《超聲檢測(cè)》課后習(xí)題

超聲檢測(cè)課后綜合訓(xùn)練 答 案 第一單元 超聲檢測(cè)的物理基礎(chǔ) 一、名詞解釋 聲源體發(fā)生振動(dòng)會(huì)引起四周空氣振蕩，那種振蕩方式就是聲波。電磁波是 電磁場(chǎng) 的一種 運(yùn)動(dòng) 形態(tài)。 可聞聲波 就是人可以聽見的聲波，頻率 2020000于 20000低于 20般人都聽不到 。頻率超過 20000為超聲波。 波源持續(xù)不斷振動(dòng)所輻射的波稱為連續(xù)波。波源間歇振動(dòng)輻射的波稱為脈沖波。 縱波是 質(zhì)點(diǎn) 的振動(dòng)方向與傳播方向同軸的 波 。橫波 是 質(zhì)點(diǎn) 的振動(dòng)方向與 波 的傳播方向相互垂直 的波，如 電磁波 、 光波 等 。 瑞利波也稱表面波 ，是沿半無限彈性介質(zhì)自由表面?zhèn)鞑サ钠癫ā?（脈沖波見上述） 波長(zhǎng) 指 沿著波的傳播方向， 兩個(gè)相鄰的振動(dòng)相位相同的質(zhì)點(diǎn)之間的距離。 在波動(dòng)過程中，某一振動(dòng)狀態(tài)在 單位時(shí)間內(nèi)波傳播的距離 稱為波速 。 聲波的波速簡(jiǎn)稱聲速。 在超聲場(chǎng)中某一質(zhì)點(diǎn)由于超聲波的傳播而受到的附加壓強(qiáng)稱為該處的聲壓。聲強(qiáng)是指單位時(shí)間內(nèi)垂直通過單位面積的聲能。 波陣面為一系列 相互平行的平面的波稱為平面波。波陣面為一系列同心球面的波稱為球面波。 當(dāng)幾列波在空間相遇時(shí)，在相遇區(qū)域內(nèi)任一點(diǎn)的振動(dòng)，為各列波單獨(dú)存在時(shí)在該點(diǎn)引起的振動(dòng)位移的矢量和，這一規(guī)律稱為波的疊加。如果兩列頻率相同、振動(dòng)方向相同、相位差恒定的簡(jiǎn)諧波疊加時(shí)，使得空間某些質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)始終加強(qiáng)，而另一些質(zhì)點(diǎn)處的振動(dòng)始終減弱，這種現(xiàn)象稱為波的干涉。 波傳播過程中，當(dāng)遇到異質(zhì)界面時(shí)，波的傳播方向?qū)l(fā)生改變。一部分波從異質(zhì)界面處返回到第一種介質(zhì)，稱為波的反射。另一部分波將穿過異質(zhì)界面繼續(xù)傳播， 稱為波的折射。 反射波與入射波的聲壓或聲強(qiáng)之比，稱為波的反射率。透射波與入射波的聲壓或聲強(qiáng)之比，稱為波的透射率。 波在傳播過程中，若果聲束橫截面越來越小，稱為波的聚焦，反之則成為波的發(fā)散。 在超聲場(chǎng)中，通常把聲束軸向上聲壓 有多次極大值和極小值的區(qū)域稱為近場(chǎng)。近場(chǎng)以外的區(qū)域稱為遠(yuǎn)場(chǎng)。 超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，遇到粗大晶粒之間的界面便產(chǎn)生明顯的反射、折射，使得超聲波的傳播路徑朝向四面八方，這種現(xiàn)象稱為散射。 波在傳播過程中遇到障礙物時(shí)，能繞 過障礙物的邊緣，在障礙物的陰影區(qū)內(nèi)繼續(xù)傳播 的現(xiàn)象，稱為波的衍射。 二、選擇題 、判斷題 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 四、問答與計(jì)算 壓的往復(fù)透過率最高。此外，當(dāng)薄層界面兩側(cè)介質(zhì)聲阻抗不相等時(shí)，薄層的厚度為四分之一波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，且薄層的聲阻抗為兩側(cè)介質(zhì)聲阻抗的幾何平均值時(shí)，聲壓的往復(fù)透過率最高。 與發(fā)生反射或折射的界面兩側(cè)介質(zhì)的聲阻抗、入射的角度、入射的波型 、聲速等因素有關(guān)。 聲能隨著傳播距離的增加而逐漸減弱的現(xiàn)象稱為超聲波的能量衰減。 衰減的原因主要有兩個(gè)方面： 一方面是 超聲 波 在其傳播過程中由于反射和散射，使其一部分聲能偏離其 傳播方向，而造成探測(cè)方向上聲能的減小。另一方面是介質(zhì)的吸收作用，將一部分聲能轉(zhuǎn)化成另一種能量（往往是熱能），而使聲強(qiáng)減小。 衰減的類型有 擴(kuò)散衰減、散射衰減、吸收衰減。 聲波聲束 集中在特定的方向上， 向光波一樣 在介質(zhì)中沿直線傳播 的能力。超聲波的指向性與超聲波的類型、頻率、介質(zhì)的種類和波源的大小等因素有關(guān)。 上聲壓存在一系列極大值和極小值，且最大值為 2小值為零。實(shí)際聲場(chǎng)軸線上聲壓雖然也存在很多極大值和極小值，但是聲壓的波動(dòng)幅度小，極大值遠(yuǎn)小于 2小值遠(yuǎn)大于零。在遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)，實(shí)際聲場(chǎng)與理想聲場(chǎng)軸線上聲壓分布基本一致。 