第一篇：超聲波探傷培訓教程

培訓教材之理論基礎------

滲透檢測適用于金屬制品及其零部件表面開口缺陷的檢測，包括熒光和著色滲透檢測。

渦流檢測適用于管材檢測，如圓形無縫鋼管及焊接鋼管、鋁及鋁合金拉薄壁管等。

磁粉、滲透和渦流統稱為表面檢測。

波長?：同一波線上相鄰兩振動相位相同的質點間的距離稱為波長，波源或介質中任意一質點完成一次全振動，波正好前進一個波長的距離，常用單位為米(m)；頻率f：波動過程中，任一給定點在1秒鐘內所通過的完整波的個數稱為頻率，常用單位為赫茲(Hz)；波速C：波動中，波在單位時間內所傳播的距離稱為波速，常用單位為米/秒（m/s）。

由上述定義可得：C=? f，即波長與波速成正比，與頻率成反比；當頻率一定時，波速愈大，波長就愈長；當波速一定時，頻率愈低，波長就愈長。

次聲波、聲波和超聲波都是在彈性介質中傳播的機械波，在同一介質中的傳播速度相同。它們的區別在主要在于頻率不同。頻率在20~20000Hz之間的能引起人們聽覺的機械波稱為聲波，頻率低于20Hz的機械波稱為次聲波，頻率高于20000Hz的機械波稱為超聲波。次聲波、超聲波不可聞。

超聲探傷所用的頻率一般在0.5~10MHz之間，對鋼等金屬材料的檢驗，常用的頻率為1~5MHz。超聲波波長很短，由此決定了超聲波具有一些重要特性，使其能廣泛用于無損探傷。

1.方向性好：超聲波是頻率很高、波長很短的機械波，在無損探傷中使用的波長為毫米級；超聲波象光波一樣具有良好的方向性，可以定向發射，易于在被檢材料中發現缺陷。

2.能量高：由于能量（聲強）與頻率平方成正比，因此超聲波的能量遠大于一般聲波的能量。

3.能在界面上產生反射、折射和波型轉換：超聲波具有幾何聲學的上一些特點，如在介質中直線傳播，遇界面產生反射、折射和波型轉換等。

4.穿透能力強：超聲波在大多數介質中傳播時，傳播能量損失小，傳播距離大，穿透能力強，在一些金屬材料中其穿透能力可達數米。

互相垂直的波，稱為橫波，用S或T表示。

當介質質點受到交變的剪切應力作用時，產生剪切形變，從而形成橫波；只有固體介質才能承受剪切應力，液體和氣體介質不能承受剪切應力，因此橫波只能在固體介質中傳播，不能在液體和氣體介質中傳播。鋼中橫波聲速一般為3230m/s。橫波一般應用于焊縫、鋼管探傷。3.表面波R 當介質表面受到交變應力作用時，產生沿介質表面傳播的波，稱為表面波，常用R表示。又稱瑞利波。

表面波在介質表面傳播時，介質表面質點作橢圓運動，橢圓長軸垂直于波的傳播方向，短軸平行于波的傳播方向；橢圓運動可視為縱向振動與橫向振動的合成，即縱波與橫波的合成，因此表面波只能在固體介質中傳播，不能在液體和氣體介質中傳播。

表面波的能量隨深度增加而迅速減弱，當傳播深度超過兩倍波長時，質點的振幅就已經很小了，因此，一般認為表面波探傷只能發現距工件表面兩倍波長深度內的缺陷。表面波一般應用于鋼管探傷。4.板波

在板厚與波長相當的薄板中傳播的波，稱為板波。根據質點的振動方向不同可將板波分為SH波和蘭姆波。板波一般應用于薄板、薄壁鋼管探傷。

二．超聲波聲速測量

對探傷人員來說，用探傷儀測量聲速是最簡便的，用這種方法測聲速，可用單探頭反射法或雙探頭穿透法；可用于測縱波聲速和橫波聲速。

1.反射法測縱波聲速 聲速按下式計算：

聲速 C=2d/(T1-t)； t = 2T1 – T2 式中 d------工件厚度；

t------由探頭晶片至工件表面傳輸時間；

T1------由探頭晶片至工件底一次波傳輸時間；

T2------由探頭晶片至工件底二次波傳輸時間；

2.穿透法測縱波聲速 聲速按下式計算：

聲速 C=d/(T1-t)； t = 2T1 – T2 式中 d------工件厚度；

t------由探頭晶片至工件表面傳輸時間；

T1------由探頭晶片至工件底一次波傳輸時間；

T2------由探頭晶片至工件底二次波傳輸時間；

3.反射法測橫波聲速

用半圓弧測橫波聲速，按下式計算： 聲速 C=2d/(T1-t)； t = 2T1 – T2 式中 d------半圓半徑長度；

t------由探頭晶片至半圓弧探測面傳輸時間；

T1------由探頭晶片至圓弧面一次波傳輸時間；

T2------由探頭晶片至圓弧面二

次波傳輸時間；

動中任何質點都可以看作是新的波源。據此惠更斯提出了著名的惠更斯原理：介質中波動傳播到的各點都可以看作是發射子波的波源，在其后任意時刻這些子波的包跡就決定新的波陣面。2.波的衍射（繞射）

波在傳播過程中遇到與波長相當的障礙物時，能繞過障礙物邊緣改變方向繼續前進的現象，稱為波的衍射或波的繞射。如右圖，超聲波（波長為?）在介質中傳播時，AB（其尺寸為D）遇到缺陷，據惠更斯原理，缺陷邊緣可以看作是發射子波的波源，使波的傳播改變，從 而使缺陷背后的聲影縮小，反射波降低。

當D<>?時，反射強，繞射弱，聲波幾乎全反射。

波的繞射對探傷即有利又不利。由于波的繞射，使超聲波產生晶料繞射順利地在介質中傳播，這對探傷有利；但同時由于波的繞射，使一些小缺陷回波顯著下降，以致造成漏檢，這對探傷不利。一般超聲波探傷靈敏度約為?/2。

三． 超聲場的特征值

充滿超聲波的空間或超聲振動所波及的部分介質，叫超聲場；超聲場具有一定的空間大小和形狀，只有當缺陷位于超聲場內時，才有可能被發現。描述超聲場的特征植（即物理量）主要有聲壓、聲強和聲

阻抗。1.聲壓P 超聲場中某一點在某一時刻所具有的壓強P1與沒有超聲波存在時的靜態壓強P0之差，稱為該點的聲壓，用P表示（P = P1-P0）。

聲壓幅值 p = ?cu = ?c(2?fA)其中 ?----介質的密度;c----波速;u----質點的振動速度； A----聲壓最大幅值； f----頻率。

超聲場中某一點的聲壓的幅值與介質的密度、波速和頻率成正比。在超聲波探傷儀上，屏幕上顯示的波高與聲壓成正比。2.聲阻抗Z 超聲場中任一點的聲壓p與該處質點振動速度u之比稱為聲阻抗，常用Z表示。

Z = p / u = ?cu / u = ?c 由上式可知，聲阻抗的大小等于介質的密度與波速的乘積。由u = P/Z可知，在

同一聲壓下，Z增加，質點的振動速度下降。因此聲阻抗Z可理解為介質對質點振動的阻礙作用。超聲波在兩種介質組成的界面上的反射和透射情況與兩種介質的聲阻抗密切相關。3.聲強I 單位時間內垂直通過單位面積的聲能稱為聲強，常用I表示。

22I = Z u/2 = P/(2Z)當超聲波傳播到介質中某處時，該處原來靜止不動的質點開始振動，因而具有動能；同時該處介質產生彈性變形，因而也具有彈性位能；聲能為兩者之和。

聲波的聲強與頻率平方成正比，而超聲波的頻率遠大于可聞聲波。因此超聲波的聲強也遠大于可聞聲波的聲強。這是超聲波能用于探傷的重要原因。

在同一介質中，超聲波的聲強與聲壓的平方成正比。

四． 分貝的概念與應用

1.概念

由于在生產和科學實驗中，所遇到的聲強數量級往往相差懸殊，如引起聽覺的聲-16 2– 4 強范圍為10~ 10瓦/厘米，最大值與最小值相差12個數量級。顯然采用絕對量來度量是不方便的，但如果對其比值（相對量）取對數來比較計算則可大簡化運算。分貝就是兩個同量綱的量之比取對數后的單位。

通常規定引起聽覺的最弱聲強為I1 = 10 2–16 瓦/厘米 作為聲強的標準，另一聲強I2與標準聲強I1 之比的常用對數稱為聲強級，單位是貝爾(BeL)。實際應用時貝爾太大，故常取1/10貝爾即分貝（dB）來作單位。（如取自然對數，則單位為奈培NP）

? = lg(I2/I1)(Bel)=10 lg(I2/I1)= 20 lg(P2/P1)(dB)在超聲波探傷中，當超聲波探傷儀的垂直線性較好時，儀器屏幕上的波高與聲壓

