第一篇：超聲波氣體檢測

新型氣體泄漏超聲檢測系統的研究與設計

摘 要：介紹了一種新型的氣體泄漏超聲檢測系統,在分析小孔氣體泄漏產生超聲波的原理的基礎上,闡述了該檢測系統的原理及設計方案。該系統能對各種壓力容器的孔隙泄漏所產生的微弱超聲信號進行精確檢測。該系統利用DSP技術對泄漏所產生的超聲波信號進行分析處理和聲壓級計算,從而實現對泄漏的檢測及泄漏量的估算。

關鍵詞：DSP 聲壓級 本底噪聲 泄漏超聲波

目前,工業上和生活中均大量用到用于儲存和輸送壓縮氣體的壓力容器,如氣缸、氣罐、煤氣管道等。由于各種原因,容器會產生漏孔從而發生氣體泄漏。據估計,工業上由于泄漏而損失掉的壓縮氣體平均占到40%左右。泄漏不但會造成能源的浪費,而且如果是有害氣體的話,還會對空氣造成污染。因此,準確地判斷和定位產生泄漏的位置,對于提高企業的生產效率和節約能源具有重大的意義。

傳統的泄漏檢測方法如絕對壓力法、壓差法、氣泡法等,操作復雜并且對技術人員要求較高,而且不具有實時性。目前,工業上廣泛利用泄漏產生超聲波的原理來進行泄漏檢測。利用超聲波檢測氣體泄漏位置,不僅方法簡單,而且準確可靠?；诖?本文研究并設計了一種新型的超聲波氣體泄漏檢測系統。檢測原理

1.1氣體泄漏產生超聲波

如果一個容器內充滿氣體,當其內部壓強大于外部壓強時,由于內外壓差較大,一旦容器有漏孔,氣體就會從漏孔沖出。當漏孔尺寸較小且雷諾數較高時,沖出氣體就會形成湍流,湍流在漏孔附近會產生一定頻率的聲波,如圖1所示。聲波振動的頻率與漏孔尺寸有關,漏孔較大時人耳可聽到漏氣聲,漏孔很小且聲波頻率大于20kHz時,人耳就聽不到了,但它們能在空氣中傳播,被稱作空載超聲波。超聲波是高頻短波信號,其強度隨著離開聲源(漏孔)距離的增加而迅速衰減。因此,超聲波被認為是一種方向性很強的信號,用此信號判斷泄漏位置相當簡單。

圖1 氣體泄漏產生超聲波

1.2 聲壓與泄漏量的關系

泄漏超聲本質上是湍流和沖擊噪聲。泄漏駐點壓力P與泄漏孔口直徑D決定了湍流聲的聲壓級L。著名學者馬大猷教授推出如下公式[1]:

式中,L為垂直方向距離噴口1m處的聲壓級(單位:dB);D為噴口直徑(單位:mm);D0＝1mm;P0為環境大氣絕對壓力;P為泄漏孔駐壓。

由此可知, 在與泄漏孔的距離一定時,泄漏超聲的聲壓級是隨泄漏孔尺寸和系統壓力的變化而變化的。

泄漏產生的超聲波頻帶比較寬,一般在20kHz到100kHz之間。在不同的頻率點,超聲波的能量是不同的。實際上,它的頻譜峰值也是隨泄漏孔的尺寸和壓力的變化而變化的。比如:在一定的泄漏孔徑和壓力下,如果泄漏超聲波的頻譜峰值是在38kHz點,那么加大孔徑以后它的頻譜峰值可能出現在36kHz點;如果孔徑不變,加大系統內外壓差,頻譜峰值可能出現在43kHz點。但是在同一頻率點,對于形狀相同的泄漏孔,泄漏所產生的超聲波的聲強隨泄漏量的增大而增大。另外,如果泄漏量恒定,即泄漏面積一定,則泄漏孔的形狀越接近于圓形,聲壓越高。當泄漏孔的雷諾數用式(2)表示時,在40kHz點聲壓與雷諾數之間的關系如圖2所示。

圖2 聲壓級與雷諾數的關系

式中,ρ為氣體密度;μ為粘度;V為流速;D為力學平均直徑。

由圖2可知,如果能檢測出泄漏孔附近在某一個頻率點的聲強,則可以推算出該泄漏孔的雷諾數。對于該泄漏孔,由于它的力學平均直徑是確定的,所以這時雷諾數與氣體泄漏量成正比關系。但是對于不同的泄漏孔,并不知道它的力學平均直徑,因此光知道雷諾數還不能求出泄漏量。在工業上,對于管道氣體,由于有源源不斷的氣體補給,管道里面的氣壓一般都是恒定值。而對于工業容器,由于小孔泄漏的泄漏量非常微弱,容器當中的壓力變化非常緩慢,所以可以認為在一段時期內是恒定值。當系統內外壓力一定時,對于不同的泄漏孔,它的泄漏流速都是一定的,可以用公式(3)[2]來表示:

