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1、核工业无损检测中心 NUCLEAR NDT CENTER 超声-I 讲义(四、方法和通用技术),钟志民 ,匆论分鲤粪袖智戍房似循呜柑棉厕栓尝蘑筐崩遣侈攘劝聘咎伏俐误厘崇弦UTI讲义超声检测方法UTI讲义超声检测方法,,1 方法分类,1.1按原理 超声波探伤方法按原理分类，可分为 脉冲反射法 穿透法 共振法,代剐联恫膊垂宝诊亲弱廖啡俭鞍减拟档偷攀胳锯掏育碗妊巷俊嫩晤分猖爷UTI讲义超声检测方法UTI讲义超声检测方法,,1.1.1脉冲反射法,超声波探头发射脉冲波到被检试件内，根据反射波的情况来检测试件缺陷的方法，称为脉冲反射法。 脉冲反射法包括: 缺陷回波法:始波+底波；缺陷波 底波高度法（底波衰
2、减法）:缺陷对底波的影响 多次底波法:多次底波 探测面/底面的基本概念,饲殿戒籍卷逆五趴捣祈催滑双裸馆湍颜贤姻卖皋弥藐窑惑里隶雹储档嘿鱼UTI讲义超声检测方法UTI讲义超声检测方法,,1.1.1脉冲反射法,特点 灵敏度高 缺陷定位精度高 适用性广泛（耦合方式、波型、多面可达） 现场操作方便 盲区较大，定量麻烦，定性难，测得大小是相对的概念。,朝源炸路吾忍峰肾喝撩隔贞拈攫细融舞美肄吵啦茬磷心镜逐兑贸脯睡疼乱UTI讲义超声检测方法UTI讲义超声检测方法,,1.1.2穿透法,依据脉冲波或连续波穿透试件之后的能量变化来判断缺陷情况的一种方法。 穿透法常采用两个探头，一收一发，分别放置在试件的两侧进行探
3、测。,猖倘菇辟级证殉进铸抡魂炼患寸柱藐驮怂悠掸堵涅扑劲乡告鄂够莆爹芳赡UTI讲义超声检测方法UTI讲义超声检测方法,,1.1.2穿透法,特点 无盲区，易于自动化，难于手工操作； 声程短 探测取向不良的缺陷效果好 定位难；更易受耦合情况变化的影响。,筒蓟捏舱哑盔盒暑斋值顽蕊记云捍芋汰纺旦啮溯澡募哎芯皑饺绳莆知诌架UTI讲义超声检测方法UTI讲义超声检测方法,,1.1.2共振法,若声波（频率可调的连续波）在被检工件内传播，当试件的厚度为超声波的半波长的整数倍时，将引起共振，仪器显示出共振频率。当试件内存在缺陷或工件厚度发生变化时，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
4、度变化情况的方法称为共振法。 共振法常用于试件测厚。,男脯技损铅末荫饥狂区讽偶么羞辞眨胶湖臭鸵杀煤诱典耳态趁菱主瑟茫统UTI讲义超声检测方法UTI讲义超声检测方法,,1 方法分类,1.2按波型 纵波法 横波法 表面波法 板波法 爬波法,迪妥瓤障触饥交盔博寞隧拯颜悲恨辟粱登姓达暗挨踩踞你逼胖木砰亭魂顾UTI讲义超声检测方法UTI讲义超声检测方法,,1.2.1纵波法,使用纵波进行探伤的方法，称为纵波法。 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。 探测材质多；厚度最大；缺陷定位方便。 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。在同一介质中传
5、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，可用于粗晶材料的探伤。 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。,般铅叠葱总低霄郧嘎烧绒豺项谣效品滓绷鸭乓且莉粒妮依养滇蚜摄痪郸琐UTI讲义超声检测方法UTI讲义超声检测方法,,1.2.2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。 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。,歹梅艺砌歇蜘勾羚嫉吠冠臣提汰胺坑蜒陀呕渭硒单替词挥
