第一篇：超聲波檢測實用公式

超聲波檢測實用公式 一、一般公式

1、不同反射體的回波聲壓比

（1）平底孔對大平底：Δ=20l（πXBΦ2/2λXf2）dB 用途：用于以底波方式調整超聲波探傷起始靈敏度和評定缺陷的當量大小，式中XB為大平底聲程（探測到工件地面的工件厚度）；Xf為平底孔聲程（即缺陷的埋藏深度）；Φ為預定探測靈敏度所規定的平底孔直徑；λ為所用頻率超聲波在被檢工件材料中的波長。在按照大聲程調整探傷起始靈敏度時，設XB=Xf，則公式簡化為Δ=20（πΦ2/2λXf），即將直探頭良好地耦合在探測面上，調整儀器的增益，使工件地面的第一次回波高度達到滿屏上的某一刻度（例如50%）,然后按公式計算所得到的dB值提高儀器的定量增益。在探傷過程中發現有缺陷回波高度超過預定的滿屏刻度（例如上面預定的50%）時，可根據將該回波高度降到預定刻度所需的ΔdB值和缺陷埋藏深度，按照公式計算出Φ當量值，即缺陷的當量值。

（2）球孔對大平底：Δ=20l（dXB/2Xf2）dB

d為當量球孔直徑，用途同上。（3）長橫孔對大平底：Δ=10l（ψXB2/2Xf3）dB

ψ為當量長橫孔直徑，用途同上。（4）短橫孔對大平底：Δ=10l（L2ψXB2/λXf4）dB

ψ為當量短橫孔直徑，L為短橫孔長度，用途同上。

（5）平底孔對平底孔：Δ=40l（Φ1X2/Φ2X1）dB

兩個不同聲程、不同直徑的平底孔回波聲壓比，用分貝表示。

用途：在探傷中，一般把調整探傷起始靈敏度時設定的一定聲程X2和一定直徑的平底孔Φ2作為基準，通過缺陷回波與基準回波高度分貝差（由探傷儀定）和缺陷埋藏深度X1計算出缺陷的平底孔當量大小Φ1，注意Δ的正負值所代表的意義是不同的—在以上規定時負值表示缺陷比基準平底孔當量小，反之則大。

（6）球孔對球孔：Δ=20（d1X22/d2X12）dB

兩個不同直徑不同聲程的球孔回波聲壓比，用途同上。

（7）長橫孔對長橫孔：Δ=10l（ψ1X23/ψ2X13）dB

兩個不同聲程不同直徑的長橫孔回波聲壓比，用途同上。

（8）短橫孔對短橫孔：Δ=10l（ψ1X24/ψ2X14）dB

兩個不同聲程不同直徑、長度相同的短橫孔回波聲壓比，用途同上。

（9）大平底對大平底：Δ=20l（X2/ X1）dB

一般用于驗證被檢工件材質衰減狀況。

回波幅度比：Δ=20l（H2/ H1）dB

以回波幅度法探傷時，將缺陷回波高度與基準波高

之間的幅度差異轉換成以分貝表示兩個幅度高度的差異

（10）大平底對凸圓柱底面：Δ= 10lg（R/ r）dB

R為圓柱外徑，r為圓柱內徑；計算得到的ΔdB值應是相當于大平底時的曲面補償值，顯然這是正值—凸底面的反射發散需要補償，見示意圖1

圖1（11）大平底對凹圓柱底面：Δ= 10lg（r / R）dB

R為圓柱外徑，r為圓柱內徑；計算得到的ΔdB值應是相當于大平底時的曲面補償值，顯然這是負值—凹底面的反射匯聚需要反補償，見示意圖2

圖2

2、縱波圓形晶片的有效直徑De

De=

4NC?0.97D0 fefe為回波頻率；D0為晶片名義直徑；N為近場區長度；C為材料中的聲速。在超聲換能器中，晶片自身的邊沿效應以及由于周邊被固定，因此實際發生振動發射聲波的區域稱為有效區域，對于圓形晶片則稱為有效直徑。

3、聲束的指向性

圓形晶片的聲束指向性：零擴散角θ0≈70λ/De 方形晶片的聲束指向性：零擴散角θ0≈57λ/a

（a為晶片邊長）

比聲束軸線聲壓低3dB的對應點構成的聲束之擴散角：θ-3dB≈29λ/De與θ-3dB≈25λ/a

4、綜合衰減系數測量

X≥3N時，α={（Bm-Bn）-20lg（m/n）-（m-n）（一次往返損失）/{2（m-n）X}dB/mm

X＜3N時，α={（Bm-Bn）-（m-n）（一次往返損失）/{2（m-n）X} dB/mm 注：為消除波導效應的影響，要求被測材料厚度X、探測面橫向尺寸H和L應滿足 H、L≥0.65X

5、界面上的反射與折射

sin?L1CL1?sin?L1CL1?sin?S1CS1?sin?S1CS1?sin?L2?S2?sin ?L2?S2?L1--縱波入射角 ?L1--橫波入射角 ?S1--縱波反射角 ?S1--橫波反射角 ?L2--縱波折射角

?S2--橫波折射角

第一臨界角：αⅠ=arcsin（CL1/CL2）

第二臨界角：αⅡ=arcsin（CL1/CS2）

CL1為第一介質縱波聲速

CL2為第二介質縱波聲速

CS2為第二介質橫波聲速

6、瑞利波入射角

αR=arcsin（CL1/CR）≥arcsin（CL1/CS2）

在有機玻璃-鋼界面的情況下，通常取αR為67~72°

7、橫波、縱波和瑞利波在同一材料中的聲速差異

鋼：CS≈0.55 CL CR≈0.92 CS

鋁：CS≈0.49 CL CR≈0.93 CS

二、繪制AVG曲線面板的計算公式

1、標準化距離：A=X/N0

(X-距離；N0-近場長度)

2、標準化缺陷（當量）：G=Φ/D0（Φ-平底孔直徑；D0-圓形晶片直徑）

3、底波振幅曲線：VB=20 p lgB/p0=20lg（π/2A）

（p-底面回破聲壓；B-工件厚度；p0-初始聲壓；A-晶片面積）

4、平底孔回波振幅：VΦ=20lg（pf/ p0）=20lg（π2G2/A2）

(pf-距離x處的回波聲壓)

