板材超声波探伤
姚志忠
1．板材超声波探伤
板材分类：
δ<6mm薄板
6mm≤δ≤40 mm中板
δ>40mm厚板
1.1钢板中常见缺陷
存在于内部：
分层——钢锭中非金属夹杂物，金属氧化物，硫化物以及夹渣在轧制过程中被轧扁而形成。
这些缺陷有的是钢水本身产生，如脱氧时加脱氧剂造成，或炼钢炉混入钢水中的耐火材料等，这些缺陷在钢锭中位置没有一定规律，故出现在钢板中位置也无序。
分层是以上缺陷轧制而成，大多与钢平行，且具有固定走向。
为平面状缺陷，严重时形成完全剥离的层状裂纹，对小的点状夹杂物则形成小的局部分层。
白点——存在于内部钢中氢在加工过程来不及向外扩散，在钢板成型后，氢原子逐渐在钢板中的微缺陷（如非金属夹杂物）旁缓慢地以氢气形式析出，造成氢裂纹。其断面呈白色故称白
点。
常见于锻钢中和厚钢板中。
折迭和重皮——存在于表面钢板表面因局部折、轧形成的双层金属，基本平行于表面。
裂纹——轧制工艺和温度不合适时造成。存在于钢板表面，偶尔在内部。
裂纹较少见，如轧制工艺稳定，这类缺陷不常见。
1.2 探伤方法
1.2.1直接接触法
探头通过耦合层直接与钢板接触，当探头位于完好区时，仪器上出现底波多次反射。
采用底波多次反射法探伤应满足下面三条件：
①工件的探伤面与底面互相平行，确保产生多次反射。（如工件
加工倾斜就不合适）。
②钢板材质晶粒度必须均匀，保证无缺陷处底面多次反射波次数
的稳定。（各次相同）。
③材质对超声波的衰减要小。保证反射底波有足够数量，以利探
伤观察。一般碳钢、不锈钢均能满足这些条件。
采用多次底波探测钢板时应注意：
①缺陷波出现在每次底波之前，可根据缺陷波显示情况和底波高
度变化情况判断缺陷。
② 当钢板较薄时，多次反射底波有可能靠得很近不易分辨时，不适用多次反射波探伤。
③ 当钢板厚度很大时，也可采用一次底波法探伤，缺陷波位于钢板界面波与底波之间。
1.2.2水浸法
探头晶片离开钢板一段距离，通过水耦合，其目的是提高耦合效果，增加声强透过率，提高检测速度。
在探伤仪荧光屏上将同时出现水层多次反射和钢板底面多次反射波，如水层厚度控制不好会出现水层波和底波互相干扰的情况，不利探伤。
探伤时调节水层厚度，使水层波与某钢板多次底波重合。称多次重合法，使探伤图形清晰。
水层厚H 和板厚δ关系为： H=4 n C C n 钢水
，n 为重合次数。
△对充水直探头的要求：
① 为满足多次重合法要求，水层厚度要连续可调。
② 调至不同厚度时，必须保证发射的声束与钢板表面垂直。 ③ 充水探头内水套管内径必须大于最大水层厚度时声束直径。 ④ 进出水口位置应大于最大水层可调厚度，且出水口应小于进
水口，保证水套充满水。
⑤探伤时应及时注意排除水中气泡。或采用消泡剂去除气泡。
探伤图形分析：
图形：当钢板中出现缺陷，则缺陷波出现在钢板底波之前，如采用一次重合法探伤，则缺陷波出现在第二次水层波与第一次底波重合波之前，如采用二次重合法，则缺陷亦出现在第二次水层波之前，且在第一次底波和第二次底波之前均显示缺陷波，荧光屏上第三次波为钢板二次底波和水层二次波的重合波。
1.2.3叠加效应：
采用直接接触法探伤，当缺陷比较小时，且缺陷位于钢板中心位置时，缺陷回波从第一次波开始会随着出现的二次、三次波高逐渐增高，几次以后又逐渐降低，这是由于对同一个小缺陷会产生不同反射路径且互相迭加后造成的一种波形动态现象，随探头移动有所变化，这种情况称叠加效应。当缺陷比较小且位于中心部位以外的其他位置时，一般不出现叠加效应，此时一个缺陷可能显示二个缺陷波，前面一个缺陷波是声波自检测面进入钢板后直接扫查到缺陷，由缺陷引起的反射波，后面一个缺陷波是声波经钢板底面反射后扫查到缺陷，由缺陷反射后再经下表面反射形成的缺陷波。
△出现这种叠加现象，一般在6～40mm厚度范围的中板中较多。
△利用F1评价缺陷。
出现叠加效应时，当板厚较薄时可用F2评价缺陷，其目的是减少近场区影响。实际上，应根据晶片直径的尺寸大小及F1不清晰时，可用F2来评价缺陷，用F2和B2评价时，基准灵敏度以第二次反射波校正。
如采用直径为Ф14ｍｍ～20ｍｍ的直探头探伤钢板，一般当板厚δ＜20ｍｍ时，可采用F2评价缺陷。
1.3 探头与扫查方式
1.3.1频率
2.5～5MHz，40mm以下钢板检测频率为5MHz，40mm
以上钢板检测频率为2.5MHz
晶片直径：Ф14～Ф25mm
探头形式：
单晶直探头适用于板厚δ较大的钢板检测，用于20mm以上钢板检测
联合双晶直探头适用于板厚δ较薄的钢板检测，因盲区小，对近表面缺陷检测具有较高灵敏度，一般用于δ=6-20mm钢板检测。
1.3.2扫查方式
根据标准要求，一般可采用全面扫查，列线扫查、边缘扫查和格子扫查，当发现缺陷后应在缺陷周围附近认真细查测出缺陷
面积。
1.3.3扫查速度
手工检测扫查速度≤0.2m/s。
水浸自动检测，脉冲间隔时间>60t（t为脉冲在钢板中往返一次所需时间）。
1.4探测范围和灵敏度调整
1.4.1探测范围调整（扫描线要求有400mm范围）
δ＜30mm时，要求B10
30mm≤δ≤80mm B5（仪器有400mm范围）
δ>80mm时B2～B5由实际情况决定，但B2以上必须出现。
1.4.2灵敏度调整
①阶梯试块法：
δ≤20mm，将与工件等厚度的试块底面第一次底波高50%满幅再提高10dB。
②平底孔试块：
δ>20mm，试块上Ф5平底孔第一次底波50%满幅。
△注意：
a. 试块钢板与被探钢材质相近。
b. 试块钢板不得有Ф2当量以上缺陷。
c. 试块上Ф5平底孔垂直于表面，平底孔底面与表面平行，光滑。
d. 平底孔距离按JB/T4730-2005标准表2 CBⅡ标准试块要求。
③底波法（必须与C BⅡΦ5平底孔灵敏度比较，下面是经验数据，
不可作为定量评定的灵敏度）：
δ>3N，可用B1达50%
当δ>20mm时也可用B5达50%计，但要和Ф5平底孔波作试
验比较，使灵敏度一致。
1.5 缺陷判别与测定
1. 5.1缺陷判别按JB/T4730-2005标准4.1.6.1条要求执行。
①缺陷第一次反射波F1≥50％；
②第一次底波B1＜100％，第一次缺陷波F1与第一次底波B1之
比F1/ B1≥50％；
③第一次底波B1＜50％
1.5.2缺陷位置测定：
深度位置测定：可直接从荧光屏上缺陷波与底波相对位置中测出。平面位置测定：可根据直探头在钢板上位置画出在板材表面的位置直接确定。最后记录在报告上。
1.5.3缺陷性质判断：
结合：波型特点和钢板制造工艺综合判断。
波型特点大致为：
④分层或夹层
缺陷波形整齐、均匀、陡直、规律性强，大多处在钢板中心部位，底波明显下降或消失。
⑤折叠
折叠位于探测面附近时不一定直接产生缺陷波，但对底波多次反射波次数有影响。（一般会减少底波次数，或使多次反射底波位置改变）并使始波加宽，有时使底波消失。
折叠位于底面附近时，使底波反射条件变差，造成底波高度减小，或使底波位置前移。（缩短声波路程）
⑥白点
波形尖锐活跃，重复性差，底波明显降低，次数减少，移动探头时回波起伏大，此起彼落，且在板厚方向对称。
⑦分散夹杂物：
缺陷位置无规律性。
缺陷分布有一定范围，呈分散性。
缺陷特点：位置不一定，一片片出现，无序变化，不一定影响底波多次反射次数。
1.5.4缺陷定量（用探头移动法测缺陷大小）
按JB/T4730-2005标准4.1.6条规定方法测定。（主要测长度即指示长度及面积）.
