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1、 超超 声声 检检 测测（工艺部分）（工艺部分）概概 述述 目前，无损检测技术已经在机械制造、目前，无损检测技术已经在机械制造、冶冶 金、石油化工、兵器、船舶、航空与航金、石油化工、兵器、船舶、航空与航天、核能、电力、建筑、交通等行业获得天、核能、电力、建筑、交通等行业获得广泛应用，成为控制产品质量、保证设备广泛应用，成为控制产品质量、保证设备安全运行的极为重要的技术手段，在工业安全运行的极为重要的技术手段，在工业领域，目前最常用的有超声波检测、射线领域，目前最常用的有超声波检测、射线检测、渗透检测、涡流检测、磁粉检测等检测、渗透检测、涡流检测、磁粉检测等 。.每一种无损检测方法都有其适用的检
2、每一种无损检测方法都有其适用的检测对象与检测能力范围以及局限性，各种测对象与检测能力范围以及局限性，各种方法对缺陷的检出几率既不会是方法对缺陷的检出几率既不会是100100，也，也不会完全相同。例如，射线照相检测和超不会完全相同。例如，射线照相检测和超声检测两种方法主要都是用于探测被检物声检测两种方法主要都是用于探测被检物内部的缺陷，射线照相检测适用于探测被内部的缺陷，射线照相检测适用于探测被检物内部的体积型缺陷，如气孔、夹渣、检物内部的体积型缺陷，如气孔、夹渣、缩孔、疏松等，超声检测适用于探测被检缩孔、疏松等，超声检测适用于探测被检物内部的面积型缺陷，如裂纹、白点、分物内部的面积型缺陷，如裂
3、纹、白点、分层和焊缝中的未熔合等。层和焊缝中的未熔合等。.射线照相检测常被用于检测小型金属射线照相检测常被用于检测小型金属工件和焊缝，超声检测常被用于检测金属工件和焊缝，超声检测常被用于检测金属锻件、型材和焊缝。在对焊缝中危害性较锻件、型材和焊缝。在对焊缝中危害性较大的缺陷如裂纹的检出能力上，超声检测大的缺陷如裂纹的检出能力上，超声检测通常要优于射线照相检测。但是射线照相通常要优于射线照相检测。但是射线照相检测和超声检测，两者对同一被检物的检检测和超声检测，两者对同一被检物的检测结果不会完全一致。又例如涡流检测和测结果不会完全一致。又例如涡流检测和磁粉检测是用于探测被检物表面和近表面磁粉检测是
4、用于探测被检物表面和近表面的缺陷，而渗透检测则只能用于探测被检的缺陷，而渗透检测则只能用于探测被检物表面开口的缺陷。物表面开口的缺陷。.超声波检测的优点是穿透力强、设备超声波检测的优点是穿透力强、设备轻便、检测成本低、检测效率高，能即时轻便、检测成本低、检测效率高，能即时知道检测结果（实时检测），能实现自动知道检测结果（实时检测），能实现自动化检测化检测 ，在缺陷检测中对危害性较大的裂，在缺陷检测中对危害性较大的裂纹类缺陷特别敏感等。超声波检测的缺点纹类缺陷特别敏感等。超声波检测的缺点是通常需要耦合介质使声能透入被检物，是通常需要耦合介质使声能透入被检物，需要有参考评定标准，特别是显示的检测需
5、要有参考评定标准，特别是显示的检测结果不直观，因而对操作人员的技术水平结果不直观，因而对操作人员的技术水平有较高要求等，此外，对于小而薄或者形有较高要求等，此外，对于小而薄或者形状较复杂，以及粗晶材料等工件检测还存状较复杂，以及粗晶材料等工件检测还存在一定困难，检测结果无直接见证记录在一定困难，检测结果无直接见证记录 。.超声检测中评定中的超声检测中评定中的缺陷当量缺陷当量大小，大小，是指缺陷的回波幅度与一定尺寸的人工反是指缺陷的回波幅度与一定尺寸的人工反射体的回波幅度相同。但是缺陷的实际尺射体的回波幅度相同。但是缺陷的实际尺寸与标准人工反射体的尺寸并不相同，这寸与标准人工反射体的尺寸并不相同
6、，这是因为缺陷的回波幅度大小受被检工件的是因为缺陷的回波幅度大小受被检工件的材料以及缺陷本身的性质、大小、形状、材料以及缺陷本身的性质、大小、形状、取向、表面状态等多种因素的影响，同时取向、表面状态等多种因素的影响，同时还与超声波的自身特性有关还与超声波的自身特性有关 ，因此引入了，因此引入了“当量当量”-相当的量这个概念作为定量衡相当的量这个概念作为定量衡量缺陷大小的标准。量缺陷大小的标准。.此外，根据超声检测的结果判断缺陷此外，根据超声检测的结果判断缺陷的性质（定性）问题尚未很好解决，目前的性质（定性）问题尚未很好解决，目前还主要是依靠检测人员的实践经验、技术还主要是依靠检测人员的实践经验