5、繪制曲線面板時，最大測距上滿刻度HB的比例系數：K=HB/（π/2A）

三、橫波探傷中的幾何關系

S?Y?1?K X?S?K1?K2

Y?S?11?K2

K=tgβ

β-折射角

直射法

x1=Ky1

y1=x1/K 一次反射法

x2=Ky2’

y2=2t-y2’=2t-s2cosβ 二次反射法

x3=Ky3’

y3= y3’-2t 見圖3分析：

圖3

四、橫波探傷中的晶片有效直徑與近場

橫波探傷中的晶片有效直徑De

De?D0Acos??2e cos??式中D0-晶片的名義直徑； Ae—晶片有效面積； Ae=（cosβ/cosα）A（A為晶片的實際直徑）。

橫波探傷中的近場區長度N為：N=Ae/πλ

式中N-總近場長度；λ-工件中的波長；Ae –晶片的有效面積。

在工件中的近場：NA=N-S2，S2為有效位置，S2=（CS2/ CL1）S1，CS2為第二介質橫波速度；CL1為第一介質縱波速度。如圖4所示：

圖4

圖5

五、棒材探傷中的應用公式

1、棒材周面徑向縱波接觸法探測

?XB?2適合采用 ?dB?20lg，以底波方式調整探傷起始靈敏度檢測棒材的情況，其條件22?Xf應滿足：棒材直徑ψ≥3.7N；單晶直探頭的晶片直徑應為：D2/2≤ψ。

2、棒材周面弦向橫波法探傷 一般有接觸法和水浸法兩種

①接觸法：

如圖所示，探頭斜楔塊匹配面磨制方法：先在紙上按欲探傷棒材直徑畫圓，作一直徑延長線從C點引出至A點，長度為a，垂直此直徑過A點作垂線長為b，連接B和C，則BC為預定入射角時的聲束軸線，然后將有機玻璃透明楔塊置于圖上，使紙上的聲束軸線與探頭聲軸線重合（或使聲軸線通過斜探頭中心并垂直于斜面），透過斜楔塊描出應磨去的圓弧部分。然后，先在砂輪機上粗磨至接近規定輪廓，再在比棒材名義直徑小1毫米的專用圓棒（或將與探傷棒材同直徑的棒材試塊端頭直徑車削掉1毫米）--因為下面要使用的剛玉砂布厚度一般是1毫米左右，在此位置平整地鋪墊上0#或1#剛玉砂布用手工細磨成型。

b=

L/CS)·sinβ]

②水浸法：

采用的水浸探頭發射的聲束應是會聚（聚焦）的。

棒材橫波水浸法探傷的最大檢查深度（徑向深度）為：

h=R[1-(CS/C水)·sinα]=R[1-(CS/CL)] 式中：α—第一臨界角；R—棒材的半徑

六、管材的周面弦向橫波探傷

1、滿足t/D≤0.5[1-(CS2/CL2)]的管材： CS2、CL2分別為管材的縱波與橫波速度，D為管材外徑，t為管材壁厚

（1）接觸法：見右圖，探頭斜楔塊的磨制與棒材要求相同，入射角應滿足： sin-1(CL1/CL2)＜α＜sin-1(CL1r/CS2R)式中：CL1為斜楔塊的縱波速度。

（2）水浸法：見圖6，使用點聚焦或線聚焦探頭。

偏心距要求：

(C水R/CL2)≤X≤(C水r/CS2)在水-鋼界面情況下，偏心距為0.253R≤X≤0.461r

X=R（C水/CS）sinβ 其中：

sinα=[1-(2t/D)](CL1/CS2)=2X/D=X/R;sinβ=[1-(2t/d)]=(CS2/CL1)sinα

最佳水層厚度：H?F?R2?X2

水浸探頭偏心距的調整：

α=arcsin[(C水/CS)·sinβ]

由于α=θ，X/R=sinθ= sinα 所以：偏心距X= R ·sinα= R ·[(C水/CS)·sinβ]注：β一般多取45°，故在接觸法時，有機玻璃斜楔塊入射角對鋼為37°左右，對鈦合金為37.5°左右；水浸法時的偏心距對鋼約為0.32R（mm），對鈦合金約為0.33R（mm）。

式中：F為探頭水中焦距，此時焦點落在與聲軸線垂直的通過圓心的水平直徑上。

自動化管材水浸法探傷的重復頻率要求： f重=2πRnK/D 式中：R-管材的外徑；n-探頭與管材相對轉速（轉/min）；D-有效聲束寬度或螺距；K-系數，與報警、記錄等輔助裝置有關，通常取2以上（包括2在內）。

圖6

2、滿足t/D≥0.5[1-(CS2/CL2)]的管材（厚壁管）：采用縱-橫-縱波法，見下圖所示

七、板材探傷

1、中厚板的單直探頭水浸法探傷

水層厚度≥C水t/CL（一般水浸探傷要求）式中：CL--板材縱波速度；t--板厚；C水--水中聲速

當采用：

一次重合法探傷時有：H= C水t/CL 二次重合法探傷時有：H=2C水t/CL 三次重合法探傷時有：H=3C水t/CL 四次重合法探傷時有：H=4C水t/CL

。。。

2、薄板的蘭姆波探傷

①激發蘭姆波的條件：儀器有足夠高的發射功率和足夠寬的發射脈沖；儀器工作頻率范圍在0.6-10MHz；探傷壓電晶片最好采用矩形晶片，且短邊與板面平行，長邊至少為板厚的7-10倍，以利于入射波束與反射波束充分重疊干涉形成蘭姆波。

②蘭姆波模式的選擇：

[1]入射角的選擇：用可變角探頭實際調試，采用被檢板材端面反射回波幅度高、前沿陡峭、傳播速度快的蘭姆波入射角。

[2]波型鑒定：在示波屏上觀察蘭姆波的特征—板端回波在探頭前后移動時是連續移動的（橫波則是跳躍式移動的）；聲程越大，距離越遠，波形包絡越寬（橫波不變寬）；入射角變化時聲速發生變化（橫波速度不變）；將回波展寬時可見蘭姆波是一個規則的中間高、兩邊低的包絡（橫波可分離成單個、各自獨立的來自板端棱角的回波）。

