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1、 无损检测概论 武进无损检测（NDT)：就是利用声就是利用声、光、磁和电等特、光、磁和电等特性，在不损坏或不影响被检对象使用性能的前提下，性，在不损坏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，给出缺检测被检对象中是否存在缺陷或不均匀性，给出缺陷大小、位置、性质和数量等信息，进而判定被检陷大小、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、使用寿命等）的对象所处技术状态（如合格与否、使用寿命等）的所有技术手段的总称。无损检测方法很多（目视检所有技术手段的总称。无损检测方法很多（目视检测、声发射、超声波衍射时差法等），并且随着科测、声发射、超声波衍
2、射时差法等），并且随着科学技术的不断发展，出现了红外等新的检测技术手学技术的不断发展，出现了红外等新的检测技术手段，但根据美国国家宇航局调研分析，其认为可分段，但根据美国国家宇航局调研分析，其认为可分为六大类约为六大类约7070余种。但在实际应用中比较常用的，余种。但在实际应用中比较常用的，也就是我们说的常规无损检测方法仍指为涡流检测、也就是我们说的常规无损检测方法仍指为涡流检测、磁粉（漏磁）检测、射线检测、渗透检测和超声检磁粉（漏磁）检测、射线检测、渗透检测和超声检测五种。测五种。无损检测在国民经济中的地位n n无损检测技术是一门在国民经济中占有重要位置的新兴技术，它的重要地位是由其可靠性、
3、安全性与经济性所决定的。（1)无损检测技术的可靠性是指它可以在不损坏工件（材料）完好性情况下100%地检测，所以不会产生象破坏性取样检测方法所固有的漏检问题。又由于它可实现在线检测，所以可将检测结果及时提供出来，避免缺陷的进一步发展。（2）无损检测技术的安全性指的是，它能把隐藏在工件（材料）与结构中的危害性缺陷检测出来，因而它的使用会使被检工件（材料）能安全使用。（3）无损检测技术的经济性，无损检测技术的采用与企业巨大的经济效益之间关系已是国内外人所共知的事实。无损检测是工业发展必不可少的有效工具，在一定无损检测是工业发展必不可少的有效工具，在一定程度上反映了一个国家的工业发展水平，其重要程度
4、上反映了一个国家的工业发展水平，其重要性已得到公认。由于无损检测技术的三大优越性，性已得到公认。由于无损检测技术的三大优越性，无损检测技术已应用到各个行业和领域。我国在无损检测技术已应用到各个行业和领域。我国在19781978年年1111月成立了全国性的无损检测学术组织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以来。冶金中国机械工程学会无损检测分会以来。冶金、电力、石油化工、船舶、宇航、核能等行业还陆电力、石油化工、船舶、宇航、核能等行业还陆续成立了各自的无损检测学会或协会。部分省、续成立了各自的无损检测学会或协会。部分省、自治区、直辖市和地级市陆续成立了省（市）级、自治区、
5、直辖市和地级市陆续成立了省（市）级、市地级无损检测学会或协会，东北、华东、西南市地级无损检测学会或协会，东北、华东、西南等区域还各自陆续成立了区域性的无损检测学会等区域还各自陆续成立了区域性的无损检测学会或协会。或协会。无损检测人员资格鉴定与认证，无损检测人员资格鉴定与认证，GB/T9445-2008GB/T9445-2008无无损检测人员资格鉴定与认证损检测人员资格鉴定与认证，技术等级也做了，技术等级也做了相关规定。相关规定。无损检测的应用特点1）无损检测的最大特点是能在不损坏试件（工件)材质、结构的前提下进行检测，所以实施无损检测后，产品的检查率可达100%，但是，并不是所有需要测试的项目
6、和指标都能进行无损检测，它也存在自身的局限性。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，对于一个工件、材料、设备的评价，必须与破坏性试验结果互相对比和配合，才能作出准确的评定。例如中华人民共和国国家质量监督检疫总局和中国例如中华人民共和国国家质量监督检疫总局和中国国家标准化管理委员会国家标准化管理委员会20082008年年9 9月月1111日发布的日发布的GB/T7736-2008GB/T7736-2008钢的低倍缺陷超声波检验方法钢的低倍缺陷超声波检验方法规定此标准适用于方坯规定此标准适用于方坯、矩形、圆型等简单截面的、矩形、圆型等简单截面的轧制、锻造钢材
