因为近场区同轴线上的声压不一定最高，测试误差大。

2.斜探头K值和折射角

斜探头K值是指被探工件中横波折射角的正切值。

注意测定斜探头的K值或折射角也应在近场区以外进行。

3.探头主声束偏离和双峰

探头实际主声束与其理论几何中心轴线

的偏离程度称为主声束的偏离。

平行移动探头，同一反射体产生两个波峰的现象称为双峰。

探头主声束偏离和双峰，将会影响对缺陷的定位和判别。4.探头声束特性

探头声束特性是指探头发射声束的扩散情况，常用轴线上声压下降6dB时探头移动距离（即某处的声束宽度）来表示。

三． 仪器和探头的综合性能及其测试 1.灵敏度

超声波探伤中灵敏度一般是指整个探伤系统（仪器和探头）发现最小缺陷的能力。发现缺陷愈小，灵敏度就愈高。

仪器的探头的灵敏度常用灵敏度余量来衡量。灵敏度余量是指仪器最大输出时（增益、发射强度最大，衰减和抑制为0），使规定反射体回波达基准高所需衰减的衰减总量。灵敏度余量大，说明仪器与探头的灵敏度高。灵敏度余量与仪器和探头

的综合性能有关，因此又叫仪器与探头的综合灵敏度。

2.盲区与始脉冲宽度

盲区是指从探测面到能够发现缺陷的最小距离。盲区内的缺陷一概不能发现。始脉冲宽度是指在一定的灵敏度下，屏幕上高度超过垂直幅度20％时的始脉冲延续长度。始脉冲宽度与灵敏度有关，灵敏度高，始脉冲宽度大。3.分辨力

仪器与探头的分辨力是指在屏幕上区分相邻两缺陷的能力。能区分的相邻两缺陷的距离愈小，分辨力就愈高。4.信噪比

信噪比是指屏幕上有用的最小缺陷信号幅度与无用的噪声杂波幅度之比。信噪比高，杂波少，对探伤有利。信噪比太低，容易引起漏检或误判，严重时甚至无法进行探伤。

发生变化时，将改变试件的共振频率，依据试件的共振频率特性，来判断缺陷情况和工件厚度变化情况的方法称为共振法。共振法常用于试件测厚。

二． 按波形分类

根据探伤采用的波形，可分为纵波法、横波法、表面波法、板波法、爬波法等。1.纵波法

使用直探头发射纵波进行探伤的方法，称为纵波法。此时波束垂直入射至试件探测面，以不变的波型和方向透入试件，所以又称为垂直入射法，简称垂直法。垂直法分为单晶探头反射法、双晶探头反射法和穿透法。常用单晶探头反射法。垂直法主要用于铸造、锻压、轧材及其制品的探伤，该法对与探测面平行的缺陷检出效果最佳。由于盲区和分辨力的限制，其中反射法只能发现试件内部离探测面一定距离以外的缺陷。

在同一介质中传播时，纵波速度大于其

它波型的速度，穿透能力强，晶界反射或散射的敏感性较差，所以可探测工件的厚度是所有波型中最大的，而且可用于粗晶材料的探伤。2.横波法

将纵波通过楔块、水等介质倾斜入射至试件探测面，利用波型转换得到横波进行探伤的方法，称为横波法。由于透入试件的横波束与探测面成锐角，所以又称斜射法。

此方法主要用于管材、焊缝的探伤；其它试件探伤时，则作为一种有效的辅助手段，用以发现垂直法不易发现的缺陷。3.表面波法

使用表面波进行探伤的方法，称为表面波法。这种方法主要用于表面光滑的试件。表面波波长很短，衰减很大。同时，它仅沿表面传播，对于表面上的复层、油污、不光洁等，反应敏感，并被大量地衰减。利用此特点可通过手沾油在声束传播方向上进行触摸并观察缺陷回波高度的

变化，对缺陷定位。4.板波法

使用板波进行探伤的方法，称为板波法。主要用于薄板、薄壁管等形状简单的试件探伤。探伤时板波充塞于整个试件，可以发现内部和表面的缺陷。5.爬波法

三． 按探头数目分类 1.单探头法

使用一个探头兼作发射和接收超声波的探伤方法称为单探头法，单探头法最常用。

2.双探头法

使用两个探头（一个发射，一个接收）进行探伤的方法称为双探头法，主要用于发现单探头难以检出的缺陷 3.多探头法

使用两个以上的探头成对地组合在一起进行探伤的方法，称为多探头法。

四． 按探头接触方式分类 1.直接接触法

探头与试件探测面之间，涂有很薄的耦合剂层，因此可以看作为两者直接接触，此法称为直接接触法。

此法操作方便，探伤图形较简单，判断容易，检出缺陷灵敏度高，是实际探伤中用得最多的方法。但对被测试件探测面的粗糙度要求较高。2.液浸法

将探头和工件浸于液体中以液体作耦合剂进行探伤的方法，称为液浸法。耦合剂可以是油，也可以是水。

液浸法适用于表面粗糙的试件，探头也不易磨损，耦合稳定，探测结果重复性好，便于实现自动化探伤。

液浸法分为全浸没式和局部浸没式。

超声波探伤中，超声波的发射和接收都是通过探头来实现的。探头的种类很多，结构型式也不一样。探伤前应根据被检对象的形状、衰减和技术要求来选择探头，探头的选择包括探头型式、频率、晶片尺寸和斜探头K值的选择等。1.探头型式的选择

常用的探头型式有纵波直探头、横波斜探头、表面波探头、双晶探头，聚焦探头等。一般根据工件的形状和可能出现缺陷的部位、方向等条件来选择探头的型式，使声束轴线尽量与缺陷垂直。

纵波直探头波束轴线垂直于探测面，主要用于探测与探测面平行的缺陷，如锻件、钢板中的夹层、折叠等缺陷。

横波斜探头主要用于探测与探测面垂直可成一定角度的缺陷，如焊缝中未焊透、夹渣、未溶合等缺陷。

表面波探头用于探测工件表面缺陷，双晶探头用于探测工件近表面缺陷，聚焦探头用于水浸探测管材或板材。

2.探头频率的选择。

超声波探伤频率0.5~10MHz之间，选择范围大。一般选择频率时应考虑以下因素:(1)由于波的绕射，使超声波探伤灵敏度约为波长的一半，因此提高频率，有利于发现更小的缺陷。