7、、技术水平以及对被检工件的材料特性、加工工水平以及对被检工件的材料特性、加工工艺特点、使用状况等的了解来进行综合的艺特点、使用状况等的了解来进行综合的主观判断。主观判断。超声脉冲反射法检测的一般步骤超声脉冲反射法检测的一般步骤 超声检测面的选择超声检测面的选择-当超声束与工件当超声束与工件中缺陷延伸方向垂直，或者说与缺陷面垂中缺陷延伸方向垂直，或者说与缺陷面垂直时，能获得最佳反射，此时缺陷检出率直时，能获得最佳反射，此时缺陷检出率最高。因此，在被检工件上应选择能使超最高。因此，在被检工件上应选择能使超声束尽量与可能存在的缺陷其延伸方向垂声束尽量与可能存在的缺陷其延伸方向垂直的工件表面作为检测面
8、直的工件表面作为检测面.检测面的制备检测面的制备-超声波是通过被检超声波是通过被检工件表面进入工件内部的，检测面光洁度工件表面进入工件内部的，检测面光洁度的优劣影响声能的透射效果并可能产生干的优劣影响声能的透射效果并可能产生干扰，因而对超声检测结果的准确性与可靠扰，因而对超声检测结果的准确性与可靠性有很大影响。性有很大影响。不同超声检测方法对检测面光洁度的一般要求：不同超声检测方法对检测面光洁度的一般要求：接触法纵波检测接触法纵波检测 3.2m 水浸法纵波检测水浸法纵波检测 6.3m 接触法横波检测接触法横波检测 3.2m.耦合方法的确定耦合方法的确定 接触法接触法-超声探头与工件检测面直接接
9、触，超声探头与工件检测面直接接触，其间以机油、变压器油、润滑脂、甘油、水其间以机油、变压器油、润滑脂、甘油、水玻璃（硅酸钠玻璃（硅酸钠Na2SiO3Na2SiO3）或者工业胶水、化）或者工业胶水、化学浆糊等作为耦合剂，或者是商品化的超声学浆糊等作为耦合剂，或者是商品化的超声检测专用耦合剂。检测专用耦合剂。水浸法水浸法-超声探头与工件检测面之间有超声探头与工件检测面之间有一定厚度的水层一定厚度的水层 常用物质常用物质2020时的声速和声阻抗时的声速和声阻抗.检测条件的准备检测条件的准备-选择适当的超声探选择适当的超声探伤仪、超声探头、参考标准试块、采用计伤仪、超声探头、参考标准试块、采用计算法时
10、的计算程序、距离算法时的计算程序、距离-波幅曲线或波幅曲线或AVGAVG曲线制作、灵敏度补偿等，以及在检测前曲线制作、灵敏度补偿等，以及在检测前对仪器的校准（时基线校正、起始灵敏度对仪器的校准（时基线校正、起始灵敏度设定等）。设定等）。对探伤仪性能要求：对探伤仪性能要求：频率：频率：0.50.510MHz10MHz。垂直线性：在荧光屏满刻度的垂直线性：在荧光屏满刻度的8080范围内范围内呈线性，误差呈线性，误差5 5。水平线性：误差水平线性：误差1 1。衰减器：衰减器：80dB80dB以上连续可调，步进级每档以上连续可调，步进级每档2dB2dB，精度为任意相邻，精度为任意相邻12dB12dB误
11、差在误差在1dB1dB以内，最大累计误差以内，最大累计误差1dB1dB。对探头的要求有：对探头的要求有：晶片面积一般晶片面积一般500mm2500mm2，且任一边长原则，且任一边长原则上上25mm25mm。单斜探头声束轴线水平偏离角单斜探头声束轴线水平偏离角22，主声，主声束垂直方向不应有明显的双峰。束垂直方向不应有明显的双峰。对超声探伤仪和探头的系统性能要求有：对超声探伤仪和探头的系统性能要求有：在达到所探工件的最大检测声程时，其有在达到所探工件的最大检测声程时，其有效灵敏度余量应效灵敏度余量应10dB10dB。仪器和探头的组合频率与公称频率误差仪器和探头的组合频率与公称频率误差1010。仪
12、器和直探头组合的始脉冲宽度仪器和直探头组合的始脉冲宽度(在基准灵在基准灵敏度下敏度下)的要求有，对于频率为的要求有，对于频率为5MHz5MHz的探头，的探头，宽度宽度10mm10mm；对于频率为；对于频率为2.5MHz2.5MHz的探头，的探头，宽度宽度15mm15mm。(4)(4)直探头的远场分辨力应直探头的远场分辨力应30dB30dB，斜探头，斜探头的远场分辨力应的远场分辨力应6dB6dB。标准试块标准试块 钢板用标准试块有钢板用标准试块有CBICBI和和CBCB。锻件用标准试块有锻件用标准试块有CSICSI，CSCS和和CSCS。焊接接头用标准试块有焊接接头用标准试块有CSK-ACSK-