7、（坯）低倍缺陷的超声波检验，也轧制、锻造钢材（坯）低倍缺陷的超声波检验，也适用于其他刚直备件、坯料的缺陷检验。其中适用于其他刚直备件、坯料的缺陷检验。其中9.29.2条：条：经超声波检验，凡缺陷波低于判伤界限，该炉批应经超声波检验，凡缺陷波低于判伤界限，该炉批应判为超声波低倍检验合格，无需做酸蚀试验，结果判为超声波低倍检验合格，无需做酸蚀试验，结果报告按报告按“低倍合格低倍合格”报出。报出。9.39.3条：经超声波检验，凡缺陷波不低于判伤界限，条：经超声波检验，凡缺陷波不低于判伤界限，应按应按GB/T226GB/T226做酸蚀试验，报告按酸蚀试验结果报做酸蚀试验，报告按酸蚀试验结果报出。出。2
8、）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。3）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特点，为提高检测准确结果，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，选择核实的无损检测方法。4）综合应用各种无损检测方法综合应用各种无损检测方法:任何一种无损检测任何一种无损检测方法都不是万能的，每种方法都有各自的优点和缺方法都不是万能的，每种方法都有各自的优点和缺点。应尽可能多用几种检测方法，互相取长补短，点。应尽可能多用几种检测方法，互相取长补短，以保障试件（工件）产品质量。例如有
9、些企业引进以保障试件（工件）产品质量。例如有些企业引进涡流、超声联合自动化检测线或漏磁、超声联合自涡流、超声联合自动化检测线或漏磁、超声联合自动化检测线等，此外，在无损检测的应用中，我们动化检测线等，此外，在无损检测的应用中，我们还应充分认识到，检测的目的不是片面的追求过高还应充分认识到，检测的目的不是片面的追求过高要求的要求的“高质量高质量”，而是应充分保证安全性和合适，而是应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，风险率的前提下，着重考虑其经济性。只有这样，无损检测的应用才能达到预期的目的。无损检测的应用才能达到预期的目的。五大常规无损检测介绍 涡流检测（ET）法的
10、简介优点：对管材而言，涡流探伤是可取代水压试验的优点：对管材而言，涡流探伤是可取代水压试验的检测方法之一。涡流检测时线圈不需要与被检物直检测方法之一。涡流检测时线圈不需要与被检物直接接触，易于实现自动化，可进行高速检测接接触，易于实现自动化，可进行高速检测（100m/min)100m/min)。可进行脱碳层。可进行脱碳层、涂层、镀层的无接、涂层、镀层的无接触测厚，可根据电导率磁导率来分选钢种及合金种触测厚，可根据电导率磁导率来分选钢种及合金种类，测量硬度等。类，测量硬度等。缺点：不适用于形状复杂的工件，而且只能检测导缺点：不适用于形状复杂的工件，而且只能检测导电材料表面和近表面缺陷，缺陷深度一
11、般不大于电材料表面和近表面缺陷，缺陷深度一般不大于5mm,5mm,涡流检测必须有高频信号存在，给信号处理带涡流检测必须有高频信号存在，给信号处理带来一定困难，容易引起信号相互干涉。检测结果也来一定困难，容易引起信号相互干涉。检测结果也易受到材料本身及检测仪器功能和检测条件等其它易受到材料本身及检测仪器功能和检测条件等其它因素干扰。因素干扰。漏磁（磁粉）检测（MT）（MFT）法的简介n漏磁（磁粉）检测其原理是将一铁磁性工件置于磁场中被磁化后，由其原理是将一铁磁性工件置于磁场中被磁化后，由于不连续性的存在，使工件表面和近表面的磁力于不连续性的存在，使工件表面和近表面的磁力线发生局部畸变而产生漏磁场
12、，通过检测漏磁场线发生局部畸变而产生漏磁场，通过检测漏磁场来发现缺陷的。来发现缺陷的。从检测漏磁场方式来分，人们习惯上把用通过磁粉从检测漏磁场方式来分，人们习惯上把用通过磁粉被漏磁场吸附来检测漏磁场方式称磁粉检测。而被漏磁场吸附来检测漏磁场方式称磁粉检测。而把用传感器将此漏磁通检测出来的方式称为漏磁把用传感器将此漏磁通检测出来的方式称为漏磁检测。检测。优点和缺点优点和缺点(局限性）局限性）1 1）磁粉检测适用于铁磁性材料表面和近表面尺寸很）磁粉检测适用于铁磁性材料表面和近表面尺寸很小小、间隙窄，目视难于看到的不连续性。、间隙窄，目视难于看到的不连续性。2 2）可对原材料、半成品、成品工件和在役