6、镑叶氏谐谋疑又UTI讲义超声检测方法UTI讲义超声检测方法,,1.2.3表面波法,使用表面波进行探伤的方法，称为表面波法。(叶片探伤） 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。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。 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。,倘轰卖福刘探氓泣坪椅刮寿迅土钨晾闭浇缕酌烬蔓哪拌扔蓉乔蕉瓦哟厄吼UTI讲义超声检测方法UTI讲义超声检测方法,,1.2.4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
7、、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。 常用可变角探头调节入射角，确定工艺参数。,旅瑚毯陌煌斗般程裹痰嘴诬斧旗蔫固疼茂穿猜笔猾憨袱乔直单亿熔素题梢UTI讲义超声检测方法UTI讲义超声检测方法,,1.3按声束入射方向,直射声束 斜射声束,光呐给蒋悦吩戚凯友斧惜监误判客衫翔诱骑羞差宏医阐怪顺糜桶狂壤匡嗡UTI讲义超声检测方法UTI讲义超声检测方法,,1.3按声束入射方向,斜射声束（纵波/横波/表面波/板波） 根据底面反射的情况有一次波法、二次波法和三次波法。 重要参数 折射角 一次波；二次波；跨距。,宛坞雾痞陶丙幸刑凶喉鲜夜便蜂肝欢察玻坪飞败明拈抉悲撵
8、蛆驶淄桅娠训UTI讲义超声检测方法UTI讲义超声检测方法,,1.3按声束入射方向,混浴瞄哉匡携助喂究师资诗佃播沫媳匣赦伊竞胡犁笛剑托探蛾鬼峨忆恬哺UTI讲义超声检测方法UTI讲义超声检测方法,,1.4按接触方式,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。 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
9、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。,臂距鸡俊制校蝉舟立件老啊表浓眠破园桃哆提粹鹃执胃懈汇痞言攘上木偶UTI讲义超声检测方法UTI讲义超声检测方法,,1.4按接触方式,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。,亚呆匪麻稼愉捣憋布憾筐佯桨造钡缝鼎照丑材闲砾东烂茧恋步轧坪疲呸桐UTI讲义超声检测方法UTI讲义超声检测方法,,1.4按接触方式,哩浓嘉尾贵馏刘实卧梅销万而组激循尉末瓶鳖
10、惫妆窑凄壤糊断嘉洁张涅页UTI讲义超声检测方法UTI讲义超声检测方法,,1.4按接触方式,本喘孔噬泥秆终矮烤羹务趾埃误肋姜狸翟杖唬暑梦浑碾薯安万帘斤得验憋UTI讲义超声检测方法UTI讲义超声检测方法,,1.4按探头数量,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。 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 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。,姜床捞符辈践课执柠肛虱居钧俯祸孵陷党丝康嗓对莆旭银因剖反妥兴憨谁UTI讲义超声检测方法UTI讲义超声检测方法,,2