件中缺陷的類型、取向和表面狀況各不相同，其反射回波變得非常復(fù)雜。僅僅依靠反射回波聲壓高低很難精確確定缺陷的真實(shí)大小，有時(shí)回波聲壓相同的缺陷實(shí)際大小可能相差很大。為此特引用當(dāng)量法解決這一問題。 ； B 444%80 %50 21212%80 %20 A 1244%50 %80 88%50 %20 A 71212%20 %80 88%20 %50題意設(shè)未知波高為 H，則 %20%80 63111 / 0 63222 /10465 9 0 %212 12 1） 2 5 31 0 0 0 0 42 1 12 0121 4） 32 322 5 1 0 %80 1） r c s 0s 30 所以此時(shí)折射的縱波的折射角為 90（已成表面波）。 2） 5s i r c s i i 5s i n 3） 0s i r c s i 0s i i n 4）能。 0s i r c s i i 0s i n 3 5 D 第二單元 超聲檢測(cè)設(shè)備 一、選擇題 2. 第 2題的答案選項(xiàng)中沒有 二、判 斷題 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 三、問答與計(jì)算 1 答：常用的分類方法有三種， 以分為：脈沖波超聲波探傷儀、連續(xù)波超聲波探傷儀和調(diào)頻波超聲波探傷儀； A 型顯示超聲波探傷儀、 B 型顯示超聲波探傷儀和 通道探傷儀和多通道探傷儀。 要旋鈕有發(fā)射插座 、接收插座、作方式選擇 、發(fā)射強(qiáng)度、粗調(diào)衰減器 、細(xì)調(diào)衰減器 、抑制、增益、定位游標(biāo) 、聚焦 、深度范圍、深度細(xì)調(diào)、脈沖移位等旋鈕。各旋鈕的功能如 59頁(yè)標(biāo) 現(xiàn)電 /聲能量相互轉(zhuǎn)換 些晶體材料在交變拉壓應(yīng)力作用下，產(chǎn)生交變電場(chǎng)的效應(yīng)稱為正壓電效應(yīng)。反之，當(dāng)晶體材料在交變電場(chǎng)作用下，產(chǎn)生伸縮變形的效應(yīng)稱為逆壓電效應(yīng)。正、逆壓電效應(yīng)統(tǒng)稱為壓電效應(yīng)。探頭發(fā)射超聲波的過程產(chǎn)生逆壓電效應(yīng)；探頭接收超聲波的過程產(chǎn)生正壓電效應(yīng)。 用的有壓電單晶體比如石英、硫酸鋰、磺酸鋰、鈮酸鋰 ，壓電多晶體比如鈦酸鋇、鈦酸鉛、 性能特點(diǎn)見書上 71頁(yè)表 2對(duì)于壓電超聲換能器用的壓電材料，其性能要求如下： （ 1）性能指標(biāo)適當(dāng)，以滿足具體使用要求為度，不宜過分追求各項(xiàng)性能的高指標(biāo)； （ 2）工作性能要穩(wěn)定、可靠； （ 3）價(jià)格低廉，加工方便。 超聲波探頭對(duì)晶片的要求： （ 1）機(jī)電藕合系數(shù) 便獲得較高的轉(zhuǎn)換效率。 （ 2）機(jī)械品質(zhì)因子 便獲得較高的分辨力和較小的盲區(qū)。 （ 3）壓電應(yīng)變常數(shù) 壓電電壓常數(shù) 便獲得較高的發(fā)射和接收靈敏度。 （ 4）頻率常數(shù) 電常數(shù)較小，以便獲得較高的頻率。 （ 5）居里溫度 阻抗 聲波探傷用探頭的種類很多，根據(jù)波型不同分為縱波探頭、橫波探頭、表面波、板波探頭等。根據(jù)耦合方式分為接觸式探頭和液（水）浸接頭。根據(jù)波束分為聚焦探頭和非聚焦探頭。據(jù)晶片數(shù)不同分為單晶探頭和雙晶探頭等。此外還有高溫探頭、微型探頭等特殊用途探頭。直探頭主要用于探測(cè)與探測(cè)面平行的缺陷，如板材、鍛件探傷等。橫波斜探頭是利用橫波探傷，主要用于探傷與探測(cè)面垂直或成一定角度的缺陷，如焊縫探傷、汽輪機(jī)葉輪探傷等。 一定用途設(shè)計(jì)制作的具有簡(jiǎn)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。其作用為 （ 1）將直孔 50 改為 50、 44、 40臺(tái)階孔，以便于測(cè)定橫波斜探頭的分辨力； （ 2）將 100、 便于調(diào)整橫波掃描速度和探測(cè)范圍； （ 3）將試塊上規(guī)定的折射角改為 而可直接測(cè)出橫波斜探頭的 質(zhì)一般同工件。 傷儀的主要性能：垂直線性、水平線性、動(dòng)態(tài)范圍等；探頭的主要性能 ：相對(duì)靈敏度、斜探頭入射點(diǎn)和 聲束偏離和雙峰、探頭的聲束特性等 a xm a x%，標(biāo)準(zhǔn)要求的小于 2%，所以該儀器水平線性合格。 儀器分辨力為： 中心切槽后（其波形如圖 a 所示），會(huì)有槽對(duì)聲波的反射，所以等間距會(huì)有反射波出現(xiàn)；還有右邊弧面的反射波與左邊弧面的反射波疊加，在屏幕上奇次波的位置出現(xiàn)，所以奇次波比偶次波要高。 