在板厚方向尺寸标准中未规定测。
1.6 质量等级判定：
按JB/T4730-2005标准4.1.7条规定评定。
单个缺陷指示长度按4.1.7.1规定，
单个缺陷指市面积按4.1.7.2规定。
JB/T4730-2005标准标准中表3钢板质量分级表中数据适用于非白点、裂纹等危险缺陷，即非危险缺陷。白点、裂纹等危险缺陷，都判为V级。
1.7 钢板横波检验按附录B规定要求
适用范围非夹层性缺陷
探头K1 2MHz~5MHz
人工缺陷25mm长V形槽深为板厚3％
灵敏度V形槽的距离－波幅曲线，按不同板厚根据B.4规定调节验收标准按 B.6规定：等于或超过距离－波幅曲线信号不合格，发现分层类缺陷按纵波检测规定处理。
2．复合材料超声波探伤
2.1 复合板材常见缺陷
2.1.1制造方法：
母材——碳钢或低合金钢或不锈钢板
复合层——不锈钢、钛及钛合金、铜及铜合金，铝及铝合金，镍及镍合金等（加复合层目的：改进和提高耐腐蚀性能）。
制造方法：轨制、粘接、堆焊和爆炸。
2.1.2常见缺陷：
①脱层（脱接）即母材和复合层未粘合牢。
②接合不良，界面处未全部复合好。
脱层和接合不良可以是完全脱接，也可以是部分脱接。
母材和复合层内的缺陷按钢板检验方法检测。
2.2 检测方法：
探头：Φ14mm～Φ25mm直探头或联合双直探头，纵波检测频率：
2.5～5MHz，一般采用5MHz较好。
探伤灵敏度：复合板完好区第一次底波B1达80%满幅高。
探测面：母材一侧，也可以从复合层一侧。
扫查方式：类似于探中厚板的钢板探伤。按JB/T4730-2005标准
4.4.3.3条规定扫查。其中坡口预定线两侧各50ｍｍ
范围内应做100％扫查必须实施，其他扫查方式可根
据实际情况确定。
2.3 缺陷判别
2.3.1 两种材料声阻抗相近
如不锈钢/碳钢
可从母材侧探测，也可从复合层侧探测：
当结合完好时，界面无反射波，只有底波；当结合不好或不完全结合时，从母材侧探测，在底波前出现缺陷波，缺陷波多次相连，底波将下降，从复合层探测，在紧随始波后及底波后出现缺陷波，缺陷波多次相连，底波将下降。
当结合面完全脱接时，从母材侧探测，底波消失，缺陷波很高，始波和缺陷波之间声程与母材厚度对应，从复合层侧探测，底波消失，缺陷波紧随始波，多次相连。
2.3.2 两种材料声阻抗相差较大，如钛/碳钢。
声阻抗相差较大的界面对入射声波均有反射波，故复合好时始终存在出现界面回波的情况，此时根据复合界面反射波宽度、高度和底波变化，可用试块上反射体回波与工件界面波在扫描线上所占的宽度和高度及底波高度进行比较确定缺陷。一般认为，从复合层侧探测，工件底波高于试块底波，工件界面波在扫描线宽度小于试块反射体回波宽度时为复合良好。从母材侧探测，工件底波高于试块底波，工件界面波低于试块中反射体回波高度时为
复合良好。
2.3.3未结合区缺陷的测定
按JB/T4730-2005标准4.4.5条规定，也可用钢板底波来确定
缺陷：
当第一次底波高度低于荧光屏满刻度的5%，且明显有未结合
缺陷反射波存在，且波高≥5%，则该部位称为未结合区。其尺
寸大小测定方法为：移动探头，使第一次底波升高到荧光屏满
刻度的40％，以此时探头中心作为未结合区边界点。
2.3.4利用底波和复合界面波高dB 差来判别复合情况。
条件：不考虑材质衰减与扩散衰减：
底面全反射时：
ΔB （dB ）=o r o a P P P P S B //lg 20lg 20
1 = r
r r T 21lg 20lg 20 底面不是全反射（即存在第三介质，底面反射率r’）
ΔB （dB ）= r r T S B 'lg 20lg
201 = r r r )1(lg
202
r=211
2Z Z Z Z T=1-r 2 r’=
2
323Z Z Z Z
如碳钢和不锈钢等界面回波dB值为：
复合材料界面波/底波（比例）界面波/底波（分贝）18-8不锈钢0.0035 -49.1 镍0.0755 -22.5
铜0.155 -16.2
钛0.270 -11.4
铝0.570 -4.9
当复合材料工件底波与界面回波的dB差值经实测得到的数值大于上述理论计算得到的数值时，说明该复合材料存在脱接。
（对结合完好的复合材料，实测值等于理论值，不可能小于理论值。）
2.3.4 缺陷的测定与评级
按JB/T4730-2005标准4.4.6条规定评定。
2.3.4.1缺陷指示长度：按该缺陷最大长度作为其指示长度。单个缺陷指示长度小于25mm时不作记录。
2.3.4.2缺陷面积
多个相邻的未结区，当其最小间距≤20mm时，应作为单个未结合区处理，其面积为各个未结合区面积之和。
2.3.4.3 未结合区总面积占复合板总面积的百分比为未结合率。
2.3.4.4评级
复合钢板质量等级评定按下表（标准的表10）：
等级缺陷指示长度mm 未结合区面积cm2未结合率
Ⅰ0 0 0
Ⅱ≤50 ≤20 ≤2%
Ⅲ≤75 ≤45 ≤5%
Ⅳ大于Ⅲ级者
在坡口预定线两侧各50mm范围内，缺陷指示长度大于等于25mm时均定为Ⅳ级。
3.板材超声检测工艺中的几个问题
3.1检测灵敏度
按JB/T4730.3-2005标准4.1.4.2条规定，板厚大于20mm 时，应将CBⅡ试块Φ5平底孔第一次反射波高调整到满刻度的50％作为基准灵敏度。
CBⅡ标准试块由下表给出
试块编号被检钢板厚度检测面到平底孔的
距离S 试块厚度T
CBⅡ-1＞20～4015 ≥20 CBⅡ-2＞40～6030 ≥40 CBⅡ-3＞60～10050 ≥65 CBⅡ-4＞100～16090 ≥110 CBⅡ-5＞160～200140 ≥170 CBⅡ-6＞200～250190 ≥220根据此规定得出：
①钢板检测以JB/T4730.3-2005标准CBⅡ试块定检测灵敏
度，不按当量定灵敏度，即钢板超声检测不按人工缺陷当量确定检测灵敏度，是按规定的试块确定检测灵敏度。
②在一定板厚范围内不同厚度的钢板检测灵敏度相同。如表
中板厚＞60～100的钢板检测灵敏度均为CBⅡ-3试块上深50mmΦ5平底孔第一次反射波高调整到满刻度50％，即厚度为＞60mm～100mm的鋼板检测灵敏度相同。余类推。
③按CBⅡ试块定出的检测灵敏度，在对实际钢板检测时，
钢板检测灵敏度在离探头所在探测面不同深度距离处是不相等的，即靠近探测面的钢板区域检测灵敏度高，远离探测面的钢板区域检测灵敏度低。如检测厚140mm钢板，选用CBⅡ-4试块将深90mmΦ5平底孔第一次反射波高调整到满刻度50％，灵敏度调整完毕。此时，检测灵敏度为：钢板离探测面深90mm处检测灵敏度为Φ5平底孔，当深度小于90mm时，检测灵敏度高于Φ5平底孔（即比Φ5小），即在此范围内，Φ5平底孔的回波高度均大于满刻度50％，此时满刻度50％高度的回波按缺陷计，其当量均小于Φ5平底孔；当深度大于90mm时，检测灵敏度低于Φ5平底孔（即比Φ5大），即在此范围内，Φ5
平底孔的回波高度均小于满刻度50％，此时满刻度50％高度的回波按缺陷计，其当量均大于Φ5平底孔。
④检测钢板时，JB/T4730.3-2005标准未规定选用那一面为