(2)频率高，脉冲宽度小，分辨力高，有利于区分相邻缺陷。

(3)频率高，波长短，则半扩散角小，声束指向性好，能量集中，有利于发现缺陷并对缺陷定位。

(4)频率高，波长短，近场区长度大，对探伤不利。

(5)频率增加，衰减急剧增加。

由以上分析可知，频率的高低对探伤有较大的影响，频率高，灵敏度和分辨力高，指向性好，对探伤有利；但近场区长度大，衰减大，又对探伤不利。实际探伤中要全面分析考虑各方面的因素，合理选择频率。一般在保证探伤灵敏度的前提下尽可

能选用较低的频率。

对于晶粒较细的锻件、轧制件和焊接件等，一般选用较高的频率，常用2.5~5MHz；对晶粒较粗大的铸件、奥氏体钢等宜选用较低的频率，常用0.5~2.5MHz。如果频率过高，就会引起严重衰减，屏幕上出现林状回波，信噪比下降，甚至无法探伤。3.探头晶片尺寸的选择

晶片尺寸对探伤也有一定的影响，选择晶片尺寸进要考虑以下因素：（1）晶片尺寸增加，半扩散角减少，波束指向性变好，超声波能量集中，对探伤有利。（2）晶片尺寸增加，近场区长度迅速增加，对探伤不利。（3）晶片尺寸大，辐射的超声波能量大，探头未扩散区扫查范围大，远距离扫查范围相对变小，发现远距离缺陷能力增强。

以上分析说明晶片大小对声束指向性、近场区长度、近距离扫查范围和远距离缺

陷检出能力有较大的影响。实际探伤中，探伤面积范围大的工件时，为了提高探伤效率宜选用大晶片探头；探伤厚度大的工件时，为了有效地发现远距离的缺陷宜选用大晶片探头；探伤小型工件时，为了提高缺陷定位定量精度宜选用小晶片探头；探伤表面不太平整，曲率较低较大的工件时，为了减少耦合损失宜选用小晶片探头。

4.横波斜头K值的选择

在横波探伤中，探头的K值对探伤灵敏度、声束轴线的方向，一次波的声程（入射点至底面反射点的距离）有较大的影响。K值大，一次波的声程大。因此在实际探伤中，当工件厚度较小时，应选用较大的K值，以便增加一次波的声程，避免近场区探伤；当工件厚度较大时，应选用较小的K值，以减少声程过大引起的衰减，便于发现深度较大处的缺陷。在焊缝探伤中，不要保证主声束能扫查整个焊缝截面；对于单面焊根未焊透，还要考虑端角

反射问题，应使K=0.7~1.5,因为K<0.7或K>1.5，端角反射很低，容易引起漏检。

三． 耦合

超声耦合是指超声波在探测面上的声强透射率。声强透射率高，超声耦合好。为提高耦合效果，在探头与工件表面之间施加的一层透声介质称为而耦合剂。耦合剂的作用在于排除探头与工件表面之间的空气，使超声波能有效地传入工件，达到探伤的目的；耦合剂还有减少磨擦的作用。

影响声耦合的主要因素有：耦合层的厚度，耦合剂的声阻抗，工件表面粗糙度和工件表面形状。

四． 表面耦合损耗的补偿

在实际探伤中，当调节探伤灵敏度用的试块与工件表面粗糙度、曲率半径不同时，往往由于工件耦合损耗大而使探伤灵敏度降低，为了弥补耦合损耗，必须增大仪器的输出来进行补偿。

块来调节，如用CSK-IA试块50或1.5的孔。

三． 定量调节

定量调节一般采用AVG（直探头）或DAC（斜探头）。

四． 缺陷定位

超声波探伤中测定缺陷位置简称缺陷定位。

1.纵波（直探头）定位

纵波定位较简单，如探头波束轴线不偏离，缺陷波在屏幕上位置即是缺陷至探头在垂直方向的距离。2.表面波定位

表面波探伤定位与纵波定位基本类似，只是缺陷位于工件表面，缺陷波在屏幕上位置是缺陷至探头在水平方向的距离（此时要考虑探头前沿）。3.横波定位

横波斜探头探伤定位由缺陷的声程和探

头的折射角或缺陷的水平和垂直方向的投影来确定。

4.横波周向探测圆柱面时缺陷定位 周向探伤时，缺陷定位与平面探伤不同。（1）外圆探伤周向探测（2）内壁周向探测

当量试块比较法是将工件中的自然缺陷回波与试块上的人工缺陷回波进行比较来对缺陷定量的方法。此法的优点是直观易懂，当量概念明确，定量比较稳妥可靠。但成本高，操作也较烦琐，很不方便。所以此法应用不多，仅在x<3N的情况下或特别重要零件的精确定量时应用。2.当量计算法 当x>3N时，规则反射体的回波声压变化规律基本符合理论回波声压公式，当量计算法就是根据探伤中测得的缺陷波高的dB值，利用各种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定量方法。

3.当量AVG曲线法

当量AVG曲线法是利用AVG曲线来确定工件中缺陷的当量尺寸。

二． 测长法测缺陷大小

当工件中缺陷尺寸大于声束截面时，一

般采用测长法来确定缺陷的长度。

测长法是根据缺陷波高与探头移动距离来确定缺陷的尺寸，按规定的方法测定的缺陷长度称为缺陷的指示长度。由于实际工件中缺陷的取向、性质、表面状态等都会影响缺陷回波高度，因此缺陷的指示长度总是小于或等于缺陷的实际长度。根据测定缺陷长度时的基准不同将测长法分为相对灵敏度法、绝对灵敏度法和端点峰值法。

三． 底波高度法测缺陷大小

底波高度法是利用缺陷波与底波的相对波高来衡量缺陷的相对大小。当工件中存在缺陷时，由于缺陷的反射，使工件底波下降。缺陷愈大，缺陷波愈高，底波就愈低，缺陷波高与底波高之比就愈大。四． 缺陷测高