中心沒有切槽時(shí)（其波形如圖 只有左邊弧面的 反射波會(huì)被探頭接收，一次波被左邊弧面反射后直接被探頭接收，所以聲程為 1R，沒有槽時(shí)，反射回探測(cè)面的回波全部會(huì)反射到右邊弧面，在全反射回探測(cè)面時(shí)，不會(huì)被探頭接收，會(huì)全反射到左邊弧面，只有被左邊弧面全反射回去后才能被探頭接收，所以后面各次波的間距是 2R。 第三單元 超聲檢測(cè)的工藝 一、選擇題 、判斷題 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 三、問答與計(jì)算 工件中自然缺陷的回波與同聲程的某種標(biāo)準(zhǔn)反射體的回波進(jìn)行比較，兩者的回波等高時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)反射體的尺寸就是該自然缺陷的當(dāng)量尺寸。當(dāng)量?jī)H表示對(duì)聲波的反射能力相當(dāng)，并非尺寸相等。 工件中缺陷的類型、取向和表面狀況各不相同，其反射回波變得非常復(fù)雜。僅僅依靠反射回波聲壓高低很難精確確定缺陷的真實(shí)大小，有時(shí)回波聲壓相同的缺陷實(shí)際大小可能相差很大。為此特引用當(dāng)量法解決這一問題。 線是描述規(guī)則反射體的距離、回波高、當(dāng)量大小三者之間相互關(guān)系的曲線。 德語(yǔ)距離、增益、大小的字頭縮寫，英語(yǔ)縮寫為 分為通用 超聲波檢測(cè)時(shí)，為了增強(qiáng)超聲波的透聲能力，減少超聲波在工件表面的能量損失，施加在工件表面的一層透聲介質(zhì)，稱為耦合劑。影響聲耦合的因素有耦合劑種類、耦合層厚度、工件表面粗糙度、工件形狀等。 傷靈敏度是指在確定的探測(cè)范圍的最大聲程處發(fā)現(xiàn)規(guī)定大小缺陷的能力。有時(shí)也稱為起始靈敏度或評(píng)定靈敏度。通常以標(biāo)準(zhǔn)反射體的當(dāng)量尺寸表示。實(shí) 際探傷中，常常將靈敏度適當(dāng)提高，后者則稱為掃查靈敏度或探測(cè)靈敏度。調(diào)節(jié)探傷靈敏度常用的方法有試塊調(diào)節(jié)法和工件底波調(diào)節(jié)法。試塊調(diào)節(jié)法包括以試塊上人工標(biāo)準(zhǔn)反射體調(diào)節(jié)和水試塊底波調(diào)節(jié)兩種方式。工件底波調(diào)節(jié)法包括計(jì)算法， 線法，底面回波高度法等多種方式。 陷定量是指確定工件中缺陷大小的過程。定量的方法有試塊比較法、當(dāng)量計(jì)算法、曲線法等。 規(guī)定的靈敏度基準(zhǔn)。根據(jù)探頭移動(dòng)距離測(cè)定的缺陷長(zhǎng)度稱為缺陷的指示長(zhǎng)度。測(cè)定缺陷指示長(zhǎng)度的方法分為相對(duì)靈敏度法和絕對(duì)靈敏度法兩大類。 相對(duì)靈敏度法：是以缺陷最 高回波為相對(duì)基準(zhǔn)。沿缺陷長(zhǎng)度方向移動(dòng)探頭，以缺陷波輻降低一定的 的探頭位置作為缺陷邊界來測(cè)定缺陷長(zhǎng)度的方法。 絕對(duì)靈敏度法：是沿缺陷長(zhǎng)度方向移動(dòng)探頭，以缺陷波幅降到規(guī)定的測(cè)長(zhǎng)靈敏度的探頭位置作為缺陷邊界來測(cè)定長(zhǎng)度的方法。 描速度 81400501 n 。 別對(duì)準(zhǔn)水平刻度 25和 75。 實(shí)際的掃描速度為 )7 39 05 90 01(:1 n。 。水平刻度 40 處的缺陷波對(duì)應(yīng)的聲程是 。 題得 2 找到工件的底波 調(diào)至基準(zhǔn)波高。然后將衰減器增益 貝，這時(shí) 500/ 2 的靈敏度就調(diào)好了。 題得 2 找到工件的底波 調(diào)至基準(zhǔn)波高。然后將衰減器增益 41分貝，這時(shí) 300/ 2的靈敏度就調(diào)好了。 222 1） ，找到工件的底波 調(diào)至基準(zhǔn)波高。然后將衰減器增益 時(shí) 400/ 4的靈敏度就調(diào)好了。 2) 0 02/()6201 0 0)621 ， 故 將 150/ 2的波高 調(diào)至基準(zhǔn)波高 ， 400/ 4的靈敏度就調(diào)好了。 3） 00150(據(jù)斯聶耳定律得 i i i ns i ns i ns i 硬硬硬硬鋼值為 a nt a n 硬1）工件的厚度為 10按厚度 20選擇靈敏度。由表可知孔深 20 30的分貝差為 3此在 d=30 40的孔的衰減器 讀數(shù)增益（ 3即 增益 11 分貝 。 2） d=303分貝的缺陷當(dāng)量為 2+3d=50波高為 43分貝的缺陷當(dāng)量為 2 1） 由表可知孔深 100016此在 d=30 40的孔的衰減器讀數(shù)增益（ 增益 30分貝。 2） d=30高為 28分貝的缺陷當(dāng)量為 2 第四單元 超聲檢測(cè)的應(yīng)用 一、選擇題 、判斷題 1.； 2.； 3.； 4.； 5.； 6.； 7.； 8.； 9.； 10. 三、問答與計(jì)算 根據(jù)板材的材質(zhì)不同，板材可分為鋼板、鋁板、銅板等。