13、A，CSK-ACSK-A，CSK-ACSK-A，CSK-ACSK-A，GS1GS1GS4GS4和和T T形等。形等。管件用标准试块有：管纵向人工缺陷试块管件用标准试块有：管纵向人工缺陷试块和管横向人工缺陷试块。和管横向人工缺陷试块。对比试块对比试块 对比试块的外形尺寸和表面粗糙度应能对比试块的外形尺寸和表面粗糙度应能代表被检工件的特征，试块厚度应与被代表被检工件的特征，试块厚度应与被检工件的厚度相对应。如果涉及到检测检工件的厚度相对应。如果涉及到检测两种或两种以上不同厚度部件焊接接头两种或两种以上不同厚度部件焊接接头时，试块厚度应由其最大厚度来确定时，试块厚度应由其最大厚度来确定 超声检测灵敏
14、度补偿超声检测灵敏度补偿耦合补偿耦合补偿 ：在检测和缺陷定量时，对表面在检测和缺陷定量时，对表面粗糙度引起的耦合损失进行补偿。粗糙度引起的耦合损失进行补偿。衰减补偿衰减补偿 ：检测和缺陷定量时，对材质衰检测和缺陷定量时，对材质衰减引起的检测灵敏度下降和缺陷定量误差进减引起的检测灵敏度下降和缺陷定量误差进行补偿。行补偿。曲面补偿：曲面补偿：对检测面是曲面的工件，采用对检测面是曲面的工件，采用曲率半径与工件相同或相近的对比试块，通曲率半径与工件相同或相近的对比试块，通过对比试验进行曲面补偿。过对比试验进行曲面补偿。.检测扫查检测扫查-在被检工件的检测面上使在被检工件的检测面上使用超声探头进行扫查，
15、应确保超声束能用超声探头进行扫查，应确保超声束能覆盖所有被检查的区域。覆盖所有被检查的区域。.缺陷评定缺陷评定-对发现的缺陷进行对发现的缺陷进行定位定位（缺陷在工件中的埋藏深度与水平位置）、（缺陷在工件中的埋藏深度与水平位置）、定量定量（缺陷大小、面积、长度）的评定（缺陷大小、面积、长度）的评定并作出标记，必要时还需要判定缺陷的并作出标记，必要时还需要判定缺陷的性质或种类，亦即性质或种类，亦即定性定性评定。评定。缺陷类型缺陷类型 缺陷类型主要分为缺陷类型主要分为点状、线状、体积状、点状、线状、体积状、平面状和多重性平面状和多重性五种缺陷五种缺陷缺陷类型识别：一般是通过探头从两个方向扫查(即前后
16、和左右扫查)，观察其回波动态波形来进行的。必要时，宜采用两种以上声束方向作多种扫查，包括前后、左右、转动和环绕扫查，以此对各种超声信息进行综合评定来识别缺陷。缺陷性质的估判程序缺陷性质的估判程序 无价信号无价信号无价信号无价信号 ：凡反射波幅低于评定线或按本部分凡反射波幅低于评定线或按本部分凡反射波幅低于评定线或按本部分凡反射波幅低于评定线或按本部分判断为合格的缺陷信号原则上不予定性。判断为合格的缺陷信号原则上不予定性。判断为合格的缺陷信号原则上不予定性。判断为合格的缺陷信号原则上不予定性。波幅超标信号波幅超标信号波幅超标信号波幅超标信号1 1 1 1 凡可判断为点状的缺陷一般不凡可判断为点状
17、的缺陷一般不凡可判断为点状的缺陷一般不凡可判断为点状的缺陷一般不予定性。予定性。予定性。予定性。波幅超标信号波幅超标信号波幅超标信号波幅超标信号2 2 2 2 凡判定为线状、体积状、平面凡判定为线状、体积状、平面凡判定为线状、体积状、平面凡判定为线状、体积状、平面状或多重性的缺陷，应进一步测定和参考缺陷平状或多重性的缺陷，应进一步测定和参考缺陷平状或多重性的缺陷，应进一步测定和参考缺陷平状或多重性的缺陷，应进一步测定和参考缺陷平面、深度位置、缺陷高度、缺陷各向反射特性、面、深度位置、缺陷高度、缺陷各向反射特性、面、深度位置、缺陷高度、缺陷各向反射特性、面、深度位置、缺陷高度、缺陷各向反射特性、
18、缺陷取向、缺陷波形、动态波形、回波包络线和缺陷取向、缺陷波形、动态波形、回波包络线和缺陷取向、缺陷波形、动态波形、回波包络线和缺陷取向、缺陷波形、动态波形、回波包络线和扫查方法等参数，同时结合工件结构、坡口形式、扫查方法等参数，同时结合工件结构、坡口形式、扫查方法等参数，同时结合工件结构、坡口形式、扫查方法等参数，同时结合工件结构、坡口形式、材料特性、焊接工艺和焊接方法进行综合判断，材料特性、焊接工艺和焊接方法进行综合判断，材料特性、焊接工艺和焊接方法进行综合判断，材料特性、焊接工艺和焊接方法进行综合判断，尽可能定出缺陷的实际性质。尽可能定出缺陷的实际性质。尽可能定出缺陷的实际性质。尽可能定出
19、缺陷的实际性质。缺陷性质估判的依据缺陷性质估判的依据 工件结构与坡口形式。工件结构与坡口形式。母材与焊材种类。母材与焊材种类。焊接方法和焊接工艺。焊接方法和焊接工艺。缺陷几何位置。缺陷几何位置。缺陷最大反射回波高度。缺陷最大反射回波高度。缺陷定向反射特性。缺陷定向反射特性。缺陷回波静态波形。缺陷回波静态波形。缺陷回波动态波形。缺陷回波动态波形。.记录与判断记录与判断-记录检测结果，对照记录检测结果，对照技术条件和验收标准作出合格与否的技术条件和验收标准作出合格与否的判断，得出检测结论，签发检测报告。判断，得出检测结论，签发检测报告。.处理处理-将检测发现问题的工件作将检测发现问题的工件作出标记