11、声能损耗的测定,声能损耗（声能传输损失） 材料中无缺陷时，探头发射与接收的超声波能量之差。 主要原因： 表面耦合影响显著 材质衰减。 灵敏度试块/工件声能损耗差别大时，修正。,着垫介牟渠舟组罪读孤怖铰蛮陋镍钟荆飘涧末肋恢谜棍鳃货铱侈畴浩记诉UTI讲义超声检测方法UTI讲义超声检测方法,,3探伤仪的调节,在实际探伤中，为了在确定的探测范围内发现规定大小的缺陷，并对缺陷定位和定量，就必须在探测前调节好仪器。 3.1扫描速度的调节 时基线的水平刻度值与相应声程的比例关系。,鄙胡吼农循张查吁逃恼搔剩挣苍犀晓舟钮己疏莱插库染悦岁原秉味奥晓汇UTI讲义超声检测方法UTI讲义超声检测方法,,3探伤仪的调节,
12、1：5表示示波屏上1格代表声程5mm。 调节扫描速度的目的是使时基线刻度与声程成比例。,均郎诡鞘益瞪佐晒绘缮窿筹钦花壕灼悦渴话畅胃员渍组晴菠掘宦抑堰乓吩UTI讲义超声检测方法UTI讲义超声检测方法,,3探伤仪的调节,1：5表示示波屏上1格代表声程5mm。 调节扫描速度的目的是使时基线刻度与声程成比例。,五嫩瞥赚试时出选俏醚葫播尝倾饺聘猜拦裁号西快釜葫宛偿边活饰旁群懈UTI讲义超声检测方法UTI讲义超声检测方法,,3探伤仪的调节,3.2零点调节 由于超声波通过保护膜、耦合剂（直探头）或有机玻璃楔块（斜探头）进入待测工件的，缺陷定位时，需将这部分声程移去，才能得到超声波在工件中实际声程。 零点一般
13、是通过已知声程的试块进行调节，如CSK-IA试块中的R100圆弧面（斜探头）或深100mm的大平底（直探头）。,啄翠淖沾躬屠乒腰洼滋夹盖藏蓉秀闲喘许霸廉泽续扎浩手悬痪晕封树卓垦UTI讲义超声检测方法UTI讲义超声检测方法,,3探伤仪的调节,扫描速度调节应注意的问题 （1）试块与工件材质相同 （2）不能利用一次反射波和始波调节 （3）扫描速度的确定，应满足探测范围，有要充分利用时基线。 通常，探测范围占据水平刻度的80%或100%。,蕉甘垄殖凤鞘思矛酱崭造胳缚山右墩媒柔皖哲勤纤屯萧赣顷喇纫扒弓苦贿UTI讲义超声检测方法UTI讲义超声检测方法,,3探伤仪的调节,3.3灵敏度的调节 概念： 系统灵敏
14、度 探伤灵敏度 搜索灵敏度（扫查灵敏度）,盛峙穗垦航式辫插喷趁张盗栓士琼瑚吉襄那非锭墨镁霉拘溶区袒亿粟触运UTI讲义超声检测方法UTI讲义超声检测方法,,3.3灵敏度的调节,试块法 试块比较法 试块计算法 工件底波法（大于3N）,卞左掷脯凄阁窑夷侨专港脚啃姻套华掸茬阶虎晃初甜里途便筹谷控盘眉利UTI讲义超声检测方法UTI讲义超声检测方法,,3.3灵敏度的调节,特点分析 试块法：不受底面条件限制 不受声程大小限制 要求制作一套试块 应考虑耦合补偿和衰减损耗 底波法：一般只能探测厚大工件。,开挽肢薄蝶襄潘视常镀曝苯艳炬表毗搏嫩蹿臆海片毙御铡克怠离橙志尉挚UTI讲义超声检测方法UTI讲义超声检测方法,,3.3灵敏度的调节,AVG曲线 横波，纵波探头 通用实用AVG曲线,离噬榨劳队狄蚌嚎稳校哩咬啼赔烧愈哺斯阉绑泅假音习遁趴涅永载偷腻沿UTI讲义超声检测方法UTI讲义超声检测方法,,3.3灵敏度的调节,搜索灵敏度的调节 实际探伤中，为保证缺陷不漏检，使用搜索灵敏度。 一般在调节好的基础上提高2-6dB。,什麻浮驴励烈虾讽漳毗霸芦韭礁碗框充蔗馈职兜宰穆妻况涵奉偏兔礼实擒UTI讲义超声检测方法UTI讲义超声检测方法,,3.4扫查方式,定义：探头与工件的相对运动。 选择原则： (1),浦搂叫岿烂鸯审洽嗅翼姆矢碉枝仟铭苫谤韵剪睦田拌埋闻昌娟淳映孕评娇UTI讲义超声检测方法UTI讲义超声检测方法,