式中,V為氣體流速;p為管內壓力;P0為環境大氣絕對壓力;T1為絕對溫度;σ＝P0/P;R為氣體常數;K=,對于空氣,k=1.4,則K=2.646。

當雷諾數、氣體流速知道以后,就可以反求出該泄漏孔力學平均直徑D,即可得出泄漏量。通過以上分析得出:只要能檢測出距離泄漏點一定距離的超聲波在某一個頻率點的強度,再給出泄漏系統內外壓力,就可以估算出氣體泄漏量。系統硬件實現

小孔氣體泄漏所發出的超聲波強度是極其微弱的,而且在工業場合,環境噪聲是相當大的。所以要檢測出在惡劣環境下的氣體泄漏所發出的超聲,必須對系統信號放大部分進行精心的設計。在本系統中只檢測40kHz點的泄漏超聲波的強度,原因是通過實驗得出,在40kHz點的泄漏超聲波能量都是比較大的,而且泄漏聲和本底噪聲能量差值也最大(如圖3所示)。這樣選擇可以增加系統靈敏度。

系統原理如圖4所示。系統分為模擬和數字兩部分,模擬部分包括信號放大電路和音頻處理電路等。信號放大電路由前置放大電路、帶通濾波電路和二次放大電路組成。音頻處理電路由本振電路、混頻器、功率驅動電路組成。數字部分主要由DSP和LCD、RAM、鍵盤等外圍設備組成。傳感器信號經過放大濾波以后,一路交由DSP處理,另一路通過降頻轉化為可聽聲。下面分別介紹各部分原理。

圖3 本底噪聲與泄漏聲聲壓圖

圖4 系統原理圖

2.1 信號放大電路

圖5所示為模擬電路的信號放大部分。

前置放大電路選用AD公司的專用高精度儀器三運放AD620。AD620是由三個精密運放集成的差分專用儀器運放,它具有低偏移、高增益(信號可直接放大到1000倍)、高共模擬制比的特點,特別適用于放大傳感器信號。由于傳感器接收到的大量的低頻噪聲(如50Hz的工頻噪聲)強度遠大于它所接收到的超聲信號,所以在傳感器與AD620之間必須接一個無源高通濾波器。這樣雖然增加了傳感器的功耗,但是在后面可以通過增大放大倍數來彌補。第二級是一個有源帶通濾波電路。在這一級可以濾掉前面濾波器沒有濾掉的大部分背景噪聲和由器件或電路產生的噪聲。這里選擇的通帶為38kHz～42kHz。第二級和第三級運放都采用AD公司的OP777,它是一個超精密的低噪聲運放,具有極低的電壓和電流偏移以及很高的增益穩定性。第三級是一個一般的同相放大電路。經過第三級放大以后,信號范圍為-3.3V～+3.3V,再經過如圖所示的兩個20kΩ的電阻,并接上+3.3V的偏置電壓,就可以使輸入到DSP的AD采樣信號變為0～3.3V。

雖然選用的器件是低噪聲的,但是對于檢測極其微弱的泄漏超聲信號來說,還是不能忽略器件本身的噪聲。在信號進入DSP以后再一次對其進行數字濾波,濾掉由前面器件和電路產生的直流電壓偏置和噪聲。這樣可以得到足夠高精度的泄漏超聲波信號。

圖5 信號放大電路

圖6 音頻處理電路原理圖

2.2 音頻處理電路設計

設計音頻處理電路的目的是能夠比較方便地判斷哪里有泄漏的產生。人耳的聽覺范圍大約在1kHz到20kHz之間。因此檢測到的超聲信號必須通過降頻才能為人耳所聽到。降頻的原理是利用差分信號的乘法特性:

然后在Uo后接上低通濾波器,則可得差頻信號。如選用本振電路的頻率為37kHz,那么得到的差頻信號為3kHz,可為人耳聽到。音頻處理電路的原理圖如圖6所示。

2.3 DSP

DSP的主要功能是負責A/D轉換、對A/D轉換后的信號進行分析處理、對LCD及電源進行管理。這里采用TMS320LF2407A。DSP芯片是一種具有特殊結構的微處理器。芯片內部采用程序和數據分開的哈佛結構,具有專門的硬件乘法器,廣泛采用流水線操作,并提供特殊的DSP指令,可以快速地實現各種數字信號處理算法。TMS320LF240X是德州儀器(TI)公司推出的基于C2×LP16位的定點低功耗的數字信號處理器系列,2407A型處理器是此系列中的最新產品。40M指令/秒(40MIPS)的處理速度可以提供遠遠超過傳統的16位微控制器和微處理器的性能。它的內置10位模/數轉換電路可以使電路得以簡化。

