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培训教材之理论基础
第一章无损检测概述
无损检测包括射线检测（RT）、超声检测（UT）、磁粉检测（MT）、渗透检测（PT）和涡流检测（ET）等五种检测方法。主要应用于金属材料制造的机械、器件等的原材料、零部件和焊缝，也可用于玻璃等其它制品。
射线检测适用于碳素钢、低合金钢、铝及铝合金、钛及钛合金材料制机械、器件等的焊缝及钢管对接环缝。射线对人体不利，应尽量避免射线的直接照射和散射线的影响。
超声检测系指用A型脉冲反射超声波探伤仪检测缺陷，适用于金属制品原材料、零部件和焊缝的超声检测以及超声测厚。
磁粉检测适用于铁磁性材料制品及其零部件表面、近表面缺陷的检测，包括干磁粉、湿磁粉、荧光和非荧光磁粉检测方法。
渗透检测适用于金属制品及其零部件表面开口缺陷的检测，包括荧光和着色渗透检测。
涡流检测适用于管材检测，如圆形无缝钢管及焊接钢管、铝及铝合金拉薄壁管等。
磁粉、渗透和涡流统称为表面检测。
第二章超声波探伤的物理基础
第一节基本知识
超声波是一种机械波，机械振动与波动是超声波探伤的物理基础。
物体沿着直线或曲线在某一平衡位置附近作往复周期性的运动，称为机械振动。振动的传播过程，称为波动。波动分为机械波和电磁波两大类。机械波是机械振动在弹性介质中的传播过程。超声波就是一种机械波。
机械波主要参数有波长、频率和波速。波长λ：同一波线上相邻两振动相位相同的质点间的距离称为波长，波源或介质中任意一质点完成一次全振动，波正好前进一个波长的距离，常用单位为米(m)；频率f：波动过程中，任一给定点在1秒钟内所通过的完整波的个数称为频率，常用单位为赫兹(Hz)；波速C：波动中，波在单位时间内所传播的距离称为波速，常用单位为米/秒（m/s）。
由上述定义可得：C=λ f ，即波长与波速成正比，与频率成反比；当频率一定时，波速愈大，波长就愈长；当波速一定时，频率愈低，波长就愈长。
次声波、声波和超声波都是在弹性介质中传播的机械波，在同一介质中的传播速度相同。它们的区别在主要在于频率不同。频率在20~20000Hz之间的能引起人们听觉的机械波称为声波，频率低于20Hz的机械波称为次声波，频率高于20000Hz的机械波称为超声波。次声波、超声波不可闻。
超声探伤所用的频率一般在0.5~10MHz之间，对钢等金属材料的检验，常用的频率为1~5MHz。超声波波长很短，由此决定了超声波具有一些重要特性，使其能广泛用于无损探伤。
1.方向性好：超声波是频率很高、波长很短的机械波，在无损探伤中使用的波长为毫米
2.能量高：由于能量（声强）与频率平方成正比，因此超声波的能量远大于一般声波的
能量。
3.能在界面上产生反射、折射和波型转换：超声波具有几何声学的上一些特点，如在介
质中直线传播，遇界面产生反射、折射和波型转换等。
4.穿透能力强：超声波在大多数介质中传播时，传播能量损失小，传播距离大，穿透能
力强，在一些金属材料中其穿透能力可达数米。
第二节波的类型及波速测量
一．波的类型
根据波动传播时介质质点的振动方向相对于波的传播方向的不同，可将波动分为纵波、横波、表面波和板波等。
1.纵波L
介质中质点的振动方向与波的传播方向互相平行的波，称为纵波，用L表示。
当介质质点受到交变拉压应力作用时，质点之间产生相应的伸缩形变，从而形成纵波；凡能承受拉伸或压缩应力的介质都能传播纵波。固体介质能承受位伸或压缩应力；液体和气体虽不能承受拉伸应力，但能承受压应力产生容积变化。因此固体、液体和气体都能传播纵波。钢中纵波声速一般为5960m/s。纵波一般应用于钢板、锻件探伤。
2.横波S(T)
介质中质点的振动方向与波的传播方向互相垂直的波，称为横波，用S或T表示。
当介质质点受到交变的剪切应力作用时，产生剪切形变，从而形成横波；只有固体介质才能承受剪切应力，液体和气体介质不能承受剪切应力，因此横波只能在固体介质中传播，不能在液体和气体介质中传播。钢中横波声速一般为3230m/s。横波一般应用于焊缝、钢管探伤。
3.表面波R
当介质表面受到交变应力作用时，产生沿介质表面传播的波，称为表面波，常用R表示。又称瑞利波。
表面波在介质表面传播时，介质表面质点作椭圆运动，椭圆长轴垂直于波的传播方向，短轴平行于波的传播方向；椭圆运动可视为纵向振动与横向振动的合成，即纵波与横波的合成，因此表面波只能在固体介质中传播，不能在液体和气体介质中传播。
表面波的能量随深度增加而迅速减弱，当传播深度超过两倍波长时，质点的振幅就已经很小了，因此，一般认为表面波探伤只能发现距工件表面两倍波长深度内的缺陷。表面波一般应用于钢管探伤。
4.板波
在板厚与波长相当的薄板中传播的波，称为板波。根据质点的振动方向不同可将板波分为SH波和兰姆波。板波一般应用于薄板、薄壁钢管探伤。
二．超声波声速测量
对探伤人员来说，用探伤仪测量声速是最简便的，用这种方法测声速，可用单探头反射法或双探头穿透法；可用于测纵波声速和横波声速。
1.反射法测纵波声速
声速按下式计算：
式中 d ------ 工件厚度；
t ------ 由探头晶片至工件表面传输时间；
T
1
------ 由探头晶片至工件底一次波传输时间；
T
2
------ 由探头晶片至工件底二次波传输时间；
2.穿透法测纵波声速
声速按下式计算：
声速 C=d/(T
1-t)；t = 2T
1
– T
2
式中 d ------ 工件厚度；
t ------ 由探头晶片至工件表面传输时间；
T
1
------ 由探头晶片至工件底一次波传输时间；
T
2
------ 由探头晶片至工件底二次波传输时间；
3.反射法测横波声速
用半圆弧测横波声速，按下式计算：
声速 C=2d/(T
1-t)；t = 2T
1
– T
2
式中 d ------ 半圆半径长度；
t ------ 由探头晶片至半圆弧探测面传输时间；
T
1
------ 由探头晶片至圆弧面一次波传输时间；
T
2
------ 由探头晶片至圆弧面二次波传输时间；
第三节波的若干概念
一．波的迭加与干涉
1.波的迭加原理
当几列波在同一介质中传播时，如果在空间某处相遇，则相遇处质点的振动是各列波引起振动的合成，在任意时刻该质点的位移是各列波引起的位移的矢量和。几列波相遇后仍保持自己原有的频率、波长、振动方向等特性并按原来的传播方向继续前进，好象在各自的途中没有遇到其他波一样，这就是波的迭加原理，又称波的独立性原理。
波的迭加现象可以从许多事实观察到，如两石子落水，可以看到两个石子入水处为中心的圆形水波的迭加情况和相遇后的传播情况。又如乐队合奏或几个人谈话，人们可以分辨出各种乐器或各人的声音，这些都可以说明波传播的独立性。
2.波的干涉
两列频率相同，振动方向相同，位相相同或位相差恒定的波相遇时，介质中某些地方的振动互相加强，而另一些地方的振动互相减弱或完全抵消的现象叫做波的干涉现象。
波的迭加原理是波的干涉现象的基础，波的干涉是波动的重要特征。在超声波探伤中，由于波的干涉，使超声波源附近出现声压极大极小值。
1.惠更斯原理
如前所述，波动是振动状态的传播，如果介质是连续的，那么介质中任何质点的振动都将引起邻近质点的振动，邻近质点的振动又会引起较远质点的振动，因此波动中任何质点都可以看作是新的波源。据此惠更斯提出了著名的惠更斯原理：介质中波动传播到的各点都可以看作是发射子波的波源，在其后任意时刻这些子波的包迹就决定新的波阵面。
2.波的衍射（绕射）
波在传播过程中遇到与波长相当的障碍物时，能绕过障碍物边缘改变方向继续前进的现象，称为波的衍射或波的绕射。
如右图，超声波（波长为λ）在介质中传播时，遇到缺
陷AB（其尺寸为D），据惠更斯原理，缺陷边缘可以
看作是发射子波的波源，使波的传播改变，从而使缺
陷背后的声影缩小，反射波降低。
当D<<λ时，波的绕射强，反射弱，缺陷回波很低，容易漏检；当D>>λ时，反射强，绕射弱，声波几乎全反射。
波的绕射对探伤即有利又不利。由于波的绕射，使超声波产生晶料绕射顺利地在介质中传播，这对探伤有利；但同时由于波的绕射，使一些小缺陷回波显著下降，以致造成漏检，这对探伤不利。一般超声波探伤灵敏度约为λ/2。
三．超声场的特征值
充满超声波的空间或超声振动所波及的部分介质，叫超声场；超声场具有一定的空间大小和形状，只有当缺陷位于超声场内时，才有可能被发现。描述超声场的特征植（即物理量）主要有声压、声强和声阻抗。
1.声压P
超声场中某一点在某一时刻所具有的压强P
1与没有超声波存在时的静态压强P
之差，称为
该点的声压，用P表示（P = P
1 - P
）。
声压幅值 p = ρcu = ρc(2πfA)
其中ρ----介质的密度;
c----波速;
u----质点的振动速度；
A----声压最大幅值；
f----频率。
超声场中某一点的声压的幅值与介质的密度、波速和频率成正比。在超声波探伤仪上，屏幕上显示的波高与声压成正比。
2.声阻抗Z
超声场中任一点的声压p与该处质点振动速度u之比称为声阻抗，常用Z表示。
Z = p / u = ρcu / u = ρc
由上式可知，声阻抗的大小等于介质的密度与波速的乘积。由u = P/Z可知，在同一声压下，Z增加，质点的振动速度下降。因此声阻抗Z可理解为介质对质点振动的阻碍作用。超声波在两种介质组成的界面上的反射和透射情况与两种介质的声阻抗密切相关。
单位时间内垂直通过单位面积的声能称为声强，常用I表示。
I = Z u2/2 = P2/(2Z)
当超声波传播到介质中某处时，该处原来静止不动的质点开始振动，因而具有动能；同时该处介质产生弹性变形，因而也具有弹性位能；声能为两者之和。
声波的声强与频率平方成正比，而超声波的频率远大于可闻声波。因此超声波的声强也远大于可闻声波的声强。这是超声波能用于探伤的重要原因。
在同一介质中，超声波的声强与声压的平方成正比。
四．分贝的概念与应用
1.概念
由于在生产和科学实验中，所遇到的声强数量级往往相差悬殊，如引起听觉的声强范围为10- 16 ~ 10– 4 瓦/厘米2，最大值与最小值相差12个数量级。显然采用绝对量来度量是不方便的，但如果对其比值（相对量）取对数来比较计算则可大简化运算。分贝就是两个同量纲的量之比取对数后的单位。
通常规定引起听觉的最弱声强为I
1 = 10 –16 瓦/厘米2作为声强的标准，另一声强I
2
与标
准声强I
1
之比的常用对数称为声强级，单位是贝尔(BeL)。实际应用时贝尔太大，故常取1/10贝尔即分贝（dB）来作单位。（如取自然对数，则单位为奈培NP）
? = lg (I2/I1) (Bel)
=10 lg (I
2/I
1
) = 20 lg (P
2
/P
1
) (dB)
在超声波探伤中，当超声波探伤仪的垂直线性较好时，仪器屏幕上的波高与声压成正比。这时有
? = 20 lg (P2/P1) = 20 lg(H2/H1) (dB)
这时声压基准P
1或波高基准H
1
可以任意选取。
2.应用
分贝用于表示两个相差很大的量之比显得很方便，在声学和电学中都得到广泛的应用，特别是在超声波探伤中应用更为广泛。例如屏上两波高的比较就常常用dB表示。