根據(jù)厚度不同，在超聲檢測(cè)中 常把板厚小于 6毫米的鋼板稱為薄板，其它厚度的鋼板稱為中厚板（中板厚度 =6 40 厚板 40一般地，鋼板中大部分缺陷具有明顯的方向性， 多 數(shù)缺陷平行于板面， 且面積性缺陷居多。 厚板的檢測(cè)方法有縱波直探頭法、橫波斜探頭法、水浸法、穿透反射法等。 層缺陷往往面積較大且平行于檢測(cè)面，其回波較高、底波很低甚至消失。較小的夾雜物往往是缺陷波和底波同時(shí)存在。由于聲阻抗的原因，夾雜物的回波不一定很高。 應(yīng)注意： 當(dāng)板厚低于 20以 水浸法檢測(cè)時(shí)，應(yīng)確保水層厚度一致。結(jié)合鋼板缺陷特征分析。 距應(yīng)保證水 /鋼界面回波與鋼 板 底面回波重合 ，即水層厚度滿足 板材水 板材厚度 很小 ，難以清晰分辨界面回波和底 波時(shí) ，可采用穿透反射法 。其局限在于裝置復(fù)雜且對(duì)于小尺寸缺陷靈敏度不如直接反射法。 當(dāng)板厚、頻率和波速之間滿足一定的關(guān)系時(shí)，將在一個(gè)板厚與波長(zhǎng)相當(dāng)?shù)谋“逯挟a(chǎn)生另一種波動(dòng)形式，那就是板波。板波是 1916年由萊姆首先從理論上發(fā)現(xiàn)的，故又稱萊姆波。 萊姆波在傳播過程中，介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)充滿整個(gè)板厚，沿板厚方向上大致可分為三層振動(dòng)狀態(tài)。萊姆波的聲速有相速度和群速度之分。 相速度即 所 有相同周期的振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的軌跡所形成的面在介 質(zhì)中移動(dòng)的速度。 幾種不同頻率、振幅、相位的波 同 時(shí)向前傳播，互相影響，形成復(fù)雜的合振動(dòng)，這種合振動(dòng) 的最大 振幅 的移動(dòng)速度，即群速度。 勵(lì)萊姆波需滿足 板厚、頻率和波速成一定的關(guān)系， 最常用的 產(chǎn)生 板波 的 方法 是 通過透聲斜楔將縱波斜入射至薄板 的方式。它 與一般縱波、橫波檢測(cè)時(shí)的要求存在很大的不同 ， 如 ： 為了易于激勵(lì) 板波 ，要求激勵(lì)脈沖持續(xù)時(shí)間長(zhǎng) ， 晶片尺寸大 ； 為使激勵(lì)的 板波 模式相對(duì)單一，超聲檢測(cè)儀發(fā)射脈沖的帶寬和接收放大器的帶寬要求盡可能窄 。為了達(dá)到最佳檢測(cè)效果， 板波 檢測(cè)應(yīng)選用具有窄帶濾波的檢測(cè)儀 。 板波在傳播過程中 ，如果遇到板的端面或缺陷，不僅會(huì)產(chǎn)生反射 ，而且根據(jù)缺陷形 狀的不同會(huì)產(chǎn)生 板波 模式的轉(zhuǎn)換。 區(qū)分板端橫波和萊姆波的方法之一是：板波的衰減與距離不成單純的比例關(guān)系或者根據(jù)檢測(cè)到的缺陷位置都可以區(qū)分。 陷在板中的位置可通過 顯示屏上端面反射波前的缺陷回波的位置確定，或在聲束傳播路徑上利用油滴或用粘油的手指壓按法判斷。 直接關(guān)系。 板波 的反射波高與缺陷迎波面的形態(tài)有關(guān) ，與缺陷面積 關(guān)系不大 。因此， 板波檢測(cè)不能根據(jù)反射波高度確定缺陷的大小。對(duì)于大面積的缺陷 ，如分層，可使波從 四周入射 ，以定出周界或確定長(zhǎng)度。 復(fù)合板的檢測(cè) 主要是檢查復(fù)合 層與基材之間的結(jié)合情況，這種缺陷類似于普通板材中的分層缺陷，因此常 采用垂直 縱波 檢測(cè)法。 結(jié)合面 回波信號(hào)的強(qiáng)弱程度與復(fù)合板基材與復(fù)合層聲阻抗差異 大小 有關(guān) 。 （ 1）縮孔和縮管 2）疏松 縮孔 基本 相同， 它可以看作是集中于某一區(qū)域的、分散的、細(xì)小的縮孔。 （ 3）夾雜 者澆注時(shí)飛濺小?；虍惙N金屬落入后未被熔化而形成的缺陷。（ 1）白點(diǎn)白點(diǎn)是由于氫的存在 造成局部應(yīng)力過大而 產(chǎn)生的小裂紋 。（ 4） 裂紋 裂紋 的 形成原因主要 有 以下幾種： 一是 冶金缺陷在鍛造時(shí)擴(kuò)大形成的裂紋。 如 鍛造過程中加熱溫度過高、加熱速度過快、變形不均勻、變形量過大、冷卻速度過快 都容易導(dǎo)致形成 裂紋。 二是在 熱處理過程中形成的裂紋 。 如淬火時(shí)溫度過高 、冷卻不當(dāng) 、 回火不及時(shí)或不當(dāng) 都可能 引起 產(chǎn)生 裂紋。 （ 5）折 疊 金屬的突出部位被壓折 、壓入鍛件表面而形成的缺陷。 （ 1）絕大部分鍛件晶粒細(xì)小，因此可用較高頻率的超聲波探傷。（ 2）大部分缺陷取向一致，以直探頭檢測(cè)為主。 因?yàn)榭?、槽、臺(tái)階等復(fù)雜形狀會(huì)形成超聲聲束無法 到達(dá)的區(qū)域，增加 了檢測(cè)的盲區(qū)，并且有可能產(chǎn)生因形狀引起的非缺陷 干擾波，影響檢測(cè)的 準(zhǔn)確 度。 