2.4 LCD顯示部分設計

LCD的作用是顯示泄漏孔的聲強和估算的泄漏值以及由鍵盤輸入的數據。這里選用內藏三星公司的KS0713顯示控制芯片的LCD顯示模塊。它有128×64的點陣。其供電電壓只需3.3V。KS0713芯片速度相當快,內部晶振頻率可達2MHz,很適合使用高速CPU芯片的場合。這里采用DSP的數字I/O口來控制LCD模塊,如圖7所示。

圖7 TMSLF2407A與KS0713的接口

圖8 鍵盤接口電路

圖9 主程序流程圖

2.5 鍵盤電路設計

鍵盤的作用是輸入泄漏系統的內外壓力值和選擇不同的氣體常數。在估算氣體泄漏量時,需要知道氣體的流速,由公式(3)可知,泄漏氣體的流速可以通過氣體內外的壓力和氣體常數等換算出來,這些數值是通過鍵盤輸入進去的。這里采用一維鍵盤,用DSP的四個數字I/O口來接收鍵盤輸入,采用軟件的方法消除鍵盤的抖動。本系統設計了四個按鍵:“功能” 鍵、“+”鍵、“-”鍵和“確定”鍵。功能鍵用于循環選擇容器內氣壓、容器外氣壓和氣體常數的設置等。每按一次功能鍵,在上述三個功能間切換一次。鍵盤接口電路如圖8所示。系統軟件部分設計

因為系統要完成測量泄漏超聲的聲壓級、估算泄漏量以及完成顯示功能,所以軟件主要由信號采集子程序、濾波子程序、FFT變換程序、泄漏估算子程序、LCD顯示子程序、鍵盤服務子程序等組成。限于篇幅,在此只列出程序設計的總體思路,如圖9所示。本文所介紹的超聲波泄漏檢測系統具有精度高、體積小、便于攜帶和具有很好的人機交互界面等特點。該系統還利用DSP等技術實現了對泄漏量的估算。

參考文獻 袁易全,黃建人.高靈敏超聲檢漏儀的研究,東南大學學報,1989 2 李建藩.氣壓傳動系統動力學.廣州:華南理工大學出版社,1991 李 進,陳會倉,程 斌等.氣體泄漏超聲波檢測裝置.工業儀表與自動化裝置,1996(5)4于亞非.用超聲波傳感器檢測氣體泄漏.儀器與未來,1992(8)5 李光海,王 勇,劉時風.基于聲發射技術的管道泄漏檢測系統.自動化儀表,2002;23(5):20～23

作者姓名： 龔其春 葉 騫 劉成良 王永紅

作者單位： 上海交通大學機電控制研究所SMC研究中心

出處：電子技術應用

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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?。ㄊ校┘墶⒌厥屑墴o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：超聲波檢測相關標準

GB 3947-83聲學名詞術語

GB/T1786-1990鍛制園并的超聲波探傷方法

GB/T 2108-1980薄鋼板蘭姆波探傷方法

GB/T2970-2004厚鋼板超聲波檢驗方法

GB/T3310-1999銅合金棒材超聲波探傷方法

GB/T3389.2-1999壓電陶瓷材料性能測試方法縱向壓電應變常數d33的靜態測試

GB/T4162-1991鍛軋鋼棒超聲波檢驗方法

GB/T 4163-1984不銹鋼管超聲波探傷方法(NDT,86-10)

GB/T5193-1985鈦及鈦合金加工產品(橫截面厚度≥13mm)超聲波探傷方法(NDT,89-11)(eqv AMS2631)

GB/T5777-1996無縫鋼管超聲波探傷檢驗方法(eqv ISO9303:1989)

GB/T6402-1991鋼鍛件超聲波檢驗方法

GB/T6427-1999壓電陶瓷振子頻率溫度穩定性的測試方法

GB/T6519-2000變形鋁合金產品超聲波檢驗方法

GB/T7233-1987鑄鋼件超聲探傷及質量評級方法(NDT,89-9)

GB/T7734-2004復合鋼板超聲波檢驗方法

GB/T7736-2001鋼的低倍組織及缺陷超聲波檢驗法(取代YB898-77)

GB/T8361-2001冷拉園鋼表面超聲波探傷方法(NDT,91-1)

GB/T8651-2002金屬板材超聲板波探傷方法

GB/T8652-1988變形高強度鋼超聲波檢驗方法(NDT,90-2)

GB/T11259-1999超聲波檢驗用鋼制對比試塊的制作與校驗方法(eqv ASTME428-92)

GB/T11343-1989接觸式超聲斜射探傷方法(WSTS,91-4)

GB/T11344-1989接觸式超聲波脈沖回波法測厚

GB/T11345-1989鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結果的分級(WSTS,91-2～3)

