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1、UT检测第5章超声检测方法12021/2/23n n5.1.1脉冲反射法n n超声波探头发射脉冲波到被检工件内，通过观察来自内部缺陷或工件底面反射波的情况来对工件进展检测的方法，称为脉冲反射法。n n脉冲反射法包括缺陷回波法、底波高度法、屡次底波法。22021/2/23n n1.1.缺陷回波法缺陷回波法n n以回波传播时间以回波传播时间(横坐标横坐标)对缺陷定位，以回波幅度对缺陷定位，以回波幅度纵坐标对缺陷定量。纵坐标对缺陷定量。n nTT始波校零时始波前沿置于零，校零后始波始波校零时始波前沿置于零，校零后始波前沿置于零刻度前。前沿置于零刻度前。n nFF伤波缺陷面积大于声束截面，只有伤波缺陷
2、面积大于声束截面，只有F1;F1;缺缺陷面积小于声束截面，视声能衰减情况，会出现陷面积小于声束截面，视声能衰减情况，会出现F1F2F3F1F2F3n nBB底波底波回波情况视扫描比例、有无缺陷底波底波回波情况视扫描比例、有无缺陷及缺陷尺寸相对于声束截面大小。及缺陷尺寸相对于声束截面大小。32021/2/23n n2.底波高度法n n当工件材质和厚度不变时，底面回波高度应是根本不变的。假如工件内存在缺陷，底面回波高度会下降甚至消失。n n波高变化取决于声束截面和缺陷相对大小以及探头和缺陷的相对位置。n n实用中很少作为一种独立的检测方法，经常作为辅助手段配合缺陷回波法一起检测。42021/2/2
3、3n n3.3.屡次底波法屡次底波法n n对厚度不大、形状简单、检测面与底面平行的工对厚度不大、形状简单、检测面与底面平行的工件超探时，超声波可在检测面与底面之间往复传件超探时，超声波可在检测面与底面之间往复传播屡次，示波屏上出现屡次底波播屡次，示波屏上出现屡次底波B1B1、B2B2、B3B3、B4B4。有缺陷时，由于缺陷的反射和散射造成。有缺陷时，由于缺陷的反射和散射造成声能的衰减，会发生以下变化：声能的衰减，会发生以下变化：n n底面回波次数减少；底面回波次数减少；n n打乱了各次底波回波高度依次衰减的规律叠打乱了各次底波回波高度依次衰减的规律叠加效应；加效应；n n显示缺陷回波，改变了回
4、波间距。显示缺陷回波，改变了回波间距。52021/2/23n n5.1.3穿透法n n穿透法是采用一发一收双探头分别放置在工件相对的两端面，根据脉冲波或连续波穿透工件后的能量变化来检测工件的方法。n n30多年前80标准前，球罐RT检测一般采用X射线拍片，不是100检测，也不提早划线，为保证对位贴片准确，不出现白头片，一般照几张后就用穿透法找最大回波中心定位。62021/2/23n n5.1.4共振法n n根据工件的共振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。n n用于工件测厚，现已很少使用。72021/2/23n n5.2 A5.2 A型显示和超声成像型显示和超声成像n n5.