及其它

目前A型脉冲反射式超声波探伤仪是根据屏幕上缺陷波的位置和高度来评价被检工件中缺陷的位置和大小，了解影响因素，对于提高定位、定量精度是十分有益的。

一．影响缺陷定位的主要因素 1.仪器的影响

仪器的水平线性的好坏对缺陷定位有一定的影响。2.探头的影响

探头的声束偏离、双峰、斜楔磨损、指向性等影响缺陷定位。3.工件的影响

工件的表面粗糙度、材质、表面形状、边界影响、温度及缺陷情况等影响缺陷定位。

4.操作人员的影响

仪器调试时零点、K值等参数存在误差或定位方法不当影响缺陷定位

二．影响缺陷定量的主要因素 1.仪器及探头性能的影响

仪器的垂直线性、精度及探头频率、型式、晶片尺寸、折射角大小等都直接影响缺陷回波高度。

2.耦合与衰减的影响

耦合剂的声阻抗和耦合层厚度对回波高有较大的影响；当探头与调灵敏度用的试块和被探工件表面耦合状态不同时，而又没有进行恰当的补偿，也会使定量误差增加，精度下降。

由于超声波在工件中存在衰减，当衰减系数较大或距离较大时，由此引起的衰减也较大，如不考虑介质衰减补偿，定量精度势必受到影响。因此在探伤晶粒较粗大和大型工件时，应测定材质的衰减系数，并在定量计算时考虑介质衰减的影响，以便减少定量误差。

3.工件几何形状和尺寸的影响

工件底面形状不同，回波高度不一样，凸曲面使反射波发散，回波降低，凹曲面

使反射波聚焦，回波升高；工件底面与探测面的平行度以及底面的光洁度、干净程度也对缺陷定量有较大的影响；由于侧壁干涉的原因，当探测工件侧壁附近的缺陷时，会产生定量不准，误差增加；工件尺寸的大小对定量也有一定的影响。

为减少侧壁的影响，宜选用频率高、晶片尺寸大且指向性好的探头探测或横波探测；必要时不可采用试块比较法来定量。

4.缺陷的影响

不同的缺陷形状对其回波高度有很大的影响，缺陷方位也会影响到回波高度，另外缺陷波的指向性与缺陷大小有关，而且差别较大；另外缺陷回波高度还与缺陷表面粗糙度、缺陷性质、缺陷位置等有影响。

三．缺陷性质分析

超声波探伤还应尽可能判定缺陷的性质，不同性质的缺陷危害程度不同，例如裂纹就比气孔、夹渣大得多。但缺陷定性

第二篇：超声波探伤通用作业指导书

超声波探伤通用作业指导书

一、适用范围

超声检测适用场内球铁铸件的检测。

二

引用标准

EN 12680-3:2003 铸造 超声检测 第三部分：球墨铸铁件

三、检测范围

就铸件检测部位问题与客户达成协议或技术部指定。需要阐明如何对这些部位进行检验，既采用点式还是扫描检验方法，还要说明从哪个方向进行检验。

四

一般要求

1、超声检测人员应具有一定的基础知识和探伤经验。并经考核取得有关部门认可的资格证书。

2、探伤仪

①量程设定，对于在钢材中传导的丛波和横波来说，至少保证在10mm到2m的范围内可以在量程中进行连续选择。

②增益，至少保证在80分贝范围内，测量精度为1分贝，超过80分贝，最大单位间距可为2分贝。

③时基线性和垂直线性小于屏幕调整范围的5%。

④至少适用于单晶片探头和双晶片探头脉冲回波技术中标称频率在0.5MHz到5MHz（包括5MHz）的范围。

3、探头

① 纵波直探头的晶片直径应在10~30mm之间，工作频率1~5MHz，误差不得超过±10%。

② 横波斜探头的晶片面积应在100~400mm²之间，K值一般取1~3.③ 纵波双晶直探头晶片之间的声绝缘必须良好。

3、仪器系统的性能

① 在达到所探工件的最大检测声程时，其有效灵敏度余量不得小于10dB。

② 仪器与探头的组合频率与公称频率误差不得大于±10%。

③ 仪器与直探头组合的始脉冲宽度（在基准灵敏度下）：对于频率为5MHz的探头，宽度不大于10mm；对于频率为2.5MHz的探头，宽度不大于15mm。

④ 直探头的远场分辨力应不小于30dB，斜探头的远场分辨力应不小于6dB。

五、探伤时机及准备工作

1、工件要集中到指定的位置。

2、工件在外观检查合格后方可进行超声探伤，所有影响超声探伤的油污及其他附着物应予以清除。

3、探伤面的表面粗糙度Ra为6.3μm。

六 探伤方法

1、为确保检测时超声波声束能扫查到工件的整个被检区域，探头的每次扫查覆盖率应大于探头直径的15%。探头的扫查速度不应超过150mm/s。耦合剂应透声性好，且不损伤检测表面，如机油，浆糊，甘油和水等。

2、灵敏度补偿

① 耦合补偿 在检测和缺陷定量时，应对由表面粗糙度引起的耦合损失进行补偿。

② 衰减补偿 在检测和缺陷定量时，应对材质衰减引起的检测灵敏度下降和缺陷定量误差进行补偿。

③ 曲面补偿 对探测面是曲面的工件，应采用曲率半径与工件相同或相近的试块，通过对比实验进行曲率补偿。

六、系统校准与复核

1、一般要求

系统校准应在标准试块上进行，校准中应使探头主声束对准反射体的反射面，以获得稳定和最大的反射信号。

2、新购探头测定

新购探头应有探头性能参数说明书，新探头使用前应进行前沿距离、K值、主声束偏离、灵敏度余量和分辨力等主要参数的测定。

3、检测前仪器和探头系统测定

使用仪器----斜探头系统，检测前应测定前沿距离、K值和主声束偏离，调节或复核扫描量程和扫查灵敏度。

使用仪器----直探头系统，检测前应测定始脉冲宽度、灵敏度余量和分辨力，调节或复核扫查量程和扫查灵敏度。

4、检测过程中仪器和探头系统的复核

遇到下述情况应对系统进行复核：

① 校准后的探头、耦合剂和仪器调节旋钮发生改变时；

② 检测人员怀疑扫描量程或扫描灵敏度有变化时；

③ 连续工作4h以上时；

④ 工作结束时。

5、检测结束前仪器与探头系统的复核

每次检测结束前，应对扫描量程进行复核。如果任意一点在扫描线上的偏移超过扫描线读数的10%，则扫描量程应重新调整，并对上一次复核以来所有的检测部位进行复检。

每次扫描结束前，应对扫查灵敏度进行复核。一般对距离-波幅曲线的校核不应少与3点。如曲线上任何一点幅度下降2dB，则应对上一次复核以来所有的检测部位进行复检；如幅度上升2dB，则应对所有的记录信号进行重新评定。