GB/T 12604.1-2005無損檢測術語 超聲檢測 代替JB3111-82 GB/T12604.1-1990

GB/T 12604.4-2005無損檢測術語 聲發射檢測 代替JB3111-82 GB/T12604.4-1990

GB/T12969.1-1991鈦及鈦合金管材超聲波檢驗方法

GB/T13315-1991鍛鋼冷軋工作輥超聲波探傷方法

GB/T13316-1991鑄鋼軋輥超聲波探傷方法

GB/T15830-1995鋼制管道對接環焊縫超聲波探傷方法和檢驗結果分級

GB/T18182-2000金屬壓力容器聲發射檢測及結果評價方法

GB/T18256-2000焊接鋼管(埋弧焊除外)—用于確認水壓密實性的超聲波檢測方法(eqv ISO

10332:1994)

GB/T18329.1-2001滑動軸承多層金屬滑動軸承結合強度的超聲波無損檢驗

GB/T18604-2001用氣體超聲流量計測量天然氣流量

GB/T18694-2002無損檢測 超聲檢驗 探頭及其聲場的表征(eqv ISO10375:1997)

GB/T 18696.1-2004聲學 阻抗管中吸聲系數和聲阻抗的測量第1部分:駐波比法

GB/T18852-2002無損檢測 超聲檢驗 測量接觸探頭聲束特性的參考試塊和方法(ISO12715:1999,IDT)

GB/T 19799.1-2005無損檢測 超聲檢測 1號校準試塊

GB/T 19799.2-2005無損檢測 超聲檢測 2號校準試塊

GB/T 19800-2005無損檢測 聲發射檢測 換能器的一級校準

GB/T 19801-2005無損檢測 聲發射檢測聲發射傳感器的二級校準

GJB593.1-1988無損檢測質量控制規范超聲縱波和橫波檢驗

GJB1038.1-1990纖維增強塑料無損檢驗方法--超聲波檢驗

GJB1076-1991穿甲彈用鎢基高密度合金棒超聲波探傷方法

GJB1580-1993變形金屬超聲波檢驗方法

GJB2044-1994鈦合金壓力容器聲發射檢測方法

GJB1538-1992飛機結構件用TC4 鈦合金棒材規范

GJB3384-1998金屬薄板蘭姆波檢驗方法

GJB3538-1999變形鋁合金棒材超聲波檢驗方法

ZBY 230-84A型脈沖反射式超聲探傷儀通用技術條件(NDT,87-4/84版)(已被JB/T10061-1999代替)

ZBY 231-84超聲探傷儀用探頭性能測試方法(NDT,87-5/84版)(已被JB/T10062-1999代替)

ZBY 232-84超聲探傷用1號標準試塊技術條件(NDT,87-6/84版)(已被JB/T10063-1999代替)

ZBY 344-85超聲探傷用探頭型號命名方法(NDT,87-6)

ZBY 345-85超聲探傷儀用刻度板(NDT,87-6)

ZB G93 004-87尿素高壓設備制造檢驗方法--不銹鋼帶極自動堆焊層超聲波檢驗

ZB J04 001-87A型脈沖反射式超聲探傷系統工作性能測試方法(NDT,88-6)(已被JB/T9214-1999代替)

ZB J74 003-88壓力容器用鋼板超聲波探傷(已廢止)

ZB J26 002-89圓柱螺旋壓縮彈簧超聲波探傷方法

ZB J32 004-88大型鍛造曲軸超聲波檢驗(已被JB/T9020-1999代替)

ZB U05 008-90船用鍛鋼件超聲波探傷

ZB K54 010-89汽輪機鑄鋼件超聲波探傷及質量分級方法

ZB N77 001-90超聲測厚儀通用技術條件

ZB N71 009-89超聲硬度計技術條件

ZB E98 001-88常壓鋼質油罐焊縫超聲波探傷(NDT,90-1)(已被JB/T9212-1999代替)

SDJ 67-83水電部電力建設施工及驗收技術規范:管道焊縫超聲波檢驗篇

QJ 912-1985復合固體推進劑藥條燃速的水下聲發射測定方法

QJ 1269-87金屬薄板蘭姆波探傷方法

QJ1274-1987玻璃鋼層壓板超聲波檢測方法

QJ 1629-1989鈦合金氣瓶聲發射檢測方法

QJ 1657-1989固體火箭發動機玻璃纖維纏繞燃燒室殼體超聲波探傷方法

QJ 1707-1989金屬及其制品的脈沖反射式超聲波測厚方法

QJ2252-1992高溫合金鍛件超聲波探傷方法及質量分級標準

QJ 2914-1997復合材料結構聲發射檢測方法

CB 827-1975船體焊縫超聲波探傷

CB 3178-1983民用船舶鋼焊縫超聲波探傷評級標準

CB/Z211-1984船用金屬復合材料超聲波探傷工藝規程

CB1134-1985BFe30-1-1管材的超聲波探傷方法

CB/T 3907-1999船用鍛鋼件超聲波探傷

CB/T3559-1994船舶鋼焊縫手工超聲波探傷工藝和質量分級

CB/T 3177-1994船舶鋼焊縫射線照相和超聲波檢查規則

TB 1989-87機車車輛廠,段修車軸超聲波探傷方法

TB 1558-84對焊焊縫超聲波探傷

TB 1606-1985球墨鑄鐵曲軸超聲波探傷

TB 2046-1989機車新制輪箍超聲波探傷方法

TB 2049-1989機車車輛車軸廠、段修超聲波探傷標準試塊

TB/T1618-2001機車車輛車軸超聲波檢驗

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TB/T2327-1992高錳鋼轍叉超聲波探傷方法

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TB/T 2452.1-1993整體薄壁球鐵活塞無損探傷球鐵活塞超聲波探傷