20、，隔离待处理，对合格工件给出标记，隔离待处理，对合格工件给予合格标记转入下道生产工序或周转予合格标记转入下道生产工序或周转程序。程序。.本探伤工艺部分重点介绍板材、钢管、本探伤工艺部分重点介绍板材、钢管、锻件、铸件、焊缝产生的主要缺陷及主锻件、铸件、焊缝产生的主要缺陷及主要的检测方法。要的检测方法。第七章、板材与管材超第七章、板材与管材超声波声波 探伤探伤.第第1节、板材超声波探伤节、板材超声波探伤.一、板材分类一、板材分类 薄板：薄板：6mm40mm40mm.二、钢板中常见内部缺陷二、钢板中常见内部缺陷 钢板是由板坯轧制而成的，而板坯又是由钢锭轧制或钢板是由板坯轧制而成的，而板坯又是由钢锭轧
21、制或钢板是由板坯轧制而成的，而板坯又是由钢锭轧制或钢板是由板坯轧制而成的，而板坯又是由钢锭轧制或连续浇铸而成的，钢板中常见缺陷有连续浇铸而成的，钢板中常见缺陷有连续浇铸而成的，钢板中常见缺陷有连续浇铸而成的，钢板中常见缺陷有分层、折迭、白点分层、折迭、白点分层、折迭、白点分层、折迭、白点等。等。等。等。（1 1）、分层）、分层板坯中缩孔、夹渣等在轧制过程中板坯中缩孔、夹渣等在轧制过程中未密合而形成的分离层。未密合而形成的分离层。分层是钢锭中分层是钢锭中缩孔、缩孔、非金属夹杂物、金属氧化物、非金属夹杂物、金属氧化物、硫化物以及夹渣在轧制过程中被轧扁而形成硫化物以及夹渣在轧制过程中被轧扁而形成.这
22、这些缺陷有的是钢水本身产生，如脱氧时加脱氧剂些缺陷有的是钢水本身产生，如脱氧时加脱氧剂造成，或炼钢炉混入钢水中的耐火材料等，这些造成，或炼钢炉混入钢水中的耐火材料等，这些缺陷在钢锭中位置没有一定规律，故出现在钢板缺陷在钢锭中位置没有一定规律，故出现在钢板中位置也无序中位置也无序.分层是以上缺陷轧制而成，大多分层是以上缺陷轧制而成，大多与钢平行，且具有固定走向。为平面状缺陷，严与钢平行，且具有固定走向。为平面状缺陷，严重时形成完全剥离的层状裂纹，对小的点状夹杂重时形成完全剥离的层状裂纹，对小的点状夹杂物则形成小的局部分层。物则形成小的局部分层。.（2 2 2 2）、折叠）、折叠）、折叠）、折叠-
23、折迭是钢板表面局部形成互相折合的折迭是钢板表面局部形成互相折合的折迭是钢板表面局部形成互相折合的折迭是钢板表面局部形成互相折合的双层金属。双层金属。双层金属。双层金属。轧制过程中钢板形成的局部凸起被压平。轧制过程中钢板形成的局部凸起被压平。轧制过程中钢板形成的局部凸起被压平。轧制过程中钢板形成的局部凸起被压平。（3 3 3 3）、）、）、）、白点白点白点白点存在于内部，存在于内部，存在于内部，存在于内部，白点是钢板在轧制后白点是钢板在轧制后白点是钢板在轧制后白点是钢板在轧制后冷却过程中氢原子来不及扩散，而形成的白点断裂冷却过程中氢原子来不及扩散，而形成的白点断裂冷却过程中氢原子来不及扩散，而形
24、成的白点断裂冷却过程中氢原子来不及扩散，而形成的白点断裂 。钢中氢在加工过程来不及向外扩散，在钢板成型钢中氢在加工过程来不及向外扩散，在钢板成型钢中氢在加工过程来不及向外扩散，在钢板成型钢中氢在加工过程来不及向外扩散，在钢板成型后，氢原子逐渐在钢板中的微缺陷（如非金属夹杂后，氢原子逐渐在钢板中的微缺陷（如非金属夹杂后，氢原子逐渐在钢板中的微缺陷（如非金属夹杂后，氢原子逐渐在钢板中的微缺陷（如非金属夹杂物）旁缓慢地以氢气形式析出，造成氢裂纹（微裂物）旁缓慢地以氢气形式析出，造成氢裂纹（微裂物）旁缓慢地以氢气形式析出，造成氢裂纹（微裂物）旁缓慢地以氢气形式析出，造成氢裂纹（微裂纹群）。其断面呈白色
25、故称白点。常见于锻钢和厚纹群）。其断面呈白色故称白点。常见于锻钢和厚纹群）。其断面呈白色故称白点。常见于锻钢和厚纹群）。其断面呈白色故称白点。常见于锻钢和厚钢板（钢板（钢板（钢板（厚度大于厚度大于厚度大于厚度大于40mm40mm）中。中。中。中。.三、探伤方法三、探伤方法 接触法、水浸法接触法、水浸法 钢板制造厂多采用超声局部水浸法检测钢板制造厂多采用超声局部水浸法检测钢板制造厂多采用超声局部水浸法检测钢板制造厂多采用超声局部水浸法检测,压力容器制造压力容器制造压力容器制造压力容器制造厂多采用接触法复验厂多采用接触法复验厂多采用接触法复验厂多采用接触法复验 。1.接触法接触法 探头与工件直接接