波速鑒別法：如下圖所示

將探頭如圖左放置，觀察板端回波的位置，然后放到厚度為原板材厚度兩倍的試板上（如圖左），此時因板厚改變使頻率×板厚關系變化，蘭姆波的速度將改變，因而板端回波位置變化（一般為消失），而橫波速度不會因板厚改變而變化，在薄板上的聲程相差不大，故其板端回波仍基本上在原來位置。

[3]模式鑒定：利用頻率與板厚乘積關系，在相應材料的相速度曲線圖上查出相速度，按下式求出相應入射角：

sinα=CL/CP 式中：CL--斜楔的縱波速度；CP--在板材中可激模式的相速度 注：有的相速度曲線圖上已在縱坐標上直接標明入射角度。

第二篇：超聲波檢測

超聲波無損檢測

NDT（Non-destructive testing），就是利用聲、光、磁和電等特性，在不損害或不影響被檢對象使用性能的前提下，檢測被檢對象中是否存在缺陷或不均勻性，給出缺陷的大小、位置、性質和數量等信息，進而判定被檢對象所處技術狀態（如合格與否、剩余壽命等）的所有技術手段的總稱

無損檢測是工業發展必不可少的有效工具，在一定程度上反應了一個國家的工業發展水平，其重要性已得到公認。我國在1978年11月成立了全國性的無損檢測學術組織——中國機械工程學會無損檢測分會。此外，冶金、電力、石油化工、船舶、宇航、核能等行業還成立了各自的無損檢測學會或協會；部分省、自治區、直轄市和地級市成立了省（市）級、地市級無損檢測學會或協會；東北、華東、西南等區域還各自成立了區域性的無損檢測學會或協會。我國目前開設無損檢測專業課程的高校有大連理工大學、西安工程大學、南昌航空工業學院等院校。在無損檢測的基礎理論研究和儀器設備開發方面，我國與世界先進國家之間仍有較大的差距，特別是在紅外、聲發射等高新技術檢測設備方面更是如此。

無損檢測的應用特點

a.無損檢測的最大特點就是能在不損壞試件材質、結構的前提下進行檢測，所以實施無損檢測后，產品的檢查率可以達到100%。但是，并不是所有需要測試的項目和指標都能進行無損檢測，無損檢測技術也有自身的局限性。某些試驗只能采用破壞性試驗，因此，在目前無損檢測還不能代替破壞性檢測。也就是說，對一個工件、材料、機器設備的評價，必須把無損檢測的結果與破壞性試驗的結果互相對比和配合，才能作出準確的評定。

b.正確選用實施無損檢測的時機：在無損檢測時，必須根據無損檢測的目的，正確選擇無損檢測實施的時機。

c.正確選用最適當的無損檢測方法：由于各種檢測方法都具有一定的特點，為提高檢測結果可靠性，應根據設備材質、制造方法、工作介質、使用條件和失效模式，預計可能產生的缺陷種類、形狀、部位和取向，選擇合適的無損檢測方法。

d.綜合應用各種無損檢測方法：任何一種無損檢測方法都不是萬能的，每種方法都有自己的優點和缺點。應盡可能多用幾種檢測方法，互相取長補短，以保障承壓設備安全運行。此外在無損檢測的應用中，還應充分認識到，檢測的目的不是片面追求過高要求的“高質量”，而是應在充分保證安全性和合適風險率的前提下，著重考慮其經濟性。只有這樣，無損檢測在承壓設備的應用才能達到預期目的

二、超聲波檢測（UT）

1、超聲波檢測的定義：通過超聲波與試件相互作用，就反射、透射和散射的波進行研究，對試件進行宏觀缺陷檢測、幾何特性測量、組織結構和力學性能變化的檢測和表征，并進而對其特定應用性進行評價的技術。

2、超聲波工作的原理：主要是基于超聲波在試件中的傳播特性。a.聲源產生超聲波，采用一定的方式使超聲波進入試件；b.超聲波在試件中傳播并與試件材料以及其中的缺陷相互作用，使其傳播方向或特征被改變；c.改變后的超聲波通過檢測設備被接收，并可對其進行處理和分析；d.根據接收的超聲波的特征，評估試件本身及其內部是否存在缺陷及缺陷的特性。

3、超聲波檢測的優點：a.適用于金屬、非金屬和復合材料等多種制件的無損檢測；b.穿透能力強，可對較大厚度范圍內的試件內部缺陷進行檢測。如對金屬材料，可檢測厚度為1～2mm的薄壁管材和板材，也可檢測幾米長的鋼鍛件；c.缺陷定位較準確；d.對面積型缺陷的檢出率較高；e.靈敏度高，可檢測試件內部尺寸很小的缺陷；f.檢測成本低、速度快，設備輕便，對人體及環境無害，現場使用較方便。

4、超聲波檢測的局限性a.對試件中的缺陷進行精確的定性、定量仍須作深入研究；b.對具有復雜形狀或不規則外形的試件進行超聲檢測有困難；c.缺陷的位置、取向和形狀對檢測結果有一定影響；d.材質、晶粒度等對檢測有較大影響；e.以常用的手工A型脈沖反射法檢測時結果顯示不直觀，且檢測結果無直接見證記錄。

5、超聲檢測的適用范圍a.從檢測對象的材料來說，可用于金屬、非金屬和復合材料；b.從檢測對象的制造工藝來說，可用于鍛件、鑄件、焊接件、膠結件等；c.從檢測對象的形狀來說，可用于板材、棒材、管材等；d.從檢測對象的尺寸來說，厚度可小至1mm，也可大至幾米；e.從缺陷部位來說，既可以是表面缺陷，也可以是內部缺陷。