TB/T2494.1-1994軌道車輛車軸探傷方法新制車軸超聲波探傷

TB/T2494.2-1994軌道車輛車軸探傷方法在役車軸超聲波探傷

TB/T2634-2000鋼軌超聲波探傷探頭技術條件

TB/T2658.9-1995工務作業標準 鋼軌超聲波探傷作業

TB/T 2882-1998車輪超聲波探傷技術條件

TB/T 2452.1-1993整體薄壁球鐵活塞無損探傷球鐵活塞超聲波探傷

TB/T 2959-1999滑動軸承金屬多層滑動軸承粘結層的超聲波無損檢驗

TB/T2995-2000鐵道車輪和輪箍超聲波檢驗

TB/T 3078-2003鐵道車輛高磷閘瓦超聲波檢驗

HB/Z33-1998變形高溫合金棒材超聲波檢驗

HB/Z34-1998變形高溫合金園并及盤件超聲波檢驗

HB/Z35-1982不銹鋼和高強度結構鋼棒材超聲檢驗說明書

HB/Z36-1982變形鈦合金棒材超聲波檢驗說明書

HB/Z37-1982變形鈦合金園并及盤件超聲波檢驗說明書

HB/Z59-1997超聲波檢驗

HB/Z 74-1983航空鋁合金鍛件超聲波檢驗說明書

HB/Z75-1983航空用小直徑薄壁無縫鋼管超聲波檢驗說明書

HB/Z 76-1983結構鋼和不銹鋼航空鍛件超聲檢驗說明書

HB/Z 5141-19803Cr3Mo3VNb熱作模具鋼坯超聲波探傷

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HB5266-1983航空發動機TC11鈦合金壓氣機盤用并(環)坯及鍛件超聲波檢驗驗收標準

HB 5358.1-1986航空制件超聲波檢驗質量控制標準(NDT,90-6)

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MH/T3002.4-1997航空器無損檢測 超聲檢驗

YB 943-78鍋爐用高壓無縫鋼管超聲波檢驗方法

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YB/T 145-1998鋼管探傷對比試樣人工缺陷尺寸測量方法

YB/T 898-77鋼材低倍缺陷超聲波檢驗方法

YB/T951-2003鋼軌超聲波探傷方法

YB/T4082-2000鋼管自動超聲探傷系統綜合性能測試方法

YB/T4094-1993炮彈用方鋼（坯）超聲波探傷方法

JB 1151-1973高壓無縫鋼管超聲波探傷

JB 2674-80合金鋼鍛制模塊技術條件

JB 3963-1985壓力容器鍛件超聲波探傷(NDT,87-8)(已廢止)

JB 4010-1985汽輪發電機用鋼制護環 超聲探傷方法

JB 4125-85超聲波檢驗用鋁合金參考試塊的制造和控制

JB 4126-85超聲波檢驗用鋼質參考試塊的制造和控制

JB/T 1152-1981鍋爐和鋼制壓力容器對接焊縫超聲波探傷(NDT,82-2)

JB/T 3144-1982鍋爐大口徑管座角焊縫超聲波探傷

JB/T1582-1996汽輪機葉輪鍛件超聲探傷方法(NDT,86-12)

JB/T1581-1996汽輪機、汽輪發電機轉子和主軸鍛件超聲波探傷方法

JB/T4010-1985汽輪發電機用鋼制護環超聲探傷方法(NDT,86-12)

JB/T4009-1999接觸式超聲縱波直射探傷方法 代替JB4009－85

JB/T4008-1999液浸式超聲縱波直射探傷方法 代替JB4008－85

JB/T 4730.3-2005承壓設備無損檢測 第3部分 超聲檢測 取代JB4730-1994

JB/T5093-1991內燃機摩擦焊氣門超聲波探傷技術條件

JB/T5439-1991壓縮機球墨鑄鐵零件的超聲波探傷

JB/T5440-1991壓縮機鍛鋼零件的超聲波探傷

JB/T5441-1991壓縮機鑄鋼零件的超聲波探傷

JB/T5754-1991單通道聲發射檢測儀技術條件

JB/T6903-1993閥門鍛鋼件超聲波檢查方法

JB/T6916-1993在役高壓氣瓶聲發射檢測和評定方法

JB/T6979-1993大中型鋼質鍛制模塊（超聲波和夾雜物）質量分級

JB/T7367.1-2000圓柱螺旋壓縮彈簧超聲波探傷方法

JB/T7522-2004無損檢測 材料超聲速度測量方法（代替JB/T7522—1994）

JB/T7524-1994建筑鋼結構焊縫超聲波探傷

JB/T 7602-1994臥式內燃鍋爐T 形接頭超聲波探傷

JB/T7667-1995在役壓力容器聲發射檢測評定方法

JB/T 7913-1995超聲波檢驗用鋼制對比試塊的制作與校驗方法舊標準GB/TH11259-89(2000年作廢)