26、触，探头与工件之间需施探头与工件直接接触，探头与工件之间需施探头与工件直接接触，探头与工件之间需施探头与工件直接接触，探头与工件之间需施加耦合剂（机油、甘油）。加耦合剂（机油、甘油）。加耦合剂（机油、甘油）。加耦合剂（机油、甘油）。.（1）多次底波反射法）多次底波反射法 钢板探伤时采用多次底波反射法是依据底钢板探伤时采用多次底波反射法是依据底钢板探伤时采用多次底波反射法是依据底钢板探伤时采用多次底波反射法是依据底面回波次数，判断钢板有无缺陷和缺陷严重程度面回波次数，判断钢板有无缺陷和缺陷严重程度面回波次数，判断钢板有无缺陷和缺陷严重程度面回波次数，判断钢板有无缺陷和缺陷严重程度的探伤方法。的探
27、伤方法。的探伤方法。的探伤方法。探头通过耦合层直接与钢板接触，当探探头通过耦合层直接与钢板接触，当探头位于完好区时，仪器上出现底波多次反射头位于完好区时，仪器上出现底波多次反射。多次底波法的优点多次底波法的优点：多次底波法不仅可以根据缺陷波来判定缺多次底波法不仅可以根据缺陷波来判定缺陷情况，而且可以根据底波衰减状况来判陷情况，而且可以根据底波衰减状况来判定缺陷情况。定缺陷情况。以接触法为例：以接触法为例：以接触法为例：以接触法为例：当探头位于完好区域时，示波屏上当探头位于完好区域时，示波屏上当探头位于完好区域时，示波屏上当探头位于完好区域时，示波屏上显示多次等距离的底波，无缺陷波；显示多次等距
28、离的底波，无缺陷波；显示多次等距离的底波，无缺陷波；显示多次等距离的底波，无缺陷波；当探头位于缺当探头位于缺当探头位于缺当探头位于缺陷较小的区域时，示波屏上显示缺陷波与底波共存，陷较小的区域时，示波屏上显示缺陷波与底波共存，陷较小的区域时，示波屏上显示缺陷波与底波共存，陷较小的区域时，示波屏上显示缺陷波与底波共存，底波有所下降；底波有所下降；底波有所下降；底波有所下降；当探头位于缺陷较大的区域时，示当探头位于缺陷较大的区域时，示当探头位于缺陷较大的区域时，示当探头位于缺陷较大的区域时，示波屏上出现缺陷的多次反射波，底波明显下降或消失。波屏上出现缺陷的多次反射波，底波明显下降或消失。波屏上出现缺
29、陷的多次反射波，底波明显下降或消失。波屏上出现缺陷的多次反射波，底波明显下降或消失。.采用底波多次反射法探伤应满足的条件：采用底波多次反射法探伤应满足的条件：工件的探伤面与底面互相平行，确保工件的探伤面与底面互相平行，确保产生多次反射。（如工件加工倾斜就不产生多次反射。（如工件加工倾斜就不合适）。合适）。钢板材质晶粒度必须均匀，保证无缺钢板材质晶粒度必须均匀，保证无缺陷处底面多次反射波次数的稳定。（各陷处底面多次反射波次数的稳定。（各次相同）。次相同）。材质对超声波的衰减要小。保证反射材质对超声波的衰减要小。保证反射底波有足够数量。底波有足够数量。一般碳钢、不锈钢均能满足这些条件一般碳钢、不锈
30、钢均能满足这些条件一般碳钢、不锈钢均能满足这些条件一般碳钢、不锈钢均能满足这些条件 .（2 2）一次底波法（或二次底波法）一次底波法（或二次底波法）适用于板厚：适用于板厚：80mm80mm.2.2.水浸法水浸法 探头晶片离开钢板一段距离，通探头晶片离开钢板一段距离，通过水耦合。在探伤仪荧光屏上将同时出过水耦合。在探伤仪荧光屏上将同时出现水层多次反射和钢板底面多次反射波，现水层多次反射和钢板底面多次反射波，探伤时通过调节水层厚度，使水层波探伤时通过调节水层厚度，使水层波（水（水钢界面）与某次底波重合。钢界面）与某次底波重合。.水层厚度水层厚度水层厚度水层厚度HH和钢板厚度和钢板厚度和钢板厚度和钢
31、板厚度 关系为：关系为：关系为：关系为：H=，n n为重合次数。为重合次数。CLCL钢钢=5900m/s=5900m/s CL CL水水=1480m/s=1480m/s CL CL水水/CL/CL钢钢=1480/59001/4=1480/59001/4常用方法：常用方法：一次重合法：一次重合法：界面各次回波分别与钢板底波一一重合；界面各次回波分别与钢板底波一一重合；二次重合法：二次重合法：界面回波界面回波S2S2与二次底波与二次底波B2B2重合；重合；三次重合法：三次重合法：界面回波界面回波S2S2与三次底波与三次底波B3B3重合；重合；四次重合法：四次重合法：四次重合法：四次重合法：界面回波