成正比。這時有

? = 20 lg(P2/P1)= 20 lg(H2/H1)(dB)這時聲壓基準P1或波高基準H1可以任意選取。2.應用

分貝用于表示兩個相差很大的量之比顯得很方便，在聲學和電學中都得到廣泛的應用，特別是在超聲波探傷中應用更為廣泛。例如屏上兩波高的比較就常常用dB表示。

例如，屏上一波高為80％，另一波高為20％，則前者比后者高

? = 20 lg(H2/H1)= 20 lg(80/20)= 12（dB）

用分貝值表示回波幅度的相互關系，不僅可以簡化運算，而且在確定基準波高以后，可直接用儀器的增益值（數字機）或衰減值（模擬機）來表示缺陷波相對波高。

超聲波從一種介質傳播到另一種介質時，在兩種介質的分界面上，一部分能量反射回原介質內，稱為反射波；另一部分能量透過界面在另一種介質內傳播，稱為透射波。在界面上聲能（聲壓、聲強）的分配和傳播方向的變化都將遵循一定的規律。

一． 單一界面的反射和透射

聲能的變化與兩種介質的聲阻抗密切相關，設波從介質1（聲阻抗Z1）入射到介質2（聲阻抗Z2），有以下幾種情況： 1.Z2 > Z1

聲壓反射率小于透射率。如水/鋼界面。2.Z1> Z2

聲壓反射率大于透射率。如鋼/水界面。聲強反射率及透射率只與Z1、Z2的數值有關，與從哪種介質入射無關。3.Z1>> Z2

聲壓（聲強）幾乎全反射，透射率趨于0。如鋼/空氣界面。

4.Z1? Z2

此時幾乎全透射，無反射。因此在焊縫探傷中，若母材與填充金屬結合面沒有任何缺陷，是不會產生界面回波的。

二． 薄層界面的反射和透射

此情況主要對探頭保護膜設計具有指導意義。

當超聲波依次從三種介質Z1、Z2、Z3(如晶片—保護膜—工件)中穿過，則當薄層厚度等于半波長的整數倍時，通過薄層的聲強透射與薄層的性質無關，即好象不存在薄層一樣；當薄層厚度等于四分之一波長的奇數倍且薄層聲阻抗為其兩側介質

1/2 聲阻抗幾何平均值（Z2 =（Z2 Z3））時，超聲波全透射

三． 波型轉換和反射、折射定律 當超聲波傾斜入射到界面時，除產生同種類型的反射和折射波外，還會產生不同類型的反射和折射波，這種現象稱為波型

轉換。

1.縱波斜入射

2.橫波入射

四． 超聲波的衰減 超聲波在介質中傳播時，隨著距離增加，超聲波能量逐漸減弱的現象叫做超聲波衰減。引起超聲波衰減的主要原因是波束擴散、晶粒散射和介質吸收 1.擴散衰減

超聲波在傳播過程中，由于波束的擴散，使超聲波的能量隨距離增加面逐漸減弱的現象叫做擴散衰減。超聲波的擴散衰減僅取決于波陣面的形狀，與介質的性質無關。

2.散射衰減

超聲波在介質中傳播時，遇到聲阻抗不

同的界面產生散亂反射引起衰減的現象，稱為散射衰減。散射衰減與材質的晶粒密切相關，當材質晶粒粗大時，散射衰減嚴重，被散射的超聲波沿著復雜的路徑傳播到探頭，在屏上引起林狀回波（又叫草波），使信噪比下降，嚴重時噪聲會湮沒缺陷波。

3.吸收衰減

超聲波在介質中傳播時，由于介質中質點間內磨擦（即粘滯性）和熱傳導引起超聲波的衰減，稱為吸收衰減或粘滯衰減 通常所說的介質衰減是指吸收衰減與散射衰減，不包括擴散衰減。

較遠處軸線上的聲壓與距離成反比，與波源面積成正比。1.近場區

波源附件由于波的干涉而出現一系列聲壓極大極小值的區域，稱為超聲場的近場區。近場區聲壓分布不均，是由于波源各點至軸線上某點的距離不同，存在波程差，互相迭加時存在位相差而互相干涉，使某些地方聲壓互相加強，另一些地方互相減弱，于是就出現聲壓極大極小值的點。

波源軸線上最后一個聲壓極大值至波源的距離稱為近場區長度，用N表示。22 N =（Ds-?）/(4?)? Ds/(4?)2.遠場區

波源軸線上至波源的距離x >N的區域稱為遠場區。遠場區軸線上的聲壓隨距離增加單調減少。當 x >3N時，聲壓與距離成反比，近似球面波的規律。因為距離x足夠大時，波源各點至軸線上某一點的波程差很小，引起的相位差也很小，這樣干涉

現象可以略去不計，所以遠場區不會出現聲壓極大極小值。

3.近場區在兩種介質中分布

實際探傷時，有時近場區分布在兩種不同的介質中，如水浸探傷，超聲波先進入水，然后再進入鋼中，當水層厚度較小時，近場區就會分布在水、鋼兩種介質中。設水層厚度為L，則鋼中剩余近場區長度N為 N = Ds/(4?)– Lc1/c2 式中 c1----介質1水中波速；

c2----介質2鋼中波速；

?----介質2鋼中波長。

在近場區內，實際聲場與理想聲場存在明顯區別，實際聲場軸線上聲壓雖也存在極大極小值，但波動幅度小，極值點的數量也明顯減少。

二． 橫波聲場

目前常用的橫波探頭，是使縱波斜入射到界面上，通過波形轉換來實現橫波探傷

的，當入射角在

超聲波探傷中常用的規則反射體有平底孔、長橫孔、短橫孔、球孔和大平底面等。回波聲壓公式（考慮介質衰減因素）：

四． AVG曲線

AVG曲線是描述規則反射體的距離、回波高及當量大小之間關系的曲線；A、V、G是德文距離、增益和大小的字頭縮寫，英文縮寫為DGS。AVG曲線可用于對缺陷定量和靈敏度調整。

以橫坐標表示實際聲程，縱坐標表示規則反射體相對波高，用來描述距離、波幅、當量大小之間的關系曲線，稱為實用AVG曲線。實用AVG曲線可由以下公式得到： 不同距離的大平底回波dB差

Δ=20lgPB1/PB2=20lgX2/X1 不同距離的不同大小平底孔回波dB差

Δ=20lgPf1/Pf2=40lgDf1X2/Df2X1 同距離的大平底與平底孔回波dB差

Δ=20lgPB/Pf=20lg2λX/πDfDf 用以上公式計算繪制實用AVG曲線時，要統一靈敏度基準。

坐標代表反射波的幅度。由反射波的位置可以確定缺陷位置，由反射波的幅度可以估算缺陷大小。B型：B型顯示是一種圖象顯示，屏幕的橫坐標代表探頭的掃查軌跡，縱坐標代表聲波的傳播距離，因而可直觀地顯示出被探工件任一縱截面上缺陷的分布及缺陷的深度。C型：C型顯示也是一種圖象顯示，屏幕的橫坐標和縱坐標都代表探頭在工件表面的位置，探頭接收信號幅度以光點輝度表示，因而當探頭在工件表面移動時，屏上顯示出被探工件內部缺陷的平面圖象，但不能顯示缺陷的深度。

目前，探傷中廣泛使用的超聲波探傷儀都是A型顯示脈沖反射式探傷儀。

3.A型脈沖反射式模擬超聲波探傷儀的一般原理

二． 探頭

超聲波的發射和接收是通過探頭來實現的。下面介紹探頭的工作原理、主要性能及其及結構。1.壓電效應

某些晶體材料在交變拉壓應作用下，產生交變電場的效應稱為正壓電效應。反之當晶體材料在交變電場作用下，產生伸縮變形的效應稱為逆壓電效應。正、逆壓電效應統稱為壓電效應。

超聲波探頭中的壓電晶片具有壓電效應，當高頻電脈沖激勵壓電晶片時，發生逆壓電效應，將電能轉換為聲能(機械能)，探頭發射超聲波。當探頭接收超聲波時，發生正壓電效應，將聲能轉換為電能。不難看出超聲波探頭在工作時實現了電能和聲能的相互轉換，因此常把探頭叫做換能器。

2.探頭的種類和結構

直探頭用于發射和接收縱波，主要用于探測與探測面平行的缺陷，如板材、鍛件探傷等。

斜探頭可分為縱波斜探頭、橫波斜探頭和表面波斜探頭，常用的是橫波斜探頭。橫波斜探頭主要用于探測與探測面垂直或成一定角度的缺陷，如焊縫、汽輪機葉輪等。

當斜探頭的入射角大于或等于

基本頻率-晶片材料-晶片尺寸-探頭種類-特征

三． 試塊

按一定用途設計制作的具有簡單幾何形狀人工反射體的試樣，通常稱為試塊。試塊和儀器、探頭一樣，是超聲波探傷中的重要工具。

1． 試塊的作用（1）確定探傷靈敏度

超聲波探傷靈敏度太高或太低都不好，太高雜波多，判傷困難，太低會引起漏檢。因此在超聲波探傷前，常用試塊上某一特定的人工反射體來調整探傷靈敏度。（2）測試探頭的性能

超聲波探傷儀和探頭的一些重要性能，如放大線性、水平線性、動態范圍、靈敏度余量、分辨力、盲區、探頭的入射點、K值等都是利用試塊來測試的。（3）調整掃描速度

利用試塊可以調整儀器屏幕上水平刻度

值與實際聲程之間的比例關系，即掃描速度，以便對缺陷進行定位。（4）評判缺陷的大小

利用某些試塊繪出的距離-波幅-當量曲線（即實用AVG）來對缺陷定量是目前常用的定量方法之一。特別是3N以內的缺陷，采用試塊比較法仍然是最有效的定量方法。此外還可利用試塊來測量材料的聲速、衰減性能等。2.試塊的分類（1）按試塊來歷分為：標準試塊和參考試塊。（2）按試塊上人工反射體分：平底孔試塊、橫孔試塊和槽形試塊 3.試塊的要求和維護