检测面，即检测者可自行任意选择检测面，结果造成由于检测面选择不一致，导致对同一块钢板的同一个区域检测灵敏度不一致。
⑤按JB/T4730.3-2005标准CBⅡ试块得到的是基准灵敏度，在实际对钢板探伤时，由于钢板表面粗糙度一般比试块表面粗糙度大，如不加表面耦合补偿，则实际探伤灵敏度将下降。按JB/T4730.3－2005标准 4.1.4.1条和 4.1.4.2条调整好检测灵敏度后，在到实际钢板上检测时，还应考虑表面补偿，其补偿值可通过实测得到。
。
3.2 缺陷评定
①同一个缺陷，选择探测面不同时，可得到不同的结论。
如检测厚140mm钢板，在A面检测有一个Φ5平底孔当量的缺陷，若缺陷距探测面A深为100mm，其回波高度低于90mm深Φ5平底孔回波，应评为合格。若在B面探测，则该缺陷距探测面B面的距离为140-100＝40mm，其回波
高度高于90mm深Φ5平底孔回波，应判为不合格。
②同样当量大小的缺陷，由于所处位置离探测面的距离不
等时，也可得不同的结论，如检测厚140mm的钢板，在钢板中存在二个缺陷，其平底孔当量均为Φ5，缺陷A距离探测面深度为110mm，其回波高度低于深90mmΦ5平底孔回波，应判为合格。缺陷B距离探测面深度为80mm，其回波高度高于深90mmΦ5平底孔回波，应判废。如果将探测面改为钢板另一面，则该两缺陷的验收结论相反。
③计算缺陷面积百分比时，应按标准相应级别规定指示面
积不计的单个缺陷面积应先扣除（按JB/T4730.3－2005表3相应级别规定面积扣除）后。再将其他缺陷的面积相加计算。
④坡口预定线两侧范围（50mm或二分之一板厚），指示长度
大于或等于50mm的缺陷评为Ⅴ级，评定时只要缺陷指示长度的一部分位于规定范围内，就应评为Ⅴ级。
⑤判定为白点、裂纹等危害性缺陷，无论缺陷多大，均评
为Ⅴ级。
3.3 关于叠加效应的问题
叠加效应一般在板厚小于20mm，缺陷位于板材中心部位且缺陷较小（一般指小于探头声场直径的缺陷）时才产生。
当产生叠加效应时，一般应以第一次缺陷波评定，如采用第二次缺陷波和第二次底波来评定缺陷，对板厚小于20mm的钢板，基准灵敏度应按JB/T4730.3－2005标准 4.1.4.1条规定的方法第二次底波高度调整到满刻度的50％再提高10dB作为基准灵敏度来校准，此时以第二次缺陷波评定。
3.4 钢板横波检测
①目的：发现与钢板轧制表面成一定角度的非平行的缺陷。
因为厚钢板在制造时，轧制比小，易产生与钢板轧制表面成一定角度的非平行的缺陷。
②由合同双方技术协议规定，或检测者对缺陷怀疑时，需
进一步查明缺陷等情况下，应采用横波检测。
③横波检测灵敏度按JB/T4730.3－2005标准附录B4分板
厚≤50mm，＞50mm～150mm和＞150mm～250mm分别确定。
④横波检测时发现缺陷，按JB/T4730.3－2005标准规定，
等于或超过附录 B.1试块上作出的距离－波幅曲线的任何缺陷信号均认为不合格，当发现与钢板表面平行的分层类缺陷时，应采用纵波探头作辅助检测，并按纵波检测规定处理。
3.5 铝及铝合金和钛及钛合金板材超声检测
应按JB/T4730.3－2005标准 4.3条规定要求检测，并明确
与钢板检测的差异：
①基准灵敏度（见4.3.3.3与4.1.4）
铝、钛板材：探头置于完好部位，调节第一次底波高度为荧光屏满刻度的80﹪，以此作为基准灵敏度。
钢板材：板厚不大于20mm时，用CBI试块将工件等厚度部位第一次底波高度调整到满刻度的50﹪，再提高10dB 作为基准灵敏度。
板厚大于20mm时，应将CBII试块Φ5平底孔第一次反射波高度调整到满刻度的50﹪为基准灵
敏度。
②缺陷记录（见4.3.5与4.1.6）
铝、钛板材：F1≥40％, F1/B1≥100％, B1＜5％
钢板材: F1≥50％, F1/B1≥50％, B1＜50％
③缺陷评定（见4.3.6与4.1.7）
铝、钛板材：一个缺陷按其指示的最大长度作为该缺陷的指示长度，单个缺陷的指示长度小于25mm时不作记录；
二个缺陷相邻间距小于25mm时，其指示长度为两单个缺陷的指示长度再加上间距之和。
单个缺陷的指示面积按其指示的面积，多个缺陷其相邻间距小于较小缺陷的指示长度（取其较大值）
时，以各缺陷面积之和作为单个缺陷指示面积。指示面积不计的单个缺陷I级＜4 c㎡，
II级＜9 c㎡, III级＜25 c㎡
钢板材: 一个缺陷按其指示的最大长度作为该缺陷的指示长度，单个缺陷的指示长度小于40mm时不作记录；单个缺陷的指示长度未规定两个缺陷相加的情况。
单个缺陷的指示面积按其指示的面积，多个缺陷其相邻间距小于100mm或间距小于相邻较小缺陷的指示长度（取其较大值）时，以各缺陷面积之和作为单个缺陷指示面积。指示面积不计的单个缺陷I级＜9 c㎡，II级＜15c㎡, III级和IV级＜25 c㎡
④ 缺陷测定方法（见4.3.5.2与4.1.6.2）
铝、钛板材：移动探头以探头中心点为缺陷的边界点，基
准灵敏度下缺陷波高等于20％满刻度或
F1/B1＝100％或底波高等于40％为测量基
准,
双晶直探头的移动方向应与探头的隔声层相垂直。
钢板材: 移动探头以探头中心点为缺陷的边界点，基准灵
简述全自动超声波无损检测方法 摘要：全自动超声波检测技术（AUT）对于提高无损检测效率、保证无损检测质量，节约工程成本有着重要的意义，通过对AUT检测的特点，与传统检测手段进行了对比分析，阐述工程无损检测中AUT检测的通用做法。 关键词：全自动超声环焊缝检测 引言：AUT检测技术是一种新型的无损检测技术，在近几年的推广使用过程中得到了工程质检方的认可，在使用过程中各公司做法不一，本文通过多年AUT 检测工程应用经验总结归纳了AUT检测通用做法。 1、AUT检测方法适用范围 本文论述了环向焊缝全自动超声检测的要求。在AUT检测所得到结论的基础上分析评定环焊缝。根据工程临界判别法（ECA）来最终确定检测验收标准。 2 AUT检测方法步骤 2.1 外观检查 工程现场所有待检环焊缝在焊接完成后都要进行三方（监理、施工、检测）外观检查并且按照AUT检测相应标准的要求进行评定。 所有坡口应在机加工后进行焊接，并且确保焊接符合焊接工艺的要求，随后AUT全自动超声波检测应结合画参考线一起进行。 2.2 超声波检测 工程现场的所有环焊缝的全自动超声检测都要在整个焊缝圆周方向上进行，并按相应的验收标准进行评定。 3 超声波检测系统 AUT检测系统应该提供足够的检测通道的数量，保证仅扫查环焊缝一周，就可对该焊缝整个厚度上的所有区域进行全面检测。所有被选通道都应能显示一个线性A型扫查显示。检测的通道应该能按照通常如图1所示的检测区域评估被检焊缝。仪器的线性应按照相应标准来确定，每6个月测定一次。仪器的误差应该不大于实际满幅高的5％。这一条件应该适用于对数放大器及线性放大器。每一个检测的通道都应可以选择脉冲反射法或者直射法。每一个检测通道的闸门位置及两个闸门之间的最小跨度和增益都是可选择的。记录电位也是可以选择的，以显示记录的波幅和传播时间位于满幅高0～100％之间的信号。对于B扫查或者图像显示的资料记录也应该为0～100％。对于每个门都有两个可记录的输出信号。无论是模拟信号还是数字信号都包括信号的高度和渡越时间。它们都适于多通道记录仪或计算机数据采集软件的显示。 4 AUT的系统设置 4.1 AUT探头及探头灵敏度的确定 在工程现场的检测中用AUT对比试块选定该检测系统的合适当量。每个AUT 检测探头固定在扫查架相应位置上，保证中心距满足要求。分别调整扫查架上探头的位置、角度和激活晶片数，使所有探头在标准试块上的主反射体的信号都达到最大值。把所有检测探头的峰值信号都设置到仪器满屏的80%，此时显示的灵敏度数值就是该探头检测时的基准灵敏度。 4.2 闸门的设置 4.2.1 熔合区闸门的设置参照AUT对比试块上的标准反射体：闸门起点位置在坡口前大于等于3mm，闸门终点位置应大于焊缝上中心线位置1mm。闸门的起点和长度应记录在工艺文件中。