13、的零部件）可对原材料、半成品、成品工件和在役的零部件检测，还可对板材、型材、棒材、锻件等进行检测。检测，还可对板材、型材、棒材、锻件等进行检测。3 3）可发现裂纹、夹杂、发纹、白点等缺陷。）可发现裂纹、夹杂、发纹、白点等缺陷。4 4）漏磁法可实现缺陷的初步量化。漏磁法可实现缺陷的初步量化。5 5）漏磁法中的检测漏磁场的传感器（检测漏磁场的漏磁法中的检测漏磁场的传感器（检测漏磁场的“磁敏元件磁敏元件”主要有线圈主要有线圈、霍尔元件、磁阻元件及、霍尔元件、磁阻元件及磁阻二级管等）磁阻二级管等）反映速度高，据相关资料查阅，探反映速度高，据相关资料查阅，探伤速度伤速度120m/min.120m/min
14、.所以很适于自动探伤。所以很适于自动探伤。5 5）缺陷不能检测奥氏体不锈钢材料和用奥氏体不锈）缺陷不能检测奥氏体不锈钢材料和用奥氏体不锈钢焊条焊接的焊缝。对于表面浅的划线，埋藏较深钢焊条焊接的焊缝。对于表面浅的划线，埋藏较深的孔洞和与工件表面夹角小于的孔洞和与工件表面夹角小于2020o o的分层和折叠难于的分层和折叠难于发现。发现。6 6）磁粉探伤很容易探出深度为磁粉探伤很容易探出深度为0.05mm0.05mm或更小表面或更小表面和近表面缺陷，漏磁探伤灵敏度不如磁粉探伤灵敏和近表面缺陷，漏磁探伤灵敏度不如磁粉探伤灵敏度。但查阅相关资料，有企业引进德国的漏磁探伤度。但查阅相关资料，有企业引进德国
15、的漏磁探伤设备可以检测棒材表面设备可以检测棒材表面0.10.1（深）（深）mm*0.1mm*0.1（宽）（宽）mm*10mm*10（长）（长）mmmm裂纹。裂纹。7 7）成品检测需要退磁。成品检测需要退磁。8）对被检工件检测结果影响较多，例如提离值、磁化强度、材料表面状态、辊道的传送精度等都会影响工件的漏磁信号。需要在实际检查过程中更多方面考虑各种影响因素，综合调节，才能得到准确的检测结果。9）漏磁检测不适合开口很窄的裂纹，尤其是闭合缺陷。10）由于采用传感器检测漏磁场，漏磁检测不适合检测形状复杂的试件（工件）。射线检测（RT）法的简介射线检测 是指用x射线和r射线（中子射线也逐渐用于探伤，但
16、还不普遍）透射试件（工件)，以胶片作为记录信息的器材的无损检测方法。该方法是最基本的、应用最广泛的一种非破坏性检验方法。射线检测原理：射线能透过肉眼无法穿透的物质使胶片感光，当x射线和r射线照射胶片时，与普通光线一样，能使胶片乳剂层中的溴化银产生潜影，由于不同密度的物质对射线的吸收系数不同，照射到胶片各处的射线能量也就会产生差异，便可根据暗室处理后的底片各处黑度差来判别缺陷。射线检测法的优点缺点（局限性）：1）可以获得缺陷的直观图像，定性准确，对长度、宽度的定量也比较准确。2）检测结果有直接记录，可以长期保存。3）对体积性缺陷（气孔、夹渣、咬边、凹坑等）检测手段很高。对面积性缺陷（未焊透、裂纹
17、等），如果照相角度不适当，容易漏检。4）适宜检验厚度较薄的工件而不宜较厚的工件，因为检验厚工件需要高能量射线设备，而且随着厚度增加，其检验灵敏度也会下降。5）适宜检验对接焊缝，不适宜检验板材、棒材和锻件等6）对缺陷在工件厚度中的位置、尺寸（高度）的缺定比较困难。7）检测成本高，检测速度慢。8）具有辐射生物效应，能够杀死生物细胞，损害生物组织，危机生物器官的正常功能。总的来说，射线检测法是定性准确，有可靠长期保存的直观图像，总体成本相对较高，而且射线对人体有害，检验速度会较慢。渗透检测（PT）法的简介渗透检测渗透检测是指利用某些液体（渗透剂）涂刷在被检工件表层，由于浸润作用和毛细现象，这些液体会
18、渗入被检工件表面开口的狭缝间隙，随后在毛细管作用下，液体（渗透剂）被显象剂吸附显像，通过放大，表面缺陷图像形状和分布状态在一定光源（紫外线或白光）下可以被肉眼识别。渗透法优点1）可以检测各种材料，金属、非金属材料；磁性、非磁性材料；焊接、锻造、轧制等加工方式。2）渗透法的灵敏度很高，一般，深为0.02mm宽为0.001mm的表面裂纹是容易发现的3）显示直观、操作方便。缺点（局限性）1）只能检出表面开口的缺陷。2）不适于检查多孔疏松性材料制成的工件和粗糙表面的工件。3）只能检出缺陷的表面分布，难于确定缺陷的实际深度，因而很难对缺陷做出定量评价，检测结果受操作者影响也较大。4）成本较高，场地环境污