JB/T8283-1999聲發射檢測儀性能測試方法 代替JB/T8283－95

JB/T8428-1996校正鋼焊縫超聲波檢測儀器用標準試塊

JB/T8467-1996鍛鋼件超聲波探傷方法

JB/T8931-1999堆焊層超聲波探傷方法

JB/T9020-1999大型鍛造曲軸超聲波檢驗

JB/T9212-1999常壓鋼質油罐焊縫超聲波探傷 代替ZBE98001-88

JB/T9214-1999A型脈沖反射式超聲探傷系統工作性能測試方法 代替ZBJ04001-87

JB/T9219-1999球墨鑄鐵超聲聲速測定方法

JB/T9377-1999超聲硬度計技術條件

JB/T9630.2-1999汽輪機鑄鋼件 超聲波探傷及質量分級方法

JB/T9674-1999超聲波探測瓷件內部缺陷

JB/T10061-1999A型脈沖反射式超聲探傷儀通用技術條件 代替ZBY230-84

JB/T10062-1999超聲探傷儀用探頭性能測試方法 代替ZBY231-84

JB/T10063-1999超聲探傷用1號標準試塊技術條件 代替ZBY232-84

JB/T10326-2002在役發電機護環超聲波檢驗技術標準

JB/T 53070-1993加氫反應器焊縫超聲波探傷

JB/T 53071-1993加氫反應器堆焊層的超聲波探傷

JB/ZQ 6141-1986超聲波檢驗用鋼質對比試塊的制作和控制

JB/ZQ 6142-1986超聲波檢驗用鋁合金對比試塊的制作和控制

JB/ZQ 6159-1985奧氏體鋼鍛件的超聲波檢驗方法

JB/ZQ 6104-1984汽輪機和發電機轉子鍛件超聲波探傷方法

JB/ZQ 6109-1984鑄鋼件超聲波檢測方法

JB/ZQ 6112-1984汽輪發電機用鋼質護環的超聲波檢驗方法

JB/Z 262-86超聲波探測瓷件內部缺陷(已被JB/T9674-1999代替)

JB/Z 265-86球墨鑄鐵超聲聲速測定方法(已被JB/T9219-1999代替)

JG/T3034.1-1996焊接球節點鋼網架焊縫超聲波探傷及質量分級法

JG/T3034.2-1996螺栓球節點鋼網架焊縫超聲波探傷及質量分級法(JG--建筑工業行業標準)[NDT2000-12]

JGJ 106-203建筑基樁檢測技術規范 聲波透射法

JG/T 5004-1992混凝土超聲波檢測儀

DL 505-1992汽輪機焊接轉子超聲波探傷規程

DL/T 5048-95電站建設施工及驗收技術規范(管道焊接接頭超聲波檢驗篇)

DL/T 505-1992汽輪機焊接轉子超聲波探傷規程

DL/T 542-1994鋼熔化焊T形接頭角焊縫超聲波檢驗方法和質量分級

DL/T 694-1999高溫緊固螺栓超聲波檢驗技術導則

DL/T 714-2000汽輪機葉片超聲波檢驗技術導則

DL/T 718-2000火力發電廠鑄造三通、彎頭超聲波探傷方法

DL/T820-2002管道焊接接頭超聲波檢驗技術規程

JJG(航天)53-1988 國家計量檢定規程-A型脈沖反射式超聲波探傷儀檢定規程

JJG(鐵道)130-2003 國家計量檢定規程-鋼軌超聲波探傷儀檢定規程

JJG(鐵道)156-1995 國家計量檢定規程-超聲波探頭檢定規程(試行)

