第四章超声波探伤方法和通用探伤技术.doc

中级人员超声波讲稿
（韩立柱13964121663）
第四章超声波探伤方法和通用探伤技术
第一节超声波探伤方法
按原理分类
a.脉冲反射法：
①缺陷回波高度法：
用回波幅度判断缺陷大小，可进行当量计算、比较或测长
②底波高度法：
F/B，F/BF，F/BG用缺陷波与底波高的比值表示缺陷的大约尺寸。
③底面多次回波法：
观察衰减规律PX=P0eαx来确定材料有无缺陷，晶粒度……等
b.穿透法：利用缺陷挡住声束多少程度来发现缺陷。
①缺点＜eq\o(\s\up13(小缺陷漏检),不能定位)
②优点＜eq\o(\s\up13(没有盲区，可检测薄工件),检测速度快，易于实现自动化)
c.共振法：利用驻波来判断缺陷或测厚（老式测厚仪）

2、按显示方法分类：
a.A显示：幅度显示

提供信息：幅度~缺陷大少
声程~缺陷位置（时间）
b.B显示：纵截面显示
提供信息深度
纵截面面积（长×高）
c.C显示：水平截面显示
提供信息水平截面面积（长×宽）
无深度
3、按波型分类：
a.纵波：钢板、锻件、铸件（波长长，穿透力强，可用于粗晶材料）
b.横波：焊缝，钢管及厚钢板、锻件辅助检测（波长短，衰减快，检测深度小，不适用粗晶材料）
c.表面波：表面开口缺陷，时延法可较精确检测开口裂纹的高度
d.板波：用于δ6mm以下的薄板
e.爬波：检测粗糙表面(角焊缝、堆焊)的近表面缺陷
4、按探头数目：
a.单探头（收、发共用）
b.双探头（一收、一发）
①双晶直探头——δ20mm以下的钢板，δ45mm以下的锻件，堆焊层未结合
②双晶斜探头——薄壁管焊缝，堆焊层焊缝
③串列扫查或TOFD法——厚焊缝（坡口角度小于5度的未熔合和垂直于表面的面状缺陷）
c.多探头：多对探头交替发、收，适用钢板自动化检测
5、按接触方法分类：
a.直接接触法：
①用一层薄的耦合剂（≤）
②特点：探伤简便，适用于手工操作，灵敏度高；工件表面粗糙度控制在6.3μm，探头易磨损；耦合效果与接触力有关（1~2Kg）
b.液（水）浸法：
①全浸和局部水浸
②特点：耦合稳定，粗糙表面对探伤无影响；探头不接触工件，不易磨损；盲区小（因为水钢界面波宽度很小），调整入射角，可获得任意角度的横波，但声能损耗较大。
第二节仪器与探头的选择
1、探伤方法：根据工件的形状及工件中缺陷的分布方向来选择
a.钢板：分层，因此用直探头纵波探伤
.b锻件：缺陷垂直于锻压方向。
δ＜45用双晶直探头
δ≥45用单直探头
c.钢管：检测纵向缺陷为主，采用水浸法自动探伤时，用线聚焦探头
d.焊缝：①一般用单斜探头，当厚度大时用串列法或TOFD法
②不锈钢焊缝检测难点：
晶粒粗大：杂波多，衰减大
“形似”信号：当相邻晶粒晶界回波叠加，如晶界回波足够长，几个分波幅的合成，形成一个假回波
解决办法：
用低频（0.5~2MHz）,用纵波斜探头,用一次波探伤
(JB4730)用2.5MHz,高阻尼，窄脉冲，45°纵波斜探头，或者纵波聚焦斜探头或双晶纵波斜探头。
2、探伤仪选择：常用模拟机或数字机，裂纹测高必须用数字机
3、探伤方向和扫查面：根据缺陷种类和方向来选择
a.钢板垂直于压延方向100mm列线扫查，坡口边缘50mm或壁厚的一半，取大者100%扫查；
b.焊缝根据不同厚度，δ≤46mm,单面双侧；
δ＞46mm双面4侧
横向缺陷，平行，斜平行扫查
电渣焊八字裂纹45°扫查
c.轴类锻件径向检测，饼形锻件端面检测(大于400mm两个端面检测)
4、频率选择：
a.选用高频：
①优点：λ小——检测灵敏度高，可检出小缺陷能力强
f高——脉冲窄，分辨率高（脉冲宽度一般为4λ）
θ小——指向性好
②缺点：衰减大，——穿透能力差
N大——近场定量不利
b.选用低频：
最大优点是衰减小，穿透能力强，适用于检测粗晶材料，如大的锻件，不锈钢焊缝等
5、晶片尺寸选择：
a.大晶片：
①指向性好，幅射声能大，远距离缺陷检出能力高
②扫查范围大，检测效率高
b.小晶片：
①检测小工件，定量，定位，精度高
②检测有曲率的工件，耦合效果好
第三节耦合与补偿
耦合剂和耦合方法：
a.耦合剂的作用：
①传递声波
②直接接触法时，减少探头与工件间的摩擦力作用
b.耦合剂选用原则：p120
c.影响耦合效果的因素：
①耦合层厚度T：当T≤（越薄越好）；T=效果好
当T=效果差
②探伤面：工件表面光滑度高，效果好。过于粗糙表面不仅耦合不良，严重时会造成声束分叉，影响缺陷的定位。一般标准控制为粗糙度6.3μm
③耦合剂声阻抗大，效果好
=4\*GB3④工件表面形状：平面最好、凸曲面次之、凹曲面最差。曲率半径大，耦合效果好
d.耦合方法：
①粗糙面或竖面用粘度大的耦合剂（如水玻璃、凡士林、化学浆糊等）
平面：一般用机油、甘油、水、化学浆糊等