超聲波無損檢測在無損檢測焊接質量驗收中非常重要

來自：soundrey 2007年1月22日10:45

化工企業在廠房建設及設備安裝中大量使用鋼結構，鋼結構的焊接質量十分重要，無損檢測是保證鋼結構焊接質量的重要方法。

無損檢測的常規方法有直接用肉眼檢查的宏觀檢驗和用射線照相探傷、超聲波探傷、磁粉探傷、滲透探傷、渦流探傷等儀器檢測。肉眼宏觀檢測可以不使用任何儀器和設備，但肉眼不能穿透工件來檢查工件內部缺陷，而射線照相等方法則可以通過各種各樣的儀器或設備來進行檢測，既可以檢查肉眼不能檢查的工件內部缺陷，也可以大大提高檢測的準確性和可靠性。至于用什么方法來進行無損檢測，這需根據工件的情況和檢測的目的來確定。

那么什么又叫超聲波呢？聲波頻率超過人耳聽覺，頻率比20千赫茲高的聲波叫超聲波。用于探傷的超聲波，頻率為0.4-25兆赫茲，其中用得最多的是1-5兆赫茲。利用聲音來檢測物體的好壞，這種方法早已被人們所采用。例如，用手拍拍西瓜聽聽是否熟了；醫生敲敲病人的胸部，檢驗內臟是否正常；用手敲敲瓷碗，看看瓷碗是否壞了等等。但這些依靠人的聽覺來判斷聲響的檢測法，比聲響法要客觀和準確，而且也比較容易作出定量的表示。由于超聲波探傷具有探測距離大，探傷裝置體積小，重量輕，便于攜帶到現場探傷，檢測速度快，而且探傷中只消耗耦合劑和磨損探頭，總的檢測費用較低等特點，目前建筑業市場主要采用此種方法進行檢測。下面介紹一下超聲波探傷在實際工作中的應用。

接到探傷任務后，首先要了解圖紙對焊接質量的技術要求。目前鋼結構的驗收標準是依據GB50205-95《鋼結構工程施工及驗收規范》來執行的。標準規定：對于圖紙要求焊縫焊接質量等級為一級時評定等級為Ⅱ級時規范規定要求做100%超聲波探傷；對于圖紙要求焊縫焊接質量等級為二級時評定等級為Ⅲ級時規范規定要求做20%超聲波探傷；對于圖紙要求焊縫焊接質量等級為三級時不做超聲波內部缺陷檢查。

在此值得注意的是超聲波探傷用于全熔透焊縫，其探傷比例按每條焊縫長度的百分數計算，并且不小于200mm。對于局部探傷的焊縫如果發現有不允許的缺陷時，應在該缺陷兩端的延伸部位增加探傷長度，增加長度不應小于該焊縫長度的10%且不應小于200mm，當仍有不允許的缺陷時，應對該焊縫進行100%的探傷檢查，其次應該清楚探傷時機，碳素結構鋼應在焊縫冷卻到環境溫度后、低合金結構鋼在焊接完成24小時以后方可進行焊縫探傷檢驗。另外還應該知道待測工件母材厚度、接頭型式及坡口型式。截止到目前為止我在實際工作中接觸到的要求探傷的絕大多數焊縫都是中板對接焊縫的接頭型式，所以我下面主要就對焊縫探傷的操作做針對性的總結。一般地母材厚度在8-16 mm之間，坡口型式有I型、單V型、X型等幾種形式。在弄清楚以上這此東西后才可以進行探傷前的準備工作。

在每次探傷操作前都必須利用標準試塊（CSK-I A、CSK-ⅢA）校準儀器的綜合性能，校準面板曲線，以保證探傷結果的準確性。

1、探測面的修整：應清除焊接工作表面飛濺物、氧化皮、凹坑及銹蝕等，光潔度一般低于▽4。焊縫兩側探傷面的修整寬度一般為大于等于2KT+50mm，（K:探頭K值，T：工件厚度）。一般的根據焊件母材選擇K值為2.5探頭。例如：待測工件母材厚度為10mm,那么就應在焊縫兩側各修磨100mm。

2、耦合劑的選擇應考慮到粘度、流動性、附著力、對工件表面無腐蝕、易清洗，而且經濟，綜合以上因素選擇漿糊作為耦合劑。

3、由于母材厚度較薄因此探測方向采用單面雙側進行。

4、由于板厚小于20mm所以采用水平定位法來調節儀器的掃描速度。

5、在探傷操作過程中采用粗探傷和精探傷。為了大概了解缺陷的有無和分布狀態、定量、定位就是精探傷。使用鋸齒形掃查、左右掃查、前后掃查、轉角掃查、環繞掃查等幾種掃查方式以便于發現各種不同的缺陷并且判斷缺陷性質。

6、對探測結果進行記錄，如發現內部缺陷對其進行評定分析。焊接對頭內部缺陷分級應符合現行國家標準GB11345-89《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結果分級》的規定，來評判該焊否合格。如果發現有超標缺陷，向車間下達整改通知書，令其整改后進行復驗直至合格。

一般的焊縫中常見的缺陷有：氣孔、夾渣、未焊透、未熔合和裂紋等。到目前為止還沒有一個成熟的方法對缺陷的性質進行準確的評判，只是根據熒光屏上得到的缺陷波的形狀和反射波高度的變化結合缺陷的位置和焊接工藝對缺陷進行綜合估判。對于內部缺陷的性質的估判以及缺陷的產生的原因和防止措施大體總結了以下幾點：

1、氣孔：單個氣孔回波高度低，波形為單縫，較穩定。從各個方向探測，反射波大體相同，但稍一動探頭就消失，密集氣孔會出現一簇反射波，波高隨氣孔大小而不同，當探頭作定點轉動時，會出現此起彼落的現象。產生這類缺陷的原因主要是焊材未按規定溫度烘干，焊條藥皮變質脫落、焊芯銹蝕，焊絲清理不干凈，手工焊時電流過大，電弧過長；埋弧焊時電壓過高或網絡電壓波動太大；氣體保護焊時保護氣體純度低等。如果焊縫中存在著氣孔，既破壞了焊縫金屬的致密性，又使得焊縫有效截面積減少，降低了機械性能，特別是存鏈狀氣孔時，對彎曲和沖擊韌性會有比較明顯降低。防止這類缺陷產生的措施有：不使用藥皮開裂、剝落、變質及焊芯銹蝕的焊條，生銹的焊絲必須除銹后才能使用。所用焊接材料應按規定溫度烘干，坡口及其兩側清理干凈，并要選用合適的焊接電流、電弧電壓和焊接速度等。

