超聲檢測實(shí)際操作基礎(chǔ)知識

1、第一部分 鍛件超聲檢測一、鍛件的加工工藝和缺陷 1、鍛件加工工藝 、鍛件分類 餅形鍛件（碗形鍛件） 軸形鍛件（條形鍛件） 環(huán)形鍛件（筒形鍛件） 、鍛件加工工藝2、鍛件中的主要缺陷及其特點(diǎn)： 、縮孔： 鋼錠凝固收縮時在頭部形成的孔洞，鍛造時錠頭切割量不足而殘留在鍛件中。多發(fā)生在軸形鍛件頭部中心。 、疏松 鋼錠凝固收縮時因鋼液補(bǔ)充不足在鋼錠中形成的細(xì)小孔穴，鍛壓時未焊合殘留在鍛件中。 、夾雜 鋼錠中帶來的非金屬或金屬夾雜物。 非金屬夾雜物冶煉時化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的氧化物夾雜和澆注時混入的耐火材料及雜質(zhì)。 金屬夾雜物冶煉時加入的合金未完全溶化或澆注時混入異種金屬。 、折疊 鋼坯表面的突起鍛壓時壓扁折合到鍛

2、件表面。 、裂紋 鑄錠中的縮孔、夾雜鍛壓時開裂; 鍛造工藝不當(dāng)引起的開裂; 熱處理工藝不當(dāng)引起的開裂。 、白點(diǎn) 鍛件加熱冷卻過程中，氫原子擴(kuò)散和積聚產(chǎn)生的氫裂紋。 缺陷特點(diǎn)：沿金屬流線方向延伸，與鍛壓方向垂直。二、鍛件檢測方法概述： 1、軕類鍛件的檢測方法： 鍛造工藝及缺陷特點(diǎn)： 拔長工藝為主，主要缺陷取向與軸線平行；沿軸線延伸。 檢測方法： 直探頭徑向探測為主，直探頭軸向檢測和斜探頭周向及軸向檢測為輔。 、直探頭徑向和軸向檢測 直探頭徑向探測（檢測縱向缺陷）； 直探頭軸向探測（檢測徑向缺陷）。 、斜探頭周向和軸向檢測（檢測傾斜缺陷）2、餅類（碗類）鍛件的檢測 鍛造工藝及缺陷特點(diǎn)：鐓粗工藝為主

3、，主要缺陷取向與端面平行，沿徑向延伸。 檢測方法： 直探頭軸向探測為主，直探頭徑向探測為輔。 3、筒形（環(huán)形）鍛件的檢測 鍛造工藝及缺陷特點(diǎn)： 鐓粗沖孔滾壓，缺陷取向較復(fù)雜，但主要缺陷取向與筒體外表面平行且沿軸線方向延伸。 檢測方法： 筒形直探頭徑向探測為主，直探頭軸向探測和斜探頭周向及軸向探測為輔。 環(huán)形直探頭軸向探測為主，直探頭徑向探測和斜探頭周向探測為輔。 、直探頭徑向和軸向檢測 直探頭徑向探測（檢測縱向缺陷）； 直探頭軸向探測（檢測徑向缺陷）。 、雙晶直探頭檢測：（檢測近表面缺陷或薄件T45mm ) 、斜探頭周向和軸向檢測:（檢測傾斜缺陷）三、鍛件超聲檢測條件的選擇1、探頭的選擇 縱波

4、檢測： 單晶直探頭和雙晶直探頭（T45mm） 單晶直探頭 碳鋼和低合金鋼：2.5 MHz ，1425mm 奧氏體不銹鋼：0.5-2.0MHz，1430mm 雙晶直探頭 : 5.0MHz 晶片面積不小于150 mm2. （薄件或近表面缺陷檢測）。 橫波檢測：K1斜探頭 2、耦合選擇： 表面狀態(tài)： 平整均勻，無劃傷、油垢、污物、氧化皮、油漆等， 表面粗糙度Ra6.3m 耦合劑 直接接觸法機(jī)油、漿糊、甘油、水玻璃（粗糙表面） 液浸法水 3、 試塊的選擇 、當(dāng)T45mm時， 單直探頭，CS-2對比試塊 、當(dāng)T<45mm 時，雙晶直探頭，CS3對比試塊 、檢測面為曲面時，用CS4對比試塊或作曲率耦