32、界面回波界面回波界面回波S2S2S2S2与四次底波与四次底波与四次底波与四次底波B4B4B4B4重合。重合。重合。重合。钢钢板板水水浸浸(或或局局部部水水浸浸)探探伤伤时时，为为避避免免水水/钢钢界界面面多多次次回回波波与与钢钢板板多多次次底底波波相相互互干干扰扰，调调整整水水层层厚厚度度时时，使使水水/钢钢界界面面回回波波与与某某次次钢钢板板底底波波重重合合，这这种种方方法法就就称称为为多多次次重重合合法法。当当界界面面回回波波与与钢钢板板第第二二或或三三、四四次次底底波波重重合合时时，则则分分别称为二次或三、四次重合法别称为二次或三、四次重合法。H=n 一一一一次次次次重重重重合合合合法法
33、法法时时时时，界界界界面面面面各各各各次次次次回回回回波波波波分分分分别别别别与与与与钢钢钢钢板板板板底底底底波波波波一一一一一一一一重重重重合合合合。此此此此时时时时，由由由由于于于于钢钢钢钢板板板板底底底底波波波波的的的的位位位位置置置置经经经经常常常常有有有有水水水水层层层层界界界界面面面面波波波波存存存存在在在在，探探探探伤伤伤伤过过过过程程程程中中中中，难难难难以以以以观观观观察察察察到到到到钢钢钢钢板板板板底底底底波波波波的的的的衰衰衰衰减减减减或或或或消消消消失失失失情情情情况况况况，因因因因而而而而无无无无法法法法根根根根据据据据底底底底波波波波衰衰衰衰减减减减或或或或消消消消
34、失失失失情情情情况况况况来来来来判判判判定定定定缺缺缺缺陷陷陷陷情情情情况况况况，所所所所以以以以一一一一般般般般不不不不采采采采用用用用一一一一次次次次重重重重合合合合法法法法探探探探伤伤伤伤。常常常常采采采采用用用用四四四四次次次次重合法（计算水层厚度方便）。重合法（计算水层厚度方便）。重合法（计算水层厚度方便）。重合法（计算水层厚度方便）。.对充水直探头的要求：对充水直探头的要求：为满足多次重合法要求，水层厚度要连为满足多次重合法要求，水层厚度要连续可调。续可调。调至不同厚度时，必须保证发射的声束调至不同厚度时，必须保证发射的声束与钢板表面垂直。与钢板表面垂直。充水探头内水套管内径必须大
35、于最大水充水探头内水套管内径必须大于最大水层厚度时声束直径。层厚度时声束直径。进出水口位置应大于最大水层可调厚度，进出水口位置应大于最大水层可调厚度，且出水口应小于进水口，保证水套充满水。且出水口应小于进水口，保证水套充满水。探伤时应及时注意排除水中气泡。或采探伤时应及时注意排除水中气泡。或采用消泡剂去除气泡。用消泡剂去除气泡。3.探伤图形分析：.(7)大而倾斜缺陷波形钢板探伤中，引起底波消失的几种情况钢板探伤中，引起底波消失的几种情况：（1）表面氧化皮与钢板结合不好）表面氧化皮与钢板结合不好（2）近表面有大面积的缺陷）近表面有大面积的缺陷（3）钢板中有吸收性缺陷）钢板中有吸收性缺陷(疏松疏松
36、)（4）钢板中有倾斜的大缺陷。）钢板中有倾斜的大缺陷。.叠加效应：叠加效应：当缺陷比较小时，缺陷回波从第一次开当缺陷比较小时，缺陷回波从第一次开始会随着出现的二次、三次波高逐渐增高，几始会随着出现的二次、三次波高逐渐增高，几次以后又逐渐降低，这是由于对同一个小缺陷次以后又逐渐降低，这是由于对同一个小缺陷会产生不同反射路径且互相会产生不同反射路径且互相叠叠加后造成的一种加后造成的一种波形动态现象，随探头移动有所变化。波形动态现象，随探头移动有所变化。叠加效应形成的原因及回波变化特征叠加效应形成的原因及回波变化特征叠加效应多出现在板厚较薄，缺陷较小且位于板叠加效应多出现在板厚较薄，缺陷较小且位于板
37、叠加效应多出现在板厚较薄，缺陷较小且位于板叠加效应多出现在板厚较薄，缺陷较小且位于板中心附近时。中心附近时。中心附近时。中心附近时。缺陷回波变化特征是：钢板各次底波前的缺陷多缺陷回波变化特征是：钢板各次底波前的缺陷多缺陷回波变化特征是：钢板各次底波前的缺陷多缺陷回波变化特征是：钢板各次底波前的缺陷多次回波次回波次回波次回波F1F1F1F1，F2F2F2F2，F3F3F3F3，F4F4F4F4，F5F5F5F5，到某次回波，到某次回波，到某次回波，到某次回波后，波高又逐渐降低。这种效应的出现是由于不后，波高又逐渐降低。这种效应的出现是由于不后，波高又逐渐降低。这种效应的出现是由于不后，波高又逐渐