6、校准、复核的有关注意事项

校准、复核和对仪器进行线性检测时，任何影响仪器线性的控制器（如抑制或滤波开关等）都应放在“关”的位置或处于最低水平上。

七、探伤方法

1、探测方向

一般在探测面上两相互垂直的方向上进行并尽量扫查到工件的整个体积

3、探伤灵敏度的确定

① 纵波直探头探伤灵敏度的确定

当被探部位的厚度不大于探头的3倍近场区时，一般选用底波确定探伤灵敏度。由于几何形状所限，不能获得底波者或是探测厚度大于45mm而小于3倍近场区时，可直接采用试块法确定探伤灵敏度。

② 纵波双晶直探头灵敏度的确定

按需要选择不同直径平底孔的试块，并测试一组不同探测距离的平底孔。调节衰减器，使其中最高的回波幅度达到满刻度的80%。不改变仪器的参数，测出其他平底孔回波的最高点，将其标定在荧光屏上，连接这些点，即是对应于不同平底孔的纵波双晶直探头的距离——波幅曲线。

4、补偿

① 表面粗糙度补偿

在探伤和缺陷定量时，应对由表面粗糙度引起的能量消耗进行补偿。

② 曲面补偿

对于探测面是曲面的工作，可采用曲率与工件相同或相近（0.9~1.5倍）的参考试块，否则应补偿因曲率不同引起的声能损失。

③ 探伤灵敏度一般不低于工件最大探测距离出的φ2mm平底孔当量。

5、探伤灵敏度的复查

探伤中应检查探伤灵敏度，发现探伤灵敏度有改变时应重新调整。当增益电平降低2dB以上时，应对上一次校准以来所检查的工件进行复探；当增益电平升高2dB以上时，应对所有缺陷进行重新定量。

八、缺陷记录

① 记录当量平底孔径超过φ4mm的单个缺陷的位置和波幅。

②

记录当量平底孔直径超过φ2mm的缺陷密集区及其最大缺陷的位置和分布，缺陷密集区面积以12mm×12mm的方块作为最小度量单位。③

记录由缺陷引起的底面回波降低区域和数值。

④ 不属于上述情况，但探伤人员能判定是否危害性的缺陷也予以记录。

九、探伤报告

探伤报告应包括下述内容：

1、委托探伤的单位，探伤报告编号，签发日期。

2、铸件的名称、编号、材料牌号、探伤面的表面粗糙情况。

3、探伤仪的型号、探头型号、探伤频率、耦合剂、探伤灵敏度和扫查方式。

4、在草图上标明检测区域，如有因几何形状限制而检测不到的部位也必须在草图上标明。

5、缺陷的类型、尺寸和位置。

6、探伤等级和探伤结论。

7、探伤人员和审核人员签字。

第三篇：超声波探伤作业指导书

超声波探伤作业指导书 适用范围

本作业指导书适用于母材厚度不小于8mm的铁素体类钢全焊透熔化焊对接焊缝脉冲反射法手工超声波检验。不适用于铸钢及奥氏体不锈钢焊接，外径小于159mm钢管对接焊缝，内径小于等于200mm的管座角焊缝及外径小于250mm和内径小于80％的纵向焊缝。2 引用标准

JB4730-94《压力容器无损检测》

GBll345-89《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级法》 GB50205-2001《钢结构工程施工质量验收规范》 3 试验项目及质量要求

3.1 试验项目：内部缺陷超声波探伤。3.2 质量要求 3.2.1 检验等级的分级

根据质量要求检验等级分A、B、C三级，检验的完善程度A级最低，B级一般，C级最高。检验工作的难度系数按A、B、C顺序逐级增高，应按照工种2的材质、结构、焊接方法，使用条件及承受荷载的不同，合理的选用检验级别。检验等级应按产品的技术条件和有关规定选择或经合同双方协商选定。3.2.2 焊缝质量等级及缺陷分级 表3.2.2 焊缝质量等级

一级

评定等级 检验等级 探伤比例

II B级 100%

二级 III B级 20% 内部缺陷 超声波探伤

3.2.3 探伤比例的计数方法

探伤比例的计数方法应按以下原则确定：①对工厂制作焊缝，应按每条焊缝计算百分比，且探伤长度不应小于200mm，当焊缝长度不足200mm时，应对整条焊缝进行探伤；②对现场安装焊缝，应按同一类型，同一施焊条件的焊缝条数计算百分比，探伤长度应不小于200mm，并应不少于l条焊缝。3.2.4 检验区域的选择

3.2.4.1 超声波检测应在焊缝及探伤表面经外观检查合格后方可进行，应划好检验区域，标出检验区段编号。

3.2.4.2 检验区域的宽度应是焊缝本身再加上焊缝两侧各相当于母材厚度30％的一般区哉，这区域最小10mm，最大20m。3.2.4.3 接头移动区应清除焊接飞溅、铁屑、油垢及其它外部杂质。探伤区域表面应平整光滑，便于探头的自由扫查，其表面粗糙度不应超过6.3um，必要时进行打磨。a、采用一次反射法或串列式扫查探伤时，探头移动区应大于2.5δk，(其中，δ为板厚，k为探头值)；b、采用直射法探伤时，探头移动区域应大于1.5δk。

3.2.4.4 去除余高的焊接，应将余高打磨到与临邻近母材平齐。保留余高焊缝，如焊缝表面有咬边，较大的隆起和凹陷等也应进行适当修磨，并做圆滑过渡以免影响检验结果的评定。3.2.5 检验频率

检验频率f一般在2-5MHZ的范围内选择，推荐选用2—2.5MHZ区称频率检验，特殊情况下，可选用低于2MHZ区或高于2.5MHZ的检验频率，但必须保证系统灵敏度的要求。3.2.6 检验等级，探伤面及使用k值(折射角)见表3.2.6 表3.2.6

板厚mm 探伤面 A 单面单 侧

B

C

探伤法

使用折射角或k值

直射法及一 次性反射法 直射法

70°(k2.5、k2.o)70°或60°(k2.5、k2.o、k1.5)45°或60°;45°和60°，≤25 >25—50

单面双侧或 双面单侧

45°和70°并用(k1.o或k1.5，>50—100 >100 ／

(k1.o和k1..5，k1．0和k2．O并用)