3、射线检测有哪些优点和局限性？ （1）直接记录—底片；（2）缺陷投影图像，定性定量准确；（3）体积型缺陷检出率很高，而面积型缺陷检出率受多种因素影响；（4）适宜检测厚度较薄的的工件而不适宜检验较厚的工件；（5）适宜检测对接焊缝，检测角焊缝效果较差，不适宜检测板材、棒材、锻件；（6）有些试件结构和现场条件不适合射线照相；（7）对缺陷在工件中厚度方向的位置、尺寸（高度）的确定比较困难；（8）检测成本高；（9）射线照相检测速度慢；（10）射线对人体有伤害。 4、超声检测优缺点和局限性。 （1）面积型缺陷检出率较高，而体积型缺陷检出率较低，反射面大小；（2）适宜厚度较大工件，不适宜较薄工件；（3）应用范围广试件；，（4）检测成本低、速度快，仪器体积小，重量轻，现场使用较方便；（5）无法得到缺陷直观图像，定性困难，定量精度不高；（6）检测结果无直接见证记录；（7）对缺陷在工件厚度方向上的定位较准确；（8）材质、晶粒度对探伤有影响；（9）工件不规则的外形和一些结构会影响检测；（10）探头扫查面的平整度和粗糙度对其有一定影响。
、射线 一、范围（1） 1、大大扩展：覆盖锅炉、压力容器、压力管道、支撑件和结构件（原来适用压力容器）：覆盖制造、安装，在用检验各领域；覆盖原材料、零部件、到整台设备验收各个环节（原仅适用制造）；覆盖碳钢、不锈钢、钛、铝、铜、镍及其合金材料（原仅适用碳素钢、不锈钢、钛、铝及其合金）。 2、将“射线透照质量分级”改为“射线照相技术”分级。 第三部分超声检测 一、范围（1） 适用范围扩大到锅炉、压力管道。增加了在用承压设备的超生检测内容。使标准统一，便于应用。 4.2 射线检测 4.2.1射线检测能却定缺陷平面投影的位置、大小、 可获得缺陷平面图像并能据此判断缺陷的性 质。
超声波探伤作业指导书 一、适用范围 超声检测适用于板材、复合板材、碳钢和低合金钢锻件、管材、棒材、奥氏体不锈钢锻件等承压设备原材料和零部件的检测；也适用于承压设备对接焊接接头、T型焊接接头、角焊缝以及堆焊层等的检测。 二、引用规范 JB/T4730.3 承压设备无损检测第三部分：超声检测 GB/T12604 无损检测术语 三、一般要求 1、超声检测人员应具有一定的基础知识和探伤经验。并经考核取得有关部门认可的资格证书。 2、探伤仪 ①采用A型脉冲反射式超声波探伤仪，其频率应为1~5MHz。 ②仪器至少应在满刻度的75%范围内呈线性显示，垂直线性误差不得大于5%。 ③仪器的水平线性、分辨力和衰减器的精度等指标均应复合JB/T 10061的规定。 3、探头 ①纵波直探头的晶片直径应在10~30mm之间，工作频率1~5MHz，误差不得超过±10%。 ②横波斜探头的晶片面积应在100~400mm2之间，K值一般取1~3. ③纵波双晶直探头晶片之间的声绝缘必须良好。 4、仪器系统的性能 ①在达到所探工件的最大检测声程时，其有效灵敏度余量不得小于10dB。 ②仪器与探头的组合频率与公称频率误差不得大于±10%。 ③仪器与直探头组合的始脉冲宽度（在基准灵敏度下）：对于频率为5MHz的探头，宽度不大于10mm； 对于频率为2.5MHz的探头，宽度不大于15mm。 ④直探头的远场分辨力应不小于30dB，斜探头的远场分辨力应不小于6dB。 ⑤仪器与探头的系统性能应按JB/T 9124和JB/T 10062的规定进行测试。 四、探伤时机及准备工作 1、探伤一般应安排在最终热处理后进行。若因热处理后工件形状不适于超声探伤，也可将探伤安排在热处理前，但热处理后仍应对其进行尽可能完全的探伤。 2、工件在外观检查合格后方可进行超声探伤，所有影响超声探伤的油污及其他附着物应予以清除。 3、探伤面的表面粗糙度Ra为6.3μm。 五、探伤方法 1、为确保检测时超声波声束能扫查到工件的整个被检区域，探头的每次扫查覆盖率应大于探头直径的15%。探头的扫查速度不应超过150mm/s。耦合剂应透声性好，且不损伤检测表面，如机油，浆糊，甘油和水等。 2、灵敏度补偿 ①耦合补偿在检测和缺陷定量时，应对由表面粗糙度引起的耦合损失进行补偿。 ②衰减补偿在检测和缺陷定量时，应对材质衰减引起的检测灵敏度下降和缺陷定量误差进行补偿。 ③曲面补偿对探测面是曲面的工件，应采用曲率半径与工件相同或相近的试块，通过对比实验进行曲率补偿。 六、系统校准与复核
射线判断题 1、原子核的半径约为原子半径的万分之一，其体积只占原子体积的几千亿分之一。（ T ） 2、X射线、γ射线、β粒子都属于电磁辐射。（ F ） 3、X射线由连续X射线和标识X射线组成。（ T ） 4、连续X射线的转换效率随阳极靶物质的原子序数越高、射线管的管电压越低而升高。（ F ） 5、Bq（贝可）是γ射线放射性活度的单位，Ci（居里）是γ射线放射性衰变的单位。（ T ） 6、中等能量的光子对物质作用时，电子对效应是主要的。（ F ） 7、对于相同能量的射线，透射的物质原子序数越大。物质的密度越大，衰减越大。（ T ） 8、射线穿透同一物体时，能量越低的射线衰减越弱。（ F ） 9、X射线管的阳极靶应该是耐高温的高原子序数的金属钨。（ T ） 10、X射线机常采用的冷却方式有油循环冷却、水循环冷却和辐射散热冷却三种方式。（ T ） 11、X射线机训机的过程是按照一定的程序，从低电压、低管电流逐步升压，直到达到X射线机的工作所需的最高工作电压。（ T ） 12、工业射线胶片和普通胶片没有什么差别。（ F ） 13、电子与质子的电荷基本相等，符号相同。（ F ） 14、放射性同位素的放射性活度是指其在单位时间内的原子衰变数。（ T ） 15、X射线和γ射线都是电磁辐射，而中子射线不是电磁辐射。（ T ） 16、当射线能量大于1.02MeV至2MeV时，与物质相互作用的主要形式是电子对效应。（ F ） 17、被照体离焦点越近，Ug值越大。（ T ） 18、硬X射线与软X射线传播的速度相同,但硬X射线的能量比软X射线高。（ T ） 19、新的或长期不用的Χ射线机，使用前要进行“训练”，其目的是提高射线管的真空度。（ T ） 20、X和γ射线虽然产生机理不同，但它们的传播速度相同。（ T ） 21、钴60比铱192具有较长的半衰期和较高的能量。（ T ） 22、射线会受电磁场的影响。（ T ）