4.常用試塊簡介（儀器使用時重點講解）

IIW(CSK-IA)CS-1 CSK-IIIA

3.動態范圍

動態范圍是指儀器屏幕容納信號大小的能力。

二． 探頭的性能及其測試 1.斜探頭入射點

斜探頭的入射點是指其主聲束軸線與探測面的交點。入射點至探頭前沿的距離稱為探頭的前沿長度。測定探頭的入射點和前沿長度是為了便于對缺陷定位和測定探頭的K值。

注意試塊上R應大于鋼中近場區長度N，因為近場區同軸線上的聲壓不一定最高，測試誤差大。

2.斜探頭K值和折射角

斜探頭K值是指被探工件中橫波折射角的正切值。

注意測定斜探頭的K值或折射角也應在近場區以外進行。

3.探頭主聲束偏離和雙峰

探頭實際主聲束與其理論幾何中心軸線

的偏離程度稱為主聲束的偏離。

平行移動探頭，同一反射體產生兩個波峰的現象稱為雙峰。

探頭主聲束偏離和雙峰，將會影響對缺陷的定位和判別。4.探頭聲束特性

探頭聲束特性是指探頭發射聲束的擴散情況，常用軸線上聲壓下降6dB時探頭移動距離（即某處的聲束寬度）來表示。

三． 儀器和探頭的綜合性能及其測試 1.靈敏度

超聲波探傷中靈敏度一般是指整個探傷系統（儀器和探頭）發現最小缺陷的能力。發現缺陷愈小，靈敏度就愈高。

儀器的探頭的靈敏度常用靈敏度余量來衡量。靈敏度余量是指儀器最大輸出時（增益、發射強度最大，衰減和抑制為0），使規定反射體回波達基準高所需衰減的衰減總量。靈敏度余量大，說明儀器與探頭的靈敏度高。靈敏度余量與儀器和探頭

的綜合性能有關，因此又叫儀器與探頭的綜合靈敏度。

2.盲區與始脈沖寬度

盲區是指從探測面到能夠發現缺陷的最小距離。盲區內的缺陷一概不能發現。始脈沖寬度是指在一定的靈敏度下，屏幕上高度超過垂直幅度20％時的始脈沖延續長度。始脈沖寬度與靈敏度有關，靈敏度高，始脈沖寬度大。3.分辨力

儀器與探頭的分辨力是指在屏幕上區分相鄰兩缺陷的能力。能區分的相鄰兩缺陷的距離愈小，分辨力就愈高。4.信噪比

信噪比是指屏幕上有用的最小缺陷信號幅度與無用的噪聲雜波幅度之比。信噪比高，雜波少，對探傷有利。信噪比太低，容易引起漏檢或誤判，嚴重時甚至無法進行探傷。

發生變化時，將改變試件的共振頻率，依據試件的共振頻率特性，來判斷缺陷情況和工件厚度變化情況的方法稱為共振法。共振法常用于試件測厚。

二． 按波形分類

根據探傷采用的波形，可分為縱波法、橫波法、表面波法、板波法、爬波法等。1.縱波法

使用直探頭發射縱波進行探傷的方法，稱為縱波法。此時波束垂直入射至試件探測面，以不變的波型和方向透入試件，所以又稱為垂直入射法，簡稱垂直法。垂直法分為單晶探頭反射法、雙晶探頭反射法和穿透法。常用單晶探頭反射法。垂直法主要用于鑄造、鍛壓、軋材及其制品的探傷，該法對與探測面平行的缺陷檢出效果最佳。由于盲區和分辨力的限制，其中反射法只能發現試件內部離探測面一定距離以外的缺陷。

在同一介質中傳播時，縱波速度大于其

它波型的速度，穿透能力強，晶界反射或散射的敏感性較差，所以可探測工件的厚度是所有波型中最大的，而且可用于粗晶材料的探傷。2.橫波法

將縱波通過楔塊、水等介質傾斜入射至試件探測面，利用波型轉換得到橫波進行探傷的方法，稱為橫波法。由于透入試件的橫波束與探測面成銳角，所以又稱斜射法。

此方法主要用于管材、焊縫的探傷；其它試件探傷時，則作為一種有效的輔助手段，用以發現垂直法不易發現的缺陷。3.表面波法

使用表面波進行探傷的方法，稱為表面波法。這種方法主要用于表面光滑的試件。表面波波長很短，衰減很大。同時，它僅沿表面傳播，對于表面上的復層、油污、不光潔等，反應敏感，并被大量地衰減。利用此特點可通過手沾油在聲束傳播方向上進行觸摸并觀察缺陷回波高度的

變化，對缺陷定位。4.板波法

使用板波進行探傷的方法，稱為板波法。主要用于薄板、薄壁管等形狀簡單的試件探傷。探傷時板波充塞于整個試件，可以發現內部和表面的缺陷。5.爬波法

三． 按探頭數目分類 1.單探頭法

使用一個探頭兼作發射和接收超聲波的探傷方法稱為單探頭法，單探頭法最常用。

2.雙探頭法

使用兩個探頭（一個發射，一個接收）進行探傷的方法稱為雙探頭法，主要用于發現單探頭難以檢出的缺陷 3.多探頭法

使用兩個以上的探頭成對地組合在一起進行探傷的方法，稱為多探頭法。

四． 按探頭接觸方式分類 1.直接接觸法

探頭與試件探測面之間，涂有很薄的耦合劑層，因此可以看作為兩者直接接觸，此法稱為直接接觸法。

此法操作方便，探傷圖形較簡單，判斷容易，檢出缺陷靈敏度高，是實際探傷中用得最多的方法。但對被測試件探測面的粗糙度要求較高。2.液浸法

將探頭和工件浸于液體中以液體作耦合劑進行探傷的方法，稱為液浸法。耦合劑可以是油，也可以是水。

液浸法適用于表面粗糙的試件，探頭也不易磨損，耦合穩定，探測結果重復性好，便于實現自動化探傷。

液浸法分為全浸沒式和局部浸沒式。

超聲波探傷中，超聲波的發射和接收都是通過探頭來實現的。探頭的種類很多，結構型式也不一樣。探傷前應根據被檢對象的形狀、衰減和技術要求來選擇探頭，探頭的選擇包括探頭型式、頻率、晶片尺寸和斜探頭K值的選擇等。1.探頭型式的選擇

常用的探頭型式有縱波直探頭、橫波斜探頭、表面波探頭、雙晶探頭，聚焦探頭等。一般根據工件的形狀和可能出現缺陷的部位、方向等條件來選擇探頭的型式，使聲束軸線盡量與缺陷垂直。

縱波直探頭波束軸線垂直于探測面，主要用于探測與探測面平行的缺陷，如鍛件、鋼板中的夾層、折疊等缺陷。

橫波斜探頭主要用于探測與探測面垂直可成一定角度的缺陷，如焊縫中未焊透、夾渣、未溶合等缺陷。

表面波探頭用于探測工件表面缺陷，雙晶探頭用于探測工件近表面缺陷，聚焦探頭用于水浸探測管材或板材。

2.探頭頻率的選擇。

超聲波探傷頻率0.5~10MHz之間，選擇范圍大。一般選擇頻率時應考慮以下因素:(1)由于波的繞射，使超聲波探傷靈敏度約為波長的一半，因此提高頻率，有利于發現更小的缺陷。

(2)頻率高，脈沖寬度小，分辨力高，有利于區分相鄰缺陷。

(3)頻率高，波長短，則半擴散角小，聲束指向性好，能量集中，有利于發現缺陷并對缺陷定位。

(4)頻率高，波長短，近場區長度大，對探傷不利。

(5)頻率增加，衰減急劇增加。

由以上分析可知，頻率的高低對探傷有較大的影響，頻率高，靈敏度和分辨力高，指向性好，對探傷有利；但近場區長度大，衰減大，又對探傷不利。實際探傷中要全面分析考慮各方面的因素，合理選擇頻率。一般在保證探傷靈敏度的前提下盡可

能選用較低的頻率。

對于晶粒較細的鍛件、軋制件和焊接件等，一般選用較高的頻率，常用2.5~5MHz；對晶粒較粗大的鑄件、奧氏體鋼等宜選用較低的頻率，常用0.5~2.5MHz。如果頻率過高，就會引起嚴重衰減，屏幕上出現林狀回波，信噪比下降，甚至無法探傷。3.探頭晶片尺寸的選擇