5、合補(bǔ)償測定。4、直探頭檢測面（檢測方向）的選擇 NB/T47013.3-2015規(guī)定：原則上從兩個相互垂直的方向檢測；T>400mm，應(yīng)從相對兩端面檢測。5. 掃描速度和靈敏度的調(diào)節(jié)（1）、掃描速度的調(diào)節(jié) 內(nèi)容：包括探測范圍調(diào)整和掃描比例調(diào)整。 探測范圍調(diào)整使工件中待檢測區(qū)域能顯示在示波屏上。 掃描比例調(diào)整使示波屏?xí)r基掃描線水平刻度值與工件中的實(shí)際聲程成一定的比例關(guān)系。 目的：在規(guī)定的探測范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)缺陷并對缺陷定位。 方法：用具有平行面的試塊（材質(zhì)與工件相同或相近）或工件的多次底波調(diào)整。（2）、 檢測靈敏度的調(diào)節(jié) 底波調(diào)節(jié)法和試塊法 、底波調(diào)節(jié)法 適用條件：工件有平行底面或圓柱曲底面，厚

6、度T3N，底面光潔,無吸聲性物質(zhì)接觸。 計(jì)算公式： 平面工件和實(shí)心圓柱體： 空心圓柱體： “+”外壁探測 “”內(nèi)壁探測 調(diào)節(jié)方法： 將工件一次底波調(diào)至示波屏基準(zhǔn)高度（80%），用衰減器（或增益）將儀器靈敏度提高dB。 也可根據(jù)已知條件用通用AVG曲線查出。 、試塊調(diào)節(jié)法 、單直探頭檢測 應(yīng)用場合：T<3N，工件為非平行底面或圓柱曲面，底面粗糙。 試塊：CS-2標(biāo)準(zhǔn)試塊。 方法：按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定選取相應(yīng)的試塊。在試塊上移動探頭找到平底孔最大回波，調(diào)節(jié)衰減器，將平底孔回波調(diào)節(jié)到示波屏基準(zhǔn)高度（80%） 注意： 當(dāng)平底孔徑或距離與標(biāo)準(zhǔn)不一致，且X3N時，可用計(jì)算法確定： 當(dāng)工件材質(zhì)、表面粗糙度、表面

7、形狀與試塊不同時，應(yīng)進(jìn)行以下補(bǔ)償： 材料衰減補(bǔ)償；表面耦合補(bǔ)償和曲率補(bǔ)償。 材料衰減和表面耦合補(bǔ)償可按如圖測定。曲率補(bǔ)償用CS4對比試塊測定。 NB/T47013.3-2015規(guī)定，用CS-2或CS-32平底孔作距波曲線，以此作為基準(zhǔn)靈敏度。提高6dB作為掃查靈敏度。、雙晶直探頭檢測 使用場合：T<45mm或檢測近表面缺陷。 方法：試塊法 試塊：CS3 1# （2）對比試塊。 方法： 測試該組平底孔回波，將其中最大回波調(diào)至示波屏高度80%。 在此靈敏度條件下作出該組平底孔的距離波幅曲線，并以此作為基準(zhǔn)靈敏度。提高6dB作為掃查靈敏度。4、 缺陷位置和大小的測定 1、缺陷位置的測定 設(shè)缺陷