在 熱處理后進(jìn)行檢測(cè)，有利于發(fā)現(xiàn)熱處理過程中產(chǎn)生的缺陷，如熱處理裂紋等。 探頭徑向檢測(cè)、直探頭軸向檢測(cè)、斜探頭周向檢測(cè)、斜探頭軸向檢測(cè)等。目的是檢測(cè)出鍛件中各個(gè)方向的缺陷。 直探頭徑向和軸向檢測(cè) 、 斜探頭周向檢測(cè) 、 斜探頭軸向檢測(cè) 。目的是檢測(cè)出鍛件中各個(gè)方向的缺陷。 除了縱波檢測(cè)外， 還 需要根據(jù)流線分布，增加特定角度的縱 波斜入射檢測(cè)和橫波檢測(cè) 。 焊接接頭的缺陷包括外部缺陷和內(nèi)部缺陷。外部缺陷 指 焊縫 外觀 尺 寸不符合要求 ，如 咬邊、焊瘤、表面氣孔、表面裂紋 缺陷 等 ， 通常采用目視檢測(cè)、磁粉檢測(cè)、滲透檢測(cè)等方法對(duì)這些缺陷進(jìn)行檢測(cè)。常見 的 內(nèi)部缺陷有氣孔、夾渣、未焊透、未熔合和裂紋等 。（缺陷特點(diǎn)見教材 136）。 在焊縫檢測(cè)中 ，由于焊縫 余 高的影響及焊縫中存在的缺陷往往是與 檢 測(cè)面近于垂直或形成一定角度，所以在一般情況下采用超聲波傾斜入射到工件內(nèi)部的 檢測(cè) 方法， 即橫波檢測(cè)法 。 探頭 K 值或折射角的選擇應(yīng)從三方面考慮：第一，能 使聲束掃查到整個(gè) 焊縫截面 。 第二，使聲束中心線盡量與主要危險(xiǎn)性缺陷垂直 。 第三，保 證有足夠的檢測(cè)靈敏度。 要求 被檢測(cè)面的修整寬度： 。 縫中的縱向缺陷應(yīng)選擇橫波檢測(cè)法在焊縫單面單側(cè)或單面雙側(cè)進(jìn)行鋸齒形掃查， 掃查時(shí)，探頭要作 10 15 的轉(zhuǎn)動(dòng)，以便發(fā)現(xiàn)與焊縫傾斜的缺陷。 橫向缺陷應(yīng)選擇橫波檢測(cè)法在焊縫的雙面雙進(jìn)行檢驗(yàn)，探頭可作平行掃查和串列式掃查。 鋸齒形掃查、 前后、左右、環(huán)繞、轉(zhuǎn)角掃查等方式主要用于檢測(cè)縱向缺陷。斜平行、平行掃查 、交叉掃查 等方式主要用于檢測(cè)橫向缺陷。串列式掃查主要用于檢測(cè)垂直于檢測(cè)面的缺陷。 實(shí)際檢測(cè)時(shí) ，可在缺陷波幅度最大時(shí)的探頭實(shí)際位置直接用尺子量出所對(duì)位置 ，先 直接判斷缺陷是否在焊縫中。 然后 可根據(jù)缺陷回波在時(shí)基線上的位置， 判斷是直射法還是一次反射法 ，再根據(jù)相應(yīng)公式 確定缺陷的水平位置與垂直深度。 6361 ； 2336 。 焊縫由翼板和腹板焊接而成，坡口開在腹板上 。檢測(cè)方式有以翼板為檢測(cè)面的直探頭法、以腹板為檢測(cè)面的斜探頭法 、 以 翼板外側(cè)或內(nèi)側(cè) 為 檢測(cè)面的 斜探頭 法 。 管座角焊縫的結(jié)構(gòu)形式有插入式和安放式兩種。插入式管座角焊縫是接管插入容器筒件內(nèi)焊接而成 ，可采用以下幾種方 式檢測(cè)： 采用直探頭在接管內(nèi)壁進(jìn)行檢測(cè)。 采用斜探頭在容器筒體外壁利用一、二 次波進(jìn)行檢測(cè) 。 采用斜探頭在接管內(nèi)壁利用一次波檢測(cè) 。也可在接管外壁利用二次波 檢測(cè) ，但后者靈敏度較低。 安放式管座角焊縫是接管安放在容器筒體上焊接而成 ，可采用以下幾種 方式檢測(cè) : 采用直探頭在容器筒體內(nèi)壁進(jìn)行檢測(cè) 。 采用斜探頭在接管外壁利用二次波進(jìn)行檢測(cè)。 采用斜探頭在接管內(nèi)壁利用一次波進(jìn)行檢測(cè) 。 鋁焊縫的特點(diǎn)是導(dǎo)熱率大、熱膨脹系數(shù)大、材質(zhì)衰減系數(shù)小、塑性好、強(qiáng)度低。此外，鋁中縱波聲速比鋼大，橫波聲速比鋼小。因此宜選用較高的頻率檢測(cè)、不宜用堿性耦合劑。 管材檢測(cè)最常用的超聲檢測(cè)技術(shù)是水浸式橫波檢測(cè)法。主要用于檢測(cè)沿管軸方向的裂紋、折疊、分層和夾雜等缺陷。 對(duì)于與 管軸方向平行的夾層缺陷，一般采用垂直入射或聯(lián)合雙斜探頭進(jìn)行檢測(cè) 。對(duì)于垂直 于管軸的徑向缺陷，可采用與管軸在同一平面內(nèi)的斜入射進(jìn)行檢測(cè) 。對(duì)于 平行于管軸的徑向缺陷，可采用垂直于管軸的斜入射方向進(jìn)行檢測(cè)。 從超聲檢測(cè)的角度 ，薄壁管和厚壁管的界限是在管材中得到的純橫波并能到達(dá)內(nèi)壁，通常認(rèn)為管厚度與管外徑比小于 于 小直徑薄壁管 外徑小 ，曲率大，探頭難以與管材表面直接 耦 合 ； 管壁薄，聲束在管材大曲率內(nèi)壁上發(fā)散較為嚴(yán)重，很難采用直接接觸 法檢測(cè) ，因此常采用水浸 法 。水浸 檢測(cè)時(shí) 可采用聚焦探頭， 提高了檢 測(cè)靈敏度和分辨力 ，而且便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化檢測(cè)。 線聚焦 是 將超聲束聚焦成一條直 線 的方法， 點(diǎn)聚焦 是 將超聲束聚焦成 一個(gè)圓點(diǎn) 的方法。 