／

双面双侧

45°和60°并用(k1．0和k1．5或k2．O)仪器、试块、耦合剂、探头

4.1 仪器CTS-2000笔记本式数据超声波探伤仪 4.2 试块 CSK-IA 试块 CSK-ⅡA 试块 4.3 耦合剂

应选用适当的液体或模糊状物作耦合剂。耦合剂应具备有良好透声性和适宜流动性，不应对材料和人体有损伤作用。同时应便于检验后清理。典型耦合剂为水、机油、甘油和浆糊。在试块上调节仪器和产品检验应采用相同的耦合剂。4.4 探头：斜探头、直探头 5 仪器的调整的校验 5.1 基线扫描的调节

荧光屏时基线刻度可按比例调节为代表缺陷的水平距离ι，深度h或声程S。

5.1.1 探伤面为平面时，可在对比试块上进行时基线扫描调节，扫描比例依据工作厚度和选用的探头角度来确定，最大检验范围应调到时基线满刻度的2／3以上。

5.1.2 探伤面曲率半径R大于W2／4时，可在平面对比试块上或探伤面曲率相近的曲面对比试块上，进行时基线扫描调节。5.1.3 探伤面曲面半径R小于等于W2／4时，探头楔块应磨成与工件曲面相吻合，按GBll345-89第6.2.3条在对比试块上作时基线扫描调节。

5.2 距离一波幅(DAC)曲线的绘制

5.2.1 距离一波幅曲线由选用的仪器、探头系统在对比试块上实测数据绘制，曲线由判废线、定量线、评定线组成，不同验收级别各线灵敏度见表5.2.1 表中DAC是以上φ2mm标准反射体绘制的距离一波副曲线，即DAC基准线。评定线以上定量线以下为I区，定量线至判废线以下的Ⅱ区，判废线及以上区域为Ⅲ区(判废区)距离——波幅曲线的灵敏度 表5.2.1

级别 板厚mm DAC 判废线 定量线 评定线

DAC-4dB DAC-12dB DAC-18dB

DAC+2dB DAC-8dB DAC-14dB

DAC DAC-6dB DAC-12dB

A

B

C

8—46 >46-120 >46-120

5.2.2 探测横向缺陷时，应将各线灵敏度均提高6dB。

5.2.3 探伤面曲率半径R小于等于W2／4时，距离一波幅曲线的绘制应在曲线面对比试块上进行。

5.2.4 受检工件的表面耦合损失及材质衰减应与试块相同，否则应进行传输损失修整，在1跨距声程内最大传输损差在2dB以内可不进行修整。

5.2.5 距离一波幅曲线可绘制在坐标纸上，也可直接绘制在荧光屏刻板上。5.3 仪器调整的校验

5.3.1 每次检验前应在对比试块上，对时基线扫描比例和距离一波幅曲线<灵敏度>进行调整或校验。校验点不少于两点。5.3.2 在检验过程中每4h之内检验工作结束后应对时基线扫描和灵敏度进行校验，校验可在对比试块或其他等效试块上进行。

5.3.3 扫描调节校验时，如发现校验点反射波在扫描线上偏移超过原校验点刻度读数的10％或满刻度5％(两者取较小值)，则扫描比例应重新调整，前次校验后已经记录的缺点，位置参数应重新测定，并予以更正。

5.3.4 灵敏度校验时，如校验点的反射波幅比距离一波幅曲线降低20％或2dB以上，则仪器灵敏度应重新调整，而前次校验后，已经记录的缺陷，应对缺陷尺寸参数重新测定并予以评定。6 初始检验 6.1 一般要求

6.1.1 超声检验应在焊缝及探伤表面经外观检查合格并满足GBll345-89第8.1.3条的要求后方可进行。

6.1.2 检验前，探伤人员应了解受检工件的材质、结构、曲率、厚度、焊接方法、焊缝种类、坡口形式、焊缝余高及背面衬垫、沟槽等情况。

6.1.3 探伤灵敏度应不低于评定线灵敏度。

6.1.4 扫查速度不应大于150mm／S，相邻两次探头移动间隔保证至少有探头宽度10％的重叠。

6.1.5 对波幅超过评定线的反射波，应根据探头位置、方向、反射波的位置及6.1.2条了解焊缝情况，判断其是否为缺陷。判断缺陷的部位在焊缝表面作出标记。6.2平板对接焊缝的检验

6.2.1 为探测纵向缺陷，斜探头垂直于焊缝中心线放置在探伤面上，作锯齿型扫查。探头前后移动的范围应保证扫查到全部焊缝截面及热影响区。在保持垂直焊缝作前后移动的同时，还应作10°～15°左右移动。

6.2.2 为探测焊缝及热影响区的横向缺陷应进行平行和斜平行扫查。B级检验时，可在焊缝两侧边缘使探头与焊缝中心线成10°～20°斜平行扫查。C级检验时，可将探头放在焊缝及热影响区上作两方向的平行扫查，焊缝母材厚度超过lOOmm时，应在焊缝的两面作平行扫查或者采用两种角度探头(45°和60°或45°和70°并用)作单位两个方向平行扫查，亦可用两个45°探头作串列式平行扫查。对电渣焊缝还应增加与焊缝中心线45°的斜想向扫查。

6.2.3 为确定缺陷的位置、方向、形状、观察缺陷动态波形或区分缺陷讯号与伪讯号，可采用前后、左右、转角、环绕等四种探头基本扫查方式。6.3 曲面工作对接焊缝的检验

6.3.1 探伤面为曲面时，按规定选用对比试块，并采用6.2条的方法进行检验。C级检验时，受工件几何形状限制，横向缺陷探测无法实施时，应在检验记录中予以注明。

6.3.2 环缝检验时，对比试块的曲率半径为探伤面曲率0.9-1.5倍的对比试块，均可采用，对比试块的采用。探测横向缺陷时按6.3.3条的方法进行。

6.3.3 纵缝检验时，对比试块的曲率半径与探伤面曲率半径之差应小于10％。

6.3.3.1 根据工件的曲率和材料厚度选择探头角度，并考虑几何临界角的限制，确保声束能扫查到整个焊缝厚度；条件允许时，声束在曲底面的入射角度不应超过70°。

6.3.3.2 探头接触面修磨后，应注意探头入射点和折射点角或K值的变化，并用曲面试块作实际测定。

6.3.3.3 当R大于W2／4采用平面对比试块调节仪器，检验中应注意到荧光屏指示的缺陷深度或水平距离与缺陷实际的径向埋藏深度或水平距离弧长的差异，必要时应进行修正。6.4 其它结构焊缝的检验