8、波前沿對應(yīng)的水平刻度值為x， 缺陷至探頭距離（深度）為Xf，則： 掃描比例為1:n時：Xfn·x 掃描比例為n:1時：Xf x/n 2、缺陷大小的測定（當(dāng)量法、測長法、底波高度法） 、小于聲束截面尺寸的缺陷 當(dāng)量法 試塊比較法（T<3N的缺陷) 當(dāng)量計(jì)算法（AVG法）（T3N的缺陷) 平行底面工件和實(shí)心圓柱體 空心圓柱體 、 大于聲束截面尺寸的缺陷 6dB測長法（端點(diǎn)6dB法）五、 鍛件質(zhì)量級別評定 NB/T47013.3-2015規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)將鍛件中的缺陷分為四種，分別進(jìn)行質(zhì)量分級。四種缺陷的等級應(yīng)作為獨(dú)立的等級分別使用。 1、 單個缺陷的質(zhì)量分級（4± XXdB） 2

9、、由缺陷引起底波降低量的質(zhì)量分級 （BG/BF）只適用于距離大于N的缺陷。3、 密集區(qū)缺陷當(dāng)量平底孔（ ） 4 、密集區(qū)缺陷面積點(diǎn)檢測總面積的百分比（%）。 當(dāng)缺陷被檢測人員判定為危害性缺陷時，鍛件的質(zhì)量等級為級。第二部分 鋼板超聲檢測一、鋼板加工及常見缺陷1、鋼板的加工工藝過程：2、鋼板中的缺陷1）常見缺陷： 分層（夾層）：鋼坯中的殘余 縮孔或夾渣 軋制過程中被壓扁而未焊合生成。 折疊：鋼坯表面突出部分被壓扁而成。 白點(diǎn)：鋼板冷卻過程中氫原子來不及擴(kuò)散 而形成的氫裂紋。存在于厚板中。2）缺陷特點(diǎn)：延軋制方向延伸，與軋制面平行，（故探傷采用直探頭）。二、鋼板分類和檢測方法 1）鋼板的分類 薄板

10、 T6mm 中板 T=640mm 厚板 T40mm2）檢測方法 薄板（T6mm）板波法（蘭姆波法）三、中厚板檢測方法 檢測面：鋼板任一軋制面； 方法：縱波垂直探傷法； 探頭：單晶直探頭或雙晶直探頭 耦合方式：直接接觸法或液浸法。7.1.3 探頭與掃查方式的選擇 1、探頭的選擇 型式：單晶直探頭厚板（T>20）； 雙晶直探頭薄板。（6T60） 頻率2.55.0MHz 晶片直徑1030 NB/T47013-2015規(guī)定：2、鋼板掃查方式NB/T47013-2015規(guī)定的掃查方式 鋼板邊緣（50、75、100）100%掃查；中心部分間距不大于50mm平行線或間距不大于100mm的格子線掃查。4

11、、掃描速度和靈敏度的調(diào)整（1）、掃描速度的調(diào)節(jié) 內(nèi)容：包括探測范圍調(diào)整和掃描比例調(diào)整。 探測范圍調(diào)整使工件中待檢測區(qū)域能顯示在示波屏上。 掃描比例調(diào)整使示波屏?xí)r基掃描線水平刻度值與工件中的實(shí)際聲程成一定的比例關(guān)系。 目的：在規(guī)定的探測范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)缺陷并對缺陷定位。 方法：用具有平行面的試塊（材質(zhì)與工件相同或相近）或工件的多次底波調(diào)整。（2）靈敏度的調(diào)整NB/T47013-2015規(guī)定： 、板厚小于等于20mm 時，用平底試塊調(diào)節(jié)，也可用 被檢板材無缺陷完好部位調(diào)節(jié)，此時用與工件等厚部位試塊或被檢板材的第一次底波調(diào)整到滿刻度的50%，再提高 10dB作為基準(zhǔn)靈敏度。 、板厚大于20mm時，按所用探