例如，屏上一波高为80％，另一波高为20％，则前者比后者高
? = 20 lg(H2/H1) = 20 lg(80/20) = 12 （dB）
用分贝值表示回波幅度的相互关系，不仅可以简化运算，而且在确定基准波高以后，可直接用仪器的增益值（数字机）或衰减值（模拟机）来表示缺陷波相对波高。
第四节波的反射、透射及衰减
超声波从一种介质传播到另一种介质时，在两种介质的分界面上，一部分能量反射回原介质内，称为反射波；另一部分能量透过界面在另一种介质内传播，称为透射波。在界面上声能（声压、声强）的分配和传播方向的变化都将遵循一定的规律。
一．单一界面的反射和透射
声能的变化与两种介质的声阻抗密切相关，设波从介质1（声阻抗Z
1
）入射到介质2（声阻
抗Z
2
），有以下几种情况：
1.Z
2 > Z
1
声压反射率小于透射率。如水/钢界面。
声压反射率大于透射率。如钢/水界面。
声强反射率及透射率只与Z 1 、Z 2的数值有关，与从哪种介质入射无关。 3. Z 1>> Z 2 声压（声强）几乎全反射，透射率趋于0。如钢/空气界面。 4. Z 1 Z 2
此时几乎全透射，无反射。因此在焊缝探伤中，若母材与填充金属结合面没有任何缺陷，是不会产生界面回波的。
二．薄层界面的反射和透射
此情况主要对探头保护膜设计具有指导意义。
当超声波依次从三种介质Z 1、 Z 2 、Z 3(如晶片—保护膜—工件)中穿过，则当薄层厚度等于半波长的整数倍时，通过薄层的声强透射与薄层的性质无关，即好象不存在薄层一样；当薄层厚度等于四分之一波长的奇数倍且薄层声阻抗为其两侧介质声阻抗几何平均值 （Z 2 = （Z 2 Z 3）
1/2
）时，超声波全透射
三．波型转换和反射、折射定律
当超声波倾斜入射到界面时，除产生同种类型的反射和折射波外，还会产生不同类型的反射和折射波，这种现象称为波型转换。
1. 纵波斜入射
2. 横波入射
四．超声波的衰减
超声波在介质中传播时，随着距离增加，超声波能量逐渐减弱的现象叫做超声波衰减。引起超声波衰减的主要原因是波束扩散、晶粒散射和介质吸收
1. 扩散衰减
超声波在传播过程中，由于波束的扩散，使超声波的能量随距离增加面逐渐减弱的现象叫做扩散衰减。超声波的扩散衰减仅取决于波阵面的形状，与介质的性质无关。
2. 散射衰减
超声波在介质中传播时，遇到声阻抗不同的界面产生散乱反射引起衰减的现象，称为散射衰减。散射衰减与材质的晶粒密切相关，当材质晶粒粗大时，散射衰减严重，被散射的超声波沿着复杂的路径传播到探头，在屏上引起林状回波（又叫草波），使信噪比下降，严重时噪声会湮没缺陷波。
3. 吸收衰减
超声波在介质中传播时，由于介质中质点间内磨擦（即粘滞性）和热传导引起超声波的衰减，称为吸收衰减或粘滞衰减
通常所说的介质衰减是指吸收衰减与散射衰减，不包括扩散衰减。
超声波探头（波源）发射的超声场，具有特殊的结构，只有当缺陷位于超声场内时，才有可能被发现
一．圆盘波源辐射的纵波声场
在不考虑介质衰减的条件下，当离波源较远处轴线上的声压与距离成反比，与波源面积成正比。
1.近场区
波源附件由于波的干涉而出现一系列声压极大极小值的区域，称为超声场的近场区。近场区声压分布不均，是由于波源各点至轴线上某点的距离不同，存在波程差，互相迭加时存在位相差而互相干涉，使某些地方声压互相加强，另一些地方互相减弱，于是就出现声压极大极小值的点。
波源轴线上最后一个声压极大值至波源的距离称为近场区长度，用N表示。
N = （D
s 2 - λ2）/(4λ) ≈ D
s
2/(4λ)
2.远场区
波源轴线上至波源的距离x >N的区域称为远场区。远场区轴线上的声压随距离增加单调减少。当 x >3N时，声压与距离成反比，近似球面波的规律。因为距离x足够大时，波源各点至轴线上某一点的波程差很小，引起的相位差也很小，这样干涉现象可以略去不计，所以远场区不会出现声压极大极小值。
3.近场区在两种介质中分布
实际探伤时，有时近场区分布在两种不同的介质中，如水浸探伤，超声波先进入水，然后再进入钢中，当水层厚度较小时，近场区就会分布在水、钢两种介质中。设水层厚度为L，则钢中剩余近场区长度N为
N = D
s 2/(4λ) – Lc
1
/c
2
式中c
1
----介质1水中波速；
c
2
----介质2钢中波速；
λ ----介质2钢中波长。
在近场区内，实际声场与理想声场存在明显区别，实际声场轴线上声压虽也存在极大极小值，但波动幅度小，极值点的数量也明显减少。
二．横波声场
目前常用的横波探头，是使纵波斜入射到界面上，通过波形转换来实现横波探伤的，当入射角在第一、第二临界角之间时，纵波全反射，第二介质中只有折射横波。
横波声场同纵波声场一样由于波的干涉存在近场区和远场区，当x≥3N时，波束轴线上的声压与波源面积成正比，与至假想波源的距离成反比，类似纵波声场。当横波探头晶片尺寸一定时，K值增大，近场区长度将减小。
三．规则反射体的回波声压
在实际探伤中一般采用反射法，即根据缺陷反射回波声压的高低来评价缺陷的大小。然而工件中的缺陷形状性质各不相同，目前的探伤技术还难以确定缺陷的真实大小和形状，回波声压相同的缺陷的实际大小可能相差很大，为此特引用当量法；当量法是指在同样的探测条件下，当自然缺陷回波与某人工规则反射体回波等高时，则该人工规则反射体的尺寸就是此自然缺陷的当量尺寸。自然缺陷的实际尺寸往往大于当量尺寸。
回波声压公式（考虑介质衰减因素）：
四．AVG曲线
AVG曲线是描述规则反射体的距离、回波高及当量大小之间关系的曲线；A、V、G是德文距离、增益和大小的字头缩写，英文缩写为DGS。AVG曲线可用于对缺陷定量和灵敏度调整。
以横坐标表示实际声程，纵坐标表示规则反射体相对波高，用来描述距离、波幅、当量大小之间的关系曲线，称为实用AVG曲线。实用AVG曲线可由以下公式得到：
不同距离的大平底回波dB差
Δ=20lgP B1/P B2=20lgX2/X1
不同距离的不同大小平底孔回波dB差
Δ=20lgP f1/P f2=40lgD f1X2/D f2X1
同距离的大平底与平底孔回波dB差
Δ=20lgP B/P f=20lg2λX/πD f D f
用以上公式计算绘制实用AVG曲线时，要统一灵敏度基准。
第六节仪器、探头和试块
超声波探伤仪、探头和试块是超声波探伤的重要设备，了解这些设备的原理、构造和作用及其主要性能的测试方法是正确选用探伤设备进行有效探伤的保证。
一．超声波探伤仪
1.作用
超声波探伤仪的作用是产生电振荡并加于换能器（探头）上，激励探头发射超声波，同时将探头送回的电信号进行放大，通过一定方式显示出来，从而得到被探工件内部有无缺陷及缺陷位置和大小等信息。
2.分类
按缺陷显示方式分类，超声波探伤仪分为三种。
A型：A型显示是一种波形显示，探伤仪的屏幕的横坐标代表声波的传播距离，纵坐标代表反射波的幅度。由反射波的位置可以确定缺陷位置，由反射波的幅度可以估算缺陷大小。
B型：B型显示是一种图象显示，屏幕的横坐标代表探头的扫查轨迹，纵坐标代表声波的传播距离，因而可直观地显示出被探工件任一纵截面上缺陷的分布及缺陷的深度。
C型：C型显示也是一种图象显示，屏幕的横坐标和纵坐标都代表探头在工件表面的位置，探头接收信号幅度以光点辉度表示，因而当探头在工件表面移动时，屏上显示出被探工件内部缺陷的平面图象，但不能显示缺陷的深度。
目前，探伤中广泛使用的超声波探伤仪都是A型显示脉冲反射式探伤仪。
3.A型脉冲反射式模拟超声波探伤仪的一般原理
二．探头
超声波的发射和接收是通过探头来实现的。下面介绍探头的工作原理、主要性能及其及结构。
1.压电效应
料在交变电场作用下，产生伸缩变形的效应称为逆压电效应。正、逆压电效应统称为压电效应。
超声波探头中的压电晶片具有压电效应，当高频电脉冲激励压电晶片时，发生逆压电效应，将电能转换为声能(机械能)，探头发射超声波。当探头接收超声波时，发生正压电效应，将声能转换为电能。不难看出超声波探头在工作时实现了电能和声能的相互转换，因此常把探头叫做换能器。
2.探头的种类和结构
直探头用于发射和接收纵波，主要用于探测与探测面平行的缺陷，如板材、锻件探伤等。
斜探头可分为纵波斜探头、横波斜探头和表面波斜探头，常用的是横波斜探头。横波斜探头主要用于探测与探测面垂直或成一定角度的缺陷，如焊缝、汽轮机叶轮等。
当斜探头的入射角大于或等于第二临界角时，在工件中产生表面波，表面波探头用于探测表面或近表面缺陷。
双晶探头有两块压电晶片，一块用于发射超声波，另一块用于接收超声波。根据入射角不同，分为双晶纵波探头和双晶横波探头。
双晶探头具有以下优点：
（1）灵敏度高
（2）杂波少盲区小
（3）工件中近场区长度小
（4）探测范围可调
双晶探头主要用于探伤近表面缺陷。
聚焦探头种类较多。
3.探头型号
探头型号的组成项目及排列顺序如下：
基本频率-晶片材料-晶片尺寸-探头种类-特征
三．试块
按一定用途设计制作的具有简单几何形状人工反射体的试样，通常称为试块。试块和仪器、探头一样，是超声波探伤中的重要工具。
1．试块的作用
（1）确定探伤灵敏度
超声波探伤灵敏度太高或太低都不好，太高杂波多，判伤困难，太低会引起漏检。因此在超声波探伤前，常用试块上某一特定的人工反射体来调整探伤灵敏度。
（2）测试探头的性能
超声波探伤仪和探头的一些重要性能，如放大线性、水平线性、动态范围、灵敏度余量、分辨力、盲区、探头的入射点、K值等都是利用试块来测试的。
（3）调整扫描速度
利用试块可以调整仪器屏幕上水平刻度值与实际声程之间的比例关系，即扫描速度，以便对缺陷进行定位。
（4）评判缺陷的大小
利用某些试块绘出的距离-波幅-当量曲线（即实用AVG）来对缺陷定量是目前常用的定量方法之一。特别是3N以内的缺陷，采用试块比较法仍然是最有效的定量方法。此外还可利用试块来测量材料的声速、衰减性能等。
（1）按试块来历分为：标准试块和参考试块。
（2）按试块上人工反射体分：平底孔试块、横孔试块和槽形试块
3.试块的要求和维护
4.常用试块简介（仪器使用时重点讲解）
IIW(CSK-IA)
CS-1
CSK-IIIA
第七节仪器和探头的性能及其测试
仪器和探头的性能包括仪器的性能、探头的性能以及仪器与探头的综合性能。仪器的性能仅与仪器有关，如仪器的垂直线性、水平线性和动态范围等。探头的性能仅与探头有关，如探头入射点、K值、双峰、主声束偏离等。仪器与探头的综合性能不仅与仪器有关，而且与探头有关，如分辨力、盲区、灵敏度余量等。
一．仪器的性能及其测试
1.垂直线性
仪器的垂直线性是指仪器屏幕上的波高与探头接收的信号之间成正比的程度。垂直线性的好坏影响缺陷定量精度。
2.水平线性
仪器水平线性是指仪器屏幕上时基线显示的水平刻度值与实际声程之间成正比的程度，或者说是屏幕上多次底波等距离的程度。仪器水平线性的好坏直接影响测距精度，进而影响缺陷定位。
3.动态范围
动态范围是指仪器屏幕容纳信号大小的能力。
二．探头的性能及其测试
1.斜探头入射点
斜探头的入射点是指其主声束轴线与探测面的交点。入射点至探头前沿的距离称为探头的前沿长度。测定探头的入射点和前沿长度是为了便于对缺陷定位和测定探头的K值。