2、夾渣：點狀夾渣回波信號與點狀氣孔相似，條狀夾渣回波信號多呈鋸齒狀波幅不高，波形多呈樹枝狀，主峰邊上有小峰，探頭平移波幅有變動，從各個方向探測時反射波幅不相同。這類缺陷產生的原因有：焊接電流過小，速度過快，熔渣來不及浮起，被焊邊緣和各層焊縫清理不干凈，其本金屬和焊接材料化學成分不當，含硫、磷較多等。防止措施有：正確選用焊接電流，焊接件的坡口角度不要太小，焊前必須把坡口清理干凈，多層焊時必須層層清除焊渣；并合理選擇運條角度焊接速度等。

3、未焊透：反射率高，波幅也較高，探頭平移時，波形較穩定，在焊縫兩側探傷時均能得到大致相同的反射波幅。這類缺陷不僅降低了焊接接頭的機械性能，而且在未焊透處的缺口和端部形成應力集中點，承載后往往會引起裂紋，是一種危險性缺陷。其產生原因一般是：坡口純邊間隙太小，焊接電流太小或運條速度過快，坡口角度小，運條角度不對以及電弧偏吹等。防止措施有：合理選用坡口型式、裝配間隙和采用正確的焊接工藝等。

4、未熔合：探頭平移時，波形較穩定，兩側探測時，反射波幅不同，有時只能從一側探到。其產生的原因：坡口不干凈，焊速太快，電流過小或過大，焊條角度不對，電弧偏吹等。防止措施：正確選用坡口和電流，坡口清理干凈，正確操作防止焊偏等。

5、裂紋：回波高度較大，波幅寬，會出現多峰，探頭平移時反射波連續出現波幅有變動，探頭轉時，波峰有上下錯動現象。裂紋是一種危險性最大的缺陷，它除降低焊接接頭的強度外，還因裂紋的末端呈尖銷的缺口，焊件承載后，引起應力集中，成為結構斷裂的起源。裂紋分為熱裂紋、冷裂紋和再熱裂紋三種。熱裂紋產生的原因是：焊接時熔池的冷卻速度很快，造成偏析；焊縫受熱不均勻產生拉應力。防止措施：限制母材和焊接材料中易偏析元素和有害雜質的含量，主要限制硫含量，提高錳含量；提高焊條或焊劑的堿度，以降低雜質含量，改善偏析程度；改進焊接結構形式，采用合理的焊接順序，提高焊縫收縮時的自由度。

冷裂紋產生的原因：被焊材料淬透性較大在冷卻過程中受到人的焊接拉力作用時易裂開；焊接時冷卻速度很快氫來不及逸出而殘留在焊縫中，氫原子結合成氫分子，以氣體狀態進到金屬的細微孔隙中，并造成很大的壓力，使局部金屬產生很大的壓力而形成冷裂紋；焊接應力拉應力并與氫的析集中和淬火脆化同時發生時易形成冷裂紋。防止措施：焊前預熱，焊后緩慢冷卻，使熱影響區的奧氏體分解能在足夠的溫度區間內進行，避免淬硬組織的產生，同時有減少焊接應力的作用；焊接后及時進行低溫退火，去氫處理，消除焊接時產生的應力，并使氫及時擴散到外界去；選用低氫型焊條和堿性焊劑或奧氏體不銹鋼焊條焊絲等，焊材按規定烘干，并嚴格清理坡口；加強焊接時的保護和被焊處表面的清理，避免氫的侵入；選用合理的焊接規范，采用合理的裝焊順序，以改善焊件的應力狀態。

以上所總結的幾個方面還不夠全面，有待于在實際工作中不斷地總結和完善，為化工企業生產把好質量關。

第三篇：超聲波檢測教案

1、何謂超聲波？它有哪些重要特性？

答：頻率高于20000Hz的機械波稱為超聲波。重要特性：①超聲波可定向發射，在介質中沿直線傳播且具有良好的指向性。②超聲波的能量高。③超聲波在界面上能產生反射，折射和波型轉換。④超聲波穿透能力強。

2、產生超聲波的必要條件是什么？

答：①要有作超聲振動的波源（如探頭中的晶片）。②要有能傳播超聲振動的彈性介質

什么是波長?什么是頻率? 答:相鄰兩波峰(或波谷)的距離稱為波長,每秒鐘發生的波峰數稱為頻率 15.超聲波檢測利用超聲波的哪些特性？ P4 答：①超聲波有良好的指向性。②超聲波在異質介面上將產生反射、折射、波型轉換。③超聲波在固體中容易傳播

超聲波的傳播速度 P7-8 超聲波垂直入射到界面時的反射和透射 P 15 超聲波傾斜入射到界面時的反射和透射 P 21

1．何謂超聲波聲場？超聲波聲場的特征量有哪些？

答：充滿超聲波的空間或超聲振動所波及的部分介質，稱為超聲波聲場。描述超聲波聲場的物理量即特征量有聲壓、聲強和聲阻抗。聲壓：超聲波聲場中某一點在某一瞬時所具有的壓強P與沒有超聲波存在時同一點的靜壓強P之差，稱為該點的聲壓。聲強：單位時間內通過與超聲波傳播方向垂直的單位面積的聲能，稱為聲強。常用I表示。聲阻抗：介質中某一點的聲壓P與該質點振動速度V之比，稱為聲阻抗，常用Z表示，聲阻抗在數值上等于介質的密度與介質中聲速C的乘積。

12．什么是波型轉換？波型轉換的發生與哪些因素有關？

答：①超聲波入射到異質界面時，除產生入射波同類型的反射和折射波外，還會產生與入射波不同類型的反射或折射波，這種現象稱為波型轉換。②波型轉換只發生在傾斜入射的場合，且與界面兩側介質的狀態（液、固、氣態）有關。