12、頭和儀器在5mm平底孔試塊上 繪制距離波幅曲線，并以此曲線作為基準(zhǔn)靈敏度。. 、底波計(jì)算法（T3N）. 用鋼板完好部位底波計(jì)算，結(jié)果應(yīng)與試塊法一致。 公式： 多次底波法：如示波屏上出現(xiàn)5次底波，將B5調(diào)至屏高50%。 3、 缺陷的判別與測定 1）、缺陷的判別 NB/T47013-2015規(guī)定： 在檢測過程中，發(fā)現(xiàn)下列二種情況之一即作為缺陷： a） 缺陷第一次反射波（F1）波幅高于距離波幅曲線，或用雙晶 探頭檢測板厚小于 20mm 板材時，缺陷第一次反射波（F1）波幅大于 或等于顯示屏滿刻度的 50%； b） 底面第一次反射波（B1）波幅低于顯示屏滿刻度的 50%，即 B150%。4、缺陷的測定

13、 、缺陷位置的測定 深度從掃描線刻度讀出； 平面位置根據(jù)探頭位置在工件和記錄上標(biāo)示其座標(biāo)位置。 、缺陷大小測定 5、 板材質(zhì)量分級 5.3.9.1 板材質(zhì)量分級見表 6 和表 7。在具體質(zhì)量分級要求時，表 6 和表7應(yīng)獨(dú)立使用。 5.3.9.2 在檢測過程中，檢測人員如確認(rèn)板材中有白點(diǎn)、裂紋等危 害性（懷疑）缺陷存在時，應(yīng)評為 V 級。5.3.9.3 在板材中部檢測區(qū)域，按最大允許單個缺陷指示面積和任一 1m×1m 檢測面積內(nèi)缺陷最大允許個數(shù)確定質(zhì)量等級。如整張板材中部檢測面積小于 1m×1m，缺陷最大允許個數(shù)可按比例折算。 5.3.9.4 在板材邊緣檢測區(qū)域，按最大允許單

14、個缺陷指示長度、最大允許單個缺陷指示面積和任一 1m 檢測長度內(nèi)最大允許缺陷個數(shù)確定質(zhì)量等級。如整張板材邊緣檢測長度小于 1m，缺陷最大允許個數(shù)可按比例折算。 5.3.8.1 缺陷指示長度的評定規(guī)則 用平行于板材壓延方向矩形框包圍缺陷，其長邊作為該缺陷的指 示長度。 5.3.8.2 單個缺陷指示面積的評定規(guī)則 a） 一個缺陷按其指示的面積作為該缺陷的單個指示面積。 b） 多個缺陷其相鄰間距小于相鄰較小缺陷的指示長度時，按單個缺陷處理，缺陷指示面積為各缺陷面積之和。 在檢測過程中，檢測人員如確認(rèn)鋼板中有白點(diǎn)、裂紋等危害性缺陷存在時，應(yīng)評為級。第三部分 對接焊接接頭超聲檢測一、 熔化焊焊接接頭中的

15、常見缺陷 、氣孔： 氣孔是焊接過程中熔池高溫時吸收的氣體或冶金反應(yīng)產(chǎn)生的氣體在冷卻過程中來不及逸出而殘留在焊縫金屬內(nèi)形成的空穴。呈球形或橢圓形。有單個氣孔、鏈狀氣孔和密集氣孔。 、夾渣： 焊后殘留在焊縫金屬中的熔渣或非金屬夾雜物，分為點(diǎn)狀和條狀夾渣。 、未焊透： 未焊透是焊接接頭中母材與母材之間未完全熔化結(jié)合的缺陷，分為根部未焊透和中間未焊透。 、未熔合： 焊接接頭中母材與焊材之間未完全熔化結(jié)合的缺陷，分根部未熔合、坡口未熔合和層間未熔合 、裂紋： 裂紋是焊接過程中或焊后在焊接接頭中產(chǎn)生的局部的裂縫。分熱裂紋、冷裂紋和再熱裂紋。二、鋼制承壓設(shè)備對接焊接接頭的超聲檢測方法 （NB/T47013-