超声波自动探伤设备 应用领域 ◆螺旋焊管（双面埋弧焊、预精焊等）焊缝及全管体超声波自动检测 ◆直缝焊管（JCOE、UOE等）焊缝及全管体超声波自动检测 ◆ERW/HFW等电阻焊管焊缝及全管体超声波自动检测 检测工艺 ◆焊缝纵、横向缺陷检测，焊缝钝边区串列检测及焊缝热影响区分层检测 ◆管端盲区：纵向及分层检测≤50mm；横向检测≤50+2×T（T为壁厚）◆检测方法：螺旋焊缝：水膜法 直缝焊管：水膜法或水柱射流法 ERW/HFW焊管：水柱射流法 检测标准 ◆API SPEC 5L 《管线钢管规范》（第45版） ◆DEP31.40.20.37 （2011）《壳牌管线管规范》 ◆ASME A578/A578M-96 ASTM A53 ASTM A500 JIS G3444 GB/T 3091
◆Q/SY GJX 101-2010《中国石油管道建设项目部天然气输送管道用钢管通用技术条件》无缝钢管超声波自动检测设备 应用领域 结构管、气瓶管、核电用管、管线管及流体管、高压锅炉管、石油钻杆等无缝钢管。 检测工艺 ◆无缝钢管中的纵向、横向、斜向、分层缺陷及壁厚测量 ◆管端盲区：纵向、斜向及分层检测≤50mm 横向检测≤50+2×T（T为壁厚） ◆检测方法：1、水膜耦合式（适用于大直径厚壁管，调校简单） 2、水柱耦合式（适用于小直径薄壁管，近场盲区小） 3、全/局部浸没式（适用于自重较大，表面粗糙工件） 4、干耦合式（电磁超声） ◆可集成涡流检测系统，实现超声涡流联合自动检测 检测标准 ◆GB/T5777-2008《无缝钢管超声波探伤检验方法》 ◆YB/T4082-2000《钢管自动超声探伤系统综合性能测试方法》 ◆GB/T7735-2004《钢管涡流探伤检验方法》 ◆API 5L美国石油学会标准《管线钢管规范》 ◆API 5CT美国石油学会标准《套管和油管规范》 ◆ASTM 213M《金属管材超声检测方法》 ◆ASTM A106美国材料标准《高温用无缝碳素钢管》 ◆ASTM A519美国材料标准《机械工程用碳素钢和铝合金钢无缝钢管》 中厚板及板带自动检测设备 应用领域 焊管原料板、锅炉压力容器用板、船舶用板、不锈钢板（带）等超声波自动检测系统 检测工艺 ◆梳状扫查或摆扫扫查检测平底孔或刻槽 ◆板边采用边探跟踪方式检测平底孔或刻槽 检测标准 ◆API SPEC 5L 《管线钢管规范》（第44版） ◆GB/T9711.1-1997《石油天然气工业输送钢管交货技术条件第1部分》 ◆GB/T9711.2-1999《石油天然气工业输送钢管交货技术条件第2部分》 ◆GB/T9711.3-2005《石油天然气工业输送钢管交货技术条件第3部分》 ◆ISO3183-3《美国管线规范》 ◆DEP31.40.20.37 （2011）《壳牌管线管规范》 ◆JB/T4730.3-2005《承压设备无损检测-超声检测》 ◆RCC-M、ASME-Ⅲ、Ⅴ和Shell及相关产品超声波探伤要求的技术补充协议 应用领域 各类中小口径管材及棒材 技术参数 （1）检测方法：探头旋转水浸法 （2）适用工件：各类中小口径管材及棒材 （3）适用管径范围：Φ14mm（Min）～Φ460mm Ⅰ型：Φ14mm（Min）～Φ114mm
超声波探伤原理 目前，运用数字式数据处理比模拟电子技术显示了极大的优越性，随着探伤技术的发展，数字信号处理与分析已不再仅仅是辅助技术，而是一种基本技术。高性能的A/D转换器和高效率的微处理器的问世，将不断地取代模拟电子的技术，尤其在高频领域应用模拟电子技术明显受到限制。数字化超声波探伤使测试系统开拓了新的检测能力。 数字化超声波探伤仪的整个系统由计算机（工控机IPC）作为主机（上位机），以单片机芯片为主构成的四块专用板卡及系统构成及通用的开关量I/O板卡组成下位机，统一控制管理超声系统（见下图）。 工控机管理的数字式超声探伤系统结构 系统程序流程：系统上电运行探伤操作程序→IPC机送下位机初始数据→中断响应进入缺陷判断报警程序→IPC机读取底波峰值电压VB，缺陷波峰值电压VF，底波距发射的时间TF信号及一组高速采样数据→分析计算处理数据→符合缺陷判断条件报警→显示屏上画出高速采样波形→调整后的闸门和衰减量等参数存储，待下一循环送出→返回探伤操作程序，并等待响应下一次中断。 由此，可见计算机与传统的超声检测系统相结合时，是超声检测技术向数字化、智能化方向发展的一个突破，因为它具有了以下的特点： 1.计算机控制的超声检测系统可自动选择检测参数
2.相互校正自动选择操作工艺 3.自动记录数据 4.进行换能器的自动补偿和检测结果的自动判断 从而实现自动判伤，自动读出和显示缺陷位置与当量值，并存储和打印输出探伤报告，大大地提高了探伤结果的可信度。 数字超声波探伤仪是目前研究的热点，主要集中在研究其适应性强，灵敏性高。我段自2000年引进数字式超声波探伤仪后，使我段在SS7型电力机车检修中车轴及轮箍的缺陷检测得率大有提高，尤其是同型机车且均运营在南昆线上，昆明机务段已有几起崩箍事故发生，而我段还无一类似事故。这是因为我段在事故发生前将缺陷检出，从而避免了事故的发生，如我段在2000年检测出12个轮箍有超限缺陷，2001年检测出13个轮箍有缺陷，3条车轴有裂纹。由此可见，数字式超声波探伤仪的缺陷检出可信度是模拟超声波探伤仪所无法比拟的，因此，发展数字式超声波检测技术在机车检测领域的应用是极其重要的。
焊缝超声波自动探伤的电磁跟踪方法 发表时间：2018-05-18T10:29:33.503Z 来源：《基层建设》2018年第1期作者：陈志强[导读] 摘要：设计了一种全管超声波探伤自动检测系统。 重庆赛迪工程咨询有限公司重庆 400013 摘要：设计了一种全管超声波探伤自动检测系统。该系统由超声波探头和超声波探伤仪表、图像跟踪系统、PLC电气控制系统以及焊缝检测与母系金属检测的整个管体检测机构，实现了螺旋管全身超声波探伤的自动化。在全管体探伤机械装置中的焊缝管端检测装置后增加焊缝跟踪装置，在母材管端检测装置后依次增加管尾检测装置、母材管端探头体和管头检测装置，实现了管端自动探伤，解决了管端盲区问题，提高了检测速度，保证螺旋管探伤的可靠性和准确性，减少人力资源的成本。 关键词：焊缝超声波；自动探伤；电磁跟踪法 1前言 超声波自动检测是检测和控制螺旋埋弧焊管焊缝质量的有效方法。钢管制造商使用螺旋管自动检验系统，实现自动检测，提高了检测速度，但在整个的过程中钢管自动探伤主要需要设置两个检查区：焊接检验区和母材检测区，给生产过程带来很多麻烦。大多数超声波探测设备的焊接探头都在焊接探头内。在自动探伤过程中，为了保证所有的焊接探头落入钢管中，管端的盲区应引起约300毫米的故障。在材料的自动检测过程中，虽然对材料的探头是一种分组缺陷，但由于探头本身的大小，也导致了30毫米的材料盲区。