線聚焦檢測(cè) 速度快， 點(diǎn)聚焦檢測(cè) 速度慢 。但 點(diǎn)聚焦探頭比線聚焦探頭的 檢 測(cè)靈敏度高，線 聚焦探頭不宜 檢 測(cè)短傷 ， 線聚焦探頭只適于 檢 測(cè) 近似聚焦線長(zhǎng)度以上的長(zhǎng)傷。 主要原因是鑄件的晶粒粗大和組織不致密性。 分層法檢測(cè) 是 檢測(cè)時(shí)將鑄件厚度分為若干層 ，每一層分別采用該層的深度調(diào)整靈敏度進(jìn)行檢測(cè) 。 厚度特別大的鑄件一般采用分層大檢測(cè)。如果用缺陷回波法進(jìn)行檢測(cè)厚度比較大的鑄件時(shí)，檢測(cè)靈敏度按最大厚度的調(diào)整，由于晶粒粗大散射引起的雜波信號(hào)和缺陷信號(hào)難以分別。使用分層檢測(cè)法對(duì)于近表層，厚度小，聲衰減小，儀器增益較低，雜波信號(hào)相應(yīng)下降，因此，分層檢測(cè)法是解決鑄件檢測(cè)時(shí)不被雜波干擾的一種有效措施。 一般厚度不大又經(jīng)過熱處理的鑄件，檢測(cè)頻率采用 25度較大或未經(jīng)熱處理的鑄件，多采用 鑄鋼 ，檢測(cè)頻率采用 件表面比較粗糙，檢測(cè)時(shí)應(yīng)選用粘度較大的耦合劑，如機(jī)油、甘油等。更粗糙的表面可用水玻璃做耦合劑。 第五單元 超聲檢測(cè)工藝文件的編制與管理 一、選擇題 、判斷題 1； 2.； 3.； 4.； 5.； 6.； 7.； 8.； 9.； 10； 11. 三、問答 測(cè) 標(biāo)準(zhǔn)是給出某種超聲檢測(cè)技術(shù)或某類產(chǎn)品超聲檢測(cè)的通用技術(shù)要求，其使用規(guī)范是由全國(guó)各行業(yè)或是某行業(yè)內(nèi)部，或某企業(yè)內(nèi)部給出的。檢測(cè)工藝規(guī)程則是依據(jù)這些標(biāo)準(zhǔn)編制的針對(duì)某種或某類產(chǎn)品的檢測(cè)程序要求，一般在企業(yè)內(nèi)部使用。檢測(cè)工藝卡是為具體的針對(duì)某一產(chǎn)品的詳細(xì)檢測(cè)要求。從內(nèi)容上講，標(biāo)準(zhǔn)、檢測(cè)規(guī)程和檢測(cè)工藝卡為對(duì)象的限定性是逐級(jí)增強(qiáng)的，相應(yīng)的檢測(cè)工藝參數(shù)也是逐級(jí)增加的。 制超聲檢測(cè)工藝規(guī)程需要考慮 委托單位的要求，工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及有關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)等。 聲檢測(cè)工藝卡 是為 某 具體零件的 檢測(cè)的實(shí)施提供準(zhǔn) 確的工藝指導(dǎo) ， 以保證檢測(cè)實(shí)施的正確性 ，以及檢測(cè)結(jié)果的一致性和 可重復(fù)性。超聲檢測(cè)人員遵照檢測(cè)工藝卡 內(nèi)容實(shí)施監(jiān)測(cè)，超聲檢測(cè)工藝卡是產(chǎn)品質(zhì)量的保證。 下： （ 1）本規(guī)程適用于化工等行業(yè)的壓力容器焊縫的超聲檢測(cè)。 （ 2）本規(guī)程適用于材料厚度不小于 6非奧氏體鋼制全焊透熔焊對(duì)接焊縫、角接焊縫的脈沖反射法手工超聲檢測(cè)。 （ 3）本規(guī)程不適用于鑄鋼及奧氏體不銹鋼焊縫；外徑小于 159鋼管對(duì)接焊縫；內(nèi)徑小于 200500%的縱向焊縫。 4730壓設(shè)備無損檢測(cè)。 10062聲波檢測(cè)用探頭性能測(cè)試方法 ； 10063聲波 探傷 用 1號(hào)標(biāo)準(zhǔn) 試塊 技術(shù)條件 ； 員 （ 1） 從事焊縫 檢測(cè) 的檢驗(yàn)者，應(yīng)具有焊縫超聲波檢測(cè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，并掌握一定的材料、焊接基礎(chǔ)知識(shí) 。 （ 2） 超聲波 檢測(cè) 人員，應(yīng)具有 壓力容器行業(yè)頒布的超聲 級(jí) 及 以上資格證書 。 （ 3） 資格證書必須在有效期內(nèi)。 4檢測(cè) 儀、探頭和系統(tǒng)性能 （ 1） 檢測(cè) 儀 使用 A 型顯示脈沖反射式 檢測(cè) 儀，工作頻率范圍為 1 5器配備衰減器或增益 控 制器，其精度為任意相鄰 12步進(jìn)級(jí)每檔不大于 2總調(diào)節(jié)量應(yīng)大于 60水平線性誤差不大于 垂直線性誤差不大于 。 （ 2） 探頭 1） 所用探頭必須滿足 4730 2） 斜探頭的公稱折射角 為 45； 60； 70或 3） 折射角的實(shí)測(cè)值與公稱值的偏差不大于 2。 4） 探頭頻率通常使用 5 （ 3） 系統(tǒng)性能 1） 系統(tǒng)有效靈敏度必須大于評(píng)定靈敏度 10 2） 斜探頭遠(yuǎn)場(chǎng)分辨力 Z6 3） 檢測(cè) 儀、探頭、系統(tǒng)性能 均按 9214 1999的規(guī)定方法進(jìn)行 測(cè)試 。 