5、2.1 A5.2.1 A型显示型显示n nA A型显示是一种波形显示，是将超声信号的幅度与型显示是一种波形显示，是将超声信号的幅度与传播时间的关系以直角坐标的形式显示出来，横传播时间的关系以直角坐标的形式显示出来，横坐标代表声波的传播时间，纵坐标代表信号幅度。坐标代表声波的传播时间，纵坐标代表信号幅度。n n目前特种设备行业执行的目前特种设备行业执行的JB/T4730-2005JB/T4730-2005标准规定标准规定的就是的就是A A型脉冲反射法超声检测。型脉冲反射法超声检测。n n采用该方法时，检测结果受检测人员的素质、经采用该方法时，检测结果受检测人员的素质、经历等人为因素较多。历等人为
6、因素较多。82021/2/23n n5.35.3按波形分类的超声检测方法按波形分类的超声检测方法n n根据采用的检测波型，可分为纵波法、横波法、根据采用的检测波型，可分为纵波法、横波法、外表波法、板波法、爬波法等。外表波法、板波法、爬波法等。n n5.3.15.3.1纵波法纵波法n n1.1.纵波直探头法又叫纵波直探头法又叫 垂直入射法，简称垂直法垂直入射法，简称垂直法n nX3NX3N，可用当量计算法调整灵敏度及评定缺陷。，可用当量计算法调整灵敏度及评定缺陷。n n采用双晶直探头检测，抑制了单直探头盲区影响，采用双晶直探头检测，抑制了单直探头盲区影响，适用于检测近外表缺陷和薄壁工件。适用于检
7、测近外表缺陷和薄壁工件。92021/2/23n n2.2.纵波斜探头法纵波斜探头法n n将纵波倾斜入射至工件检测面，利用折射纵波进将纵波倾斜入射至工件检测面，利用折射纵波进展检测的方法，称为纵波斜探头法。展检测的方法，称为纵波斜探头法。n n入射角小于第一临界角入射角小于第一临界角 I I，工件中既有纵波又有，工件中既有纵波又有横波，纵波声速快，利用纵波来识别缺陷和定量。横波，纵波声速快，利用纵波来识别缺陷和定量。n n对粗晶材料，如对粗晶材料，如A A体不锈钢焊接接头体不锈钢焊接接头UTUT检测，常检测，常采用纵波斜探头法检测。采用纵波斜探头法检测。n n在在TOFDTOFD检测技术中，使用
8、的探。头一般也为纵检测技术中，使用的探。头一般也为纵波斜探头波斜探头102021/2/23n n5.3.25.3.2横波法横波法n n将纵波倾斜入射至工件检测面，利用波形转换得到的横波将纵波倾斜入射至工件检测面，利用波形转换得到的横波进展检测的方法，称为横波法。又称斜射法。进展检测的方法，称为横波法。又称斜射法。n n斜射声束的产生有两种方法：斜射声束的产生有两种方法：n n接触法时采用斜探头，入射角在第一临界角和第二临界接触法时采用斜探头，入射角在第一临界角和第二临界角之间，那么工件中实现纯横波探伤；角之间，那么工件中实现纯横波探伤；n n水浸直探头在水中改变声束入射角度。水浸直探头在水中改
9、变声束入射角度。n n横波法主要用于焊接接头和管材的检测，是特种设备采用横波法主要用于焊接接头和管材的检测，是特种设备采用最多的一种方法。检测其他工件时，只作为有效的辅助手最多的一种方法。检测其他工件时，只作为有效的辅助手段合同注明。段合同注明。112021/2/23n n5.4按探头数目分类的超声检测方法n n5.4.1单探头法n n使用一个探头兼做发射和承受。n n与波束轴线垂直的面状缺陷和立体性缺陷检出效果最好。n n与波束轴线平行的面状缺陷难以检出。n n当波束轴线与缺陷倾斜时，那么根据倾角的大小，回波很弱或没有回波。122021/2/23n n5.4.25.4.2双探头法双探头法n