JJG(鐵道)157-2004 國家計量檢定規程-鋼軌探傷儀檢定儀檢定規程

JJG 645-1990 國家計量檢定規程-三型鋼軌探傷儀檢定規程

JJG(豫)107-1999 國家計量檢定規程-非金屬超聲波檢測儀檢定規程

JJG 403-1986 國家計量檢定規程-超聲波測厚儀檢定規程

JJG 746-2004 國家計量檢定規程-超聲探傷儀檢定規程 代替JJG746-1991

JJG(遼)51-2001 國家計量檢定規程-不解體探傷儀檢定規程

SY4065-1993石油天然氣鋼制管道對接焊縫超聲波探傷及質量分級

SY 5135-1986SSF 79超深井聲波測井儀

SY/T5446-1992油井管無損檢測方法 鉆桿焊縫超聲波探傷

SY/T5447-1992油井管無損檢測方法 超聲測厚

SY/T 0327-2003石油天然氣鋼質管道對接環焊縫全自動超聲波檢測

SY/T 6423.2-1999石油天然氣工業 承壓鋼管無損檢測方法電阻焊和感應焊鋼管焊縫縱向缺欠的超聲波檢測

SY/T 6423.3-1999石油天然氣工業承壓鋼管無損檢測方法埋弧焊鋼管焊縫縱向和/或橫向缺欠的超聲波檢測

SY/T 6423.4-1999石油天然氣工業 承壓鋼管無損檢測方法焊接鋼管焊縫附近分層缺欠的超聲波檢測

SY/T 6423.5-1999石油天然氣工業 承壓鋼管無損檢測方法焊接鋼管制造用鋼帶/鋼板分層缺欠的超聲波檢測

SY/T 6423.6-1999石油天然氣工業 承壓鋼管無損檢測方法無縫和焊接(埋弧焊除外)鋼管分層缺欠的超聲波檢測

SY/T 6423.7-1999石油天然氣工業 承壓鋼管無損檢測方法無縫和焊接鋼管管端分層缺欠的超聲波檢測

SY/T 10005-1996海上結構建造的超聲檢驗推薦作法和超聲技師資格的考試指南

EJ/T 606-1991壓水堆核電廠反應堆壓力容器焊縫超聲波在役檢查

EJ/T 958-1995核用屏蔽灰鐵鑄件超聲縱波探傷方法與驗收準則

EJ/T 195-1988焊縫超聲波探傷規程與驗收標準

EJ/T 768-1993核級容器堆焊層超聲波探傷方法與探傷結果分級

EJ/T 835-1994核級容器管座角焊縫超聲探傷方法和驗收準則

HG/T3175-2002尿素高壓設備制造檢驗方法不銹鋼帶極自動堆焊層超聲波檢測

WCGJ 040602-1994燃油鍋爐填角焊縫超聲波探傷標準

CECS21:2000超聲法檢測混凝土缺陷技術規程（中國建筑科學研究院結構所）

CECS02:1988超聲-回彈綜合法檢測混凝土抗壓強度規程

HJ/T 15-1996超聲波明渠污水流量計

YS/T 585-2006銅及銅合金板材超聲波探傷方法

超聲波檢測國家標準/行業標準臺灣標準:

CNS 3712 Z8012-74金屬材料之超音波探傷試驗法

CNS 4120 Z7051-87超音波探測用G型校正標準試塊

CNS 4121 Z7052-87超音波探測鋼板用N1型校正標準試塊

CNS 4122 Z7053-87超音波探測用A1型校正標準試塊

CNS 4123 Z7054-87超音波探測用A2型校正標準試塊

CNS 4124 Z7055-87超音波探測用A3型校正標準試塊

CNS 11051 Z8052-85脈沖反射式超音波檢測法通則

CNS 11224 Z8053-85脈沖反射式超音波檢測儀系統評鑒

CNS 11399 Z8061-85壓力容器用鋼板直束法超音波檢驗法

CNS 11401 Z8063-85鋼對接焊道之超音波檢驗法

CNS 12618 Z8075-89鋼結構熔接道超音波檢測法

CNS 12622 Z8079-89大型鍛鋼軸件超音波檢測法

CNS 12668 Z8088-90鋼熔接縫超音波探傷試驗法及試驗結果之等級分類

CNS 12675 Z8094-90鋁合金熔接縫超音波探傷試驗技術檢定之試驗法

CNS 12845 Z8099-87結構用鋼板超音波直束檢測法

CNS 13302 A3341-82鋼筋混凝土用竹節鋼筋瓦斯壓接部超音波探傷試驗法

CNS 13342 Z8126-83非破壞檢測詞匯(超音波檢測名詞)

CNS 13403 Z8127-83無縫及電阻焊鋼管超音波檢測法

CNS 13404 Z8128-83電弧焊鋼管超音波檢測法

CNS 14135 Z8135-87金屬材料超音波測厚法

CNS 14136 Z8136-87鍛鋼品超音波檢測法

CNS 14138 Z8138-87鈦管超音波檢測法

第四篇：超聲波檢測作業指導書

超聲波檢測作業指導書

1.總則

本作業指導書對超聲波檢測工作做了具體的規定和說明，以保證其超聲波檢測質量符合有關規程、標準要求。2.適用范圍

2.1.本指導書適用于使用A型脈沖反射式超聲波檢測儀，以單探頭接觸法為主進行的鍋爐、壓力容器、氣瓶和壓力管道的超聲波檢測工作。

2.2.本指導書不適用于鑄鋼、奧氏體不銹鋼及允許根部未焊透的單面對接焊縫、曲率半徑小于125mm和內外徑之比小于80%的縱縫、外徑小于159mm的鋼管對接焊縫檢測； 3.超聲波檢測一般要求