晶片尺寸對探傷也有一定的影響，選擇晶片尺寸進要考慮以下因素：（1）晶片尺寸增加，半擴散角減少，波束指向性變好，超聲波能量集中，對探傷有利。（2）晶片尺寸增加，近場區長度迅速增加，對探傷不利。（3）晶片尺寸大，輻射的超聲波能量大，探頭未擴散區掃查范圍大，遠距離掃查范圍相對變小，發現遠距離缺陷能力增強。

以上分析說明晶片大小對聲束指向性、近場區長度、近距離掃查范圍和遠距離缺

陷檢出能力有較大的影響。實際探傷中，探傷面積范圍大的工件時，為了提高探傷效率宜選用大晶片探頭；探傷厚度大的工件時，為了有效地發現遠距離的缺陷宜選用大晶片探頭；探傷小型工件時，為了提高缺陷定位定量精度宜選用小晶片探頭；探傷表面不太平整，曲率較低較大的工件時，為了減少耦合損失宜選用小晶片探頭。

4.橫波斜頭K值的選擇

在橫波探傷中，探頭的K值對探傷靈敏度、聲束軸線的方向，一次波的聲程（入射點至底面反射點的距離）有較大的影響。K值大，一次波的聲程大。因此在實際探傷中，當工件厚度較小時，應選用較大的K值，以便增加一次波的聲程，避免近場區探傷；當工件厚度較大時，應選用較小的K值，以減少聲程過大引起的衰減，便于發現深度較大處的缺陷。在焊縫探傷中，不要保證主聲束能掃查整個焊縫截面；對于單面焊根未焊透，還要考慮端角

反射問題，應使K=0.7~1.5,因為K<0.7或K>1.5，端角反射很低，容易引起漏檢。

三． 耦合

超聲耦合是指超聲波在探測面上的聲強透射率。聲強透射率高，超聲耦合好。為提高耦合效果，在探頭與工件表面之間施加的一層透聲介質稱為而耦合劑。耦合劑的作用在于排除探頭與工件表面之間的空氣，使超聲波能有效地傳入工件，達到探傷的目的；耦合劑還有減少磨擦的作用。

影響聲耦合的主要因素有：耦合層的厚度，耦合劑的聲阻抗，工件表面粗糙度和工件表面形狀。

四． 表面耦合損耗的補償

在實際探傷中，當調節探傷靈敏度用的試塊與工件表面粗糙度、曲率半徑不同時，往往由于工件耦合損耗大而使探傷靈敏度降低，為了彌補耦合損耗，必須增大儀器的輸出來進行補償。

塊來調節，如用CSK-IA試塊?50或?1.5的孔。

三． 定量調節

定量調節一般采用AVG（直探頭）或DAC（斜探頭）。

四． 缺陷定位

超聲波探傷中測定缺陷位置簡稱缺陷定位。

1.縱波（直探頭）定位

縱波定位較簡單，如探頭波束軸線不偏離，缺陷波在屏幕上位置即是缺陷至探頭在垂直方向的距離。2.表面波定位

表面波探傷定位與縱波定位基本類似，只是缺陷位于工件表面，缺陷波在屏幕上位置是缺陷至探頭在水平方向的距離（此時要考慮探頭前沿）。3.橫波定位

橫波斜探頭探傷定位由缺陷的聲程和探

頭的折射角或缺陷的水平和垂直方向的投影來確定。

4.橫波周向探測圓柱面時缺陷定位 周向探傷時，缺陷定位與平面探傷不同。（1）外圓探傷周向探測（2）內壁周向探測

當量試塊比較法是將工件中的自然缺陷回波與試塊上的人工缺陷回波進行比較來對缺陷定量的方法。此法的優點是直觀易懂，當量概念明確，定量比較穩妥可靠。但成本高，操作也較煩瑣，很不方便。所以此法應用不多，僅在x<3N的情況下或特別重要零件的精確定量時應用。2.當量計算法 當x>3N時，規則反射體的回波聲壓變化規律基本符合理論回波聲壓公式，當量計算法就是根據探傷中測得的缺陷波高的dB值，利用各種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定量方法。

3.當量AVG曲線法

當量AVG曲線法是利用AVG曲線來確定工件中缺陷的當量尺寸。

二． 測長法測缺陷大小

當工件中缺陷尺寸大于聲束截面時，一

般采用測長法來確定缺陷的長度。

測長法是根據缺陷波高與探頭移動距離來確定缺陷的尺寸，按規定的方法測定的缺陷長度稱為缺陷的指示長度。由于實際工件中缺陷的取向、性質、表面狀態等都會影響缺陷回波高度，因此缺陷的指示長度總是小于或等于缺陷的實際長度。根據測定缺陷長度時的基準不同將測長法分為相對靈敏度法、絕對靈敏度法和端點峰值法。

三． 底波高度法測缺陷大小

底波高度法是利用缺陷波與底波的相對波高來衡量缺陷的相對大小。當工件中存在缺陷時，由于缺陷的反射，使工件底波下降。缺陷愈大，缺陷波愈高，底波就愈低，缺陷波高與底波高之比就愈大。四． 缺陷測高

及其它

目前A型脈沖反射式超聲波探傷儀是根據屏幕上缺陷波的位置和高度來評價被檢工件中缺陷的位置和大小，了解影響因素，對于提高定位、定量精度是十分有益的。

一．影響缺陷定位的主要因素 1.儀器的影響

儀器的水平線性的好壞對缺陷定位有一定的影響。2.探頭的影響

探頭的聲束偏離、雙峰、斜楔磨損、指向性等影響缺陷定位。3.工件的影響

工件的表面粗糙度、材質、表面形狀、邊界影響、溫度及缺陷情況等影響缺陷定位。

4.操作人員的影響

儀器調試時零點、K值等參數存在誤差或定位方法不當影響缺陷定位

二．影響缺陷定量的主要因素 1.儀器及探頭性能的影響

儀器的垂直線性、精度及探頭頻率、型式、晶片尺寸、折射角大小等都直接影響缺陷回波高度。

2.耦合與衰減的影響

耦合劑的聲阻抗和耦合層厚度對回波高有較大的影響；當探頭與調靈敏度用的試塊和被探工件表面耦合狀態不同時，而又沒有進行恰當的補償，也會使定量誤差增加，精度下降。

由于超聲波在工件中存在衰減，當衰減系數較大或距離較大時，由此引起的衰減也較大，如不考慮介質衰減補償，定量精度勢必受到影響。因此在探傷晶粒較粗大和大型工件時，應測定材質的衰減系數，并在定量計算時考慮介質衰減的影響，以便減少定量誤差。

3.工件幾何形狀和尺寸的影響

工件底面形狀不同，回波高度不一樣，凸曲面使反射波發散，回波降低，凹曲面

使反射波聚焦，回波升高；工件底面與探測面的平行度以及底面的光潔度、干凈程度也對缺陷定量有較大的影響；由于側壁干涉的原因，當探測工件側壁附近的缺陷時，會產生定量不準，誤差增加；工件尺寸的大小對定量也有一定的影響。

為減少側壁的影響，宜選用頻率高、晶片尺寸大且指向性好的探頭探測或橫波探測；必要時不可采用試塊比較法來定量。

4.缺陷的影響

不同的缺陷形狀對其回波高度有很大的影響，缺陷方位也會影響到回波高度，另外缺陷波的指向性與缺陷大小有關，而且差別較大；另外缺陷回波高度還與缺陷表面粗糙度、缺陷性質、缺陷位置等有影響。

三．缺陷性質分析

超聲波探傷還應盡可能判定缺陷的性質，不同性質的缺陷危害程度不同，例如裂紋就比氣孔、夾渣大得多。但缺陷定性

第二篇：超聲波探傷通用作業指導書

超聲波探傷通用作業指導書

一、適用范圍

超聲檢測適用場內球鐵鑄件的檢測。

二

引用標準

EN 12680-3:2003 鑄造 超聲檢測 第三部分：球墨鑄鐵件

三、檢測范圍

就鑄件檢測部位問題與客戶達成協議或技術部指定。需要闡明如何對這些部位進行檢驗，既采用點式還是掃描檢驗方法，還要說明從哪個方向進行檢驗。

四

一般要求

1、超聲檢測人員應具有一定的基礎知識和探傷經驗。并經考核取得有關部門認可的資格證書。

2、探傷儀

①量程設定，對于在鋼材中傳導的叢波和橫波來說，至少保證在10mm到2m的范圍內可以在量程中進行連續選擇。

②增益，至少保證在80分貝范圍內，測量精度為1分貝，超過80分貝，最大單位間距可為2分貝。

③時基線性和垂直線性小于屏幕調整范圍的5%。

④至少適用于單晶片探頭和雙晶片探頭脈沖回波技術中標稱頻率在0.5MHz到5MHz（包括5MHz）的范圍。

3、探頭

① 縱波直探頭的晶片直徑應在10~30mm之間，工作頻率1~5MHz，誤差不得超過±10%。

② 橫波斜探頭的晶片面積應在100~400mm2之間，K值一般取1~3.③ 縱波雙晶直探頭晶片之間的聲絕緣必須良好。

3、儀器系統的性能

① 在達到所探工件的最大檢測聲程時，其有效靈敏度余量不得小于10dB。

② 儀器與探頭的組合頻率與公稱頻率誤差不得大于±10%。

③ 儀器與直探頭組合的始脈沖寬度（在基準靈敏度下）：對于頻率為5MHz的探頭，寬度不大于10mm；對于頻率為2.5MHz的探頭，寬度不大于15mm。

④ 直探頭的遠場分辨力應不小于30dB，斜探頭的遠場分辨力應不小于6dB。

五、探傷時機及準備工作

1、工件要集中到指定的位置。

2、工件在外觀檢查合格后方可進行超聲探傷，所有影響超聲探傷的油污及其他附著物應予以清除。

3、探傷面的表面粗糙度Ra為6.3μm。

六 探傷方法

1、為確保檢測時超聲波聲束能掃查到工件的整個被檢區域，探頭的每次掃查覆蓋率應大于探頭直徑的15%。探頭的掃查速度不應超過150mm/s。耦合劑應透聲性好，且不損傷檢測表面，如機油，漿糊，甘油和水等。