超聲波的衰減

13．什么是超聲波的衰減？引起超聲衰減的主要原因有哪些？

答：超聲波在介質中傳播時，隨著傳播距離的增加，超聲波的能量逐漸減弱的現象稱為超聲波的衰減。衰減的主要原因：

①擴散衰減：由于聲束的擴散，隨著傳播距離的增加，波束截面愈來愈大，從而使單位面積上的能量逐漸減少。這種衰減叫擴散衰減。擴散衰減主要取決于波陣面的幾何形狀，與傳播介質的性質無關。

②散射衰減：超聲波在傳播過程中，遇到由不同聲阻抗介質組成的界面時，發生散射（反射、折射或波型轉換），使聲波原傳播方向上的能量減少。這種衰減稱為散射衰減。材料中晶粒粗大（和波長相比）是引起散射衰減的主要因素。

③吸收衰減：超聲波在介質中傳播時，由于介質質點間的內磨擦（粘滯性）和熱傳導等因素，使聲能轉換成其他能量（熱量）。這種衰減稱為吸收衰減，又稱粘滯衰減。散射衰減，吸收衰減與介質的性質有關，因此統稱為材質衰減。

21.超聲波檢測利用超聲波的哪些特性？

答：①超聲波有良好的指向性，在超聲波檢測中，聲源的尺寸一般都大于波長數倍以上，聲束能集中在特定方向上，因此可按幾何光學的原理判定缺陷位置。②超聲波在異質介面上將產生反射、折射、波型轉換、利用這些特性，可以獲得從缺陷等異質界面反射回來的反射波及不同波型，從而達到探傷的目的。③超聲波檢測中，由于頻率較高，固體中質點的振動是難以察覺的。因為聲強與頻率的平方成正比，所以超聲波的能量比聲波的能量大得多。④超聲波在固體中容易傳播。在固體中超聲波的散射程度取決于晶粒度與波長之比，當晶粒小于波長時，幾乎沒有散射。在固體中，超聲波傳輸損失小，探測深度大。33．什么叫探傷靈敏度？常用的調節探傷靈敏度的方法有幾種？

答：探傷靈敏度是指在確定的探測范圍的最大聲程處發現規定大小缺陷的能力。有時也稱為起始靈敏度或評定靈敏度。通常以標準反射體的當量尺寸表示。實際探傷中，常常將靈敏度適當提高，后者則稱為掃查靈敏度或探測靈敏度。調節探傷靈敏度常用的方法有試塊調節法和工件底波調節法。試塊調節法包括以試塊上人工標準反射體調節和水試塊底波調節兩種方式。工件底波調節法包括計算法，AVG曲線法，底面回波高度法等多種方式。

34．焊縫斜角探傷中，定位參數包括哪些主要內容？

答：缺陷位置的記錄應包括下列各項：①缺陷位置的縱坐標：沿焊縫方向缺陷位置到焊縫探傷原點或檢驗分段標記點的距離。記錄時應規定出正方向。②缺陷深度：缺陷到探測面的垂直距離。③缺陷水平距離：缺陷在探測面上的投影點到探頭入射點的距離，也稱作探頭缺陷距離。有時以簡化水平距離代之，即缺陷在探測面上投影點到探頭前沿的距離，亦稱缺陷前沿距離。④探頭焊縫距離：探頭入射點到焊縫中心線的距離。⑤缺陷位置的橫坐標：缺陷在探測面上投影點到焊縫中心線的距離，記錄時應規定的正方向。其數值可以從③、④兩參數之差求得。實際探傷中，由于焊縫結構形式不同，缺陷定位時，可依據標準或檢驗規程的要求，記錄以上全部或部分參數。

35．何謂缺陷定量？簡述缺陷定量方法有幾種？

答：超聲波探傷中，確定工件中缺陷的大小和數量，稱為缺陷定量。缺陷的大小包括缺陷的面積和長度。缺陷的定量方法很多，常用的有當量法，底波高度法和測長法。36．什么是當量尺寸？缺陷的當量定量法有幾種？

答：將工件中自然缺陷的回波與同聲程的某種標準反射體的回波進行比較，兩者的回波等高時，標準反射體的尺寸就是該自然缺陷的當量尺寸。當量僅表示對聲波的反射能力相當，并非尺寸相等。當量法包括：①試塊比較法：將缺陷回波與試塊上人工缺陷回波作比較對缺陷定量的方法。②計算法：利用規則反射體的理論回波聲壓公式進行計算來確定缺陷當量尺寸的宣方法。③AVG曲線法：利用通用AVG曲線或實用AVG曲線確定缺陷當量尺寸的方法。

37．什么是缺陷的指示長度？測定缺陷指示長度的方法分為哪兩大類？

答：按規定的靈敏度基準。根據探頭移動距離測定的缺陷長度稱為缺陷的指示長度。測定缺陷指示長度的方法分為相對靈敏度法和絕對靈敏度法兩大類。①相對靈敏度法：是以缺陷最高回波為相對基準。沿缺陷長度方向移動探頭，以缺陷波輻降低一定的dB值的探頭位置作為缺陷邊界來測定缺陷長度的方法。②絕對靈敏度法：是沿缺陷長度方向移動探頭，以缺陷波幅降到規定的測長靈敏度的探頭位置作為缺陷邊界來測定長度的方法。

38．什么是缺陷定量的底波高度法？常用的方法有幾種？

答：底波高度法是利用缺陷波與底波之比來衡量缺陷相對大小的方法，也稱作底波百分比法。底波高度法常用兩種方法表示缺陷相對大小：F/B法和F/BG法：①F/B法：是在一定靈敏度條件下，以缺陷波高F與缺陷處底波高B之比來衡量缺陷的相對大小的方法。②F/BG法：是在一定靈敏度條件下，以缺陷波高F與無缺陷處底波高BG之比來衡量缺陷相對大小的方法。底波高度法只能比較缺陷的相對大小，不能給出缺陷的當量尺寸。