因此，检查完成后，也需要两名专业人员在钢管末端，用手取用两个管道末端螺旋钢管人工检查，增加每根钢管的检测时间，影响生产进度和效率；同时，由于检测人员的疲劳工作，会引起泄漏检测，从而影响钢管探伤的可靠性和准确性。 2存在的问题 螺旋埋弧焊焊缝自动检测，由于焊缝边缘的回波接近于检测门沿，所以一旦在焊缝附近的探头，轻微的使边缘回波到门引起假警报。采用常用的机械凹轮跟踪、接近开关跟踪、摄像机跟踪等方法，机械凹轮和接近开关方法精度低、效果差。摄像机跟踪方法具有较高的检测精度，但其表面的光散射和对精度的影响。近年来，有机械扫描激光测距机焊接方法用于焊接观图像，而非摄像机方法，但毕竟也是一种光学方法，提高机械扫描频率和扫描速度稳定性是困难的，因此没有成功。针对上述情况，我们开发了电磁跟踪和伺服控制复合电磁焊接跟踪控制机电系统，取得了较好的效果。 3电磁跟踪信号采集 3.1工作原理 如图1所示，磁芯线圈产生20kHz的均匀交变磁场，在两个二次线圈中感应电位VA和VB的振幅和相位是相同的。当外铁磁材料的空间分布不均匀时，磁芯核心的磁场线分布将发生变化，使VA不等于VB。 图1 3.2电磁跟踪传感器 电磁跟踪传感器，主要由振荡绕组和位移检测ICAD598组成。振荡绕组由6个x6x26E型铁氧体磁芯和1个主线圈和2套支付线圈组成。主线圈和AD598产生20kHz的正弦振荡，两组分别支付诱导电位VA和VB，连接到AD598（VA-VB）/（VA+VB）的差分输入端口，并扩大输出。由于AD598正在监测VA-VB和VA+VB的比率，它是VA可以检测出VB的振幅差或相位差，因此不需要特别注意主激磁绕组的恒频、恒幅和二次绕组的相移，这是一个非常方形的现象。图2是AD5098的框图。 图2 3.3电磁跟踪信号的二次放大 AD598放大器的扩增可以调整，但放大倍数不稳定。做一个近似的估计，不管VA和VB的相位因子，只考虑幅度的变化，要求最高的检测灵敏度可以达到1mV（1mV相当于一个地方电视台的空间电磁场强度），R2值是确定的。磁芯，AD598和2水平的运放，铁磁层中封装Φ30x100，由电磁跟踪传感器。实际测量的传感器表明，该设计不仅具有足够高的检测精度，而且具有足够的宽量程跟踪，非常适合于应用于自动探伤探测跟踪控制。 4伺服电机增益控制及速度调节 电磁跟踪传感器的输出电压可以直接控制伺服电机的转动。驱动有三种基本控制方式：速度控制方式、位置控制方式和转矩控制方式。系统采用调速控制方式。在速度控制模式下，积极的和反向电机的旋转速度和速度的模拟指令正负电压成正比，这就是电磁传感器的输出电压成正比，比例系数可以设置由用户设置范围10~（2600）。设置值越高，速度增益越高。为了避免过度的电动机转速，应设置限速指令。该系统的限速指令是4500r/min，这是低于5000r/min的最大速度，以确保电动机的安全操作。如果将集合值改为600，那么3伏电压对应于4000r/min，设置值改为900，2电压对应于4000r/min，设置值改为1800，1电压对应4000r/min。伺服电机具有非常强的速度增益调节能力。该系统的设置值为450，即4伏特对应于4000r/min，且不使用许多增益剩余。
超声波和射线探伤都是无损检测，什么情况下用超声波，什么情况下用射线是由施工内容对应的施工设计说明和施工及验收规范来确定的。也有一些情况是双重要求，如在长输管道内设计一般会要求100%的射线检测再用超声波来复验，也有一些规范会用射线或超声波来检验，由业主和施工单位自行确定。一般情况下由于射线检测具有追溯性而且检测精度高于超声波，所以原则上是不能由超声波替代的。但超声波对裂纹的敏感性要比射线强，因此对一些高强度的容易出现裂纹的焊缝会增加超声波检验。 1、超声波检测原理：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。超声波在介质中传播时，在不同质界面上具有反射的特性，如遇到缺陷，缺陷的尺寸等于或大于超声波波长时，则超声波在缺陷上反射回来，探伤仪可将反射波显示出来；如缺陷的尺寸甚至小于波长时，声波将绕过射线而不能反射； 波声的方向性好，频率越高，方向性越好，以很窄的波束向介质中辐射，易于确定缺陷的位置。 超声波的传播能量大，如频率为1MHZ（100赫兹）的超生波所传播的能量，相当于振幅相同而频率为1000HZ（赫兹）的声波的100万 2、射线检测原理：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（照射）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小。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，
模拟式超声波探伤实践操作指导 一、熟悉超声波仪器旋钮及探头、试块 ⒈超声波仪器面板示意图： CTS-22型 CTS-23型 CTS-26型
⒉ 超声波仪器主要旋钮的作用：（CTS-22型） 【工作方式选择】旋钮：选择“单探”、“双探”方式。 “单探”方式有“单探1”其发射强度不可变，“单探2”其发射强度可变的且应于“发射强度”旋钮配合使用，“单探”为一个单探头发收工作状态，探头可任一插入发射或接受插座；“双探”为两个单探头或一个双晶探头的一发一收工作状态，分别插入发射和接受插座。 【发射强度】旋钮：是改变仪器的发射脉冲功率，增大发射强度，可提高仪器灵敏度，但脉冲变宽，分辨率差，一般将“发射强度”旋钮置于较低位置。 【衰减器】旋钮：是调节探伤灵敏度和测量回波振幅，【衰减器】读数越大，灵敏度越低，【衰减器】读数越小，灵敏度越高。【衰减器】一般分粗调20dB 档和细调2dB 或0.5dB 档。 【增益】旋钮：是改变接受放大器的放大倍数，进而连续改变探伤灵敏度，使用时，将反射波高度精确地调节到某一指定高度，一般将【增益】调至80％处，探伤过程中不能再调整。 【抑制】旋钮：是抑制示波屏上幅度较低的或不必要的杂乱发射波不予显示。使用“抑制”时，仪器的垂直线性和动态范围将会改变，其作用越大，仪器动态范围越小，从而容易漏检小缺陷，一般不使用抑制。 【深度范围】旋钮：是粗调扫描线所代表的深度范围。使示波屏上回波间距大幅度地压缩或扩展。厚度大的试件，选择数值较大的档级；厚度小的试件，选择数值较小的档级。 【深度微调】旋钮：是精确调整探测范围，可连续改变扫描线的扫描速度，使不同位置的回波按2x 关系连续压缩或扩展。 【脉冲移位】旋钮：使扫描线连扫描线上的回波一起移动，不改变回波间距。 1.发射插座 2.接收插座 3.工作方式选择 4.发射强度 5.粗调衰减器 6.细调衰减器 7. 抑制 8.增益 9.定位游标 10.示波管 11. 遮光罩 12.聚焦 13.深度范围 14. 深度微调 15. 脉冲移位 16.电压指示器 17.电源开关