尽可能采用平板焊缝检验中已经行之有效的各种方法。在选择探伤面和探头时应考虑到检测各种类型缺陷的可能性，并使声束尽可能垂直于该结构焊缝中的主要缺陷。7 规定检验 7.1 一般要求

7.1.1 规定检验只对初始检验中被标记的部位进行检验。

7.1.2 对所有反射波幅超过定量线的缺陷，均应确定其位置，最大反射波幅所在区域和缺陷指示长度。表7.1.2mm

检验等级

A

灵敏度 评定灵敏度 定量灵敏度 判废灵敏度

7.2 最大反射波幅的测定

7.2.1 对判定的缺陷的部位，采取6.2.3条的探头扫查方式，增加探伤面、改变探头折射角度进行探测，测出最大反射波幅并与距离一波幅曲线作比较，确定波幅所在区域，波幅测定的允许误差为2dB。

Φ3 Φ4 Φ6

Φ2 Φ3 Φ6

Φ2 Φ3 Φ4

B

C

7.1.3 探伤灵敏度应调节到评定灵敏度，见表7.1.2直探头检验等级评定。7.2.2 最大反射波幅A与定量线SL的dB差值记为SL±——dB 7.3 位置参数的测定

7.3.1 缺陷位置以获得缺陷最大反射波的位置来表示，根据相应的探头位置和反射波在荧光屏上的位置来确定如下全部或部分参数。

a、纵坐标L代表缺陷沿焊缝方向的位置。以检验区段编号为标证基准点(即原点)建立坐标。坐标正方向距离上表示缺陷到原点的距离。

b、深度坐标h代表缺陷位置到探伤面的垂直距离(mm)，以缺陷最大反射波位置的深度值表示。

c、横坐标q代表缺陷位置离开焊缝中心线的垂直距离，可由缺陷最大反射波位置的水平距离或简化水平距离求得。7.3.2 缺陷的深度和水平距离(或简化水平距离)两数值中的一个可由缺陷最大反射波在荧光屏上的位置直接读出，另一个数值可采用计算法、曲线法、作图法或缺陷定位尺求出。

第四篇：UT超声波探伤一级培训考试题

成都UT超声波探伤一级培训考试

1,<承压设备无损检测>JB/T4730-2005规定，下列说话正确的是：C A,斜探头近场分辨率应不小于6dB,只适用于横波 B,斜探头近场分辨率应不小于10dB,只适用于横波

C，斜探头远场分辨率应不小于6dB,只适用于纵波，横波 D,斜探头远场分辨率应不小于10dB,只适用于纵波，横波

2,调节超声波探伤仪的(A)旋钮会改变仪器的分辨力和近场盲区值 A.发射强度

B.深度范围

C.抑制

D.延迟

3.一个垂直线性的仪器，在不改变增益和发射强度的情况下，欲将显示屏上的波幅由80%降至10%高度，应衰减（C)dB.A.10

B.18

C.20 D.24 4.<承压设备无损检测>JB/T4730-2005规定，对焊缝缺陷长度进行超声检测时，扫查灵敏度应（D）A.不低于基准灵敏度

B.不低于评定线灵敏度

C.根据需要确定

D.以缺陷反射波高为基准，调至规定波高测量

5.母材厚度为26mm的平板对接接头，按<承压设备无损检测>JB/T4730-2005 B级检测技术规定，最有效的检测方法是（A)A.一般用一种K值探头采用直射波法和一次发射法波在平板对接接头的单面双侧进行检测 B.一般用一种K值探头采用直射法在平板对接接头的单面双侧进行检测

C.一般用一种K值探头采用一次反射波法在平板对接接头的单面双侧进行检测 D.一般用两种K值探头采用一次反射波法在平板对接接头的双面双侧进行检测

6.当声程大于3N时，不考虑材质衰减的影响，若平底孔孔径相同，声程增加一倍，则工件平底孔的回波幅度将降低（A）dB.A.12 B.6

C.3

D.9 7.大型锻件的超声波探伤，使用工件大平底校准探伤灵敏度时，一般情况下（D）

A.不必考虑探伤面的耦合补偿

B.不必考虑材质的衰减补偿

C.不必使用对比试块

D，以上都对。

8.<承压设备无损检测>JB/T4730-2005规定，采用A型脉冲反射试超声波探伤仪，其工件频率范围为0.5MHZ-10MHZ，仪器至少在荧光屏满刻度的80%范围内呈线性显示。线性是指（D）A.水平线性

B.盲区

C.始脉冲宽度

D.垂直线性和动态范围的综合反应

9.超声纵波以介于第一与第二临界角的入射角方向倾斜入射到有机玻璃|钢的界面上，正确的纵波和横波的反射波，折射波方向示意图是（B)A.5条线

B,4条线

C，3条线

D，2条线

10.<承压设备无损检测>JB/T4730-2005规定超声波仪器在使用过程中，至少（C）A.每一年

B，每半年

C.每隔三个月

D每工作4小时 11.由材料晶粒粗大引起的衰减属于（B）A.扩散

B.散射

C.吸收

D.以上全是

12.（D）是焊接冷裂纹产生的冷裂纹的原因。

A.焊接应力过大

B.焊缝中含氢量过高

C，热影响区出现淬硬组织 D.以上都是

13.关于超声波检测仪器的维护与保养错误的是（B)A,使用仪器前，仔细阅读说明书，严格按说明书要求操作

B.连接直流电源时，应仔细核对仪器额定电源电压，和市电电压,防止错接电源

C.搬动仪器时应防止强烈震动,现场探伤尤其高空作业时，应采用可靠保护措施，防止仪器摔破

D.搭接电源插头和探头插头时，应采用手抓住插头壳体操作，不要抓住电缆线拔插。探头线和电源线应理顺。不要弯折扭曲。

14.以下（C）不是2.5P13X13K2探头的正确表述。

A.横波斜探头

B.晶片尺寸为13X13

C。晶片的实际共振频率为2.5MHZ

D在钢中横波折射角的正切值为2 15.探伤时采用较高的探测频率，可有利于（D）A.发现较小的缺陷

B，区分开相邻的缺陷

C，改善声束指向性

D以上全部 16.斜探头K值随温度升高而增大的原因（A）A.有机玻璃斜锲中声速比工件材料中声速下降快 B.有机玻璃斜锲与工件材料中声速按相同比例降低 C.有机玻璃斜锲中声速比工件中声速增加快 D.有机玻璃斜锲中声速比工件中声速增加慢