注意试块上R应大于钢中近场区长度N，因为近场区同轴线上的声压不一定最高，测试误差大。
2.斜探头K值和折射角
斜探头K值是指被探工件中横波折射角的正切值。
注意测定斜探头的K值或折射角也应在近场区以外进行。
3.探头主声束偏离和双峰
探头实际主声束与其理论几何中心轴线的偏离程度称为主声束的偏离。
平行移动探头，同一反射体产生两个波峰的现象称为双峰。
探头主声束偏离和双峰，将会影响对缺陷的定位和判别。
4.探头声束特性
探头声束特性是指探头发射声束的扩散情况，常用轴线上声压下降6dB时探头移动距离（即某处的声束宽度）来表示。
三．仪器和探头的综合性能及其测试
1.灵敏度
超声波探伤中灵敏度一般是指整个探伤系统（仪器和探头）发现最小缺陷的能力。发现缺陷愈小，灵敏度就愈高。
仪器的探头的灵敏度常用灵敏度余量来衡量。灵敏度余量是指仪器最大输出时（增益、发射强度最大，衰减和抑制为0），使规定反射体回波达基准高所需衰减的衰减总量。灵敏度余量大，说明仪器与探头的灵敏度高。灵敏度余量与仪器和探头的综合性能有关，因此又叫仪器与探头的综合灵敏度。
2.盲区与始脉冲宽度
盲区是指从探测面到能够发现缺陷的最小距离。盲区内的缺陷一概不能发现。
始脉冲宽度是指在一定的灵敏度下，屏幕上高度超过垂直幅度20％时的始脉冲延续长度。始脉冲宽度与灵敏度有关，灵敏度高，始脉冲宽度大。
3.分辨力
仪器与探头的分辨力是指在屏幕上区分相邻两缺陷的能力。能区分的相邻两缺陷的距离愈小，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号幅度与无用的噪声杂波幅度之比。信噪比高，杂波少，对探伤有利。信噪比太低，容易引起漏检或误判，严重时甚至无法进行探伤。
第三章常用探伤方法和技术
第一节探伤方法概述
一．按原理分类
超声波探伤方法按原理分类，可分为脉冲反射法、穿透法和共振法。
1.脉冲反射法
超声波探头发射脉冲波到被检试件内，根据反射波的情况来检测试件缺陷的方法，称为脉冲反射法。脉冲反射法包括缺陷回波法、底波高度法和多次底波法。
2.穿透法
穿透法是依据脉冲波或连续波穿透试件之后的能量变化来判断缺陷情况的一种方法。穿透法常采用两个探头，一收一发，分别放置在试件的两侧进行探测。
3.共振法
若声波（频率可调的连续波）在被检工件内传播，当试件的厚度为超声波的半波长的整数倍时，将引起共振，仪器显示出共振频率。当试件内存在缺陷或工件厚度发生变化时，将改变试件的共振频率，依据试件的共振频率特性，来判断缺陷情况和工件厚度变化情况的方法称为共振法。共振法常用于试件测厚。
二．按波形分类
根据探伤采用的波形，可分为纵波法、横波法、表面波法、板波法、爬波法等。
1.纵波法
使用直探头发射纵波进行探伤的方法，称为纵波法。此时波束垂直入射至试件探测面，以
垂直法分为单晶探头反射法、双晶探头反射法和穿透法。常用单晶探头反射法。
垂直法主要用于铸造、锻压、轧材及其制品的探伤，该法对与探测面平行的缺陷检出效果最佳。由于盲区和分辨力的限制，其中反射法只能发现试件内部离探测面一定距离以外的缺陷。
在同一介质中传播时，纵波速度大于其它波型的速度，穿透能力强，晶界反射或散射的敏感性较差，所以可探测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伤。
2.横波法
将纵波通过楔块、水等介质倾斜入射至试件探测面，利用波型转换得到横波进行探伤的方法，称为横波法。由于透入试件的横波束与探测面成锐角，所以又称斜射法。
此方法主要用于管材、焊缝的探伤；其它试件探伤时，则作为一种有效的辅助手段，用以发现垂直法不易发现的缺陷。
3.表面波法
使用表面波进行探伤的方法，称为表面波法。这种方法主要用于表面光滑的试件。表面波波长很短，衰减很大。同时，它仅沿表面传播，对于表面上的复层、油污、不光洁等，反应敏感，并被大量地衰减。利用此特点可通过手沾油在声束传播方向上进行触摸并观察缺陷回波高度的变化，对缺陷定位。
4.板波法
使用板波进行探伤的方法，称为板波法。主要用于薄板、薄壁管等形状简单的试件探伤。探伤时板波充塞于整个试件，可以发现内部和表面的缺陷。
5.爬波法
三．按探头数目分类
1.单探头法
使用一个探头兼作发射和接收超声波的探伤方法称为单探头法，单探头法最常用。
2.双探头法
使用两个探头（一个发射，一个接收）进行探伤的方法称为双探头法，主要用于发现单探头难以检出的缺陷
3.多探头法
使用两个以上的探头成对地组合在一起进行探伤的方法，称为多探头法。
四．按探头接触方式分类
1.直接接触法
探头与试件探测面之间，涂有很薄的耦合剂层，因此可以看作为两者直接接触，此法称为直接接触法。
此法操作方便，探伤图形较简单，判断容易，检出缺陷灵敏度高，是实际探伤中用得最多的方法。但对被测试件探测面的粗糙度要求较高。
2.液浸法
将探头和工件浸于液体中以液体作耦合剂进行探伤的方法，称为液浸法。耦合剂可以是油，也可以是水。
液浸法适用于表面粗糙的试件，探头也不易磨损，耦合稳定，探测结果重复性好，便于实现自动化探伤。
液浸法分为全浸没式和局部浸没式。
第二节仪器、探头的选择及耦合与补偿
一．探伤仪的选择
二．探头的选择
超声波探伤中，超声波的发射和接收都是通过探头来实现的。探头的种类很多，结构型式也不一样。探伤前应根据被检对象的形状、衰减和技术要求来选择探头，探头的选择包括探头型式、频率、晶片尺寸和斜探头K值的选择等。
1.探头型式的选择
常用的探头型式有纵波直探头、横波斜探头、表面波探头、双晶探头，聚焦探头等。一般根据工件的形状和可能出现缺陷的部位、方向等条件来选择探头的型式，使声束轴线尽量与缺陷垂直。
纵波直探头波束轴线垂直于探测面，主要用于探测与探测面平行的缺陷，如锻件、钢板中的夹层、折叠等缺陷。
横波斜探头主要用于探测与探测面垂直可成一定角度的缺陷，如焊缝中未焊透、夹渣、未溶合等缺陷。
表面波探头用于探测工件表面缺陷，双晶探头用于探测工件近表面缺陷，聚焦探头用于水浸探测管材或板材。
2.探头频率的选择。
超声波探伤频率0.5~10MHz之间，选择范围大。一般选择频率时应考虑以下因素:
(1)由于波的绕射，使超声波探伤灵敏度约为波长的一半，因此提高频率，有利于发现更
小的缺陷。
(2)频率高，脉冲宽度小，分辨力高，有利于区分相邻缺陷。
(3)频率高，波长短，则半扩散角小，声束指向性好，能量集中，有利于发现缺陷并对缺
陷定位。
(4)频率高，波长短，近场区长度大，对探伤不利。
(5)频率增加，衰减急剧增加。
由以上分析可知，频率的高低对探伤有较大的影响，频率高，灵敏度和分辨力高，指向性好，对探伤有利；但近场区长度大，衰减大，又对探伤不利。实际探伤中要全面分析考虑各方面的因素，合理选择频率。一般在保证探伤灵敏度的前提下尽可能选用较低的频率。
对于晶粒较细的锻件、轧制件和焊接件等，一般选用较高的频率，常用2.5~5MHz；对晶粒较粗大的铸件、奥氏体钢等宜选用较低的频率，常用0.5~2.5MHz。如果频率过高，就会引起严重衰减，屏幕上出现林状回波，信噪比下降，甚至无法探伤。
3.探头晶片尺寸的选择
晶片尺寸对探伤也有一定的影响，选择晶片尺寸进要考虑以下因素：
（1）晶片尺寸增加，半扩散角减少，波束指向性变好，超声波能量集中，对探伤有利。
（2）晶片尺寸增加，近场区长度迅速增加，对探伤不利。
（3）晶片尺寸大，辐射的超声波能量大，探头未扩散区扫查范围大，远距离扫查范围相对变小，发现远距离缺陷能力增强。
以上分析说明晶片大小对声束指向性、近场区长度、近距离扫查范围和远距离缺陷检出能力有较大的影响。实际探伤中，探伤面积范围大的工件时，为了提高探伤效率宜选用大晶片探头；探伤厚度大的工件时，为了有效地发现远距离的缺陷宜选用大晶片探头；探伤小型工件时，为了提高缺陷定位定量精度宜选用小晶片探头；探伤表面不太平整，曲率较低较大的工件时，
4.横波斜头K值的选择
在横波探伤中，探头的K值对探伤灵敏度、声束轴线的方向，一次波的声程（入射点至底面反射点的距离）有较大的影响。K值大，一次波的声程大。因此在实际探伤中，当工件厚度较小时，应选用较大的K值，以便增加一次波的声程，避免近场区探伤；当工件厚度较大时，应选用较小的K值，以减少声程过大引起的衰减，便于发现深度较大处的缺陷。在焊缝探伤中，不要保证主声束能扫查整个焊缝截面；对于单面焊根未焊透，还要考虑端角反射问题，应使K=0.7~1.5,因为K<0.7或K>1.5，端角反射很低，容易引起漏检。
三．耦合
超声耦合是指超声波在探测面上的声强透射率。声强透射率高，超声耦合好。为提高耦合效果，在探头与工件表面之间施加的一层透声介质称为而耦合剂。耦合剂的作用在于排除探头与工件表面之间的空气，使超声波能有效地传入工件，达到探伤的目的；耦合剂还有减少磨擦的作用。
影响声耦合的主要因素有：耦合层的厚度，耦合剂的声阻抗，工件表面粗糙度和工件表面形状。
四．表面耦合损耗的补偿
在实际探伤中，当调节探伤灵敏度用的试块与工件表面粗糙度、曲率半径不同时，往往由于工件耦合损耗大而使探伤灵敏度降低，为了弥补耦合损耗，必须增大仪器的输出来进行补偿。
第三节仪器调节和缺陷定位
在实际探伤中，为了在确定的探测范围内发现规定大小的缺陷，并对缺陷定位和定量，就必须在探测前调节好仪器。
一．零点调节
由于超声波通过保护膜、耦合剂（直探头）或有机玻璃楔块（斜探头）进入待测工件的，缺陷定位时，需将这部分声程移去，才能得到超声波在工件中实际声程。
零点一般是通过已知声程的试块进行调节，如CSK-IA试块中的R100圆弧面（斜探头）或深100mm的大平底（直探头）。
二．K值调节
由于斜探头探伤时不仅要知道缺陷的声程，更要得出缺陷的垂直和水平位置，因此斜探头还要精确测定其K值（折射角）才能准确地对缺陷进行定位。
K值一般是通过对具有已知深度孔的试块来调节，如用CSK-IA试块Φ50或Φ1.5的孔。
三．定量调节
定量调节一般采用AVG（直探头）或DAC（斜探头）。
四．缺陷定位
超声波探伤中测定缺陷位置简称缺陷定位。
1.纵波（直探头）定位
纵波定位较简单，如探头波束轴线不偏离，缺陷波在屏幕上位置即是缺陷至探头在垂直方
2.表面波定位
表面波探伤定位与纵波定位基本类似，只是缺陷位于工件表面，缺陷波在屏幕上位置是缺陷至探头在水平方向的距离（此时要考虑探头前沿）。
3.横波定位
横波斜探头探伤定位由缺陷的声程和探头的折射角或缺陷的水平和垂直方向的投影来确定。
4.横波周向探测圆柱面时缺陷定位
周向探伤时，缺陷定位与平面探伤不同。
（1）外圆探伤周向探测
（2）内壁周向探测
第四节缺陷大小的测定和缺陷高度的测定
缺陷定量包括确定缺陷的大小和数量，而缺陷的大小指缺陷的面积和长度。常用的定量方法有当量法、底波高度法和测长法三种。当量法和底波高度法用于缺陷尺寸小于声束截面的情况，测长法用于缺陷尺寸大于声束截面的情况。
一．当量法测缺陷大小
采用当量法确定的缺陷尺寸是缺陷的当量尺寸，常用的当量法有当量试块比较法、当量计算法和当量AVG曲线法。
1.当量试块比较法