2、靈敏度補償

① 耦合補償 在檢測和缺陷定量時，應對由表面粗糙度引起的耦合損失進行補償。

② 衰減補償 在檢測和缺陷定量時，應對材質衰減引起的檢測靈敏度下降和缺陷定量誤差進行補償。

③ 曲面補償 對探測面是曲面的工件，應采用曲率半徑與工件相同或相近的試塊，通過對比實驗進行曲率補償。

六、系統校準與復核

1、一般要求

系統校準應在標準試塊上進行，校準中應使探頭主聲束對準反射體的反射面，以獲得穩定和最大的反射信號。

2、新購探頭測定

新購探頭應有探頭性能參數說明書，新探頭使用前應進行前沿距離、K值、主聲束偏離、靈敏度余量和分辨力等主要參數的測定。

3、檢測前儀器和探頭系統測定

使用儀器----斜探頭系統，檢測前應測定前沿距離、K值和主聲束偏離，調節或復核掃描量程和掃查靈敏度。

使用儀器----直探頭系統，檢測前應測定始脈沖寬度、靈敏度余量和分辨力，調節或復核掃查量程和掃查靈敏度。

4、檢測過程中儀器和探頭系統的復核

遇到下述情況應對系統進行復核：

① 校準后的探頭、耦合劑和儀器調節旋鈕發生改變時；

② 檢測人員懷疑掃描量程或掃描靈敏度有變化時；

③ 連續工作4h以上時；

④ 工作結束時。

5、檢測結束前儀器與探頭系統的復核

每次檢測結束前，應對掃描量程進行復核。如果任意一點在掃描線上的偏移超過掃描線讀數的10%，則掃描量程應重新調整，并對上一次復核以來所有的檢測部位進行復檢。

每次掃描結束前，應對掃查靈敏度進行復核。一般對距離-波幅曲線的校核不應少與3點。如曲線上任何一點幅度下降2dB，則應對上一次復核以來所有的檢測部位進行復檢；如幅度上升2dB，則應對所有的記錄信號進行重新評定。

6、校準、復核的有關注意事項

校準、復核和對儀器進行線性檢測時，任何影響儀器線性的控制器（如抑制或濾波開關等）都應放在“關”的位置或處于最低水平上。

七、探傷方法

1、探測方向

一般在探測面上兩相互垂直的方向上進行并盡量掃查到工件的整個體積

3、探傷靈敏度的確定

① 縱波直探頭探傷靈敏度的確定

當被探部位的厚度不大于探頭的3倍近場區時，一般選用底波確定探傷靈敏度。由于幾何形狀所限，不能獲得底波者或是探測厚度大于45mm而小于3倍近場區時，可直接采用試塊法確定探傷靈敏度。

② 縱波雙晶直探頭靈敏度的確定

按需要選擇不同直徑平底孔的試塊，并測試一組不同探測距離的平底孔。調節衰減器，使其中最高的回波幅度達到滿刻度的80%。不改變儀器的參數，測出其他平底孔回波的最高點，將其標定在熒光屏上，連接這些點，即是對應于不同平底孔的縱波雙晶直探頭的距離——波幅曲線。

4、補償

① 表面粗糙度補償

在探傷和缺陷定量時，應對由表面粗糙度引起的能量消耗進行補償。

② 曲面補償

對于探測面是曲面的工作，可采用曲率與工件相同或相近（0.9~1.5倍）的參考試塊，否則應補償因曲率不同引起的聲能損失。

③ 探傷靈敏度一般不低于工件最大探測距離出的φ2mm平底孔當量。

5、探傷靈敏度的復查

探傷中應檢查探傷靈敏度，發現探傷靈敏度有改變時應重新調整。當增益電平降低2dB以上時，應對上一次校準以來所檢查的工件進行復探；當增益電平升高2dB以上時，應對所有缺陷進行重新定量。

八、缺陷記錄

① 記錄當量平底孔徑超過φ4mm的單個缺陷的位置和波幅。

②

記錄當量平底孔直徑超過φ2mm的缺陷密集區及其最大缺陷的位置和分布，缺陷密集區面積以12mm×12mm的方塊作為最小度量單位。③

記錄由缺陷引起的底面回波降低區域和數值。

④ 不屬于上述情況，但探傷人員能判定是否危害性的缺陷也予以記錄。

九、探傷報告

探傷報告應包括下述內容：

1、委托探傷的單位，探傷報告編號，簽發日期。

2、鑄件的名稱、編號、材料牌號、探傷面的表面粗糙情況。

3、探傷儀的型號、探頭型號、探傷頻率、耦合劑、探傷靈敏度和掃查方式。

4、在草圖上標明檢測區域，如有因幾何形狀限制而檢測不到的部位也必須在草圖上標明。

5、缺陷的類型、尺寸和位置。

6、探傷等級和探傷結論。

7、探傷人員和審核人員簽字。

第三篇：超聲波探傷作業指導書

超聲波探傷作業指導書 適用范圍

本作業指導書適用于母材厚度不小于8mm的鐵素體類鋼全焊透熔化焊對接焊縫脈沖反射法手工超聲波檢驗。不適用于鑄鋼及奧氏體不銹鋼焊接，外徑小于159mm鋼管對接焊縫，內徑小于等于200mm的管座角焊縫及外徑小于250mm和內徑小于80％的縱向焊縫。2 引用標準

JB4730-94《壓力容器無損檢測》

GBll345-89《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結果分級法》 GB50205-2001《鋼結構工程施工質量驗收規范》 3 試驗項目及質量要求

3.1 試驗項目：內部缺陷超聲波探傷。3.2 質量要求 3.2.1 檢驗等級的分級

根據質量要求檢驗等級分A、B、C三級，檢驗的完善程度A級最低，B級一般，C級最高。檢驗工作的難度系數按A、B、C順序逐級增高，應按照工種2的材質、結構、焊接方法，使用條件及承受荷載的不同，合理的選用檢驗級別。檢驗等級應按產品的技術條件和有關規定選擇或經合同雙方協商選定。3.2.2 焊縫質量等級及缺陷分級 表3.2.2 焊縫質量等級

一級

評定等級 檢驗等級 探傷比例

II B級 100%

二級 III B級 20% 內部缺陷 超聲波探傷

3.2.3 探傷比例的計數方法

探傷比例的計數方法應按以下原則確定：①對工廠制作焊縫，應按每條焊縫計算百分比，且探傷長度不應小于200mm，當焊縫長度不足200mm時，應對整條焊縫進行探傷；②對現場安裝焊縫，應按同一類型，同一施焊條件的焊縫條數計算百分比，探傷長度應不小于200mm，并應不少于l條焊縫。3.2.4 檢驗區域的選擇

3.2.4.1 超聲波檢測應在焊縫及探傷表面經外觀檢查合格后方可進行，應劃好檢驗區域，標出檢驗區段編號。

3.2.4.2 檢驗區域的寬度應是焊縫本身再加上焊縫兩側各相當于母材厚度30％的一般區哉，這區域最小10mm，最大20m。3.2.4.3 接頭移動區應清除焊接飛濺、鐵屑、油垢及其它外部雜質。探傷區域表面應平整光滑，便于探頭的自由掃查，其表面粗糙度不應超過6.3um，必要時進行打磨。a、采用一次反射法或串列式掃查探傷時，探頭移動區應大于2.5δk，(其中，δ為板厚，k為探頭值)；b、采用直射法探傷時，探頭移動區域應大于1.5δk。

3.2.4.4 去除余高的焊接，應將余高打磨到與臨鄰近母材平齊。保留余高焊縫，如焊縫表面有咬邊，較大的隆起和凹陷等也應進行適當修磨，并做圓滑過渡以免影響檢驗結果的評定。3.2.5 檢驗頻率

檢驗頻率f一般在2-5MHZ的范圍內選擇，推薦選用2—2.5MHZ區稱頻率檢驗，特殊情況下，可選用低于2MHZ區或高于2.5MHZ的檢驗頻率，但必須保證系統靈敏度的要求。3.2.6 檢驗等級，探傷面及使用k值(折射角)見表3.2.6 表3.2.6