99.名詞解釋：靈敏度

答：超聲探傷系統所具有的探測最小缺陷的能力 100.名詞解釋：吸收

答：由于部分超聲能量轉變為熱能而引起的衰減 101.名詞解釋：遠場

答：近場以遠的聲場，在遠場中，聲波以一定的指向角傳播，而且聲壓隨距離的增大而單調地衰減 102.名詞解釋：重復頻率

答：單位時間（秒）內產生的發射脈沖的次數 103.名詞解釋：頻率常數

答：晶片共振頻率與其厚度的乘積 104.名詞解釋：聲場的指向性

答：波源發出的超聲波集中在一定區域內，并且以束狀向前傳播的現象 105.名詞解釋：半波高度法

答：把最大反射波高降低一半（-6dB）用以測量缺陷指示長度的方法 106.名詞解釋：臨界角

答：超聲束的某個入射角，超過此角時某種特定的折射波型就不再產生 107.名詞解釋：阻尼

答：用電的或機械的方法來減少探頭的振動持續時間

108.名詞解釋：距離幅度校準（距離幅度補償、深度補償）

答：用電子學方法改變放大量，使位于不同深度的相同反射體能夠產生同樣回波幅度的方法 109.名詞解釋：遲到回波

答：來自同一來源的回波，因所經的路徑不同或在中途發生波型變換以致延遲到達的回波 110.名詞解釋：界面波

答：由聲阻抗不同的兩種介質的交界面產生的回波

111.什么叫超聲場？反映超聲場特征的主要參數是什么？

答：充滿超聲波能量的空間叫做超聲場，反映超聲場特征的重要物理量有聲強、聲壓、聲阻抗、聲束擴散角、近場和遠場區

112.超聲探傷儀最重要的性能指標是什么？

答：超聲探傷儀最重要的性能指標有：①分辨力；②動態范圍；③水平線性；④垂直線性；⑤靈敏度；⑥信噪比

113.超聲波探傷試塊的作用是什么？

答：試塊的作用是：①檢驗儀器和探頭的組合性能；②確定靈敏度；③標定探測距離；④確定缺陷位置，評價缺陷大小

114.用CSK-1A試塊可測定儀器和探頭的哪些組合性能指標？

答：可測定的組合性能指標包括：①水平線性；②垂直線性；③靈敏度；④分辨力；⑤盲區；⑥聲程；⑦入射點；⑧折射角

115.焊縫探傷時，用某K值探頭的二次波發現一缺陷，當用水平距離1:1調節儀器的掃描時，怎樣確定缺陷的埋藏深度？

答：采用下式確定缺陷的埋藏深度：h=2T-(水平距離/K)，式中：h-缺陷的埋藏深度；T-工件厚度；K-斜探頭折射角的正切值

6.波長λ、聲速C、頻率f之間的關系是

λ=c/f

16.在平板對接焊縫的超聲波檢測中，為什么要用斜探頭在焊縫兩側的母材表面上進行？

答：在焊縫母材兩側表面進行探測便于檢出焊縫中各個方向的缺陷；便于使用一次、二次聲程掃查整個焊縫截面，不會漏檢；有些缺陷在一側面發現后，可在另一側面進行驗證；一般母材表面光潔度比焊縫高，易于探頭移動掃查，也可省去焊縫打磨的工作量

23．超聲波探傷中常用的方法有幾種？

答：常用兩種方法表示缺陷相對大小：F/B法和F/BG法。（F表示缺陷波高、B表示缺陷處底波高、BG表示無缺陷處底波高）。

24．超聲波焊縫檢驗中，“一次波法”與“直射法”是否為同一概念？

答：是同一概念。“一次波法”是指在斜角探傷中，超聲束不經工件底面反射而直接對準缺陷的探測方法，亦稱為直射法。11．探頭保護膜的作用是什么？

答：保護膜加于探頭壓電晶片的前面，作用是保護壓電晶片和電極，防止其磨損和碰壞。

12.對探頭保護膜有哪些要求（至少3條）？

答：耐磨性好，強度高，材質衰減小，透聲性好，厚度合適。13．簡述聚焦探頭的聚焦方法？

答：聚焦方法：凹曲面晶片直接聚焦 采用聲透鏡片聚焦。14．簡述聚焦探頭聚焦形式？ 答：聚焦形式：點聚焦和線聚焦。16.什么叫AVG曲線？

答：根據反射體的反射面積大小，離聲源的距離，反射信號的幅度三者之間的關系繪制的曲線，叫做AVG曲線

第四篇：超聲波檢測工作總結

超聲波檢測專業技術總結

本人于2012年畢業于南昌航空工業學院無損檢測專業，從事無損檢測工作有12年了，本人第一次參加的工作單位是一家軍工企業，在日常工作中涉及到鍛件、焊縫和非金屬復合材料的無損檢測；2008年本人受聘于一家第三方檢驗公司，從事第三方無損檢測工作，主要檢測的對象是板材、板材、管材等原材料、大型機械設備的鍛件、鑄件及焊縫以及壓力容器及鋼結構的焊縫；在工作過程中本人努力提高檢測能力，認真對待檢測工作，嚴格把控產品質量，在從事無損檢測工作期間未出現過質量事故。

參加無損檢測工作以來，我時刻不忘加強自身的學習，以不斷提高自己的專業知識和業務水平，在實踐中遇到疑難問題，喜歡刨根問底，查相關資料，從理論知識入手，向老師傅請教，探究問題根源，實踐經驗也有了一定的積累，現就我個人在超聲波探傷中的一些心得體會總結了一下，向各位老師進行匯報。

在超聲波檢測中我們所關心的有三大關鍵問題即缺陷的定位、定量和定性。到目前為止，超聲波檢測的教科書就缺陷的定位、定量做了比較詳細的描述，廣大的超聲檢測技術人員已作了大量實驗研究工作，在對缺陷的定位和定量評定方面做了很多這方面的論述。然而，在對缺陷定性評定方面卻存在相當大的困難，本人在實踐過程遇到過各種缺陷，就檢驗中遇到的各種主要缺陷的波形特征談談自己的心得體會，具體分析如下： ? 鑄鋼件中缺陷的波形分析