10、n使用两个探头一个发射使用两个探头一个发射 ，一个接收进展检测，一个接收进展检测的方法。的方法。n n1.1.并列式并列式 n n两个探头并列放置，检测时两者做同步同向挪动，两个探头并列放置，检测时两者做同步同向挪动，以便发现与检测面倾斜的缺陷。以便发现与检测面倾斜的缺陷。n n2.2.穿插式穿插式n n两个探头轴线穿插，穿插点为要检测部位。可用两个探头轴线穿插，穿插点为要检测部位。可用来发现与检测面垂直的面状缺陷。焊缝检测中用来发现与检测面垂直的面状缺陷。焊缝检测中用以检测横向缺陷。以检测横向缺陷。132021/2/23n n3.V3.V型串列式型串列式n n两探头相对放置同一检测面上，主要
11、用于检测与两探头相对放置同一检测面上，主要用于检测与检测面平行的面状缺陷。检测面平行的面状缺陷。n n4.K4.K型串列式型串列式n n两探头以一样的方向分别放置于工件的上下外表两探头以一样的方向分别放置于工件的上下外表上。主要用于检测与检测面垂直的面状缺陷。上。主要用于检测与检测面垂直的面状缺陷。n n5.5.串列式串列式n n两探头一前一后，以一样方向放置在同一外表上。两探头一前一后，以一样方向放置在同一外表上。主要用于检测与检测面垂直的片状缺陷。如厚焊主要用于检测与检测面垂直的片状缺陷。如厚焊缝中间未焊透、窄间隙焊缝的坡口未交融等。缝中间未焊透、窄间隙焊缝的坡口未交融等。142021/2
12、/23n n5.4.3多探头法n n使用两个以上的探头组合在一起进展检测的方法。n n主要通过增加声束来进步检测速度或发现各种取向的缺陷。通常与多通道检测仪和自动扫查装置配合。152021/2/23 n n5.55.5按探头接触方式分类的超声检测方法按探头接触方式分类的超声检测方法n n5.5.15.5.1接触法和液浸法接触法和液浸法n n探头与工件检测面之间涂有很薄的耦合剂层，因探头与工件检测面之间涂有很薄的耦合剂层，因此可以看做为两者直接接触，这种检测方法叫直此可以看做为两者直接接触，这种检测方法叫直接接触法，简称接触法。接接触法，简称接触法。n n将探头和工件浸于液体中以液体作耦合剂进展
13、检将探头和工件浸于液体中以液体作耦合剂进展检测的方法称为液浸法。当以水作耦合剂时，叫水测的方法称为液浸法。当以水作耦合剂时，叫水浸法，包括：浸法，包括：全浸没式全浸没式部分浸没式部分浸没式通水式通水式满溢式满溢式162021/2/23n n1.接触法和液浸法特点比较n n接触法优点:多为手工操作，操作简单；设备简单，适用于现场检测，本钱较低；直接耦合，入射声能损失小，可提供较大的厚度穿透力；在一样检测参数下，检测灵敏度高于液浸法。n n接触法缺点:手工操作受人为影响因素影响较大，耦合不易稳定，要求被检外表光洁度较高。172021/2/23n n液浸法优点：探头与被检工件不接触，超声波的发射与液
14、浸法优点：探头与被检工件不接触，超声波的发射与接收均较稳定，外表光洁度的影响较小；通过调节探头角接收均较稳定，外表光洁度的影响较小；通过调节探头角度，可方便的改变探头发射的声束方向；盲区小，可检测度，可方便的改变探头发射的声束方向；盲区小，可检测较薄工件；探头不直接接触工件，磨损小使用寿命长；能较薄工件；探头不直接接触工件，磨损小使用寿命长；能实现声束聚焦检测，满足高灵敏度、高分辨率检测需求；实现声束聚焦检测，满足高灵敏度、高分辨率检测需求；易于实现自动化检测，减少影响检测可靠性的人为因素。易于实现自动化检测，减少影响检测可靠性的人为因素。n n液浸法缺点：超声波在液体和金属外表的反射，损失了