板厚mm 探傷面 A 單面單 側

B

C

探傷法

使用折射角或k值

直射法及一 次性反射法 直射法

70°(k2.5、k2.o)70°或60°(k2.5、k2.o、k1.5)45°或60°;45°和60°，≤25 >25—50

單面雙側或 雙面單側

45°和70°并用(k1.o或k1.5，>50—100 >100 ／

(k1.o和k1..5，k1．0和k2．O并用)

／

雙面雙側

45°和60°并用(k1．0和k1．5或k2．O)儀器、試塊、耦合劑、探頭

4.1 儀器CTS-2000筆記本式數據超聲波探傷儀 4.2 試塊 CSK-IA 試塊 CSK-ⅡA 試塊 4.3 耦合劑

應選用適當的液體或模糊狀物作耦合劑。耦合劑應具備有良好透聲性和適宜流動性，不應對材料和人體有損傷作用。同時應便于檢驗后清理。典型耦合劑為水、機油、甘油和漿糊。在試塊上調節儀器和產品檢驗應采用相同的耦合劑。4.4 探頭：斜探頭、直探頭 5 儀器的調整的校驗 5.1 基線掃描的調節

熒光屏時基線刻度可按比例調節為代表缺陷的水平距離ι，深度h或聲程S。

5.1.1 探傷面為平面時，可在對比試塊上進行時基線掃描調節，掃描比例依據工作厚度和選用的探頭角度來確定，最大檢驗范圍應調到時基線滿刻度的2／3以上。

5.1.2 探傷面曲率半徑R大于W2／4時，可在平面對比試塊上或探傷面曲率相近的曲面對比試塊上，進行時基線掃描調節。5.1.3 探傷面曲面半徑R小于等于W2／4時，探頭楔塊應磨成與工件曲面相吻合，按GBll345-89第6.2.3條在對比試塊上作時基線掃描調節。

5.2 距離一波幅(DAC)曲線的繪制

5.2.1 距離一波幅曲線由選用的儀器、探頭系統在對比試塊上實測數據繪制，曲線由判廢線、定量線、評定線組成，不同驗收級別各線靈敏度見表5.2.1 表中DAC是以上φ2mm標準反射體繪制的距離一波副曲線，即DAC基準線。評定線以上定量線以下為I區，定量線至判廢線以下的Ⅱ區，判廢線及以上區域為Ⅲ區(判廢區)距離——波幅曲線的靈敏度 表5.2.1

級別 板厚mm DAC 判廢線 定量線 評定線

DAC-4dB DAC-12dB DAC-18dB

DAC+2dB DAC-8dB DAC-14dB

DAC DAC-6dB DAC-12dB

A

B

C

8—46 >46-120 >46-120

5.2.2 探測橫向缺陷時，應將各線靈敏度均提高6dB。

5.2.3 探傷面曲率半徑R小于等于W2／4時，距離一波幅曲線的繪制應在曲線面對比試塊上進行。

5.2.4 受檢工件的表面耦合損失及材質衰減應與試塊相同，否則應進行傳輸損失修整，在1跨距聲程內最大傳輸損差在2dB以內可不進行修整。

5.2.5 距離一波幅曲線可繪制在坐標紙上，也可直接繪制在熒光屏刻板上。5.3 儀器調整的校驗

5.3.1 每次檢驗前應在對比試塊上，對時基線掃描比例和距離一波幅曲線<靈敏度>進行調整或校驗。校驗點不少于兩點。5.3.2 在檢驗過程中每4h之內檢驗工作結束后應對時基線掃描和靈敏度進行校驗，校驗可在對比試塊或其他等效試塊上進行。

5.3.3 掃描調節校驗時，如發現校驗點反射波在掃描線上偏移超過原校驗點刻度讀數的10％或滿刻度5％(兩者取較小值)，則掃描比例應重新調整，前次校驗后已經記錄的缺點，位置參數應重新測定，并予以更正。

5.3.4 靈敏度校驗時，如校驗點的反射波幅比距離一波幅曲線降低20％或2dB以上，則儀器靈敏度應重新調整，而前次校驗后，已經記錄的缺陷，應對缺陷尺寸參數重新測定并予以評定。6 初始檢驗 6.1 一般要求

6.1.1 超聲檢驗應在焊縫及探傷表面經外觀檢查合格并滿足GBll345-89第8.1.3條的要求后方可進行。

6.1.2 檢驗前，探傷人員應了解受檢工件的材質、結構、曲率、厚度、焊接方法、焊縫種類、坡口形式、焊縫余高及背面襯墊、溝槽等情況。

6.1.3 探傷靈敏度應不低于評定線靈敏度。

6.1.4 掃查速度不應大于150mm／S，相鄰兩次探頭移動間隔保證至少有探頭寬度10％的重疊。

6.1.5 對波幅超過評定線的反射波，應根據探頭位置、方向、反射波的位置及6.1.2條了解焊縫情況，判斷其是否為缺陷。判斷缺陷的部位在焊縫表面作出標記。6.2平板對接焊縫的檢驗

6.2.1 為探測縱向缺陷，斜探頭垂直于焊縫中心線放置在探傷面上，作鋸齒型掃查。探頭前后移動的范圍應保證掃查到全部焊縫截面及熱影響區。在保持垂直焊縫作前后移動的同時，還應作10°～15°左右移動。

6.2.2 為探測焊縫及熱影響區的橫向缺陷應進行平行和斜平行掃查。B級檢驗時，可在焊縫兩側邊緣使探頭與焊縫中心線成10°～20°斜平行掃查。C級檢驗時，可將探頭放在焊縫及熱影響區上作兩方向的平行掃查，焊縫母材厚度超過lOOmm時，應在焊縫的兩面作平行掃查或者采用兩種角度探頭(45°和60°或45°和70°并用)作單位兩個方向平行掃查，亦可用兩個45°探頭作串列式平行掃查。對電渣焊縫還應增加與焊縫中心線45°的斜想向掃查。

6.2.3 為確定缺陷的位置、方向、形狀、觀察缺陷動態波形或區分缺陷訊號與偽訊號，可采用前后、左右、轉角、環繞等四種探頭基本掃查方式。6.3 曲面工作對接焊縫的檢驗

6.3.1 探傷面為曲面時，按規定選用對比試塊，并采用6.2條的方法進行檢驗。C級檢驗時，受工件幾何形狀限制，橫向缺陷探測無法實施時，應在檢驗記錄中予以注明。

6.3.2 環縫檢驗時，對比試塊的曲率半徑為探傷面曲率0.9-1.5倍的對比試塊，均可采用，對比試塊的采用。探測橫向缺陷時按6.3.3條的方法進行。

6.3.3 縱縫檢驗時，對比試塊的曲率半徑與探傷面曲率半徑之差應小于10％。

6.3.3.1 根據工件的曲率和材料厚度選擇探頭角度，并考慮幾何臨界角的限制，確保聲束能掃查到整個焊縫厚度；條件允許時，聲束在曲底面的入射角度不應超過70°。

6.3.3.2 探頭接觸面修磨后，應注意探頭入射點和折射點角或K值的變化，并用曲面試塊作實際測定。

6.3.3.3 當R大于W2／4采用平面對比試塊調節儀器，檢驗中應注意到熒光屏指示的缺陷深度或水平距離與缺陷實際的徑向埋藏深度或水平距離弧長的差異，必要時應進行修正。6.4 其它結構焊縫的檢驗

盡可能采用平板焊縫檢驗中已經行之有效的各種方法。在選擇探傷面和探頭時應考慮到檢測各種類型缺陷的可能性，并使聲束盡可能垂直于該結構焊縫中的主要缺陷。7 規定檢驗 7.1 一般要求

7.1.1 規定檢驗只對初始檢驗中被標記的部位進行檢驗。

7.1.2 對所有反射波幅超過定量線的缺陷，均應確定其位置，最大反射波幅所在區域和缺陷指示長度。表7.1.2mm

檢驗等級

A

靈敏度 評定靈敏度 定量靈敏度 判廢靈敏度

7.2 最大反射波幅的測定

7.2.1 對判定的缺陷的部位，采取6.2.3條的探頭掃查方式，增加探傷面、改變探頭折射角度進行探測，測出最大反射波幅并與距離一波幅曲線作比較，確定波幅所在區域，波幅測定的允許誤差為2dB。

Φ3 Φ4 Φ6

Φ2 Φ3 Φ6

Φ2 Φ3 Φ4

B

C

7.1.3 探傷靈敏度應調節到評定靈敏度，見表7.1.2直探頭檢驗等級評定。7.2.2 最大反射波幅A與定量線SL的dB差值記為SL±——dB 7.3 位置參數的測定