4） 超聲波檢測(cè)儀器按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，每三個(gè)月至六個(gè)月進(jìn)行周期技術(shù)鑒定一次 。 （ 1） 對(duì)比試塊應(yīng)采用與被檢工件相同或聲學(xué)性能相近的材料制成該材料用直探頭檢，不得有大于至 2 （ 2） 試塊一般采用 及與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定相對(duì)應(yīng)的對(duì)比試塊 。 （ 3） 現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)，也可以采用其它形式的等效試塊 。 （ 4） 超聲波檢測(cè)用標(biāo)準(zhǔn)試塊應(yīng)送計(jì)量部門每年進(jìn)行一次檢定 。 及補(bǔ)償 （ 1） 通常采用機(jī)油，漿糊，甘油和水等透聲性好，且不損傷檢測(cè)工件表面的耦合劑 。 （ 2） 在現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)和缺陷定量時(shí)，應(yīng)對(duì)工件表面粗糙度引起的能量損耗進(jìn)行補(bǔ)償 。（ 一般為 4 6 （ 3） 在現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)和缺陷定量時(shí)，應(yīng)對(duì)材料衰減引起的檢測(cè)靈敏度降低和缺陷定量誤差進(jìn)行實(shí)測(cè)補(bǔ)償 。 的準(zhǔn)備 （ 1） 檢測(cè)面 1） 探頭掃查的區(qū)域范圍內(nèi)應(yīng)無焊接飛濺物、氧化皮、油垢及其它雜質(zhì)。被檢測(cè)表面應(yīng)平整光滑，便于探頭移動(dòng)掃查，表面粗糙度 達(dá)到 m。 探頭移動(dòng)區(qū)域應(yīng)不小于 P=2 P=2， 式中 P 跨距 T 母材厚度 K 探頭 探頭折射角 。 2） 探測(cè)區(qū)域的寬度應(yīng)為焊縫本身寬度，再加上焊縫兩側(cè)各 1020 3） 用 斜探頭檢測(cè) 時(shí) ，通常使用一次反射法的半波程和全波程在焊縫的單面雙側(cè)進(jìn)行探側(cè) 。 當(dāng)材料厚度大于 50 采用雙面雙側(cè)進(jìn)行 。 （ 2） 儀器調(diào)整 1） 在 100處，測(cè)量探頭入射點(diǎn) （ 探頭前沿距離 ） 。 探頭在 出示波屏上最高反射波這一點(diǎn)位置后，固定探頭， 零點(diǎn)處，即為探頭入射點(diǎn) 。 入射點(diǎn)到探頭前沿的距離，即為探頭前沿 距離 。 2） 在 50 圓弧面和 1 值 。 3） 探測(cè)范圍調(diào)節(jié) 最大探測(cè)范圍應(yīng)調(diào)至 顯示屏 時(shí)基線滿刻度的 2 3 附近 ， 并根據(jù)委托通知單 上告知 的 被檢材料厚度，選擇 合適 頭，在 掃描比例調(diào)節(jié) 。 （ 3） 繪制距離一波幅曲線 利用 波幅曲線，評(píng)定線、定量線和判廢線滿足 4730相關(guān)要求。 （ 4） 檢測(cè)靈敏度 不低于評(píng)定線，掃查靈敏度在基準(zhǔn)靈敏度的基礎(chǔ)上提高 6 （ 5）檢測(cè)時(shí)機(jī) 檢測(cè)面經(jīng)打磨 外觀檢查合格后方可進(jìn)行。 （ 6） 校驗(yàn) 每天檢測(cè)工作前，應(yīng)在對(duì)比試塊上進(jìn)行掃描時(shí)基線性比例和距離一波幅曲線校驗(yàn)，校驗(yàn)點(diǎn)不少于 2點(diǎn) 。當(dāng)發(fā)現(xiàn)與原測(cè)定曲線誤差 2重新繪制 。 點(diǎn) （ 1） 根據(jù)駐生產(chǎn)車間檢查員提出的超聲波檢測(cè)申請(qǐng)單，檢測(cè)人員應(yīng)了解被探工件材質(zhì)、結(jié)構(gòu)，曲率、厚度、焊接方法，坡口形式、焊縫余高及背后襯墊溝槽等情況，做好檢測(cè)前技術(shù)準(zhǔn)備。 （ 2） 檢測(cè)掃查速度不應(yīng)大于 150 s，相鄰兩次掃查應(yīng)有 10的重疊 。 （ 3） 斜探頭掃查形式應(yīng)前后，左右作鋸齒形掃查，同時(shí)應(yīng)做 10 15的左右轉(zhuǎn)動(dòng) 。 （ 4） 為準(zhǔn)確定位定量缺陷形狀，觀察缺陷動(dòng)態(tài)波形，區(qū)別缺陷訊號(hào)，需采用前后、左右、轉(zhuǎn)角、環(huán)繞等四種探頭基本掃查方式 。 定 （ 1） 對(duì)所有缺陷反射波幅超過定量線以上的區(qū)域和指示長(zhǎng)度均要測(cè)長(zhǎng)和定量定位 。 （ 2） 缺陷指示長(zhǎng)度的測(cè)定 ： 當(dāng)缺陷反射波幅只有一個(gè)高峰點(diǎn)時(shí)， 采用半波高度法 測(cè)長(zhǎng)。 