当量试块比较法是将工件中的自然缺陷回波与试块上的人工缺陷回波进行比较来对缺陷定量的方法。
此法的优点是直观易懂，当量概念明确，定量比较稳妥可靠。但成本高，操作也较烦琐，很不方便。所以此法应用不多，仅在x<3N的情况下或特别重要零件的精确定量时应用。
2.当量计算法
当x>3N时，规则反射体的回波声压变化规律基本符合理论回波声压公式，当量计算法就是根据探伤中测得的缺陷波高的dB值，利用各种规则反射体的理论回波声压公式进行计算来确定缺陷当量尺寸的定量方法。
3.当量AVG曲线法
当量AVG曲线法是利用AVG曲线来确定工件中缺陷的当量尺寸。
二．测长法测缺陷大小
当工件中缺陷尺寸大于声束截面时，一般采用测长法来确定缺陷的长度。
测长法是根据缺陷波高与探头移动距离来确定缺陷的尺寸，按规定的方法测定的缺陷长度称为缺陷的指示长度。由于实际工件中缺陷的取向、性质、表面状态等都会影响缺陷回波高度，因此缺陷的指示长度总是小于或等于缺陷的实际长度。
根据测定缺陷长度时的基准不同将测长法分为相对灵敏度法、绝对灵敏度法和端点峰值法。
三．底波高度法测缺陷大小
底波高度法是利用缺陷波与底波的相对波高来衡量缺陷的相对大小。当工件中存在缺陷时，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，缺陷波高与底波高
四．缺陷测高
第五节影响缺陷定位、定量的主要因素及其它
目前A型脉冲反射式超声波探伤仪是根据屏幕上缺陷波的位置和高度来评价被检工件中缺陷的位置和大小，了解影响因素，对于提高定位、定量精度是十分有益的。
一．影响缺陷定位的主要因素
1.仪器的影响
仪器的水平线性的好坏对缺陷定位有一定的影响。
2.探头的影响
探头的声束偏离、双峰、斜楔磨损、指向性等影响缺陷定位。
3.工件的影响
工件的表面粗糙度、材质、表面形状、边界影响、温度及缺陷情况等影响缺陷定位。
4.操作人员的影响
仪器调试时零点、K值等参数存在误差或定位方法不当影响缺陷定位
二．影响缺陷定量的主要因素
1.仪器及探头性能的影响
仪器的垂直线性、精度及探头频率、型式、晶片尺寸、折射角大小等都直接影响缺陷回波高度。
2.耦合与衰减的影响
耦合剂的声阻抗和耦合层厚度对回波高有较大的影响；当探头与调灵敏度用的试块和被探工件表面耦合状态不同时，而又没有进行恰当的补偿，也会使定量误差增加，精度下降。
由于超声波在工件中存在衰减，当衰减系数较大或距离较大时，由此引起的衰减也较大，如不考虑介质衰减补偿，定量精度势必受到影响。因此在探伤晶粒较粗大和大型工件时，应测定材质的衰减系数，并在定量计算时考虑介质衰减的影响，以便减少定量误差。
3.工件几何形状和尺寸的影响
工件底面形状不同，回波高度不一样，凸曲面使反射波发散，回波降低，凹曲面使反射波聚焦，回波升高；工件底面与探测面的平行度以及底面的光洁度、干净程度也对缺陷定量有较大的影响；由于侧壁干涉的原因，当探测工件侧壁附近的缺陷时，会产生定量不准，误差增加；工件尺寸的大小对定量也有一定的影响。
为减少侧壁的影响，宜选用频率高、晶片尺寸大且指向性好的探头探测或横波探测；必要时不可采用试块比较法来定量。
4.缺陷的影响
不同的缺陷形状对其回波高度有很大的影响，缺陷方位也会影响到回波高度，另外缺陷波的指向性与缺陷大小有关，而且差别较大；另外缺陷回波高度还与缺陷表面粗糙度、缺陷性质、缺陷位置等有影响。
三．缺陷性质分析
超声波探伤还应尽可能判定缺陷的性质，不同性质的缺陷危害程度不同，例如裂纹就比气孔、夹渣大得多。但缺陷定性是一个很复杂的问题，实际探伤中常常根据经验结合工件的加工
四．非缺陷回波的判别
超声波探伤中屏上常常除了始波、底波、和缺陷波外，还会出现一些其他的信号波，如迟到波、三角反射波、61°反射波以及其他原因引起的非缺陷回波，分析和了解常见非缺陷回波产生的原因和特点也是十分必要的。
五．侧壁干涉
纵波探伤时，探头若靠近侧壁，则经侧壁反射的纵波或横波与直接传播的纵波相遇产生干涉，对探伤带来不利影响。一般脉冲持续的时间所对应的声程不大于4λ。因此只要侧壁反射波束与直接传播的波束声程差大于4λ就可以避免侧壁干射。
第四章板材和管材超声波探伤
第一节板材超声波探伤
根据板材的材质不同，板材分为钢板、铝板、铜板等，实际生产中钢板应用最广，这里以钢板为例来说明板材的超声波探伤工艺方法。
一．钢板常见缺陷及探伤方法
钢板是由板坯轧制而成，而板坯又是由钢锭轧制或连续浇铸而成的，钢板中常见缺陷有分层、折迭、白点等，裂纹少见。
钢板中分层、折迭等缺陷是在轧制过程中形成的，因此它们大都平行于板面。根据板厚的不同，将钢板分为薄板（小于6mm）与中厚板(中板在6~40mm之间，厚板大于40mm)。中厚板常用垂直板面入射的纵波探伤法；薄板常用板波探伤法。
中厚板垂直探伤法的耦合方式有直接接触法和充水耦合法。采用的探头有单晶直探头、双晶直探头或聚焦探头。探伤钢板时，一般采用多次底波反射法，只有当板厚很大时才采用一次底波或二次底法。
二．探头与扫查方式的选择
1.探头的选择包括探头频率、直径和结构形式的选择
由于钢板晶粒比较细，为了获得较高的分辨力，宜选用较高的频率，一般为2.5~5.0MHz。钢板面积大，为了提高探伤效率，宜选用较大直径的，但对于厚度较小的钢板，探头直径不宜过大，因为大探头近场区长度大，对探伤不利。一般探头直径范围为Φ10~Φ30mm。
探头的结构形式主要根据板厚为确定，板厚较大时，常选用单晶探头；板厚较薄时可选用双晶直探头，因为双晶直探头盲区很小。双晶直探头主要用于探测厚度为6~30mm的钢板。
2.扫查方式的选择
根据钢板用途和要求不同，采用的主要扫查方式分为全面扫查、列线扫查、边缘扫查和格子扫查等。
三．探测范围和灵敏度的调整
第二节复合材料超声波探伤
一．复合材料中常见缺陷
复合材料是由母材与复合层粘合而成，常的复合材料是在碳钢或低合金母材上，粘接不锈
复合材料一般用轧制、粘接、爆炸和堆焊等方法制造。复合材料中常风缺陷是脱层（脱接），即复合层与母材在界面处复合不良。
二．探伤方法
复合材料探伤与一般钢板的探伤方法基本相同，常用单直探头或联合双直探头进行纵波探伤。探伤时可从母材一侧探测，也可从复合层一侧探测。
三．缺陷的判别
第三节薄板超声波探伤
对于板厚小于6mm的薄板，如采用一般的纵波探伤法，由于其板厚往往在盲区内，缺陷难以分辨。目前对这种薄板一般采用兰姆波（板波）进行探伤。
第四节管材超声波探伤
一、管材加工及常见缺陷
管材种类很多，据管径不同分为小口径管和大口径管，据加工方法不同分为无缝钢管和焊接管。
无缝钢管是通过穿孔法和高速挤压法得到的，穿孔法是用穿孔机穿孔，并同时用轧辊滚轧，最后用心棒轧管机定径压延平整成型。高速挤压法是在挤压机中直接挤压成形，这种方法加工的管材尺寸精度高。
焊接管是先将板材卷成管形，然后用电阻焊或埋弧自动焊加工成型。一般大口径管多用这种方法。对于厚壁大口径管也可以由钢锭经锻造、轧制等于工艺加工而成。
管材中常见缺陷与加工方法有关。无缝钢管中常见缺陷有裂纹、折迭、夹层等；焊接管中常见缺陷与焊缝类似，一般为裂纹、气孔、夹渣、未焊透等。锻轧管常见缺陷与锻件类似，一般为裂纹、白点、重皮等。
二、小口径管探伤
小口径管是指外径小于100mm的管材。这种管材一般为无缝管，采用穿孔法或挤压法得到，其中主要缺陷平行于管轴的径向缺陷（称纵向缺陷），有时也有垂直于管轴线的径向缺陷（称横向缺陷）。
对于管内纵向缺陷，一般利用横波进行周向扫查探测；对于管内横向缺陷，一般利用横波进行轴向扫查探测。
按耦合方式不同，小口径管探伤分为接触法探伤和水浸法探伤。
三、大口径管探伤
超声波探伤中，大口径管一般是指外径大于100mm的管材。大口径管曲率半径较大，探头与管壁耦合较好，通常采用接触法探伤，批量较大时也可采用水浸探伤。
锻件和铸件是各种机械设备及锅炉压力容器的重要毛坯，它们在生产加工过程中常会产生一些缺陷，影响设备的安全使用。铸件晶粒粗大、透声性差，信噪比低，探伤困难大。
第一节锻件超声波探伤
一．锻件加工及常见缺陷
锻件是由热态钢锭经锻压变形而成。锻压过程包括加热、形变和冷却。形变大致分为镦粗、拔长和滚压。为改善锻件的组织性能，锻后还要进行正火、退火或调质等热处理。
锻件缺陷可分为铸造缺陷、锻造缺陷和热处理缺陷。铸造缺陷主要有：缩孔残余、疏松、夹杂、裂纹等；锻造缺陷主要有：折叠、白点、裂纹等。热处理缺陷主要有：裂纹等。
二．探伤方法概述
三．探测条件的选择
第二节铸件超声波探伤
一．铸件中常见缺陷
铸件是金属液注入铸入铸模中冷却凝固而成的，铸件中常见缺陷有气孔、缩孔、夹杂和裂纹等。
二．铸件探伤的特点
1.透声性差
2.声耦合差
3.干扰杂波多
三．铸钢件探测条件的选择
1.探头：一般以纵波直探头为主，辅以横波斜探头和纵波双晶探头。铸钢晶粒较粗大，
衰减严重，宜选用较低的频率，一般为0.15~2.5MH Z。
2.试块：铸钢件探伤常用ZGZ系列平底孔对比试块。
3.探测表面与耦合剂：铸钢件表面粗糙，耦合条件差，探伤前应对其表面进行打磨清理，
探伤时常用粘度较大的耦合剂。
4.透声性测试
5.铸钢件内外层划分
第六章焊缝超声波探伤
在焊缝探伤中，不但要求探伤人员具备熟练的超声波探伤技术，而且还要求探伤人员了解有关的焊接基本知识，如焊接接头型式、焊接坡口型式、焊接方法和焊接缺陷等。只有这样，探伤人员才能针对各种不同的焊缝，采用适当的探测方法，从而获得比较正确的探测结果。
第一节焊接加工及常见缺陷
声波来检测，对焊缝中裂纹、未熔合等危险性缺陷，超声波探伤比射线更容易发现。
一．焊接加工
焊接过程实际上是个冶炼和铸造过程，焊接接头形式主要有对接、角接、搭接和T型接头等几种。在锅炉压力容器中，最常见的是对接，其次是角接和T型接头，搭接少见。
二．焊缝中常见缺陷
焊缝中常见缺陷有气孔、夹渣、未焊透、未熔合和裂纹等。
焊缝中的气孔、夹渣是立体型缺陷，危害性较小；而裂纹、未熔合是平面型缺陷，危害性大，在焊缝探伤中，由于焊缝余高的影响及焊缝中裂纹、未焊透、未熔合等危险性大的缺陷往往与探测面垂直或成一定角度，因此一般采用横波探伤。
第二节中厚板对接焊缝超声波探伤。
一．探测条件的选择
1.探测面的修整
工件表面的粗糙度直接影响探伤结果，一般要求表面粗糙度不大于6.3μm，否则应予以修整。
焊缝两侧探测面的修整宽度P一般根据母材厚度而定。
厚度为8 ~46mm的焊缝采用二次波探伤，探测面修整宽度为
P ≥ 2KT+50 (mm)
厚度为大于46mm的焊缝采用一次波探伤，探测面修整宽度为
P ≥ KT+50 (mm)
式中K----探头的K值；
T-----工件厚度。
2.耦合剂的选择
在焊缝探伤中，常用的耦合剂有机油、甘油、浆糊、润滑脂和水等，实际探伤中用得最多的是机油和浆糊。
3.频率选择
焊缝的晶粒比较细小，可选用比较高的频率探伤，一般为2.5~5.0MHz。对于板厚较小的焊缝，可采用较高的频率；对于板厚较大，衰减明显的焊缝，应选用较低的频率。
4.K值选择
探头K值的选择应从以下三个方面考虑：
（1）使声束能扫查到整个焊缝截面；
（2）使声束中心线尽量与主要危险性缺陷垂直；
（3）保证有足够的探伤灵敏度