19、染大。超声检测（UT）法超声检测是五大常规无损检测技术之一，是目前国内外应用最广泛、使用频率最高且发展较快的一种无损检测技术。它是产品制造中实现质量控制、节约原材料、改进工艺、提高劳动生产率的重要手段，也是设备维护中不可或缺的手段之一。超声检测的定义：通过超声波与试件（工件）相互作用，就反射、透射和散射的波进行研究，对试件（工件）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。超声波检测工作原理超声检测主要是基于超声波在工件中的传播特性，如声波在通过材料时能量会损失，在遇到声阻抗不同的两种介质分界面时会发生反射等。其工作原理是：1）声源产
20、生超声波，采用一定的方式使超声波进入工件。2）超声波在工件中传播并与工件材料以及其中的缺陷相互作用，使其传播方向或特征改变。3）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。4）根据接收的超声波的特征，评估工件本身及其内部是否存在缺陷及缺陷的特征。以脉冲反射式模拟探伤仪为例A A型脉冲反射式模拟超声波检测仪的主要组成部分是型脉冲反射式模拟超声波检测仪的主要组成部分是:同步电路同步电路、扫描电、扫描电路、发射电路、接受放大器电路、显示器和电源电路等。路、发射电路、接受放大器电路、显示器和电源电路等。仪器工作原理：同步电路产生触发脉冲同时加至扫描电路和发射电路，仪器工作原理：同步电路产
21、生触发脉冲同时加至扫描电路和发射电路，扫描电路受触发开始工作，产生锯齿波扫描电压，加至示波管水平偏转扫描电路受触发开始工作，产生锯齿波扫描电压，加至示波管水平偏转板，使电子束发生水平偏转，在荧光屏上产生一条水平扫描线。与此同板，使电子束发生水平偏转，在荧光屏上产生一条水平扫描线。与此同时，发射电路受触发产生高频脉冲，施加至探头，激励压电晶片振动，时，发射电路受触发产生高频脉冲，施加至探头，激励压电晶片振动，在工件中产生超声波，超声波在工件中以一定方式和速度向前传播，遇在工件中产生超声波，超声波在工件中以一定方式和速度向前传播，遇到缺陷或底面产生反射，返回探头时，又被压电晶片转变为电信号，经到缺
22、陷或底面产生反射，返回探头时，又被压电晶片转变为电信号，经接收放大和检波，加至示波管垂直偏转板上，使电子束发生垂直偏转，接收放大和检波，加至示波管垂直偏转板上，使电子束发生垂直偏转，在水平扫描线的相应位置上产生缺陷回波和底波。在水平扫描线的相应位置上产生缺陷回波和底波。通常用来发现缺陷和对其进行评估的基本信息为：通常用来发现缺陷和对其进行评估的基本信息为：1 1）是否存在来自缺陷的超声波信号及其幅度。）是否存在来自缺陷的超声波信号及其幅度。2 2）入射声波与接收声波之间的传播时间。）入射声波与接收声波之间的传播时间。3)3)超声波通过材料以后能量的衰减。超声波通过材料以后能量的衰减。A A型脉
23、冲反射法原理及型脉冲反射法原理及A A型显示图示：型显示图示：A A型显示型显示-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。显示出来。横坐标代表声波传播时间，纵坐标代表信号幅度横坐标代表声波传播时间，纵坐标代表信号幅度。超声波检测优点：超声波检测优点：1 1）适用与金属）适用与金属、非金属和复合材料等多种试件（工件、非金属和复合材料等多种试件（工件)的无的无损检测工作。损检测工作。2)2)穿透能力强。可对较大范围内的试件（工件）内部缺陷进穿透能力强。可对较大范围内的试件（工件）内部缺陷进行检测。如对金属材料，可检测厚度行检测。
24、如对金属材料，可检测厚度1 12mm2mm的薄壁管材和板的薄壁管材和板材，也可检测几米厚的锻件。材，也可检测几米厚的锻件。3 3）缺陷定位较准确。）缺陷定位较准确。4 4）对面积性缺陷的检出率较高。）对面积性缺陷的检出率较高。5 5）灵敏度高，可检测试件（工件）灵敏度高，可检测试件（工件)内部尺寸很小的缺陷。内部尺寸很小的缺陷。6 6）从检测缺陷部位来说，既可以使表面缺陷，也可以是内）从检测缺陷部位来说，既可以使表面缺陷，也可以是内部缺陷。部缺陷。7 7）检测成本低、速度快对人体及环境无害。便携式仪器设）检测成本低、速度快对人体及环境无害。便携式仪器设备轻便，现场使用方便。备轻便，现场使用方便
25、。超声波检测缺点（局限性）：超声波检测缺点（局限性）：1 1）对试件（工件）中的缺陷进行精确的定性）对试件（工件）中的缺陷进行精确的定性、定量、定量仍需做深入研究。仍需做深入研究。2 2）对具有复杂形状和不规则外形的试件（工件）对具有复杂形状和不规则外形的试件（工件)进进行超声波检测有困难。行超声波检测有困难。3 3）缺陷位置、取向和形状对检测结果有一定影响。）缺陷位置、取向和形状对检测结果有一定影响。4 4）材质、晶粒度等对检测有较大影响。）材质、晶粒度等对检测有较大影响。5 5）以常用的）以常用的A A型手工脉冲反射法检测时检测结果显型手工脉冲反射法检测时检测结果显示不直观，且检测结果无直