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摘要 钢管在生产和加工的过程中，其内部或者外部会产生分层、裂纹等各种缺陷。目前比较广泛的一种无损检测方法是超声波探伤，它可以在不损伤被检测对象的内部结构的前提下进行检测。论文以超声探伤理论为基础，利用CPLD强大的逻辑处理功能结合单片机MCU作为系统的核心开发了超声检测系统。在论文设计的过程中，采用了模块化的设计方案，提高了系统的可靠性；在主控芯片上选择了低成本的单片机MCU和可编程逻辑控制器件CPLD,提高了系统开发的灵活性。 在设计中首先对超声波检测技术进行介绍，并对超声波检测的基本理论进行探讨。对设计中的数字式超声波探伤仪的总体设计及各功能模块进行探讨，之后重点研究超声检测系统的硬件设计，包括超声波的激励电路，信号处理模块，MCU模块以及数据采集处理系统的设计。最后利用LabVIEW对超声检测系统进行软件设计，并进行总体流程的设计及下位机的设计。 关键词超声波探伤虚拟仪器CPLD单片机
Abstract In the production and processing of iron and steel materials,its internal and external will produce a layered,cracks and other defects.The relatively wide range of a nondestructive testing method is ultrasonic flaw detection that can not damage the object to be detected in the internal structure of the premise of testing with the basis of the ultrasonic flaw detection theory,the CPLD and MCU are the core of system development of ultrasonic testing system.In the process,to design it use a modular design to improve the reliability of the system;and select low cost MCU single-chip microcomputer and programmable logic control device CPLD in the main control chip to enhance the system flexibility. In the paper, the ultrasonic detection technique is introduced,and then the basic theory of ultrasonic testing id discussed.Then the design of the digital ultrasonic flaw detector in the general design and the functional module is discussed,then focuses on the hardware design of ultrasonic detection system,including the ultrasonic transmitting circuit,receiving circuit,MCU module and data acquisition and processing system design.Finally using LabVIEW on ultrasonic detection system for the software design,the system software design of the overall process,ultrasonic excitation pulse signal generating,data acquisition system control logic in this paper. Key words Ultrasonicexamination VirtualInstrument CPLD MCU
管材超声波探伤 集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）
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，这中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加工。对于厚壁大口径管也可由钢锭经锻造、轧制等工艺加工而成。 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。 用于高温、高压的管材及其它特殊用途的重要管材都必须进行超声波探伤。 据管材不同，分为钢管、铜管和铝管等。下面以钢管为例来说明管材的超声波探伤方法： 二、小口径管探伤 超声波探伤的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)，有时也有垂直于轴的径向缺陷(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，如图5.23所示。 对于管内横向缺陷，一般利用横波进行轴向扫查探测，如图5.24所示。 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。 (一)接触法探伤 接触法探伤是指探头通过薄层耦合介质与钢管直接接触进行探伤的方法。这种方法一般为受动探伤，检测效率低，但设备简单，操作方便，机动灵活性强。适用于单件小批量及规格多的倩况。 接触法探伤小口径管时，由于其管径小，曲率大，常规横波斜探头与管材接触面小、耦合不良，波束严重扩散，灵敏度低。为了改善耦合条件。常将探头有机玻璃斜楔加工成与管材表面相吻合的曲面。为了提高探伤灵敏度，可以采用接触聚焦探头来探伤。 下面分别介绍纵向缺陷和横向缺陷的一般探伤方法。 1.纵向缺陷探测 (1)探头：探测纵向缺陷的斜探头，应加工成如图5.23所示的形状，使之与工件表面吻合良好。探头压电晶片的长度或直径不大于25mm，探头的频率为2.5～5.0MHz。 (2)试块：探测纵向缺陷的对比试块应选取与被检管材规格相同，材质、热处理及表面状态相同或相似的管材制成。对比试块上的人工缺陷为尖角槽，尖角槽的位置和尺寸见图5.25和表5.5。