38、降低。这种效应的出现是由于不同反射路径的同反射路径的同反射路径的同反射路径的声波互相叠加声波互相叠加声波互相叠加声波互相叠加的结果，随着缺陷回的结果，随着缺陷回的结果，随着缺陷回的结果，随着缺陷回波次数的增加，回波路径逐渐增多，如波次数的增加，回波路径逐渐增多，如波次数的增加，回波路径逐渐增多，如波次数的增加，回波路径逐渐增多，如F2F2F2F2比比比比F1F1F1F1多多多多3 3 3 3条路径，条路径，条路径，条路径，F3F3F3F3比比比比F1F1F1F1多多多多5 5 5 5条路径路径多，叠加能量多，条路径路径多，叠加能量多，条路径路径多，叠加能量多，条路径路径多，叠加能量多，故缺陷回
39、波逐渐升高。但路径进一步增加时，反故缺陷回波逐渐升高。但路径进一步增加时，反故缺陷回波逐渐升高。但路径进一步增加时，反故缺陷回波逐渐升高。但路径进一步增加时，反射损失及衰减也增加，增加到一定程度后，损失射损失及衰减也增加，增加到一定程度后，损失射损失及衰减也增加，增加到一定程度后，损失射损失及衰减也增加，增加到一定程度后，损失和衰减的声能将超过叠加效应。因此缺陷波高到和衰减的声能将超过叠加效应。因此缺陷波高到和衰减的声能将超过叠加效应。因此缺陷波高到和衰减的声能将超过叠加效应。因此缺陷波高到一定程度后又逐渐降低一定程度后又逐渐降低一定程度后又逐渐降低一定程度后又逐渐降低 叠加效应是钢板底波多次
40、反射时可看到的现象叠加效应是钢板底波多次反射时可看到的现象叠加效应是钢板底波多次反射时可看到的现象叠加效应是钢板底波多次反射时可看到的现象产生叠加效应的条件：产生叠加效应的条件：（1 1）板厚板厚:较薄；较薄；（2 2）方法：底波多次反射法；方法：底波多次反射法；（3 3）材质衰减小；）材质衰减小；（4 4）缺陷位于钢板中部；）缺陷位于钢板中部；（5 5）缺陷小（）缺陷小（缺陷小于声束截面缺陷小于声束截面缺陷小于声束截面缺陷小于声束截面）。.若出现如下图所示这种现象，若出现如下图所示这种现象，当当20mm时时 利用利用F1F1评价缺陷。当评价缺陷。当20mm80mm 80mm时时 B2B2B5
41、 B5 2.2.灵敏度调整灵敏度调整 阶梯试块法：阶梯试块法：20mm20mm：探伤灵敏度：探伤灵敏度：B150%-10dB-B150%-10dB-表面补偿表面补偿.平底孔试块：平底孔试块：探伤灵敏度：探伤灵敏度：F150%-F150%-表面补偿表面补偿 20mm20mm，试块上，试块上55平底孔第一次底波平底孔第一次底波高高50%50%。底波法：底波法：(钢板无缺陷处钢板无缺陷处)3N 3N，可用，可用B1B1达达50%50%探伤灵敏度：探伤灵敏度：B150%-B150%-同距离处同距离处B B分贝差分贝差：=20=202X/2X/2 2.对试块的基本要求：对试块的基本要求：a.a.试块钢板
42、与被探钢材材质相近。试块钢板与被探钢材材质相近。b.b.试块钢板不得有试块钢板不得有22当量以上缺陷。当量以上缺陷。c.c.试块上试块上55平底孔垂直于表面，平底平底孔垂直于表面，平底孔底面与表面平行，光滑。孔底面与表面平行，光滑。d.d.平底孔距离应符合平底孔距离应符合JB/T4730-2005JB/T4730-2005标标准准4.1.3.24.1.3.2表表2 2 要求。要求。.六、缺陷判别与测定六、缺陷判别与测定 1、缺陷的判别、缺陷的判别 以下三种情况之一即为缺陷：以下三种情况之一即为缺陷：(1)F150%缺陷第一次反射波高大于等于缺陷第一次反射波高大于等于50%50%；（2）B110
43、0%而而F1/B150%第一次底波小于第一次底波小于100%100%，而第一次缺陷波与，而第一次缺陷波与第一次底波之比大于等于第一次底波之比大于等于50%50%；（3）B150%第一次底波小于第一次底波小于50%50%。底波下降严重，为倾。底波下降严重，为倾斜、吸收性缺陷。斜、吸收性缺陷。.2、缺陷的测定、缺陷的测定 A A、定位；位置的确定。、定位；位置的确定。B B、定量；大小的确定。、定量；大小的确定。C C、定性；估判性质。、定性；估判性质。（1 1）位置的测定）位置的测定A A、深度、深度依据示波屏缺陷波所对的刻度依据示波屏缺陷波所对的刻度及扫描比例来确定。及扫描比例来确定。B B、
44、平面位置、平面位置可根据直探头在钢板上的可根据直探头在钢板上的位置画出在板材表面的位置。最后记录位置画出在板材表面的位置。最后记录在报告上。在报告上。（2 2）缺陷定量：）缺陷定量：指示长度；指示长度；缺陷面积。缺陷面积。A A、F150%F1=25%F150%F1=25%B B、B1B1100%100%，F1/B150%F1/B1=50%F1/B150%F1/B1=50%C C、B1B150%50%B1=50%B1=50%F150%F150%F1=25%F1=25%B1B1100%100%，F1/B150%F1/B150%F1/B1=50%F1/B1=50%B1B150%50%B1=50%B