3.1.超聲波檢測人員，必須按照《鍋爐壓力容器無損檢測人員資格考核規則》的要求，取得相應的技術等級資格證書； 3.2.超聲波檢測主要操作及出具報告必須是相應技術等級資格的Ⅱ級（含Ⅱ級）人員；

3.3.超聲波檢測人員，除具有良好的身體素質外，其矯正視力不得低于1.0。3.4.待檢工件應以超聲波檢測委托單為依據，對待檢工件的檢測部位外觀質量進行復查合格后，方可檢測；

3.5.超聲波檢測所用設備，須經有關部門檢定合格，且在有效期內使用；

3.6.凡技術文件與圖樣有明確要求的產品，均按技術文件和圖樣的要求進行驗收；技術文件或圖樣無明確要求，按國標、部標及相應的安全技術監察規程要求進行驗收；

3.7.進口鍋爐壓力容器合同中沒有注明驗收技術標準的，則以制造廠采用的標準驗收，但不得低于我國相關技術標準的要求。4.超聲波檢測 4.1.準備工作

4.1.1.工藝準備：根據委托要求，全面了解被檢產品的結構、規格、材質等，制定檢測方案； 4.1.2.設備準備： 4.1.2.1.檢測儀、探頭

? 新購或修理后的儀器和探頭，應符合ZBY-344，ZBY230-84《A型脈沖反射式超聲波探傷儀通用技術條件》的要求，并應按ZBJ04001和BZBY231的規定對靈敏度、盲區、分辨率、動態范圍及水平線性進行測試；

? 儀器和探頭的組合靈敏度在達到所探工件的最大檢測聲程時，其有效靈敏度余量應不小于10dB。

? 分辨率應能將CSK-1A型試塊上φ50與φ44兩孔分開，當兩孔反射波的波幅相同時，其波峰與波谷的差不小于6dB。? 主聲束偏離：單斜探頭聲束軸線水平偏離角不應大于2°，主聲束垂直方向不應有明顯的雙峰；

? 入射點K值的確定：入射點和K值在CSK-1A試塊上測定（K值測定應在2倍近場區外進行）。

4.1.2.2.試塊

? 本指導書采用國標、部標規定的標準試塊。其他非標試塊僅做參考。

? 為保證檢測質量，試塊不用時應采取防銹措施，其表面不得有銹蝕、污物等；

? 在同一種產品上相同檢測方法不得使用不同型號的試塊； ? 現場檢測時，允許用便攜式試塊對掃描線及靈敏度進行校驗，但靈敏度不得低于檢測靈敏度。

4.1.2.3.工件準備

? 被檢工件應切斷動力源、壓力源和物料來源，并應清洗置換達到合格標準；

? 檢測面和檢測范圍的確定，原則上應保證檢測到工件被檢部分的整個體積。對于鋼板、鍛件、鋼管、螺栓件等應檢查到整個工件；對于熔接焊縫則應檢查到整條焊縫。? 檢測面應經外觀檢查合格，所有影響超聲檢測的銹蝕、飛濺和污物都應予以清除，其表面粗糙度應符合檢測要求。

4.2.檢測條件及操作

4.2.1.使用外接電源時，電壓波動較大的情況下不得進行檢測； 4.2.2.使用電池時，電壓不足時應停止檢測； 4.2.3.根據規定的工藝和設備制作曲線、調節靈敏度； 4.2.4.電渣焊應在正火后進行檢測；

4.2.5.探傷面和移動區，應符合JB4730-94《壓力容器無損檢測》9.1.3.1的要求； 4.2.6.掃查方法和區域按有關標準的規定進行；

4.2.7.對于厚板焊縫如因條件限制，只能從一面或一側檢測時，還應增加大K值的探頭檢測；

4.2.8.如需檢測橫向缺陷，應將焊縫磨平后探測；

4.2.9.耦合劑：耦合劑采用機油（20#）、特殊情況選用工業干油或漿糊，且不得損傷檢測表面；

4.2.10.耦合補償：表面粗糙度補償，衰減補償及曲面補償按有關規定執行。

4.2.11.探頭移動方式按JB1152-81《鍋爐壓力容器對接焊縫超聲波探傷》第4.8條或JB4730-94《壓力容器無損檢測》9.1.5.1執行；

4.2.12.在探頭移動的全部過程中，操作人員不得間斷對熒光屏的觀察。探頭的掃查速度不得大于150mm/s，探頭的每次掃查的覆蓋率應大于探頭直徑的15%；

4.2.13.對超探可疑部位，應輔以其他方法檢測；

4.2.14.在檢測過程中，隨時校驗掃描線及靈敏度是否正確。4.3.結果評定 被檢產品的評級按JB4730-94《壓力容器無損檢測》、JB1152-81《鍋爐壓力容器對接焊縫超聲波探傷》及JB3144-《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結果的分析》標準執行。4.4.出具超聲波檢測報告

第五篇：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?。篎/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?。篎/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