7.3.1 缺陷位置以獲得缺陷最大反射波的位置來表示，根據相應的探頭位置和反射波在熒光屏上的位置來確定如下全部或部分參數。

a、縱坐標L代表缺陷沿焊縫方向的位置。以檢驗區段編號為標證基準點(即原點)建立坐標。坐標正方向距離上表示缺陷到原點的距離。

b、深度坐標h代表缺陷位置到探傷面的垂直距離(mm)，以缺陷最大反射波位置的深度值表示。

c、橫坐標q代表缺陷位置離開焊縫中心線的垂直距離，可由缺陷最大反射波位置的水平距離或簡化水平距離求得。7.3.2 缺陷的深度和水平距離(或簡化水平距離)兩數值中的一個可由缺陷最大反射波在熒光屏上的位置直接讀出，另一個數值可采用計算法、曲線法、作圖法或缺陷定位尺求出。

第四篇：UT超聲波探傷一級培訓考試題

成都UT超聲波探傷一級培訓考試

1,<承壓設備無損檢測>JB/T4730-2005規定，下列說話正確的是：C A,斜探頭近場分辨率應不小于6dB,只適用于橫波 B,斜探頭近場分辨率應不小于10dB,只適用于橫波

C，斜探頭遠場分辨率應不小于6dB,只適用于縱波，橫波 D,斜探頭遠場分辨率應不小于10dB,只適用于縱波，橫波

2,調節超聲波探傷儀的(A)旋鈕會改變儀器的分辨力和近場盲區值 A.發射強度

B.深度范圍

C.抑制

D.延遲

3.一個垂直線性的儀器，在不改變增益和發射強度的情況下，欲將顯示屏上的波幅由80%降至10%高度，應衰減（C)dB.A.10

B.18

C.20 D.24 4.<承壓設備無損檢測>JB/T4730-2005規定，對焊縫缺陷長度進行超聲檢測時，掃查靈敏度應（D）A.不低于基準靈敏度

B.不低于評定線靈敏度

C.根據需要確定

D.以缺陷反射波高為基準，調至規定波高測量

5.母材厚度為26mm的平板對接接頭，按<承壓設備無損檢測>JB/T4730-2005 B級檢測技術規定，最有效的檢測方法是（A)A.一般用一種K值探頭采用直射波法和一次發射法波在平板對接接頭的單面雙側進行檢測 B.一般用一種K值探頭采用直射法在平板對接接頭的單面雙側進行檢測

C.一般用一種K值探頭采用一次反射波法在平板對接接頭的單面雙側進行檢測 D.一般用兩種K值探頭采用一次反射波法在平板對接接頭的雙面雙側進行檢測

6.當聲程大于3N時，不考慮材質衰減的影響，若平底孔孔徑相同，聲程增加一倍，則工件平底孔的回波幅度將降低（A）dB.A.12 B.6

C.3

D.9 7.大型鍛件的超聲波探傷，使用工件大平底校準探傷靈敏度時，一般情況下（D）

A.不必考慮探傷面的耦合補償

B.不必考慮材質的衰減補償

C.不必使用對比試塊

D，以上都對。

8.<承壓設備無損檢測>JB/T4730-2005規定，采用A型脈沖反射試超聲波探傷儀，其工件頻率范圍為0.5MHZ-10MHZ，儀器至少在熒光屏滿刻度的80%范圍內呈線性顯示。線性是指（D）A.水平線性

B.盲區

C.始脈沖寬度

D.垂直線性和動態范圍的綜合反應

9.超聲縱波以介于第一與第二臨界角的入射角方向傾斜入射到有機玻璃|鋼的界面上，正確的縱波和橫波的反射波，折射波方向示意圖是（B)A.5條線

B,4條線

C，3條線

D，2條線

10.<承壓設備無損檢測>JB/T4730-2005規定超聲波儀器在使用過程中，至少（C）A.每一年

B，每半年

C.每隔三個月

D每工作4小時 11.由材料晶粒粗大引起的衰減屬于（B）A.擴散

B.散射

C.吸收

D.以上全是

12.（D）是焊接冷裂紋產生的冷裂紋的原因。

A.焊接應力過大

B.焊縫中含氫量過高

C，熱影響區出現淬硬組織 D.以上都是

13.關于超聲波檢測儀器的維護與保養錯誤的是（B)A,使用儀器前，仔細閱讀說明書，嚴格按說明書要求操作

B.連接直流電源時，應仔細核對儀器額定電源電壓，和市電電壓,防止錯接電源

C.搬動儀器時應防止強烈震動,現場探傷尤其高空作業時，應采用可靠保護措施，防止儀器摔破

D.搭接電源插頭和探頭插頭時，應采用手抓住插頭殼體操作，不要抓住電纜線拔插。探頭線和電源線應理順。不要彎折扭曲。

14.以下（C）不是2.5P13X13K2探頭的正確表述。

A.橫波斜探頭

B.晶片尺寸為13X13

C。晶片的實際共振頻率為2.5MHZ

D在鋼中橫波折射角的正切值為2 15.探傷時采用較高的探測頻率，可有利于（D）A.發現較小的缺陷

B，區分開相鄰的缺陷

C，改善聲束指向性

D以上全部 16.斜探頭K值隨溫度升高而增大的原因（A）A.有機玻璃斜鍥中聲速比工件材料中聲速下降快 B.有機玻璃斜鍥與工件材料中聲速按相同比例降低 C.有機玻璃斜鍥中聲速比工件中聲速增加快 D.有機玻璃斜鍥中聲速比工件中聲速增加慢

17.相鄰兩缺陷在一直線上，其間距小于其中較小的缺陷長度，按<承壓設備無損檢測>JB/T4730-2005規定，如何進行質量的評級處理（B)A.應作為一條缺陷處理，以兩缺陷長度之和作為其指示長度，其間距應也記入缺陷長度 B.應作為一條缺陷處理，以兩缺陷長度之和作為其指示長度，其間距應不記入缺陷長度 C.應作為兩條缺陷處理，風別進行質量評級處理，以較嚴重作為該接頭的質量級別 D,以上都不對

18.<承壓設備無損檢測>JB/T4730-2005規定，有關靈敏度說法正確的是（B)A,基準靈敏度一般是指記錄靈敏度，掃查靈敏度是實際檢測靈敏度 B.基準靈敏度一般是指實際檢測靈敏度，掃查靈敏度是記錄靈敏度 C.掃查靈敏度比基準靈敏度高6dB, D.掃查靈敏應低于最大聲程處的評定線

19.超聲波檢測板厚為48mm的容器焊縫,已知前次檢測曾在內表面發現裂紋，現采用下述哪種K值的探頭在外表面檢測比較合適（A）

A.K=1.0

B.K=2.0

C,K=2,5

D，K=3.0 20.為檢測出對接焊接接頭中不同角度的缺陷，應采取的方法是（B)A,提高探測頻率，B，用多種折射角度的探頭 C.修磨檢測面

D,用不同晶片尺寸的探頭 判斷題

1.探傷波在介質中傳播速度與介質的種類，波的類型，超聲波的頻率有關。（X）2.在介質中傳播的超聲縱波，其質點的振動方向平行于波的傳播方向。（R）

3.<承壓設備無損檢測>JB/T4730-2005規定，鋼板探傷時，底波的降低和消失同樣是判定缺陷存在的依據。

（R）

4.<承壓設備無損檢測>JB/T4730-2005規定，板厚不小于探頭的3倍近場區時，也可取鋼板無缺陷完好部位的第一次低波來校準靈敏度，應當將第一次反射底波高調整到滿刻度的80%作為基準靈敏度。（）5.垂直線性差的超聲波探傷儀器，會眼鎮南關影響缺陷的定位精度。（）6.探頭的晶片直徑越大，其近場區長度和半擴散角越大。（）

7.<承壓設備無損檢測>JB/T4730-2005規定：承壓設備備用鋼鍛件超聲檢測的掃查靈敏度，一般不得低于最大檢測距離處的Φ５mm平底孔當量直徑。（）

8.<承壓設備無損檢測>JB/T4730-2005規定：有延遲裂紋傾向的材料應在熱處理完成24小時之后進行無損檢測。（）

9.<承壓設備無損檢測>JB/T4730-2005規定：為確保檢測時超聲聲束能掃查到工件的整個被檢區域，探頭的每次掃差覆蓋率應大于探頭直徑的10%（）

10.使用雙高晶直探頭能減少近場盲區，有利于近表面缺陷的超聲檢測。（）11.《固定式壓力容器安全技術監察規程》（TSG R0004-2009)規定：壓力容器設計壓力P為1.6MPA≤P＜10MPA時，則該壓力容器為高壓容器。（）

12.超聲波傾斜入射到異質界面時，同種波型的折射角一定大于入射角。（）

13.碳含量越低，組織中的鐵素體的含量就越多，塑性和韌性也就越好，但強度和硬度卻隨之降低。（）14.《特種設備人員無損檢測考核規則》TSG Z8001-2013規定：中斷執業6個月以上（含6個月）人員，應當參加同級別與項目的取證考試，合格后申請原項目與級別的《檢測人員證》。（）

15.由于焊縫金屬經歷了兩次結晶過程，因此焊接接頭的薄弱環節在焊縫面不在熔合區和熱影響區。（）16.焊縫探傷使用6dB法對缺陷測長時，對同一缺陷，分別用一次波和二次測量，所得的指示長度應是一致的。（）17.<承壓設備無損檢測>JB/T4730-2005規定：對接焊接接頭的超聲波檢測時，對反射波幅位于I區的缺陷無需評定。18.當工件厚度較大時，用較小的K值，以減少聲程較大引起的衰減，便于發現深度較處的缺陷。（）