45、1=50%.(3)(3)缺陷性质估判：缺陷性质估判：结合波型特点和钢板制造工艺综合判断，结合波型特点和钢板制造工艺综合判断，波型特点大致为：波型特点大致为：分层分层 缺陷波形整齐均匀、波峰陡直，大面缺陷波形整齐均匀、波峰陡直，大面积分层只有缺陷回波，无底波，指示长积分层只有缺陷回波，无底波，指示长度长；小面积分层有缺陷波，底波降低度长；小面积分层有缺陷波，底波降低或消失，有一定长度。分层大多在钢板或消失，有一定长度。分层大多在钢板中部，平行于钢板表面中部，平行于钢板表面.测定方向性很测定方向性很强，垂直检测时（从钢板侧面）不易探强，垂直检测时（从钢板侧面）不易探到。到。白点白点 小裂纹（白点）
46、反射波密集、波峰强烈小裂纹（白点）反射波密集、波峰强烈尖锐、移动探头时波峰此起彼伏，十分尖锐、移动探头时波峰此起彼伏，十分活跃，有底波，但活跃，有底波，但明显降低明显降低；大裂纹时；大裂纹时缺陷反射波强烈，无底波。裂纹是沿钢缺陷反射波强烈，无底波。裂纹是沿钢板金属组织的晶界延伸扩展，对探伤方板金属组织的晶界延伸扩展，对探伤方向性要求不强，从钢板四面都能探测到向性要求不强，从钢板四面都能探测到缺陷缺陷，且在板厚方向对称。且在板厚方向对称。.折迭折迭 存在于钢板表面或近表面存在于钢板表面或近表面.在探测在探测面附近时不一定直接产生缺陷波，对底面附近时不一定直接产生缺陷波，对底波多次反射波减少次数，
47、并使多次反射波多次反射波减少次数，并使多次反射波位置改变，始波加宽，有时使底波消波位置改变，始波加宽，有时使底波消失。在底面附近时反射条件变差，使底失。在底面附近时反射条件变差，使底波位置前移。（缩短声波路程）波位置前移。（缩短声波路程）.分散夹杂物：分散夹杂物：缺陷位置无规律性。缺陷分布有一定范缺陷位置无规律性。缺陷分布有一定范围，呈分散性。围，呈分散性。缺陷特点：位置不一定，一片片出现，缺陷特点：位置不一定，一片片出现，无序变化，不一定影响底波多次反射次无序变化，不一定影响底波多次反射次数数.七、质量等级判定：七、质量等级判定：非危险缺陷评定按非危险缺陷评定按JB/T4730-2005JB
48、/T4730-2005标准标准4.1.7 4.1.7 条规定评定，白点、裂纹等危险缺陷评条规定评定，白点、裂纹等危险缺陷评级。级。1.1.缺陷的评定方法缺陷的评定方法 缺陷指示长度、单个缺陷指示面积缺陷指示长度、单个缺陷指示面积 、缺陷、缺陷面积占有率面积占有率 1 1）.缺陷指示长度的评定规则缺陷指示长度的评定规则 单个缺陷按其指示的最大长度为该缺陷单个缺陷按其指示的最大长度为该缺陷 的指示长度，指示长度小于的指示长度，指示长度小于4040毫米不计。毫米不计。.2 2）.单个缺陷指示面积的评定规则单个缺陷指示面积的评定规则 A A、一个缺陷指示的面积作为缺陷的单个、一个缺陷指示的面积作为缺陷
49、的单个指示面积；指示面积；B B、多个缺陷，相邻间距、多个缺陷，相邻间距100mm100mm或间距小或间距小于相邻较小缺陷的指示长度，以各块面积于相邻较小缺陷的指示长度，以各块面积之和作为单个缺陷指示面积。之和作为单个缺陷指示面积。3 3）.缺陷面积占有率的评定规则缺陷面积占有率的评定规则 在在1m21m2检测面积内，缺陷面积所占百分比检测面积内，缺陷面积所占百分比来确定。来确定。.2.质量分级质量分级（1 1）非危险缺陷按）非危险缺陷按JB/T4730-2005JB/T4730-2005标准标准4.1.84.1.8规定评级规定评级 （2 2）白点、裂纹等危险缺陷评）白点、裂纹等危险缺陷评级级
50、 .例例1 1：某一钢板，经超声波检测，在：某一钢板，经超声波检测，在1m21m2内存在内存在40402 2的非危险缺陷的非危险缺陷2 2个，间距为个，间距为80mm80mm；30302 2，8 8个，间距为个，间距为100mm100mm；按；按JB4730-2005JB4730-2005评定级别评定级别?解解解解:(1):(1):(1):(1)单个缺陷评级单个缺陷评级单个缺陷评级单个缺陷评级 404040402 2 2 2、2 2 2 2个，间距个，间距个，间距个，间距80mm80mm80mm80mm100mm100mm100mm100mm 单个缺陷最大面积：单个缺陷最大面积：单个缺陷最大面