26、接见证记录。示不直观，且检测结果无直接见证记录。基本常识次声波、声波次声波、声波 、超声波、超声波次声波、声波次声波、声波 、超声波都是在弹性介质（质点间以弹性力、超声波都是在弹性介质（质点间以弹性力连接在一起的介质称为弹性介质。一般固体、液体连接在一起的介质称为弹性介质。一般固体、液体 、气体、气体都可视为弹性介质都可视为弹性介质 ）中传播的机械波（机械振动在弹性介）中传播的机械波（机械振动在弹性介质中的传播过程）质中的传播过程）机械振动机械振动-物体（或质点）在某一平衡位置附近作来回物体（或质点）在某一平衡位置附近作来回往复的运动称为机械振动。如弹簧振子、往复的运动称为机械振动。如弹簧振子
27、、摆轮、音叉以及摆轮、音叉以及蒸汽机活塞的往复运动等。人们把能引起听觉的机械波称为蒸汽机活塞的往复运动等。人们把能引起听觉的机械波称为声波，频率在声波，频率在202020000Hz20000Hz之间。频率低于之间。频率低于20Hz20Hz的机械波称的机械波称为次声波，频率高于为次声波，频率高于20000Hz20000Hz机械波称为超声波机械波称为超声波。1）介质中质点振动方向与波的传播方向互相平行的波称为纵波。凡能承受拉伸或压缩应力的介质都能传播纵波。固体介质能承受拉伸或凡能承受拉伸或压缩应力的介质都能传播纵波。固体介质能承受拉伸或压缩应力，因此固体介质可以传播纵波。液体和气体虽然不能承受拉伸
28、压缩应力，因此固体介质可以传播纵波。液体和气体虽然不能承受拉伸应力，但能承受压应力产生的体积变化，因此液体和气体介质也可以传应力，但能承受压应力产生的体积变化，因此液体和气体介质也可以传播纵波。播纵波。2 2）介质中质点的振动方向与波的传播方向互相垂直的波，称为横波。）介质中质点的振动方向与波的传播方向互相垂直的波，称为横波。横波中介质质点受到交变剪切应力作用并产生形变。只有固横波中介质质点受到交变剪切应力作用并产生形变。只有固体介质才能承受剪切应力，液体和气体不能承受剪切应力，体介质才能承受剪切应力，液体和气体不能承受剪切应力，故横波只能在固体介质中传播，不能在液体和气体介质中传故横波只能在
29、固体介质中传播，不能在液体和气体介质中传播。播。超声波波型不同时介质弹性形变形式不同，声速也不一样。超声波波型不同时介质弹性形变形式不同，声速也不一样。固体介质中的声速与介质的密度和弹性模量等有关，不同的固体介质中的声速与介质的密度和弹性模量等有关，不同的介质，声速不同，介质的弹性模量越大，密度越小，则声速介质，声速不同，介质的弹性模量越大，密度越小，则声速越大。越大。一般钢中纵波声速为一般钢中纵波声速为5900M/S 5900M/S 钢中横波声速为钢中横波声速为3230M/S3230M/S根据根据=C/f =C/f 可知，相同频率相同材质纵波可知，相同频率相同材质纵波 大于横波大于横波纵波直
30、探头和横波斜探头主要用途纵波直探头和横波斜探头主要用途探头与工件的接触方式：探头与工件的接触方式：1 1）直接接触法）直接接触法 探头与工件检测面之间，涂探头与工件检测面之间，涂有很薄耦合剂层因此可以看作两者直接接触，故有很薄耦合剂层因此可以看作两者直接接触，故称为直接接触法。称为直接接触法。耦合剂的作用当工件和探头之间有一层空气时，超声波的反射率当工件和探头之间有一层空气时，超声波的反射率几乎为几乎为100100%，即使很薄的一层空气也可阻止超声波，即使很薄的一层空气也可阻止超声波出入工件。因此，排除探头与工件之间的空气非常出入工件。因此，排除探头与工件之间的空气非常重要。耦合剂可以填充探头
31、与空气间的间隙，使超重要。耦合剂可以填充探头与空气间的间隙，使超声波能够传入工件，这是耦合剂的主要目的。除此声波能够传入工件，这是耦合剂的主要目的。除此之外，耦合剂油润滑作用，可以减少探头与工件之之外，耦合剂油润滑作用，可以减少探头与工件之间的摩擦，防止工件表面磨损探头，并使探头便于间的摩擦，防止工件表面磨损探头，并使探头便于移动。移动。水可以作为耦合剂，但容易流失，有时不易润湿工水可以作为耦合剂，但容易流失，有时不易润湿工件表面。直接接触法中不作为主要选择。件表面。直接接触法中不作为主要选择。2 2）液浸法液浸法 将探头和工件浸入水中，以液体作为耦合剂进将探头和工件浸入水中，以液体作为耦合剂