鑄件探傷常用脈沖多次底波法，工件中無缺陷時出現底波次數多，各底波的間隔大致相等，當工件中有疏松等缺陷時，由于散射原因使反射聲能減少，底波反射次數減少，若工件中有嚴重的大面積缺陷，底波消失，只有雜波存在。

? 氣孔缺陷：有單個、密集和鏈狀等氣孔，表面一般比較光滑，所以氣孔的波形的特征是反射幅值較高，波形比較陡，波峰單一，敏感性強，根部清晰，對底波影響不大。單個氣孔為比較穩定的單脈沖波，鏈狀缺陷會發生連續不斷的缺陷波，密集氣孔為數個缺陷波。使用不同角度的探頭都可檢測的鑄件氣孔缺陷。

? 鑄件中的夾渣缺陷：夾渣缺陷有棱角，回波相對弱，對不同方位的超聲波反射幅值變化明顯。

? 鑄件中的縮孔缺陷：一般波形幅度高而且集中，在主波周圍還有枝狀波，底波衰減嚴重，改變探傷方向，底波基本無變化。? 鑄件中的疏松缺陷：疏松對超聲波有明顯的吸收和散射作用，一般沒有底波，只有雜亂無章的缺陷波，呈草叢狀，移動探頭反射波有時會此起彼伏，當量不大而且密集，改變探傷方向時，有時會出現幅度很低的底波，處于草叢波中間。?

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? 以雜波、叢狀波形式或底波高度損失增大、底波反射次數減少等形式出現。

（2）棒材的中心裂紋：在沿圓周面作360°徑向縱波掃查時，由于裂紋的輻射方向性，其反射波幅有高低變化并有不同程度的游動，在沿軸向掃查時，反射波幅度和位置變化不大并顯示有一定的延伸長度。

（3）鍛件中的裂紋：由于裂紋型缺陷內含物多有氣體存在，與基體材料聲阻抗差異較大，超聲反射率高，缺陷有一定延伸長度，起波速度快，回波前沿陡峭，波峰尖銳，回波后沿斜率很大，當探頭越過

裂紋延伸方向移動時，起波迅速，消失也迅速。

（4）鋼鍛件中的白點：波峰尖銳清晰，常為多頭狀，反射強烈，起波速度快，回波前沿陡峭，回波后沿斜率很大，在移動探頭時回波位置變化迅速，此起彼伏，多處于被檢件例如鋼棒材的中心到1/2半徑范圍內，或者鋼鍛件厚度最大的截面的1/4～3/4中層位置，有成批出現的特點（與爐批號和熱加工批有關）。當白點數量多、面積大或密集分布時，還會導致底波高度顯著降低甚至消失。

（5）鍛件中的非金屬夾雜物：多為單個反射信號，起波較慢，回波前沿不太陡峭，波峰較圓鈍，回波后沿斜率不太大并且回波占寬較大。

（7）焊縫中的未焊透：多為根部未焊透（如V型坡口單面焊時鈍邊未熔合）或中間未焊透（如X型坡口雙面焊時鈍邊未熔合），一般延伸狀況較直，回波規則單一，反射強，從焊縫兩側探傷都容易發現。（8）鑄件或焊縫中的夾渣：反射波較紊亂，位置無規律，移動探頭時回波有變化，但波形變化相對較遲緩，反射率較低，起波速度較慢且后沿斜率不太大，回波占寬較大。

總之，在條件允許的情況下，為了進一步確認缺陷性質，還應采用其他無損檢測手段，例如X射線照相（檢查內部缺陷）、磁粉和滲透檢驗（檢查表面缺陷）來輔助判斷缺陷的性質。最后，由于本人知識水平有限，講的不對的地方還請大家多多指正。

總結人：XXX

2011年8月9日

第五篇：超聲波檢測技術

超聲波檢測技術

由于超聲波具有激發容易、檢測工藝簡單、操作方便、價格便宜等優點，因此在道路狀態檢測中，特別是高等級水泥路面路基檢測中的應用有著較廣泛的前景。超聲波是一種頻率高于人耳能聽到的頻率（20Hz～20KHz）的聲波。實踐證明，頻率愈高，檢測分辨率愈高，則檢測精度愈高。因此實踐中利用超聲波檢測水泥路面狀態時，其上限頻率為100KHz、下限頻率為20KHz。

超聲波是一種波，因此它在傳輸過程中服從波的傳輸規律。例如：超聲波在材料中保持直線行進；在兩種不同材料的界面處發生反射；傳播速度服從波的傳輸定理：ν＝λf（ν為波速，λ為波長，f為波的頻率）。資料證明，波速對于水泥路面路基檢測十分有用，因此一般也稱超聲波檢測法為波速法。

波速法是超聲波檢測水泥路面路基狀態的最基本的方法。研究證明，波在介質材料中行進的速度愈大，則介質材料的堅硬性愈大；反之，則介質材料愈松軟。而介質材料的堅硬性實質上也反映了該種材料強度的高低，因此材料強度愈高，波速應愈大；材料強度愈低，則波速應愈小。這樣，知道了波速，亦即知道了材料強度。在土工試塊及某些巖體中利用波速法進行無損檢測有比較成熟的經驗，用得也比較廣泛。但水泥路面路基情況比較特殊，作為無損檢測的超聲波探頭無法生根或埋置，從而造成檢測工作的難度。因此，應該采用波速法與回彈法相組合的綜合法。超聲波檢測原理

2009-02-12 15:39 超聲波檢測管可以分為超聲波探傷和超聲波測厚，以及超聲波測晶粒度、測應力等。在超聲探傷中，有脈沖反射法、穿透法和共振法。脈沖反射法是根據缺陷的回波和底面的回波進行判斷，穿透法是根據缺陷的陰影來判斷缺陷情況，而共振法是根據被檢物產生駐波來判斷缺陷情況或者判斷板厚。目前用得最多的方法是脈沖反射法。脈沖反射法在垂直探傷時用縱波，在斜射探傷時用橫波。把超聲波射入被檢物的一面，然后在同一面接收從缺陷處反射回來的叫波，根據回波情況來判斷缺陷的情況。脈沖反射法有縱波