15、液浸法缺点：超声波在液体和金属外表的反射，损失了大量能量，需采用较高的增益。当检测高衰减材料或大厚大量能量，需采用较高的增益。当检测高衰减材料或大厚度工件时，可能没有足够的能量灵敏度余量。在较高度工件时，可能没有足够的能量灵敏度余量。在较高增益下还可能出现噪声干扰。增益下还可能出现噪声干扰。182021/2/23n n5.65.6手工检测和自动检测手工检测和自动检测n n5.6.15.6.1手工检测手工检测n n手工检测操作简单易掌握，大量应用于特种设备手工检测操作简单易掌握，大量应用于特种设备的各相关行业，的各相关行业，JB/T4730.3-2005JB/T4730.3-2005主要的适用范
16、围主要的适用范围即为手工检测。即为手工检测。n n手工检测结果受操作者的人为因素影响较大，在手工检测结果受操作者的人为因素影响较大，在仪器探头等硬件满足工艺的情况下，操作者的责仪器探头等硬件满足工艺的情况下，操作者的责任心、情绪状态、探头扫查方式和手法、技术程任心、情绪状态、探头扫查方式和手法、技术程度等均会直接影响到缺陷的检出率、缺陷判断的度等均会直接影响到缺陷的检出率、缺陷判断的准确率。由于检测过程中超声信号无法连续记录，准确率。由于检测过程中超声信号无法连续记录，检测结果的可靠性、复现性难以保证。检测结果的可靠性、复现性难以保证。192021/2/23n n5.6.2自动检测n n自动检
17、测使用自动化检测设备，在最少的人工干预下进展并完成检测的全部过程。一般系指采用自动扫查装置，或在检测过程中可自动记录声束位置信息、自动采集和记录数据的检测方式。n n在自动检测中，检测结果受人为因素影响较小。202021/2/23第第5章复习考虑题章复习考虑题n n1.1.简述超声检测方法的分类情况。简述超声检测方法的分类情况。n nP137P137n n2.2.简述脉冲反射法和穿透法，各自优缺点。简述脉冲反射法和穿透法，各自优缺点。P137-138/P143P137-138/P143n n脉冲反射法优点：操作简单、缺陷显示直观，辅助于底波脉冲反射法优点：操作简单、缺陷显示直观，辅助于底波高度
18、法和屡次底波法，参考参量多，检出率高。高度法和屡次底波法，参考参量多，检出率高。n n脉冲反射法缺点脉冲反射法缺点:缺陷回波法存在盲区；底波高度法灵敏度缺陷回波法存在盲区；底波高度法灵敏度低，定量不准；屡次底波法只适用于几何形状简单、厚度低，定量不准；屡次底波法只适用于几何形状简单、厚度不大、检测面与底面平行的工件检测。不大、检测面与底面平行的工件检测。n n穿透法：无法定位、定量不准。穿透法：无法定位、定量不准。212021/2/23第第5章复习考虑题章复习考虑题n n适用：主要用于铸造、锻压、轧制材料及其制品的检测，适用：主要用于铸造、锻压、轧制材料及其制品的检测，也可用于粗晶材料检测。双
19、晶直探头适用于检测近外表缺也可用于粗晶材料检测。双晶直探头适用于检测近外表缺陷和薄壁工件。陷和薄壁工件。n n优点：穿透力强对晶界反射或散射敏感性不高，可检测工优点：穿透力强对晶界反射或散射敏感性不高，可检测工件的厚度是所有波型中最大的；该法对于与检测面平行的件的厚度是所有波型中最大的；该法对于与检测面平行的缺陷检出效果最正确，缺陷定位方便；在缺陷检出效果最正确，缺陷定位方便；在3N3N以外，可用当以外，可用当量计算法对缺陷进展评定。量计算法对缺陷进展评定。n n缺点：单直探头检测，由于盲区和分辨率限制，只能发现缺点：单直探头检测，由于盲区和分辨率限制，只能发现工件内部离检测面一定间隔工件内部离检测面一定间隔 以外的缺陷；对垂直于检测面以外的缺陷；对垂直于检测面的面状缺陷难以检出。的面状缺陷难以检出。222021/2/23第第5章复习考虑题章复习考虑题n n5.P149-163图5-22、图5-49、图5-13n n6.P165-166/5.5.1/5.5.1.1n n9.P147-148/5.2.2.4-n n式4-3232021/2/23