32、进行检测的方法。耦合剂可以使水也可以是油。当为水时，称行检测的方法。耦合剂可以使水也可以是油。当为水时，称为水浸法为水浸法 。1）检测面的选择和准备针对一个确定的工件，当存在多个可能的入射面时，检测面的选择首先要考虑缺陷的最大可能取向。如果缺陷的主反射面与工件的某一表面近似平行，则选用从改表面入射的垂直入射纵波，这样使声束轴线与缺陷的主反射面接近垂直。这对缺陷的检测是最有力的。为了保证检测面能提供良好声耦合，进行超声波检为了保证检测面能提供良好声耦合，进行超声波检测前应进行目视检查工件表面，去除氧化皮测前应进行目视检查工件表面，去除氧化皮、毛刺毛刺等。等。2 2）探头频率的选择）探头频率的选择
33、超声波检测频率一般在超声波检测频率一般在0.50.510MHz10MHz，选择范围大，选择范围大，但在选择频率时要考虑以下几点。但在选择频率时要考虑以下几点。A A，由于波的绕射，使超声波检测灵敏度约为，由于波的绕射，使超声波检测灵敏度约为/2./2.因此提高频率有利于发现更小的缺陷。因此提高频率有利于发现更小的缺陷。B.B.频率高，衰减越大，对金属材料，若频率过高或频率高，衰减越大，对金属材料，若频率过高或晶粒粗大时，衰减很显著，此时由于晶界的散射还晶粒粗大时，衰减很显著，此时由于晶界的散射还会出现草状回波，信噪比下降，从而导致缺陷检出会出现草状回波，信噪比下降，从而导致缺陷检出困难。困难。
34、中棒作业区小规格直径圆钢及扁钢手工接触法检测中棒作业区小规格直径圆钢及扁钢手工接触法检测选择单晶纵波直探头主要缺点和选择双晶纵波探头选择单晶纵波直探头主要缺点和选择双晶纵波探头优点。优点。在用单晶纵波直探头以脉冲发射法进行检测时，由在用单晶纵波直探头以脉冲发射法进行检测时，由于发射脉冲自身有一点宽度，加上放大器阻塞现象，于发射脉冲自身有一点宽度，加上放大器阻塞现象，在靠近始波的一段时间范围内，所要求发现的缺陷在靠近始波的一段时间范围内，所要求发现的缺陷往往不能发现，具体到被检工件中，这段时间所对往往不能发现，具体到被检工件中，这段时间所对应的由入射面进入工件的深度距离称为盲区。应的由入射面进入
35、工件的深度距离称为盲区。双晶探头优点双晶探头优点A A灵敏度高。灵敏度高。B B克服阻塞消除发射压电晶片与延迟块克服阻塞消除发射压电晶片与延迟块之间反射杂波，杂波少盲区小之间反射杂波，杂波少盲区小 。C C工件中近场区长工件中近场区长度小。度小。D D 检测范围可调。检测范围可调。n nT探头静态实物展示探头静态实物展示探头静态实物展示探头静态实物展示检测灵敏度的调整检测灵敏度是指在确定的声程范围内发现规定大小检测灵敏度是指在确定的声程范围内发现规定大小缺陷的能力。一般根据产品技术要求或有关标准确缺陷的能力。一般根据产品技术要求或有关标准确定，可通过调节仪器上的增益定，可通过调节仪器上的增益、
36、衰减器衰减器、发射强度、发射强度等灵敏度旋钮来实现。等灵敏度旋钮来实现。调整灵敏度的目的在于发现工件中规定大小的缺陷，调整灵敏度的目的在于发现工件中规定大小的缺陷，并对缺陷定量。检测灵敏度太高或太低都对检测不并对缺陷定量。检测灵敏度太高或太低都对检测不利。灵敏度太高，示波屏上杂波多，缺陷判断困难。利。灵敏度太高，示波屏上杂波多，缺陷判断困难。太低，容易发生漏检。太低，容易发生漏检。调整灵敏度的常用方法有试块调整法和工件底波调调整灵敏度的常用方法有试块调整法和工件底波调整法两种整法两种。近场区概念波源附近由于波的干涉而出现一系列声压极大值极小值的区波源附近由于波的干涉而出现一系列声压极大值极小值
37、的区域，称为超声波近场区。波源轴线上最后一个声压极大值至域，称为超声波近场区。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，用波源的距离称为近场区长度，用N N表示。表示。N=D N=D2 2/4/4 在近场区检测定量是不利的，处于声压极大值处的小缺陷回波可能较高，处于声压极小值处的小缺陷回波可能较低，这样容易引起误判，甚至漏检。因此尽可能避免在近场区检测定量。1）试块调整法 对于工件厚度X3N或不能获得底波时，采用试块调整法 较为适宜，因为X3N时不符合计算法的适用条件，而且幅度随距离的变化不是单调的。方法是，根据工件规格和对灵敏度的要求选择相应的试块，将探头对准试块上的人工反射体