设工件厚度为T，焊缝上下宽度分别为a和b，探头K值为K，探头前沿长度为L，则有：K≥（a+b+L）/T
一般斜探头K值可根据工件厚度来选择，薄工件采用大K值，以便避免近场区探伤，提高定位定量精度；厚工件采用小K值，以便缩短声程，减小衰减，提高探伤灵敏度。同时还可减少打磨宽度。在条件允许的情况下，应尽量采用大K值探头。
探头K值常因工件中的声速变化和探头的磨损而产生变化，所以探伤前必须在试块上实测
无损探伤常见问题汇总 资料整理：无损检测资源网 沧州市欧谱检测仪器有限公司
物理探伤就是不产生化学变化的情况下进行无损探伤。 一、什么是无损探伤? 答：无损探伤是在不损坏工件或原材料工作状态的前提下，对被检验部件的表面和内部质量进行检查的一种测试手段。 二、常用的探伤方法有哪些? 答：常用的无损探伤方法有：X光射线探伤、超声波探伤、磁粉探伤、渗透探伤、涡流探伤、γ射线探伤、萤光探伤、着色探伤等方法。 三、试述磁粉探伤的原理? 答：它的基本原理是：当工件磁化时，若工件表面有缺陷存在，由于缺陷处的磁阻增大而产生漏磁，形成局部磁场，磁粉便在此处显示缺陷的形状和位置，从而判断缺陷的存在。 四、试述磁粉探伤的种类? 1、按工件磁化方向的不同，可分为周向磁化法、纵向磁化法、复合磁化法和旋转磁化法。 2、按采用磁化电流的不同可分为：直流磁化法、半波直流磁化法、和交流磁化法。 3、按探伤所采用磁粉的配制不同，可分为干粉法和湿粉法。 五、磁粉探伤的缺陷有哪些? 答：磁粉探伤设备简单、操作容易、检验迅速、具有较高的探伤灵敏度，无损检测资源网可用来发现铁磁材料镍、钴及其合金、碳素钢及某些合金钢的表面或近表面的缺陷;它适于薄壁件或焊缝表面裂纹的检验，也能显露出一定深度和大小的未焊透缺陷;但难于发现气孔、夹碴及隐藏在焊缝深处的缺陷。 六、缺陷磁痕可分为几类? 答：1、各种工艺性质缺陷的磁痕; 2、材料夹渣带来的发纹磁痕; 3、夹渣、气孔带来的点状磁痕。
七、试述产生漏磁的原因? 答：由于铁磁性材料的磁率远大于非铁磁材料的导磁率，根据工件被磁化后的磁通密度B=μH来分析，在工件的单位面积上穿过B根磁线，而在缺陷区域的单位面积上不能容许B根磁力线通过，就迫使一部分磁力线挤到缺陷下面的材料里，其它磁力线不得不被迫逸出工件表面以外出形成漏磁，磁粉将被这样所引起的漏磁所吸引。 八、试述产生漏磁的影响因素? 答：1、缺陷的磁导率：缺陷的磁导率越小、则漏磁越强。 2、磁化磁场强度(磁化力)大小：磁化力越大、漏磁越强。 3、被检工件的形状和尺寸、缺陷的形状大小、埋藏深度等：当其他条件相同时，埋藏在表面下深度相同的气孔产生的漏磁要比横向裂纹所产生的漏磁要小。 九、某些零件在磁粉探伤后为什么要退磁? 答：某些转动部件的剩磁将会吸引铁屑而使部件在转动中产生摩擦损坏，如轴类轴承等。某些零件的剩磁将会使附近的仪表指示失常。因此某些零件在磁粉探伤后为什么要退磁处理。 十、超声波探伤的基本原理是什么? 答：超声波探伤是利用超声能透入金属材料的深处，并由一截面进入另一截面时，在界面边缘发生反射的特点来检查零件缺陷的一种方法，当超声波束自零件表面由探头通至金属内部，遇到缺陷与零件底面时就分别发生反射波来，在萤光屏上形成脉冲波形，根据这些脉冲波形来判断缺陷位置和大小。 十一、超声波探伤与X射线探伤相比较有何优的缺点? 答：超声波探伤比X射线探伤具有较高的探伤灵敏度、周期短、成本低、灵活方便、效率高，对人体无害等优点;缺点是对工作表面要求平滑、要求富有经验的检验人员才能辨别缺陷种类、对缺陷没有直观性;超声波探伤适合于厚度较大的零件检验。 十二、超声波探伤的主要特性有哪些? 答：1、超声波在介质中传播时，在不同质界面上具有反射的特性，如
无损检测方法很多据美国国家宇航局调研分析，认为可分为六大类约70余种。但在实际应用中比较常见的有以下几种： 常规无损检测方法有： ●超声检测 Ultrasonic Testing（缩写 UT）； ●射线检测 Radiographic Testing（缩写 RT）； ●磁粉检测 Magnetic particle Testing（缩写 MT）； ●渗透检验 Penetrant Testing （缩写 PT）； ●涡流检测Eddy current Testing（缩写 ET）； 非常规无损检测技术有： ●声发射Acoustic Emission（缩写 AE）； ●泄漏检测Leak Testing（缩写 UT）； ●光全息照相Optical Holography； ●红外热成象Infrared Thermography； ●微波检测 Microwave Testing X光射线探伤、超声波探伤对内部探伤适用,不适用表面探伤.磁粉探伤主要探表层深度3mm内缺陷.渗透探伤.着色探伤主要探工件表面缺陷(对不锈钢探伤比较适用). 常见的无损探伤方法 常见的无损探伤方法 VT－Visual Testing目测 RT－Radiographic Testing射线检测 UT－Ultrasonic Testing超声检测 PT－（Dye） Penetrant Testing渗透检测 MT－Magnetic particle Testing磁粉检测 ST－Spectrum Testing光谱测试 ET－Eddy Current Testing涡流检测 HT－Hardness Testing硬度检测 -Hydrostatic Testing 水压试验 MPT－Mechanical performance test机械性能 WT－Wall thickness Testing测厚 DT－Diameter Testing管径测试 MST－Metallographic inspection金相检验 ORT－Out of roundness testing不圆度检查 MMT－磁记忆
无损检测综合试题 选择题(选择一个正确答案) 1.超声波检测中,产生和接收超声波的方法,通常是利用某些晶体的(c ) a.电磁效应 b.磁致伸缩效应 c.压电效应 d.磁敏效应 2.目前工业超声波检测应用的波型是(f ) a.爬行纵波 b.瑞利波 c.压缩波 d.剪切波 e.兰姆波 f.以上都是 3.工件内部裂纹属于面积型缺陷,最适宜的检测方法应该是(a ) a.超声波检测 b.渗透检测 c.目视检测 d.磁粉检测 e.涡流检测 f.射线检测 4.被检件中缺陷的取向与超声波的入射方向(a )时,可获得最大超声波反射： a.垂直 b.平行 c.倾斜45° d.都可以 5.工业射线照相检测中常用的射线有(f )： a.X射线 b.α射线 c.中子射线 d.γ射线 e.β射线 f.a和d 6.射线检测法适用于检验的缺陷是(e ) a.锻钢件中的折叠 b.铸件金属中的气孔 c.金属板材中的分层 d.金属焊缝中的夹渣 e. b和d 7.10居里钴60γ射线源衰减到1.25居里,需要的时间约为(c )： a.5年 b.1年 c.16年 d.21年 8.X射线照相检测工艺参数主要是(e )： a.焦距 b.管电压 c.管电流 d.曝光时间 e.以上都是 9.X射线照相的主要目的是（c ）： a.检验晶粒度； b.检验表面质量； c.检验内部质量； d.以上全是 10.工件中缺陷的取向与X射线入射方向(b )时,在底片上能获得最清晰的缺陷影 像：a.垂直 b.平行 c.倾斜45°d.都可以 11.渗透检测法适用于检验的缺陷是(a )： a.表面开口缺陷 b.近表面缺陷 c.内部缺陷 d.以上都对 12.渗透检测法可以发现下述哪种缺陷?(c ) a.锻件中的残余缩孔 b.钢板中的分层 c.齿轮的磨削裂纹 d.锻钢件中的夹杂物 13.着色渗透探伤能发现的缺陷是(a )： a.表面开口缺陷 b.近表面缺陷 c.内部未焊透
五大常规无损检测 PT=渗透探伤 MT=磁粉探伤 UT=超声波探伤 RT=射线探伤 ET=涡流探伤 五大常规无损检测：渗透探伤、磁粉探伤、超声波探伤、射线探伤、涡流探伤， 1.射线探伤也就是X光拍片简称RT， 2.超声波检查简称UT，射线探伤和超声波探伤一般适用于主甲板，外板，横舱壁，内底板，上下边柜斜板等对接的焊缝。施工者对要求射线探伤的焊缝及热影响区域进行打磨处理，消除焊缝表面的凹凸不平对底片影像显示的影响，确保无油污、无油漆、无飞溅。射线探伤有一定的杀伤性，船方及各施工部门在X 光射线探伤时段、不得靠近X光射线探伤位置半径三十米范围的警示区域，防止射线伤害人员。 3.磁粉探伤又称MT或者MPT（Magnetic Particle Testing），一般适用于对接焊缝，角焊缝，尾轴及锻钢件，铸钢等磁性材料的表面附近进行探伤的检测方法。利用铁受磁石吸引的原理进行检查。在进行磁粉探伤检测时，使被测物收到磁力的作用，将磁粉（磁性微型粉末）散布在其表面。然后，缺陷的部分表面所泄漏出来泄露磁力会将磁粉吸住，形成图案。指示图案比实际缺陷要大数十倍，因此很容易便能找出缺陷。磁粉探伤检测一般按照前处理→磁化→喷淋磁粉→观察→后处理的步骤进行 4.渗透探伤简称PT，着色一般适用于船体对接焊缝，角焊缝等，螺旋桨叶根部，锻钢件、铸钢件表面。当机械零部件需磁粉探伤或着色探伤时，则要将被探物件表面的油污清洁干净并摆放整齐，如果焊缝做磁粉探伤或着色探伤时，则需将焊道清洁干净，要求无油污、无油漆、无飞溅。 5.涡流检测（ET）的英文名称是：Eddy Current Testing工业上无损检测的方法之一。给一个线圈通入交流电，在一定条件下通过的电流是不变的。如果把线圈靠近被测工件，像船在水中那样，工件内会感应出涡流，受涡流影响，线圈电流会发生变化。由于涡流的大小随工件内有没有缺陷而不同，所以线圈电流变化的大小能反映有无缺陷。适用于导电材料..由于导体自身各种因素(如电导率,磁导率,形状,尺寸和缺陷等)的变化，会导致感应电流的变化，利用这种现象而判知导体性质，状态的检测方法叫做涡流检测方法．属于表面探伤法，适用于钢铁、有色金属、石墨等导电体工件，因为并不需要接触工件，所以检测速度很快，但设备昂贵。 UT,RT认证 国家标准国标的,欧标的？协会的,军品方面的,技术监督局的, 行业不一样 需要认证的机构也不一样