17.相邻两缺陷在一直线上，其间距小于其中较小的缺陷长度，按<承压设备无损检测>JB/T4730-2005规定，如何进行质量的评级处理（B)A.应作为一条缺陷处理，以两缺陷长度之和作为其指示长度，其间距应也记入缺陷长度 B.应作为一条缺陷处理，以两缺陷长度之和作为其指示长度，其间距应不记入缺陷长度 C.应作为两条缺陷处理，风别进行质量评级处理，以较严重作为该接头的质量级别 D,以上都不对

18.<承压设备无损检测>JB/T4730-2005规定，有关灵敏度说法正确的是（B)A,基准灵敏度一般是指记录灵敏度，扫查灵敏度是实际检测灵敏度 B.基准灵敏度一般是指实际检测灵敏度，扫查灵敏度是记录灵敏度 C.扫查灵敏度比基准灵敏度高6dB, D.扫查灵敏应低于最大声程处的评定线

19.超声波检测板厚为48mm的容器焊缝,已知前次检测曾在内表面发现裂纹，现采用下述哪种K值的探头在外表面检测比较合适（A）

A.K=1.0

B.K=2.0

C,K=2,5

D，K=3.0 20.为检测出对接焊接接头中不同角度的缺陷，应采取的方法是（B)A,提高探测频率，B，用多种折射角度的探头 C.修磨检测面

D,用不同晶片尺寸的探头 判断题

1.探伤波在介质中传播速度与介质的种类，波的类型，超声波的频率有关。（X）2.在介质中传播的超声纵波，其质点的振动方向平行于波的传播方向。（R）

3.<承压设备无损检测>JB/T4730-2005规定，钢板探伤时，底波的降低和消失同样是判定缺陷存在的依据。

（R）

4.<承压设备无损检测>JB/T4730-2005规定，板厚不小于探头的3倍近场区时，也可取钢板无缺陷完好部位的第一次低波来校准灵敏度，应当将第一次反射底波高调整到满刻度的80%作为基准灵敏度。（）5.垂直线性差的超声波探伤仪器，会眼镇南关影响缺陷的定位精度。（）6.探头的晶片直径越大，其近场区长度和半扩散角越大。（）

7.<承压设备无损检测>JB/T4730-2005规定：承压设备备用钢锻件超声检测的扫查灵敏度，一般不得低于最大检测距离处的Φ５mm平底孔当量直径。（）

8.<承压设备无损检测>JB/T4730-2005规定：有延迟裂纹倾向的材料应在热处理完成24小时之后进行无损检测。（）

9.<承压设备无损检测>JB/T4730-2005规定：为确保检测时超声声束能扫查到工件的整个被检区域，探头的每次扫差覆盖率应大于探头直径的10%（）

10.使用双高晶直探头能减少近场盲区，有利于近表面缺陷的超声检测。（）11.《固定式压力容器安全技术监察规程》（TSG R0004-2009)规定：压力容器设计压力P为1.6MPA≤P＜10MPA时，则该压力容器为高压容器。（）

12.超声波倾斜入射到异质界面时，同种波型的折射角一定大于入射角。（）

13.碳含量越低，组织中的铁素体的含量就越多，塑性和韧性也就越好，但强度和硬度却随之降低。（）14.《特种设备人员无损检测考核规则》TSG Z8001-2013规定：中断执业6个月以上（含6个月）人员，应当参加同级别与项目的取证考试，合格后申请原项目与级别的《检测人员证》。（）

15.由于焊缝金属经历了两次结晶过程，因此焊接接头的薄弱环节在焊缝面不在熔合区和热影响区。（）16.焊缝探伤使用6dB法对缺陷测长时，对同一缺陷，分别用一次波和二次测量，所得的指示长度应是一致的。（）17.<承压设备无损检测>JB/T4730-2005规定：对接焊接接头的超声波检测时，对反射波幅位于I区的缺陷无需评定。18.当工件厚度较大时，用较小的K值，以减少声程较大引起的衰减，便于发现深度较处的缺陷。（）

19.焊接接头用标准试块：CSK-IA,CSK-IIA,CSK-IIIA,CSK-IVA,其尺寸精度应符合<承压设备无损检测>JB/T4730-2005规定的要求，并应设计计量部门检定合格。（）

20.<承压设备无损检测>JB/T4730-2005规定：钢对接接头（平板，管座，T型）的超声波检测的扫查灵敏度应当不低于它们各自探测时最大声程处的距离波幅曲线评定线灵敏。（）

第五篇：涡流探伤与超声波探伤初探

涡流探伤与超声波探伤初探

一、关于无损检测

工作后查找的第一个单词叫做无损检测。在度娘的选框里输入：“无损检测用英文怎么说？”的时候，总觉得是不是应该先找本新华字典或者百度知道里搜索一下无损检测的中文含义。对于学文科的孩子来说，在学校里，大概永远不会接触到这么陌生的词汇，但是一旦离开校园，就会接触到很多很多意想不到的词语：无损检测，涡流探伤。也永远不会知道，铜管钢管的检测有他自己的方法。可以用超声波检测，也可以用涡流探伤仪来检测。那么，什么是无损检测呢？度娘说：无损检测就是利用声、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。专业的解释，通俗的来说，就是不损害被检测物质的前提下进行的检测。是的，我踏入了一个陌生的领域，无损检测。

二、关于涡流探伤

涡流探伤：利用电磁感应原理，检测导电构件表面和近表面缺陷的一种探伤方法。其原理是用激磁线圈使导电构件内产生涡电流，借助探测线圈测定涡电流的变化量，从而获得构件缺陷的有关信息。按探测线圈的形状不同，可分为穿过式(用于线材、棒材和管材的检测)、探头式(用于构件表面的局部检测)和插入式(用于管孔的内部检测)三种。