16、2015) 1、 焊接接頭超聲檢測技術(shù)級別的選擇 NB/T47013-2015根據(jù)檢測面數(shù)量、探頭數(shù)量、橫向缺陷檢測要求和焊縫余高的磨平要求將檢測技術(shù)分為A、B、C三級，A級要求最低，C級要求最高。 檢測技術(shù)級別應(yīng)根據(jù)有關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)圖樣的規(guī)定選用。承壓設(shè)備對接焊接接頭超聲檢測一般選用B級。6.3.2.3.2 A 級檢測 A級適用于工件厚度為 6mm40mm 焊接接頭的檢測?？捎靡环N K 值斜探頭采用直射波法和一次反射波法在焊接接頭的單面雙側(cè)進(jìn)行檢測。如受條件限制，也可選擇雙面單側(cè)或單面單側(cè)進(jìn)行檢測。一般不要求進(jìn)行橫向缺陷的檢測。 6.3.2.3.3 B 級檢測 a） B 級適用于工件厚度

17、為 6mm200mm 焊接接頭的檢測； b） 焊接接頭一般應(yīng)進(jìn)行橫向缺陷的檢測； c) 對于按附錄N要求進(jìn)行雙面雙側(cè)檢測的焊接接頭，如受幾何條件限制或由于堆焊層（或復(fù)層）的存在而選擇單面雙側(cè)檢測時，還6.3.2.3.4 C 級檢測 a） C 級適用于工件厚度大于等于 6mm-500mm 焊接接頭的檢測； b） 采用 C 級檢測時應(yīng)將焊接接頭的余高磨平。對焊接接頭兩側(cè)斜探頭掃查經(jīng)過的母材區(qū)域要用直探頭進(jìn)行檢測，檢測方法按 3.7 的規(guī)定進(jìn)行； c） 工件厚度大于 15mm 對接焊接接頭一般應(yīng)在雙面雙側(cè)進(jìn)行檢測，如受幾何條件限制在雙面單側(cè)檢測時，還應(yīng)補(bǔ)充探頭作近表面缺陷檢測； d） 工件厚度大于4

18、0mm對接焊接接頭，還應(yīng)增加直探頭檢測； e） 對于單側(cè)坡口角度小于 5°的窄間隙焊縫，如有可能應(yīng)增加與坡口表面平行缺陷的有效檢測方法； f） 焊接接頭應(yīng)進(jìn)行橫向缺陷的檢測。6.3.2.3.5 用兩種或兩種以上K值斜探頭檢測時，探頭間折射角相差不應(yīng)小于 10°。6.3.7 母材的檢測 對于 C 級檢測或必要時，斜探頭掃查聲束通過的母材區(qū)域，應(yīng)先用直探頭檢測，以便檢測是否有影響斜探頭檢測結(jié)果的分層或其他種類缺陷存在。該項(xiàng)檢測僅作記錄，不屬于對母材的驗(yàn)收檢測。 母材檢測的要點(diǎn)如下： a） 檢測靈敏度：將無缺陷處第二次底波調(diào)節(jié)為顯示屏滿刻度的 100%。 b） 凡缺陷信號幅度超過

19、顯示屏滿刻度 20%的部位，應(yīng)在工件表面作出標(biāo)記，并予以記錄。 2、檢測方法和檢測條件的選擇 1）、檢測面的準(zhǔn)備 、檢測面：包括檢測區(qū)和探頭移動區(qū)。 6.3.4 檢測區(qū) 6.3.4.1 檢測區(qū)由焊接接頭寬度和焊接接頭檢測區(qū)厚度表征。 6.3.4.2 焊接接頭寬度應(yīng)是焊縫本身，再加上焊縫兩側(cè)各10mm 確定。 V型坡口對接接頭檢測區(qū)示意見圖 16。 6.3.4.3 對接焊接接頭檢測區(qū)厚度應(yīng)為工件厚度加上焊縫余高。 6.3.5.1 探頭移動區(qū)寬度 6.3.5.1.1 探頭移動區(qū)寬度應(yīng)能滿足檢測到整個檢測區(qū)。見圖 17。6.3.5.1.2 采用一次反射法檢測時，探頭移動區(qū)寬度應(yīng)大于或等于 1.25P