桥梁检测技术研究现状与发展趋势 （湖北省武汉市 430070） 摘要：随着我国公路、市政桥梁事业的发展,新建高公路及市政桥梁越来越多,同时既有的许多桥梁亦逐渐进入了养护维修阶段,有关专家认为桥梁使用超过25年以上则进入老化期。桥梁在长期运营过程中不可避免会产生各种结构性损伤, 桥梁的结构承载能力和耐久性逐步降低，直至影响到桥梁的运营安全。为了保证桥梁结构的安全使用, 桥梁结构的检测工作也日益凸现出它的必要性和重要性。鉴于此，主要阐述了桥梁检测现状、桥梁检测新技术以及桥梁检测技术的发展趋势（无损伤检测技术研究）。 关键词：结构承载力；耐久性；桥梁检测；无损伤检测技术； Bridge Detection Technology Research Status and Development Rrends (School of Science，Wuhan 430070，China) Abstract: With the development of roads, municipal bridges career, More and more new high road and municipal bridges, At the same time, there are many bridges have gradually entered the maintenance phase. Experts believe that the use of bridges over more than 25 years to enter the aging period. Bridge in the long-term operation of the process will inevitably produce a variety of structural damage. The bearing capacity and durability of the bridge are gradually reduced, until affecting the operation safety of the bridge. In order to ensure the safe use of the bridge structure, The detection work of the bridge structure has also become more and more important and necessary. In view of this,the paper mainly expounds the bridge detection status, bridge detection technology and the development trend of bridge detection technology (research on non damage detection technology). Key words:structure bearing capacity; durability; bridge detection; no damage detection technology;
无损检测考试试题 选择题（将认为正确的序号字母填入题后面的括号内，只能选择一个答案） 1.下列材料中声速最低的是（a）：a.空气 b.水 c.铝 d.不锈钢 2.一般来说，在频率一定的情况下，在给定的材料中，横波探测缺陷要比纵波灵敏，这是因为（a）a.横波比纵波的波长短 b.在材料中横波不易扩散 c.横波质点振动的方向比缺陷更为灵敏 d.横波比纵波的波长长 3.超声波探伤用的横波，具有的特性是（a）a.质点振动方向垂直于传播方向，传播速度约为纵波速度的1/2 b.在水中传播因波长较长、衰减小、故有很高的灵敏度c.因为横波对表面变化不敏感，故从耦合液体传递到被检物体时有高的耦 合率 d.上述三种都不适用于横波 4.超过人耳听觉范围的声波称为超声波，它的频率高于（b）：a.20赫 b.20千 赫 c.2千赫 d.2兆赫 5.超过人耳听觉范围的声波称为超声波，它属于（c）：a.电磁波 b.光波 c.机 械波 d.微波 6.波长λ、声速C、频率f之间的关系是（a）：a.λ=c/f b.λ=f/c c.c=f/λ 7.应用2P20x20 60°的探头探测钢时，钢材中超声波的波长是（b）：a.1.43m m b.1.6mm c.2.95mm d.2.34mm 8.可在固体中传播的超声波波型是（e）：a.纵波 b.横波 c.表面波 d.板波 e. 以上都可以 9.可在液体中传播的超声波波型是（a）：a.纵波 b.横波 c.表面波 d.板波 e.
以上都可以 10.超声波的波阵面是指某一瞬间（b）的各质点构成的空间曲面：a.不同相位振 动 b.同相位振动 c.振动 11.介质中质点振动方向和传播方向垂直时，此波称为（b）：a.纵波 b.横波 c. 表面波 d.板波 e.爬波 12.介质中质点振动方向和波的传播方向平行时，此波称为（a）：a.纵波 b.横 波 c.表面波 d.板波 e.爬波 13.横波的声速比纵波的声速（b）：a.快 b.慢 c.相同 14.纵波的声速比瑞利波的声速（a）：a.快 b.慢 c.相同 15.超声波在介质中的传播速度就是（a）：a.声能的传播速度 b.脉冲的重复频 率 c.脉冲恢复速度 d.物质迁移速度 16.对同种固体材料，在给定频率的情况下，产生最短波长的波是（d）：a.纵波 b.压缩波 c.横波 e.表面波 17.频率为2.5MHZ的纵波在探测钢时的波长是(a)：a.2.34mm b.1.3mm c.2.6 mm d.1.26mm 18.频率为2.5MHZ的横波,在探测钢时的波长是(b)：a.2.34mm b.1.3mm c.2. 6mm d.1.26mm 19.频率为2.5MHZ的纵波在探测铝时的波长(c)：a.2.34mm b.1.3mm c.2.6m m d.1.26mm 20.频率为2.5MHZ的横波,在探测铝时的波长是(d)：a.2.34mm b.1.3mm c.2. 6mm d.1.26mm 21.钢中声速最大的波型是（a）：a.纵波 b.横波 c.表面波 d.在给定材料中声
158 第三篇 常用无损检测技术 第15章 射线照相检测技术 15.1射线照相检测技术概述（Ⅱ级人员仅要求本节内容） 射线是具有可穿透不透明物体能力的辐射，包括电磁辐射（X 射线和γ射线）和粒子辐射。在射线穿过物体的过程中，射线将与物质相互作用，部分射线被吸收，部分射线发生散射。不同物质对射线的吸收和散射不同，导致透射射线强度的降低也不同。检测透射射线强度的分布情况，可实现对工件中存在缺陷的检验。这就是射线检测技术的基本原理。射线照相检测技术，利用射线对胶片可以产生感光作用的原理，采用胶片记录透射射线强度，在底片上形成不同黑度的图像，完成检验。图15—1显示了射线照相检测技术的基本原理。 射线照相检测的基本过程为准备、透照、暗室处理、评片，从底片上给出的图像，判断缺陷性质、分布、尺寸，完成对工件的检验。 图15-1 射线照相检测技术基本原理 图15-2 光电效应示意图 射线照相检验技术可应用于各种材料（金属材料、非金属材料和复合材料）、各种产品缺陷的检验。检验技术对被检工件的表面和结构没有特殊要求。检验原理决定了，这种技术最适宜检验体积性缺陷，对延伸方向垂直于射线束透照方向（或成较大角度）的薄面状缺陷难于发现。射线照相检验技术特别适合于铸造缺陷和熔化焊缺陷的检验，不适合锻造、轧制等工艺缺陷检验。现在它广泛应用于航空、航天、船舶、电子、兵器、核能等工业领域。 射线照相检测技术直接获得检测图像，给出缺陷形貌和分布直观显示，容易判定缺陷性质和尺寸。检测图像还可同时评定检测技术质量，自我监控工作质量。这些为评定检测结果可靠性提供了客观依据。 射线照相检测技术应用中必须考虑的一个特殊问题是辐射安全防护问题。必须按照国家、地方、行业的有关法规、条例作好辐射安全防护工作，防止发生辐射事故。 15.2射线照相检测技术基础 15.2.1 射线与物质的相互作用 射线按其特点分为二类：电磁辐射和粒子辐射，以下仅讨论Ｘ射线与γ射线（电磁辐射）。 Ｘ射线、γ射线与物质的相互作用是光量子和物质的相互作用。包括光量子与原子、原子核、原子的电子及自由电子的相互作用。主要的作用是：光电效应、康普顿效应、电子对效应和瑞利散射。图15—2、图15—3、图15—4是光电效应、康普顿效应、电子对效应作用示意图。
五大常规探伤方法概述及其特点 工业无损探伤的方法很多，目前国内外最常用的探伤方法有五种，即人们常称的五大常规探伤方法。本文将首先介绍五大常规探伤方法及其特点，并结合汽车维修中的特定条件和需求，选出更适合于汽车维修的探伤方法。 一、五大常规探伤方法概述 五大常规方法是指射线探伤法、超声波探伤法、磁粉探伤法、涡流探伤法和渗透探伤法。 1、射线探伤方法 射线探伤是利用射线的穿透性和直线性来探伤的方法。这些射线虽然不会像可见光那样凭肉眼就能直接察知，但它可使照相底片感光，也可用特殊的接收器来接收。常用于探伤的射线有x光和同位素发出的γ射线，分别称为x光探伤和γ射线探伤。当这些射线穿过物质时，该物质的密度越大，射线强度减弱得越多，即射线能穿透过该物质的强度就越校此时，若用照相底片接收，则底片的感光量就小；若用仪器来接收，获得的信号就弱。因此，用射线来照射待探伤的零部件时，若其内部有气孔、夹渣等缺陷，射线穿过有缺陷的路径比没有缺陷的路径所透过的物质密度要小得多，其强度就减弱得少些，即透过的强度就大些，若用底片接收，则感光量就大些，就可以从底片上反映出缺陷垂直于射线方向的平面投影；若用其它接收器也同样可以用仪表来反映缺陷垂直于射线方向的平面投影和射线的透过量。由此可见，一般情况下，射线探伤是不易发现裂纹的，或者说，射线探伤对裂纹是不敏感的。因此，射线探伤对气孔、夹渣、未焊透等体积型缺陷最敏感。即射线探伤适宜用于体积型缺陷探伤，而不适宜面积型缺陷探伤。 2、超声波探伤方法 人们的耳朵能直接接收到的声波的频率范围通常是20Hz到20kHz，即音频。频率低于20Hz的称为次声波，高于20kHz的称为超声波。工业上常用数兆赫兹超声波来探伤。超声波频率高，则传播的直线性强，又易于在固体中传播，并且遇到两种不同介质形成的界面时易于反射，这样就可以用它来探伤。通常用超声波探头与待探工件表面良好的接触，探头则可有效地向工件发射超声波，并能接收界面反射来的超声波，同时转换成电信号，再传输给仪器进行处理。根据超声波在介质中传播的速度和传播的时间，就可知道缺陷的位置。当缺陷越大，反射面则越大，其反射的能量也就越大，故可根据反射能量的大小来查知各缺陷的大校常用的探伤波形有纵波、横波、表面波等，前二者适用于探测内部缺陷，后者适宜于探测表面缺陷，但对表面的条件要求高。 3、磁粉探伤方法 磁粉探伤是建立在漏磁原理基础上的一种磁力探伤方法。当磁力线穿过铁磁材料及其制品时，在其不连续处将产生漏磁场，形成磁极。此时撒上干磁粉或浇上磁悬液，磁极就会吸附磁粉，产生用肉眼能直接观察的明显磁痕。因此，可借助于该磁痕来显示铁磁材料及其制品的缺陷情况。磁粉探伤法可探测露出表面，用肉眼或借助于放大镜也不能直接观察到的微小缺陷，也可探测未露出表面，而是埋藏在表面下几毫米的近表面缺陷。用这种方法虽然也能探查气孔、夹杂、未焊透等体积型缺陷，但对面积型缺陷更灵敏，更适于检查因淬火、轧制、锻造、铸造、焊接、电镀、磨削、疲劳等引起的裂纹。 磁力探伤中对缺陷的显示方法有多种，有用磁粉显示的，也有不用磁粉显示的。用磁粉显示的称为磁粉探伤，因它显示直观、操作简单、人们乐于使用，故它是最常用的方法之一。不用磁粉显示的，习惯上称为漏磁探伤，它常借助于感应线圈、磁敏管、霍尔元件等来反映缺陷，它比磁粉探伤更卫生，但不如前者直观。由于目前磁力探伤主要用磁粉来显示缺陷，因此，人们有时把磁粉探伤直接称为磁力探伤，其设备称为磁力探伤设备。 4、涡流探伤方法