38、，调整仪器上相关灵敏度旋钮，使示波屏上人工反射体的最高反射回波达到基准高度。n nT试块调整法静态展示试块调整法静态展示试块调整法静态展示试块调整法静态展示2 2）工件底波调整法）工件底波调整法利用试块调整灵敏度，操作简单方便，但需加工不利用试块调整灵敏度，操作简单方便，但需加工不同声程不同当量尺寸的试块，成本高，携带不便。同声程不同当量尺寸的试块，成本高，携带不便。工件底波调整法调整灵敏度是根据工件底面回波与工件底波调整法调整灵敏度是根据工件底面回波与同深度的人工缺陷（如平底孔）回波分贝差为定值同深度的人工缺陷（如平底孔）回波分贝差为定值的原理进行的，其定值由相关理论公式，输入检测的原理进行
39、的，其定值由相关理论公式，输入检测缺陷当量缺陷当量、声波类型波长和被检工件规格等计算出声波类型波长和被检工件规格等计算出来。来。其操作方法是将探头对准工件底波，调整旋钮使底其操作方法是将探头对准工件底波，调整旋钮使底波最高达基准高度，然后用衰减器增益计算得出的波最高达基准高度，然后用衰减器增益计算得出的定值。定值。工件底波调整法只能用于厚度工件底波调整法只能用于厚度X X3N3N的工件，同时要的工件，同时要求工件具有平行底面或圆柱曲底面，且底面光洁干求工件具有平行底面或圆柱曲底面，且底面光洁干净。净。缺陷的评定当超声检测发现缺陷显示信号后，要对缺陷进行评定，以判当超声检测发现缺陷显示信号后，要
40、对缺陷进行评定，以判断是否危害使用。缺陷评定的内容主要是缺陷位置的确断是否危害使用。缺陷评定的内容主要是缺陷位置的确定和缺陷尺寸的评定。缺陷位置的确定包括缺陷平面位定和缺陷尺寸的评定。缺陷位置的确定包括缺陷平面位置和埋藏深度的确定；缺陷尺寸的评定包括缺陷回波幅置和埋藏深度的确定；缺陷尺寸的评定包括缺陷回波幅度的评定、当量尺寸的评定和缺陷延伸长度（或面积）度的评定、当量尺寸的评定和缺陷延伸长度（或面积）的测量。的测量。一一缺陷位置的确定缺陷位置的确定二缺陷尺寸的评定在实际检测中，由于自然缺陷的形状、性二缺陷尺寸的评定在实际检测中，由于自然缺陷的形状、性质多种多样，要通过超声回波信号确定缺陷的真实
41、尺寸质多种多样，要通过超声回波信号确定缺陷的真实尺寸还是比较困难，目前主要是利用来自缺陷的反射波高、还是比较困难，目前主要是利用来自缺陷的反射波高、沿工件表面测出的缺陷延伸范围以及存在缺陷时底面回沿工件表面测出的缺陷延伸范围以及存在缺陷时底面回波的变化来评定。波的变化来评定。缺陷尺寸评定方法主要有回波高度法缺陷尺寸评定方法主要有回波高度法、当量评定法和长度测、当量评定法和长度测量法，量法，1.1.回波高度法回波高度法 根据回波高度给缺陷定量的方法称为回根据回波高度给缺陷定量的方法称为回波高度法。波高度法。（1)1)缺陷回波高度法缺陷回波高度法 在确定的检测条件下，缺陷尺寸在确定的检测条件下，缺
42、陷尺寸越大，反射声压就越大，对于垂直线性好的仪器，声压与回越大，反射声压就越大，对于垂直线性好的仪器，声压与回波高度成正比，因此，缺陷的大小可以用缺陷的回波高度来波高度成正比，因此，缺陷的大小可以用缺陷的回波高度来表示。表示。回波高度法在自动化或半自动化检测时十分方便。在实际检回波高度法在自动化或半自动化检测时十分方便。在实际检测是，用规定的反射体调好检测灵敏度后，以缺陷回波高度测是，用规定的反射体调好检测灵敏度后，以缺陷回波高度是否高于基准回波高度，作为判定工件是否合格的依据，通是否高于基准回波高度，作为判定工件是否合格的依据，通过闸门高度的设定，可以进行自动报警与纪录。过闸门高度的设定，可
43、以进行自动报警与纪录。（2 2）底面回波高度法）底面回波高度法2.2.当量评定法当量评定法 当量评定法是将缺陷回波幅度与规当量评定法是将缺陷回波幅度与规则形状的人工反射体的回波幅度进行比较的方法。则形状的人工反射体的回波幅度进行比较的方法。如果两者埋藏深度相同，反射波高相等，则称该人如果两者埋藏深度相同，反射波高相等，则称该人工反射体的反射面尺寸为缺陷的当量尺寸。工反射体的反射面尺寸为缺陷的当量尺寸。但由于影响缺陷反射体回波幅度的因素很多，所以但由于影响缺陷反射体回波幅度的因素很多，所以当量法确定的当量尺寸并不是缺陷的真实尺寸。因当量法确定的当量尺寸并不是缺陷的真实尺寸。因为人工反射体是一个规
44、则形状缺陷，且界面反射率为人工反射体是一个规则形状缺陷，且界面反射率较大，通常情况下实际缺陷的实际尺寸要大于当量较大，通常情况下实际缺陷的实际尺寸要大于当量尺寸。尺寸。当量评定法有试块对比法当量评定法有试块对比法、当量计算法和、当量计算法和AVGAVG曲线法曲线法（1 1）试块对比法）试块对比法 试块对比法是将缺陷波幅直接试块对比法是将缺陷波幅直接与对比试块中同声程的人工反射体回波幅度相比较，与对比试块中同声程的人工反射体回波幅度相比较，两者相等时以该人工反射体尺寸作为缺陷当量。两者相等时以该人工反射体尺寸作为缺陷当量。试块对比法给缺定量时，要保持检测条件相同，即试块对比法给缺定量时，要保持检