涡流探伤的仪器可以分为很多种，例如这一款：LJET-101型涡流探伤仪，他是这样描述的：

LJET—101型穿过式系列涡流探伤仪是高端，全自动、高分辨率、数字化的穿过式涡流探伤仪，用于铁磁体、奥氏体钢、有色金属的管材、棒材、线材的表面及亚表面检测。主要覆盖点伤及环向缺陷，通用性强，应用范围广。操作平台基于Windows XP操作系统，可以方便地实现组网。参数调整简单，设置可存储于硬盘，调用方便。检测结果存储于数据库,方便产品批号追溯。自带远程在线诊断、在线帮助及口令保护。检测直径1~273mm，最小检测缺陷孔径符合国际涡流探伤标准孔径，也可以与旋转式探头检测系统联合使用，以提供检测覆盖率，覆盖全部纵向、横向及通孔类缺陷。性能达到国际一流水平，完全可以与世界上最先进的涡流探伤仪相媲美，而且操作方便，使用简单，配套技术服务完善。

LJET—101型穿过式系列涡流探伤仪是采用大规模进口集成电路，结合最先进的涡流探伤技术、光电感应技术、微机控制技术的全自动涡流检测仪器。配以精美设计的机械传动装置，形成完整的机电一体化系统，是国内唯一具有成套完整系统的全自动涡流探伤仪。采用基于WINDOWS XP操作系统的操作软件使涡流探伤仪使用更为简洁、智能化。仪器经过长期的一线生产检验，性能稳定、可靠，具有自动化程度高、检测速度快等优点。该仪器是专用于金属管、棒、线材在线、离线检测的涡流探伤仪。

LJET—101型穿过式系列涡流探伤仪采用实时涡流阻抗平面和动态时基扫描显示技术，实时同屏多窗口显示检测对象的涡流信号二维图形及动态时基曲线。计算机大屏幕信号显示，采用多模式报警技术，使得仪器操作更加容易、可靠。

LJET—101型穿过式系列涡流探伤仪能够快速检测出各种不同材质的金属管、棒、线材的表面裂纹、暗缝、气孔、夹杂和开口裂纹等缺陷。是汽车、航天、石化、冶金、机械等行业对金属构件的在线、离线或役前、在役检测的通用仪器。

LJET—101型穿过式系列涡流探伤仪具有1KHZ——100KHZ测试频率范围，能够适应各种不同金属管道的检测要求。能够在仪器内建立标准检测数据库，方便用户在更换不同规格的材料时调用。可配接耦合间隙要求很低的穿过式探头和其它结构的探头(探头的选择完全可根据用户的检测要求而定)，仪器可选配在线测速系统、磁饱和器以及喷墨装置、探头架等，以便实现金属管棒线材在线或离线自动涡流探伤。仪器技术参数也是我们会关注的点,这款涡流探伤仪的参数如下: ☆ 检测通道：1-10(可扩展旋转式通道，旋转加穿过式组合探伤)☆ 检测频率：1KHz--100KHZ;☆ 线性增益：0—99.9dB连续可调，步长：0.1dB;☆ 探伤速度：0.3m/min—12000m/min ☆ 长时间稳定性：灵敏度dB值波动≤1 dB ☆ 人工缺陷大小分辨率≤0.1mm ☆ 人工缺陷误报率<1% ☆ 人工缺陷漏报率<1% ☆ 周向灵敏度差≤2 dB ☆ 信噪比≥15 dB ☆ 端部盲区：≤50mm ☆ 标记精度：≤±50mm

☆ 相位旋转：0--359度连续可调，步长：1度 ☆ 多种显示方式：V模式、Y模式、X/Y模式 ☆ 标样在探头中振动，信号不超过报警电平☆ 矢量分析报警模式: 扇形报警、幅值报警 ☆ 延时硬件输出报警、实时硬件输出报警 ☆ 多通道声光报警输出 ☆ 检测长度自动计算统计 ☆ 端头、端尾信号自动切除 ☆ 可大量存储各种检测程序和检测数据

☆ 具有涡流探伤信号的回放记忆功能，可追溯缺陷的幅值、相位。

☆ 自动记录显示缺陷数及其位置，自动形成检测报告(包括检测数量、合格数和不合格数等信息)☆ 中英文操作界面、在线帮助

☆ 可编程控制：上料、下料、分选、标记和联动等 ☆ 电源：交流220V±10%，50Hz±10% ☆ 环境温度：-100C---550C ☆ 环境湿度：≤85%

三、关于超声波

参加了一场关于超声波的培训。一个未知的领域，教授级别的讲师，这样的机会不是人人都有的，而我就是这么幸运的参加了。什么是超声波？超声波的工作原理。超声波探伤仪与涡流探伤仪的区别于联系。电脉冲，相位，和谐震动，当一切陌生的名词从老师的口中蹦出，只能感叹自己无知。在本子上记录了很多很多，想把更多的信息变成自己的东西，在不停地学习与积累中壮大自己。上课的目的最终还是要了解超声波探伤的用途及操作，例如：LJUT-100型旋转超声波探伤系统是专为检测管棒材产品的内部与近表面质量问题而研发的新一代检测设备。拥有结构紧凑，安装调试方便，检测结果直观易懂，可靠，工作稳定性良好等特点。LJUT-100型系列旋转超声波探伤系统对各种牌号及规格的管棒均适用，尤其是最新研发的外径在Φ6－Φ125毫米范围的铜铸管坯的旋转超声波探伤应用。本旋转探头配备装在筒形检测室内的可调角度的水浸超声波传感器(2-6个)。运行时，水箱内高速旋转，被检测管棒材直线运动，实现超声波探头围绕被检工件高速旋转，实现对被检管棒材100％的高速扫描检测。采用旋转方式驱动超声波传感器，围绕被检测管棒材的检测方式与比传统的被检测工件旋转运动的方法相比具有明显的优越性。检测速度更快，探伤灵敏度更高，在线缺陷精确定位和定量，以及更简单的管棒材上、下料分选装置和更快速、方便的规格切换。LJUT-100系列旋转超声波探伤系统使用全数字式多通道超声探伤仪。该系列在线旋转超声波探伤仪操作软件基于Windows XP系统平台，使用专用于管棒材探伤的超声探伤软件，使检测结果更直观，操作更方便，具备检测结果可记录随时调用查看等特点，同时可以和计算机周边设备连接，完成打印报告或检测结果网络传输等功能。

检测对像：有色金属及黑色金属管棒材

检测范围：各种牌号及规格(铜铸管坯Φ6-Φ125mm)检测标准：国内外管棒超声波探伤标准 检测速度：3-60m/min可调