木材无损检测技术研究历史、现状和展望 随着退耕还林政策的实施，我国近年来树木面积不断扩大，但社会消耗量也越来越大，而木材的无损技术也在不断发展，因此要求我们要充分利用木材。本文主要研究木材无损检测技术的研究历史、现状和发展趋势，为以后的进一步研究提供参考依据。 标签：木材；无损检测；研究；现状 一、目视检测简介 木材无损检测方法中目视检测是使用最早、最简单的方法，该方法主要是通过人眼进行目测，对木材表面各种影响强度或相关性能的缺陷进行评估。目视检测需要操作人员具有丰富的经验；而且，木材内部的结构形态无法通过肉眼进行判断，因此无损检测方法在木材检测方面能发挥很好的作用。 二、国内外研究历史及现状 1.国内外应力波检测的应用研究情况 应力和应变扰动以应力波作为传播形式，在可变形固体介质中机械扰动表现为质点速度的变化和相应的应力、应变状态的变化。应力、应变状态的变化以波的方式传播，称为应力波。应力波的敏感性使其在木材中传播时会受到木材内部缺陷的影响，检测应力波的传播时间变化能判断木材的内部情况。20世纪60年代，国外学者开始利用应力波对木材进行无损检测。 1988年，Ross J.R.等采用应力波检测方法研究木材的弹性模量、应力波速度和木材密度的关系，为木材中的无损检测技术研究提供了理论基础。1994年，Ross J.R.等利用应力波技术，根据应力波在板材间传播时间的差异性辨别木材是否存在缺陷。2003年，Wagner等运用应力波技术，结合回归分析法，对美国花旗松进行研究，得出应力波传播速度和弹性模量之间的关系，并建立起应力波速度与动态弹性模量之间的相关性。2005年国内学者林文树等经分析得出超声波与应力波均受木材密度、孔洞大小及数量等因素影响，由此判断出木材的内缺陷。 2.国内外超声波检测的应用研究情况 20世纪60年代，超声波开始被用来进行无损检测。2000年开始，国内外越来越多的学者对超声波技术进行研究：李华和刘秀英利用超声波检测仪对大钟寺博物馆钟架进行了无损检测，通过测定钟架木材的弹性模量，对钟架木结构力学强度的变化做出评估。 3.国内外X射线检测的应用研究情况
无损检测技术原理与应用 安全工程1401班 2014074201 1无损检测技术的定义及发展概况 随着中国科学和工业技术的发展，高温、高压、高速度和高负荷已成为现代化工业的重要标志。但它的实现是建立在材料高质量的基础之上的。必须采用不破坏产品原来的形状，不改变使用性能的检测方法，以确保产品的安全可靠性，这种技术就是无损检测技术。无损检测技术不损害被检测对象的使用性能，应用多种物理原理和化学现象，对各种工程材料，零部件，结构进行有效地检验和测试，借以评价它们的连续性、完整性、安全可靠性及某些物理信息。目的是为了评价构件的允许负荷、寿命或剩余寿命，检测设备在制造和使用过程中产生的结构不完整性及缺陷情况，以便及时发现问题，保障设备安全[1]。 无损检测技术是机械工业的重要支柱，也是一项典型的具有低投入、高产出的工程应用技术。可能很难找到其他任何一个应用学科分支，其涵盖的技术知识之渊博、覆盖的基本研究领域之众多、所涉及的应用领域之广泛能与无损检测相比。美国前总统里根在发给美国无损检测学会成立20周年的贺电中曾说过，(无损检测)能给飞机和空间飞行器、发电厂、船舶、汽车和建筑物等带来更高的可靠性，没有无损检测(美国)就不可能享有目前在飞机、船舶和汽车等众多领域和其他领域的领先地位。作为一门应用性极强的技术，只有与国家大型工程项目结合，解决国家大型和重点工程项目中急需解决的安全保障问题，无损检测技术才能有用武之地和广阔的发展空间[2]。 我国无损检测技术的快速发展得益于经济的快速发展和国家综合实力的快速增强。近十年来，我国经济一直处于快速发展期，无损检测事业也处于蒸蒸日上的局面，其总体形势和水平已是十年前无法比拟。在我国各工业部门和国防单位，我国无损检测工作者取得了令世人瞩目的成绩[2]。 2无损检测技术的基本类型及其原理 目前常用的无损检测类型主要有超声检测技术、射线检测技术、磁粉检测技术、渗透检测和红外检测技术五种，本文选取其中3种检测技术对其基本原理和应用进行简单的讲述，选取超声波检测技术和红外检测技术这两种检测技术进行
选择题（将正确答案的序号填在括号内，答案不一定是唯一的） 1、能够进行磁粉探伤的材料是（AC ）。 A、碳钢 B、奥氏体不锈钢 C、马氏体不锈钢 D、铝 2、磁敏元件探测法所使用的磁电转换元件有（CD ）。 A、三极管 B、电阻 C、霍尔元件 D、磁敏二极管 3、硬磁材料具有（ABC ）。 A、低磁导率 B、高剩磁 C、高矫顽力 D、低磁阻 4、下列有关磁化曲线的错误叙述为（BCD）。 A、磁化曲线表示磁场强度与磁感应强度的关系 B、由磁化曲线可以看出，磁场强度与磁通密度呈线性关系 C、经过一次磁化后，磁场强度最大时的磁通密度称为饱和磁通密度 D、经过一次磁化后，磁场强度为零时的磁通密度称为矫顽力 5、下列关于缺陷漏磁场的叙述，错误的是（CD）。 A、漏磁场的大小与试件上总的磁通密度有关 B、漏磁场的大小与缺陷自身高度有关 C、磁化方向与缺陷垂直时漏磁场最小 D、以上都对 6、下列关于磁化方法和磁场强度的叙述中，错误的是（ABD）。 A、在磁轭法中，磁极连线上的磁场方向垂直于连线 B、在触头法中，电极连线上的磁场方向平行于连线 C、在线圈法中，线圈轴线上的磁场方向与线圈轴线平行 D、在芯棒法中，磁场方向与芯棒轴线平行 7、在旋转磁场磁化法中，不能采用下列哪种磁化电流。（ABD ） A、分别采用交流电和全波直流电 B、分别采用半波直流电和交流电 C、全部采用交流电但相位有差异 D、全部采用恒稳直流电 8、以下关于特斯拉计的叙述，正确的是（ABC） A、特斯拉计又称高斯计 B、特斯拉计的用途是测量磁场强度 C、特斯拉计的原理是霍尔效应 D、特斯拉计可以测量磁化电流大小 9、以下关于紫外灯的叙述，正确是（BCD） A、为延长紫外灯的寿命，应做到用时即开，不用即关 B、电源电压波动对紫外灯寿命影响很大 C、有用的紫外光波长范围在320～400nm之间 D、要避免紫外灯直射人眼 10、以下关于磁粉探伤标准试块的叙述正确的是（ABC） A、磁粉探伤试块不能用于确定磁化规范
混凝土结构常用无损检测方法 摘要:介绍了回弹法、超声波法、雷达法等各种混凝土无损检测方法的工作原理，分析了各自的特点及适用范围。在实际工程中，宜使用两种或两种以上方法进行检测，以互相验证，提高检测的效率及可靠性。? 无论是工业及民用建筑，还是公路、铁路、水利及水电工程等都广泛使用混凝土材料，混凝土的质量关系到整个工程的质量。传统的混凝土强度检验方法是在浇筑地点随机抽取试样，对试样进行抗压强度试验，由试验结果来评定混凝土的强度。由于试样的制作条件、养护环境及受力状态与原位混凝土均存在着明显的差异，试样的实验结果难以全面、准确地反映原位混凝土的质量状况，显然无损检测是获得原位混凝土真实质量的有效方法。早在20 世纪30 年代，人们就开始研究混凝土无损检测技术。1948 年，瑞士科学家施密特（ E. Schmidt ）研制成回弹仪；1949 年莱斯利（Leslie ）等人用超声脉冲成功检测混凝土；60年代费格瓦洛（I. Facaoaru）提岀用声速、回弹综合法估算混凝土强度；80年代中期，美国的Mary Sansalone 等用机械波反射法进行混凝土无损检测；90 年代以来，随着科学技术的快速发展，涌现岀一批新的测试方法，如微波吸收、雷达扫描、红外线谱、脉冲回波等方法。我国从50年代开始引进瑞士、英国、波兰等国的超声波仪器和回弹仪，并结合工程应用开展了一定的研究工作；60 年代初我国研制成功多种型号的超声波仪器，随后广泛进行了混凝土无损检测技术的研究和应用；80 年代混凝土无损检测技术在我国得到快速发展，并取得了一定的研究成果，除了超声、回弹等无损检测方法外，还进行了钻芯法、后装拔岀法的研究；90 年代以来，雷达技术、红外成像技术、冲击回 波技术等进入实用阶段，同时超声波检测仪器也由模拟式发展为数字式，可将测试数据传入计算机进行各种数据处理，以进一步提高检测的可靠性。 混凝土无损检测的方法主要有回弹法、超声法、超声回弹综合法、雷达法、冲击回波法、红外成像法、钻芯法、拔岀法及超声波CT 法等，其中钻芯法和拔岀法属局部破损或半破损检测方法。以下就各种方法的工作原理、特点及适用范围作以述评。 各种无损检测方法工作原理及其特点述评 1.1 回弹法 回弹法是以在混凝土结构或构件上测得的回弹值和碳化深度来评定混凝土结构或构件强度的一种方法，它不会对结构或构件的力学性质和承载能力产生不利影响，在工程上已得到广泛应用。 回弹法使用的仪器为回弹仪，它是一种直射锤击式仪器，是用一弹击锤来冲击与混凝土表面接触的弹击杆，然后弹击锤向后弹回，并在回弹仪的刻度标尺上指示岀回弹数值。回弹值的大小取决于与冲击能量有关的回弹能量，而回弹能量则反映了混凝土表层硬度与混凝土抗压强度之间的函数关系，即可以在混凝土的抗压强度与回弹值之间建立起一种函数关系，以回弹值来表示混凝土的抗压强度。回弹法只能测得混凝土表层的质量状况，内部情况却无法得知，这便限制了回弹法的应用范围，但由于回弹法操作简便，价格低廉，在工程上还是得到了广泛应用。 回弹法的基本原理是利用混凝土强度与表面硬度之间的关系，通过一定动能的钢杆件弹击混凝土表 面，并测得杆件回弹的距离（回弹值），利用回弹值与强度之间的相关关系来推定混凝土强度。 通常采用试验的方法得到回弹值与强度之间的相关关系，即建立混凝土强度f c cu与回弹值R之间 的一元回归公式，或混凝土强度与回弹值R及主要影响因素（如碳化深度）之间的二元回归公式。回归 的公式可采用各种不同的函数方程形式，根据大量试验数据进行回归拟合，择其相关系数较大者作为实用经验公式。目常常用的形式主要有以下几种： 直线方程 f c cu A BR 幂函数方程 f c cu AR B
无损探伤标准 一、通用基础 1、GB 5616-1985 常规无损探伤应用导则 2、GB/T 9445-1999 无损检测人员技术资格鉴定通则 3、GB/T 14693－1993 焊缝无损检测符号 4、GB 16357-1996 工业X射线探伤放射卫生防护标准 5、JB 4730-1994压力容器无损检测 6、DL/T675-1999 电力工业无损检测人员资格考核规则 二、射线检测 1、GB 3323-1987 钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级 2、GB 5097-1985 黑光源的间接评定方法 3、GB 5677-1985 铸钢件射线照相及底片等级分类方法 4、GB/T 11346-1989 铝合金铸件X射线照相检验针孔(图形)分级 5、GB/T 11851-1996压水堆燃料棒焊缝X射线照相检验方法 6、GB/T 12469-1990 焊接质量保证钢熔化焊接头的要求和缺陷分类 7、GB/T 无损检测术语射线检测 8、GB/T 12605-1990 钢管环缝熔化焊对接接头射线透照工艺和质量分级 9、GB/T 16544-1996 球形储罐γ射线全景曝光照相方法 10、GB/T 16673-1996 无损检测用黑光源（UV-A）辐射的测量 11、JB/T 7902-2000 线型象质计 12、JB/T 7903-1995工业射线照相底片观片灯 13、JB/T 泵产品零件无损检测泵受压铸钢件射线检测方法及底片的等级分类 14、JB/T 9215-1999 控制射线照相图像质量的方法 15、JB/T 9217-1999射线照相探伤方法 16、DL/T 541-1994 钢熔化焊角焊缝射线照相方法和质量分级 17、DL/T 821-2002 钢制承压管道对接焊接接头射线检验技术规程 18、TB/T6440－92 阀门受压铸钢件射线照相检验 三、超声波检测㈠