45、测条件相同，即所用试块材质所用试块材质、表面粗糙度和形状等都要与被检工、表面粗糙度和形状等都要与被检工件相同或相似，试块中平底孔的埋藏深度与缺陷的件相同或相似，试块中平底孔的埋藏深度与缺陷的埋藏深度相同，并且所用仪器、探头和对探头施加埋藏深度相同，并且所用仪器、探头和对探头施加的压力也要相同。如果缺陷的埋藏深度与所用对比的压力也要相同。如果缺陷的埋藏深度与所用对比试块中平底孔的埋藏深度不同，则可用两个埋藏深试块中平底孔的埋藏深度不同，则可用两个埋藏深度与之相近的平底孔，用插值法进行评定。度与之相近的平底孔，用插值法进行评定。试块对比法的优点是明确直观，结果可靠，又不受试块对比法的优点是明确直观
46、，结果可靠，又不受近场区限制，对仪器对水平线性和垂直线性要求也近场区限制，对仪器对水平线性和垂直线性要求也不高，因此，对于要求给缺陷回波幅度准确定量的不高，因此，对于要求给缺陷回波幅度准确定量的重要工件或要在重要工件或要在X X3N3N情况下给缺陷定量时常采用试情况下给缺陷定量时常采用试块对比法。块对比法。缺点最主要是需要制作一系列含不同声程不同直径缺点最主要是需要制作一系列含不同声程不同直径人工缺陷的试块。造价较高。人工缺陷的试块。造价较高。（2 2）当量计算法）当量计算法 是根据超声检测中测得的缺陷是根据超声检测中测得的缺陷回波与基准波高（或底波）的分贝差值，利用各种回波与基准波高（或底波
47、）的分贝差值，利用各种规则反射体的理论回波声压公式进行计算，求出缺规则反射体的理论回波声压公式进行计算，求出缺陷当量尺寸的定量方法。其应用前提是缺陷位于陷当量尺寸的定量方法。其应用前提是缺陷位于3N3N以外。以外。（3）AVG曲线法3.缺陷延伸长度的测定 对于面积大于声束截面直径的缺陷，可根据检测到缺陷的移动范围来确定缺陷的大小，通常称为缺陷指示长度的测量。缺陷指示长度测定的原理是：当声束整个宽度全部入射到大于声束截面的缺陷上时，缺陷反射波幅为其最大值，当声束一部分离开缺陷时，缺陷反射面积减小，回波幅度降低，完全离开时，缺陷回波不在显现，这样，就可以根据缺陷最大回波高度降低情况和探头的移动距离
48、来确定缺陷的边缘或长度。实际检测时，缺陷的回波完全消失的临界位置难于界定，所以，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、表面状况都会影响缺陷回波高度，因此，缺陷的指示长度总与缺陷的实际长度有一定的差别影响定量的一些因素1 1）耦合与衰减的影响）耦合与衰减的影响耦合的影响：在实际检测中，对探头施加的压力大小都会影耦合的影响：在实际检测中，对探头施加的压力大小都会影响缺陷回波高度，进而影响缺陷的定量。响缺陷回波高度，进而影响缺陷的定量。2 2）缺陷表面粗糙度的影响：对于粗糙表面的缺陷，当声波）缺陷表面粗糙度的影响：对于粗糙表面的缺陷，当声波垂直入射时，声波散乱
49、反射，同时各部分反射波由于有相位垂直入射时，声波散乱反射，同时各部分反射波由于有相位差而产生干涉，使回波波高随粗糙度的增大而下降。差而产生干涉，使回波波高随粗糙度的增大而下降。3 3）缺陷位置的影响：缺陷位于近场区内，同样大小的缺陷）缺陷位置的影响：缺陷位于近场区内，同样大小的缺陷会随位置不同而起伏变化，定量误差大。所以实际检测中尽会随位置不同而起伏变化，定量误差大。所以实际检测中尽量避免在近场区中检测。量避免在近场区中检测。4 4）缺陷的方位：实际缺陷表面相对于超声波入射方向往往）缺陷的方位：实际缺陷表面相对于超声波入射方向往往不垂直，因此对缺陷几何尺寸估计偏小可能性很大。不垂直，因此对缺陷
50、几何尺寸估计偏小可能性很大。5 5）缺陷性质的影响）缺陷性质的影响超声成像方法 2 2）超声成像方法）超声成像方法-就是利用超声波获得物体可见就是利用超声波获得物体可见图像的方法。可提供直观和大量信息，直接显示物图像的方法。可提供直观和大量信息，直接显示物体内部情况，体内部情况，重复性高，可对缺陷进行定量动态监重复性高，可对缺陷进行定量动态监控。一般而言，超声成像方法是基于控。一般而言，超声成像方法是基于A A型显示形成的型显示形成的工件不同截面的图像显示，大都具有自动数据采集、工件不同截面的图像显示，大都具有自动数据采集、自动数据处理，部分还具有自动做出评价的功能。自动数据处理，部分还具有自