20、（L1.25P=2.5TK， L1.25P=2.5Ttan）6.6.5.1.3 采用直射法檢測時，探頭移動區(qū)寬度應(yīng)大于或等于0.75P（L0.75P=1.5TK ，L0.75P=1.5Ttan）。 、檢測面應(yīng)清除油漆、焊接飛濺、鐵屑、油垢及其他異物， 以免影響聲波耦合和缺陷判斷。檢測面應(yīng)平整，檢測面與探頭楔塊面 或保護(hù)膜間的間隙不應(yīng)大于 0.5mm，其表面粗糙度 Ra 值應(yīng)小于或等 于 25m。檢測面一般應(yīng)進(jìn)行打磨。 2）、耦合劑的選擇、常用耦合劑機(jī)油、變壓器油、化學(xué)漿糊、纖維素。、工作量較小，質(zhì)量要求較高時可用甘油。、自動檢測：水。3）、探頭頻率和K值的選擇、頻率選擇：2.55.0MHz、斜

21、探頭的K值（角度）選取參照下表規(guī)定。條件允許時，應(yīng)盡量采用較大K值探頭。3、標(biāo)準(zhǔn)和對比試塊 1）、標(biāo)準(zhǔn)試塊CSK-A（測入射點(diǎn)、K值、調(diào)節(jié)掃描速度） 2）、對比試塊CSK-A （制作距離波幅曲線，調(diào)靈敏度及評定缺陷）CSK-A （制作距離波幅曲線，調(diào)靈敏度及評定缺陷）4、 超聲儀掃描速度的調(diào)節(jié) 1）、水平法（CSK-A試塊） 計(jì)算R50和R100聲程對應(yīng)的水平距離 把L1和L2調(diào)到水平刻度的相應(yīng)位置。 2）、深度法（CSK-A試塊） 計(jì)算R50和R100聲程對應(yīng)的深度距離 把h1和h2調(diào)到水平刻度相應(yīng)位置。 5、 距離波幅曲線和靈敏度調(diào)節(jié) 1）、距離波幅曲線 、距波曲線的組成 三線：評定線（E

22、L線）、定量線 （SL線）、判廢線（RL線） 三區(qū)： 區(qū)：評定線與定量線之間區(qū)域（包括評定線） 區(qū)：定量線與判廢線之間（包括定量線） 區(qū)：判廢線以上（包括判廢線） 、距離波幅曲線的用途 調(diào)節(jié)檢測靈敏度 評定缺陷 2）距離波幅曲線靈敏度的選擇 、T6200mm T>200500mm3）、距離波幅曲線的繪制和應(yīng)用 、距離波幅曲線的繪制 距波曲線在橫孔對比試塊（如CSKA、CSKA）等上實(shí)測繪制。先繪制參考線（2、6 等），再按距波曲線靈敏度繪制三條線。 面板曲線繪制：面板曲線只繪制參考線（2 ×40等），工件較薄時，可用同一靈敏度繪制，工件厚度較大，示波屏上繪不下時，可分段繪制，不同厚度段用用不同的靈敏度，不同深度的缺陷按各段曲線靈敏檢測和評定。 、距波曲線的應(yīng)用 調(diào)節(jié)基準(zhǔn)靈敏度 按最大聲程處評定線對應(yīng)的波幅值調(diào)節(jié)基準(zhǔn)靈敏度。 利用距波曲線評定缺陷級別波幅位于區(qū)以下的非裂紋類缺陷均有為級；波幅位于區(qū)的缺陷均為級；波幅位于區(qū)、區(qū)的缺陷