當(dāng) 判斷其是危害性缺陷時(shí) ， 先 找出缺陷最高波幅峰值點(diǎn)后左右移動(dòng)探頭，直至缺陷波消失的絕對(duì)靈敏度法測(cè)長(zhǎng) 。 當(dāng)發(fā)現(xiàn)缺陷反射波峰值點(diǎn)起伏變化多個(gè)峰值點(diǎn)時(shí)，應(yīng) 采用端點(diǎn)半波高度法測(cè)長(zhǎng)，或者 用絕對(duì)靈敏度法測(cè)其指示長(zhǎng)度 。 （ 3） 當(dāng) 疑為危險(xiǎn)性 缺 陷時(shí)， 應(yīng)分別用 兩種 K 值和頻率的 探頭 從不同 探側(cè)面 檢測(cè)，并 結(jié)合焊接工藝綜合判定 ，或者輔以 其它檢測(cè)方法綜合判定。 級(jí) 所有焊縫按 4730準(zhǔn) 允許存在的缺陷按該標(biāo)準(zhǔn)中 （ 1） 在檢測(cè)過程中，若發(fā)現(xiàn) 危險(xiǎn) 性缺陷時(shí)，應(yīng)延長(zhǎng)擴(kuò)大探測(cè)掃查范圍，直至缺陷波消失為止 。 （ 2） 檢測(cè)人員判定為 危險(xiǎn) 性缺陷時(shí)，無論其缺陷反射波幅高低和尺寸大小，均 作判廢處理。 （ 3） 判定為超標(biāo)的缺陷、均應(yīng)返修 。 修復(fù)后區(qū)域及熱影響區(qū)域，必須按原檢測(cè)條件進(jìn)行重復(fù)檢 測(cè)和評(píng)級(jí) 。 （ 4） 在探測(cè)過程中，應(yīng)做好現(xiàn)場(chǎng)原始記錄，必要時(shí)需 繪制 草圖，并詳細(xì) 標(biāo)記缺陷 部位。 （ 1） 檢測(cè)記錄 卡內(nèi)容 應(yīng)包括，施工單位 、 工件名稱、工件編號(hào) 、 焊縫種類、坡口形式、材質(zhì)、厚度、表面狀況、執(zhí)行規(guī)程、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)、儀器型號(hào)、 檢測(cè) 頻率、 探頭 耦合劑、對(duì)比試塊、檢測(cè)靈敏度、超標(biāo)缺陷和評(píng)定記錄、檢測(cè)人員和日期等 。 （ 2） 檢測(cè)報(bào)告內(nèi)容應(yīng)包括工件名稱、部件名稱、工件編號(hào)、焊縫編號(hào)、檢測(cè)方法、坡口形式、檢測(cè)部位、檢測(cè)儀器、探測(cè)靈敏度、探測(cè)范圍、檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)、缺陷狀況 、 檢測(cè)結(jié)論、檢測(cè)人員及審核人員簽字 、檢測(cè)日期及檢測(cè)人員資格等 。 （ 3） 檢測(cè)記錄和報(bào)告內(nèi)容應(yīng)全面明確，字跡清楚、整潔，并及時(shí)發(fā)放檢測(cè)報(bào)告 。 （ 4） 檢測(cè)報(bào)告、原始記錄整理后存檔 ， 保存期不少于 7 年。 工藝卡： 容器焊縫超聲檢測(cè)工藝卡 工件名稱 容器 工件編號(hào) 質(zhì) 16接類型 內(nèi)手工焊、外自動(dòng)焊 探測(cè)面狀態(tài) 拋磨光滑 耦合劑 機(jī)油 儀器型號(hào) 測(cè)時(shí)機(jī) 焊后 24 小時(shí) 檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn) 4730驗(yàn)等級(jí) 驗(yàn)收等級(jí) 級(jí) 檢測(cè)人員資格 級(jí) 檢測(cè)示意圖 ： 序號(hào) 頭種類 2 探頭 檢測(cè)頻率 片尺寸 14 16 14 16 14 16 20 參考反射體 A 、 A A 、 A A 、 A 反射體深度（ 表面補(bǔ)償（ 2 2 2 2 檢測(cè)面 外圓 外圓 外圓 內(nèi)圓 檢測(cè)比例 100% 100% 100% 100% 探測(cè)條件 測(cè)長(zhǎng)線 定量線 判廢線 縱向 橫向 縱向 橫向 縱向 橫向 超聲檢測(cè)期中試題一 （第一、二、三單元） 一、選擇題 的頻率高于（ b） 赫 2. 介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向和傳播方向垂直時(shí)，此波稱為（ b） 20的探頭探測(cè)鋼時(shí)，鋼材中超聲波的波長(zhǎng)是（ b） a） 。 a） 。 且（ a） 晶片直徑減少時(shí)減少 能發(fā)生（ d） 一波型的超聲波反射角（ a） 波在第一介質(zhì)的入射角應(yīng)（ c） 過試件后再由另一 接收探頭接收，這種檢驗(yàn)方法稱為（ c） 使電能與機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換的特性稱為（ b） 遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)，同一深度的平底孔，直徑增大一倍，其回波高度提高（ c） d） b） b） 介質(zhì)兩側(cè)的物質(zhì)聲阻抗相等，則薄層厚度為（ a）時(shí)，將有最大的聲壓透過率 波長(zhǎng)的