无损检测技术的发展概述及认识 摘要：本文概述了无损检测与评估技术在国内外的研究现状，提出了无损检测与评估技术存在的问题和不足，最后分析了无损检测与评估技术的发展趋势。 关键词：无损检测；探伤；发展概况； 一、引言 任何设备或构件自身都可能有各种缺陷，关键是这种缺陷是否发展、发展得快慢及最后的危害如何。国内与国际上对承压类特种设备所含缺陷的危害性进行了大量的研究并取得了长足进展，同时，无损检测技术的发展，为人们的研究提供了新的方法和手段，对含缺陷焊接特种设备安全评定已成为可能。而在进行评定分析时，结构缺陷的准确定位与定量是一个关键问题，因为缺陷对焊接结构的完整性起着重要作用。为保证设备服役时的安全性，通常采用的方法是利用无损检测手段对设备进行检查，再应用安全评价分析技术和手段对检查得到的缺陷进行安全评定。可见，锅炉、压力容器安全评定与爆炸预防等技术应用的基本前提是无损检测技术。本文对工业中常用的无损检测原理及特点进行分析，概述了无损检测与评估技术在国内外的研究现状，提出了无损检测与评估技术存在的问题和不足，最后分析了无损检测与评估技术的发展趋势。 二、工业常用无损检测原理及特点分析 2.1射线检测技术 原理：射线探伤法是利用射线透过物体时, 会发生吸收和散射这一特性, 通过测量材料中因缺陷存在而影响射线的吸收来探测缺陷的, 有缺陷部位对射线的衰减减弱, 运用胶片的照相原理浏黄穿透工件后射线的强度变化, 从而, 测量出工件内部缺陷大小、数和性质的一种方法。该方法是最基本的、应用最广泛的一种射线检测方法。常用于探伤的射线有X 光和同位素发出的γ射线，分别称为X光探伤和γ射线探伤。一般情况下，射线探伤是不易发现裂纹的，或者说，射线探伤对裂纹是不敏感的。因此，射线探伤对气孔、夹渣、未焊透等体积型缺陷最敏感。即射线探伤适宜用于体积型缺陷探伤，而不适宜面积型缺陷探伤。2.2超声波检测技术 原理：超声波检测主要用于探测试件的内部缺陷, 所谓超声波是指超过人耳听觉、频率大于20 的声音。目前用的最多的探伤方法是脉冲反射法。脉冲反射法在探伤时用纵波或者横波把超声波射入被检物的一面, 然后在同一面接收从缺陷处反射回来的回波, 根据回波情况判断缺陷的情况。通常用超声波探头与待探工件表面良好的接触，探头则可有效地向工件发射超声波，并能接收(缺陷)界面反射来的超声波，同时转换成电信号，再传输给仪器进行处理。根据超声波在介质中传播的速度(常称声速)和传播的时间，就可知道缺陷的位置。当缺陷越大，反射面则越大，其反射的能量也就越大，故可根据反射能量的大小来查知各缺
无损检测超声波二、三级考试 复习题库 1、超声波是一种机械震动波，描述机械震动波的特征量是（e） a.频率； b.周期； c.波速； d.波长； e.以上都是 2反映超声波特征的重要物理量是（d） a.声压； b.声强； c.声阻抗； d.以上都是 3、波动的形式（波形）可以分为（e） a.声压； b.声强； c.声阻抗； d.以上都是 4、声波在无限大且各向同性的介质中传播时，同一时刻介质中振动相位相同的所有质点所联成的面称为（a）。 a.波振面； b.波前； c.波线； d.以上都不是 5、声波在无限大且各向同性的介质中传播时，某一时刻振动所传到的距离最远的各点所联成的面称为（b） a.波阵面； b.波前； c.波线； d.以上都不是 6、两列振幅相同的相干波在同一直线上沿相反方向彼此相同传播时会产生（c）现象 a.叠加； b.干涉； c.驻波； d.以上都不是 7、产生明显驻波的条件是（d） a. 介质厚度有限； b. 介质厚度等于半波长； c. 介质厚度为半波长的整数倍； d.以上都是 8、单位时间内通过超声波传播方向垂直截面单位面积上，并且与声压的振幅平方成正比的声能称为（b） a. 声压； b.声强； c.声强； d.声能 9、在有声波传播的介质中，某一点在某一瞬间所具有的压强与没有声波存在时该点的静压强之差称为（a）。 a. 声压； b.声强； c.声强； d.声能 10、声压P与声强I的关系式是（c） a.I=P/2Z； b. I=P2/Z2； c. I=P2/2Z； d. I=P2/4Z(式中Z为传声介质的声阻抗) 11、声压P、介质ρ、声速C、质点振动速度V之间的关系是（d） a. P=ρ2CV； b. P=ρC2V； c. P=ρ2CV2； d. P=ρCV
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 五大常规无损检测技术之一：超声检测(UT)的原理和 特点 五大常规无损检测技术之一： 超声检测(UT)的原理和特点五大常规无损检测技术之一：超声检测（UT）的原理和特点超声检测（Ultrasonic Testing），业内人士简称 UT，是工业无损检测（Nondestructive Testing）中应用最广泛、使用频率最高且发展较快的一种无损检测技术，可以用于产品制造中质量控制、原材料检验、改进工艺等多个方面，同时也是设备维护中不可或缺的手段之一。 超声检测主要的应用是检测工件内部宏观缺陷和材料厚度测量。 按照不同特征，可将超声检测分为多种不同的方法： （1）按原理分类： 超声波脉冲反射法、衍射时差法（Time of Flight Diffraction，简称 TOFD）等。 （2）按显示方式分类： A 型显示、超声成像显示（B、C、D、P 扫描成像、双控阵成像等）。 A 型显示的超声波脉冲反射法是五大常规无损检测技术之一，其他四种是： 射线检测（Radiographic Testing）： 射线照相法、磁粉检测（Magnetic Particle Testing）、渗透检 1 / 5
测（Penetrant Testing）、涡流检测（Eddy Current Testing）。 超声检测原理超声检测，本质上是利用超声波与物质的相互作用： 反射、折射和衍射。 （1）什么是超声波？我们把能引起听觉的机械波称为声波，频率在 20-20190Hz 之间，而频率高于 20190Hz 的机械波称为超声波，人类是听不到超声波的。 对于钢等金属材料的检测，我们常用频率为 0.5~10MHz 的超声波。 （1MHz=10 的六次方 Hz）（2）如何发出和接收超声波？超声检测用探头的核心元件是压电晶片，其具有压电效应：在交变拉压应力的作用下，晶体可以产生交变电场。 当高频电脉冲激励压电晶片时，发生逆压电效应，将电能转换成声能（机械能），探头以脉冲的方式间歇发射超声波，即脉冲波。 当探头接受超声波时，发生正压电效应，将声能转换成电能。 超声检测所用的常规探头，一般由压电晶片、阻尼块、接头、电缆线、保护膜和外壳组成，一般分为直探头和斜探头两个类别，后者的话通常还有一个使晶片与入射面成一定角度的斜锲块。 下图为典型的斜探头结构图（图片来源于网络）。 下图为斜探头的实物图： 该探头型号:2.5P8*12 K2.5，其参数为： a）2.5 代表频率 f：
国内外无损检测技术的现状与发展 夏纪真 （2011年7月） 无损检测资讯网 https://www.doczj.com/doc/6e6170045.html, 一.概述（一）世界无损检测技术的起源与发展 无损检测技术是以物理现象为基础的，回顾一下世界无损检测技术的起源，都是一种物理现象被发现后，随之进行深入研究并投入应用，一般的规律往往首先是在医学领域、军工领域应用，然后推广到工业领域应用。 下面我们来回顾一下部分无损检测技术的起源。 射线检测 1895年11月德国渥茨堡大学教授伦琴发现X射线（伦琴射线），随后在医学领域得到应用； 1896年法国贝克勒尔发现γ射线； 1898年居里夫妇从铀矿中分离出镭 1900年法国海关首次应用X射线检查物品； 1919年英国卢瑟福用α粒子轰击氮原子打出质子，进而建立起第一个核反应装置； 1920年前后X射线开始在工业领域应用； 1939年发现铀裂变现象，此后人工制造的放射性同位素逐渐进入γ射线检验领域； 1946年携带式X射线机诞生 超声检测 1830年已经有利用机械装置人工产生超声波的实验（达到24000Hz） 1914-1918年已经开始利用声波反射的性质探测水下舰艇的研究 1943年出现商品化脉冲回波式超声波探伤仪 涡流检测 1824年加贝（Gambey）用实验发现金属中有涡电流存在，几年后佛科（Foucauit）确认了涡电流的存在； 1831年法拉第（Faradey）发现电磁感应现象； 1865年麦克斯韦完成法拉第概念的完整数学表达式，建立电磁场理论； 1879年休斯（D.E.Hughes）首先将涡流用于实际金属材料分选； 1921~1935年涡流探伤仪和涡流测厚仪先后问世； 1930年实现用涡流法检验钢管焊接质量； 50年代初期德国福斯特（Forster）开创现代涡流检测理论和设备研究新阶段，涡流检测技术开 始正式进入实用阶段 磁粉检测 1868年英国应用漏磁通探测枪管上的不连续性； 1876年应用漏磁通探测钢轨的不连续性； 1918年美国开创磁粉检测首例； 1930年德国福斯特（Forster）将磁粉检测正式引入工业领域； 1933年提出漏磁检测设想； 1947年第一套漏磁检测系统研制成功 渗透检测 1930-1940年代：煤油、“油-白法”、有色染料作为渗透剂的渗透检测方法出现 1941荧光染料的发现与应用，采用紫外线辐照显示，吸收剂-显像剂应用 1950出现以煤油与滑油混合物作为荧光液的荧光渗透检测 1960后出现自动流水线，水基渗透液和水洗法技术，开始关注对氟、氯、硫的控制 微波检测 1948年微波被首次用于工业材料测试 世界无损检测技术的发展历史可以大致上以二次世界大战为重要的转折点：二战前已经起步并开始得到少量的初步应用，在二战期间由于医学和军事的需要得到迅速发展，在二战后随着工业生产技术的迅猛发展，特别是近代和现代机械制造、电子技术、计算机技术的迅猛发展，现代无损检测技术已经发展到了很高的水平。（二）我国的无损检测技术发展历史 我国的无损检测技术实际上从20世纪40年代起就已开始在一些机械工业领域中得到少量应用，但是由于历史的原因，并没有发展起来。新中国成立后，在20世纪50年代初，首先在军工领域（特别是航空工业）以及和军工相关的重工业领域和科研机构开始注重X射线、磁粉、渗透、超声等无损检测技术的应用，其中不少工作是在苏联专家指导下进行，当年一批年轻人加入到了无损检测技术行业，成为今天被我们尊称为我国无损检测