19.焊接接頭用標準試塊：CSK-IA,CSK-IIA,CSK-IIIA,CSK-IVA,其尺寸精度應符合<承壓設備無損檢測>JB/T4730-2005規定的要求，并應設計計量部門檢定合格。（）

20.<承壓設備無損檢測>JB/T4730-2005規定：鋼對接接頭（平板，管座，T型）的超聲波檢測的掃查靈敏度應當不低于它們各自探測時最大聲程處的距離波幅曲線評定線靈敏。（）

第五篇：渦流探傷與超聲波探傷初探

渦流探傷與超聲波探傷初探

一、關于無損檢測

工作后查找的第一個單詞叫做無損檢測。在度娘的選框里輸入：“無損檢測用英文怎么說？”的時候，總覺得是不是應該先找本新華字典或者百度知道里搜索一下無損檢測的中文含義。對于學文科的孩子來說，在學校里，大概永遠不會接觸到這么陌生的詞匯，但是一旦離開校園，就會接觸到很多很多意想不到的詞語：無損檢測，渦流探傷。也永遠不會知道，銅管鋼管的檢測有他自己的方法。可以用超聲波檢測，也可以用渦流探傷儀來檢測。那么，什么是無損檢測呢？度娘說：無損檢測就是利用聲、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。專業的解釋，通俗的來說，就是不損害被檢測物質的前提下進行的檢測。是的，我踏入了一個陌生的領域，無損檢測。

二、關于渦流探傷

渦流探傷：利用電磁感應原理，檢測導電構件表面和近表面缺陷的一種探傷方法。其原理是用激磁線圈使導電構件內產生渦電流，借助探測線圈測定渦電流的變化量，從而獲得構件缺陷的有關信息。按探測線圈的形狀不同，可分為穿過式(用于線材、棒材和管材的檢測)、探頭式(用于構件表面的局部檢測)和插入式(用于管孔的內部檢測)三種。

渦流探傷的儀器可以分為很多種，例如這一款：LJET-101型渦流探傷儀，他是這樣描述的：

LJET—101型穿過式系列渦流探傷儀是高端，全自動、高分辨率、數字化的穿過式渦流探傷儀，用于鐵磁體、奧氏體鋼、有色金屬的管材、棒材、線材的表面及亞表面檢測。主要覆蓋點傷及環向缺陷，通用性強，應用范圍廣。操作平臺基于Windows XP操作系統，可以方便地實現組網。參數調整簡單，設置可存儲于硬盤，調用方便。檢測結果存儲于數據庫,方便產品批號追溯。自帶遠程在線診斷、在線幫助及口令保護。檢測直徑1~273mm，最小檢測缺陷孔徑符合國際渦流探傷標準孔徑，也可以與旋轉式探頭檢測系統聯合使用，以提供檢測覆蓋率，覆蓋全部縱向、橫向及通孔類缺陷。性能達到國際一流水平，完全可以與世界上最先進的渦流探傷儀相媲美，而且操作方便，使用簡單，配套技術服務完善。

LJET—101型穿過式系列渦流探傷儀是采用大規模進口集成電路，結合最先進的渦流探傷技術、光電感應技術、微機控制技術的全自動渦流檢測儀器。配以精美設計的機械傳動裝置，形成完整的機電一體化系統，是國內唯一具有成套完整系統的全自動渦流探傷儀。采用基于WINDOWS XP操作系統的操作軟件使渦流探傷儀使用更為簡潔、智能化。儀器經過長期的一線生產檢驗，性能穩定、可靠，具有自動化程度高、檢測速度快等優點。該儀器是專用于金屬管、棒、線材在線、離線檢測的渦流探傷儀。

LJET—101型穿過式系列渦流探傷儀采用實時渦流阻抗平面和動態時基掃描顯示技術，實時同屏多窗口顯示檢測對象的渦流信號二維圖形及動態時基曲線。計算機大屏幕信號顯示，采用多模式報警技術，使得儀器操作更加容易、可靠。

LJET—101型穿過式系列渦流探傷儀能夠快速檢測出各種不同材質的金屬管、棒、線材的表面裂紋、暗縫、氣孔、夾雜和開口裂紋等缺陷。是汽車、航天、石化、冶金、機械等行業對金屬構件的在線、離線或役前、在役檢測的通用儀器。

LJET—101型穿過式系列渦流探傷儀具有1KHZ——100KHZ測試頻率范圍，能夠適應各種不同金屬管道的檢測要求。能夠在儀器內建立標準檢測數據庫，方便用戶在更換不同規格的材料時調用。可配接耦合間隙要求很低的穿過式探頭和其它結構的探頭(探頭的選擇完全可根據用戶的檢測要求而定)，儀器可選配在線測速系統、磁飽和器以及噴墨裝置、探頭架等，以便實現金屬管棒線材在線或離線自動渦流探傷。儀器技術參數也是我們會關注的點,這款渦流探傷儀的參數如下: ☆ 檢測通道：1-10(可擴展旋轉式通道，旋轉加穿過式組合探傷)☆ 檢測頻率：1KHz--100KHZ;☆ 線性增益：0—99.9dB連續可調，步長：0.1dB;☆ 探傷速度：0.3m/min—12000m/min ☆ 長時間穩定性：靈敏度dB值波動≤1 dB ☆ 人工缺陷大小分辨率≤0.1mm ☆ 人工缺陷誤報率<1% ☆ 人工缺陷漏報率<1% ☆ 周向靈敏度差≤2 dB ☆ 信噪比≥15 dB ☆ 端部盲區：≤50mm ☆ 標記精度：≤±50mm

☆ 相位旋轉：0--359度連續可調，步長：1度 ☆ 多種顯示方式：V模式、Y模式、X/Y模式 ☆ 標樣在探頭中振動，信號不超過報警電平☆ 矢量分析報警模式: 扇形報警、幅值報警 ☆ 延時硬件輸出報警、實時硬件輸出報警 ☆ 多通道聲光報警輸出 ☆ 檢測長度自動計算統計 ☆ 端頭、端尾信號自動切除 ☆ 可大量存儲各種檢測程序和檢測數據

☆ 具有渦流探傷信號的回放記憶功能，可追溯缺陷的幅值、相位。

☆ 自動記錄顯示缺陷數及其位置，自動形成檢測報告(包括檢測數量、合格數和不合格數等信息)☆ 中英文操作界面、在線幫助

☆ 可編程控制：上料、下料、分選、標記和聯動等 ☆ 電源：交流220V±10%，50Hz±10% ☆ 環境溫度：-100C---550C ☆ 環境濕度：≤85%

三、關于超聲波

參加了一場關于超聲波的培訓。一個未知的領域，教授級別的講師，這樣的機會不是人人都有的，而我就是這么幸運的參加了。什么是超聲波？超聲波的工作原理。超聲波探傷儀與渦流探傷儀的區別于聯系。電脈沖，相位，和諧震動，當一切陌生的名詞從老師的口中蹦出，只能感嘆自己無知。在本子上記錄了很多很多，想把更多的信息變成自己的東西，在不停地學習與積累中壯大自己。上課的目的最終還是要了解超聲波探傷的用途及操作，例如：LJUT-100型旋轉超聲波探傷系統是專為檢測管棒材產品的內部與近表面質量問題而研發的新一代檢測設備。擁有結構緊湊，安裝調試方便，檢測結果直觀易懂，可靠，工作穩定性良好等特點。LJUT-100型系列旋轉超聲波探傷系統對各種牌號及規格的管棒均適用，尤其是最新研發的外徑在Φ6－Φ125毫米范圍的銅鑄管坯的旋轉超聲波探傷應用。本旋轉探頭配備裝在筒形檢測室內的可調角度的水浸超聲波傳感器(2-6個)。運行時，水箱內高速旋轉，被檢測管棒材直線運動，實現超聲波探頭圍繞被檢工件高速旋轉，實現對被檢管棒材100％的高速掃描檢測。采用旋轉方式驅動超聲波傳感器，圍繞被檢測管棒材的檢測方式與比傳統的被檢測工件旋轉運動的方法相比具有明顯的優越性。檢測速度更快，探傷靈敏度更高，在線缺陷精確定位和定量，以及更簡單的管棒材上、下料分選裝置和更快速、方便的規格切換。LJUT-100系列旋轉超聲波探傷系統使用全數字式多通道超聲探傷儀。該系列在線旋轉超聲波探傷儀操作軟件基于Windows XP系統平臺，使用專用于管棒材探傷的超聲探傷軟件，使檢測結果更直觀，操作更方便，具備檢測結果可記錄隨時調用查看等特點，同時可以和計算機周邊設備連接，完成打印報告或檢測結果網絡傳輸等功能。

檢測對像：有色金屬及黑色金屬管棒材

檢測范圍：各種牌號及規格(銅鑄管坯Φ6-Φ125mm)檢測標準：國內外管棒超聲波探傷標準 檢測速度：3-60m/min可調