《铜及铜合金管材超声波探伤方法》编制说明 （审定稿） 一、任务来源 对铜及铜合金管材内部缺陷的检测只有涡流探伤方法，且只适用于厚度小于6mm 的管材，而厚度大于6mm的管材没有探伤方法。随着铜及铜合金管材特别是厚度大于10mm的管材在军工、航天航空、核电、船舶、冶金和汽车工业的广泛应用，以及出口的不断增加，用户对铜管内部质量要求越来越高，目前生产厂家主要靠折断口或低倍检测的方法来判断产品的好坏，但不能从根本上发现管材内部存在的缺陷，而超声波探伤最适合进行缺陷检测，因此有必要起草铜及铜合金管材超声波探伤方法。 根据工业和信息化部工信部《关于印发2012年第二批行业标准制修订计划的通知》（工信厅科[2012]119号）精神，全国有色金属标准化技术委员会以有色标委[2012] 28号文下达了修订《铜及铜合金管材超声波探伤方法》行业标准的计划（计划号2012-0730T-YS），该标准由中铝洛阳铜业有限公司、桂林漓佳金属有限公司、中国有色金属工业无损检测中心、江阴新华宏铜业有限公司、苏州龙骏无损检测设备有限公司负责修订。 二、起草过程 标准起草单位首先查阅了国内外有关铜及铜合金产品超声波探伤方法的有关资料和标准。国外没有铜管超声波探伤的有关标准，国内主要有GJB 3074-97《航天用锆无氧铜锻饼超声波检验方法》，GB/T3310-2010《铜及铜合金棒材超声波探伤方法》、YB/T585-2006《铜及铜合金板材超声波探伤方法》等，但没有铜及铜合金管材超声波探伤方法标准。 目前铜及铜合金管材已广泛应用于在军工、航天航空、核电、船舶、汽车和冶金工业，如航天发动机用铬青铜管、潜艇用白铜和铝青铜管、汽车同步器齿环管以及核工业用紫铜管均需进行超声波探伤，且各自对铜管的内部质量要求也不一样。为此，近几年，标准起草单位根据用户的不同质量要求对不同厚度的铜及铜合金管材进行了超声波探伤试验，争取尽快起草出铜及铜合金管材超声波探伤方法标准，以满足国内、国际市场对铜及铜合金管材日益增加的需求。 三、标准起草原则 1 根据《中华人民共和国标准化法》要求，按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。 2 参照国内外金属管材的超声波探伤方法的先进标准，并根据生产过程中的大量探
有表面或近表面缺陷的工件被磁化后，当缺陷方向与磁场方向成一定角度时，由于缺陷处的磁导率的变化，磁力线逸出工件表面，产生漏磁场，吸附磁粉形成磁痕。用磁粉探伤检验表面裂纹，与超声探伤和射线探伤比较，其灵敏度高、操作简单、结果可靠、重复性好、缺陷容易辨认。但这种方法仅适用于检验铁磁性材料的表面和近表面缺陷。 当前位置：首页 >> 企业新闻 >> 技术文章 >> 正文 磁粉探伤的原理 我要打印 IE收藏放入公文包我要留言查看留言 切割设备网：利用在强磁场中，铁磁性材料表层缺陷产生的漏磁场吸附磁粉的现象而进行的无损检验法，称磁粉探伤。 磁粉探伤原理：首先将被检焊缝局部充磁，焊缝中便有磁力线通过。对于断面尺寸相同、内部材料均匀的焊缝，磁力线的分布是均匀的。当焊缝内部或表面有裂纹、气孔、夹渣等缺陷时，磁力线将绕过磁阻较大的缺陷产生弯曲。此时在焊缝表面撒上磁粉，磁力线将穿过表面缺陷上的磁粉，形成“漏磁”。根据被吸附磁粉的形状、数量、厚薄程度，便可判断缺陷的大小和位置。内部缺陷由于离焊缝表面较远，磁力线在其上不会形成漏磁，磁粉不能被吸住，无堆积现象，所以缺陷无法显露。 超声波探伤仪 运用超声检测的方法来检测的仪器称之为超声波探伤仪。它的原理是：超声波在被检测材料中传播时,材料的声学特性和内部组织的变化对超声波的传播产生一定的影响，通过对超声波受影响程度和状况的探测了解材料性能和结构变化的技术称为超声检测。超声检测方法通常有穿透法、脉冲反射法、串列法等。 说白了就是变频原理
超声波探伤技术简介 1、超声检测 超声波检测是无损检测方法之一，无损检测是在不破坏前提下，检查工件宏观缺陷或测量工件特征的各种技术方法的统称。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）； 2、超声波探伤仪 运用超声检测的方法来检测的仪器称之为超声波探伤仪。它的原理是：超声波在被检测材料中传播时,材料的声学特性和内部组织的变化对超声波的传播产生一定的影响，通过对超声波受影响程度和状况的探测了解材料性能和结构变化的技术称为超声检测。超声检测方法通常有穿透法、脉冲反射法、串列法等。 PXUT-350 1、检测范围0.0-5000.0mm 2、工作频率 3、增益调节 4、 波形显示 3、衰减控制 4、垂直性误差≤3% 5、水平性误差≤0.3% 6、抑制电平 7、探伤灵敏度余量≥60dB 8、脉冲移位 9、使用电源7.2VDC，220VAC 10、外形尺寸250×140×50 11、备注全国服务，上门调试培训。如有特殊需要，特聘上海铁路局机务系统无损检测设备服务中心工程师，上门培训指导。探伤工艺乃保证质量的重中之重，选购信誉好，产品好的商家尤为重要。 12、产品介绍PXUT-350全数字智能超声波探伤仪采用新型超大屏幕高亮度EL显示器件(6.5"高亮场致发光显示器)，仪器造型优美，体积小巧，屏幕超大，强光下无需遮光也能清晰显示，仪器功能实用，性能稳定，操作简便，是一款性能价格比非常优异的笔记本式全数字智能超声波探伤仪。 13、产地中国 回答者：Eisenhower314 - 魔法学徒一级5-18 11:23 PXUT系列超声波探伤仪是南通友联生产的主要机型，我用其中的几款。 工作原理一两句说不清楚，我就简单说一下吧。 首先，超声波，探伤仪发射出电脉冲，通过屏蔽传输线给探头上的压电晶片（换能器）两个
无缝钢管超声波探伤检验方法 2010-1-25 发布时间：2008年08月05日 实施时间：2009年04月01日 规范号：GB/T 5777—2008 发布单位：中国人民共和国国家质量监督检验检疫总局/中国国家标准化管理委员会 本标准修改采用ISO 9303:1989(E)《承压无缝和焊接(埋弧焊除外)钢管纵向缺陷的全周向超声波检测》。 本标准根据ISO 9303:1989(E)重新起草。在附录A中列出了本标准章条编号与ISO 9303:1989(E)章条编号对照一览表。 本标准在采用国际标准时做了一些修改。有关技术性差异用垂直单线标识在它们所涉及的条款的页边空白处。在附录B中给出了技术性差异及其原因的一览表以供参考。 为便于使用，对于ISO 9303:1989(E)还做了下列编辑性修改： ——“本国际标准”一词改为“本标准”； ——删除ISO 9303:1989(E)的前言和引言。 本标准代替GB/T 5777—1996《无缝钢管超声波探伤检验方法》，与GB/T 5777—1996相比主要变化如下： ——范围增加“电磁超声探伤可参照此标准执行”(见第1章)； ——增加了对斜向缺陷的检验及检验方法(见第4章和附录B)； ——修改了管端人工槽位置的限制(GB/T 5777—1996中的第5章；本标准的第5章)； ——修改了人工缺陷的尺寸和代号(GB/T 5777—1996中的第5章；本标准的第5章和附录E)；
——探头工作频率由2.5MHz～10MHz修改为1MHz～15MHz(GB/T 5777—19 96中的第6章；本标准的第6章)。 本标准的附录A、附录B和附录E是资料性附录。附录C、附录D是规范性附录。 本标准由中国钢铁工业协会提出。 本标准由全国钢标准化技术委员会归口。 本标准主要起草单位：湖南衡阳钢管(集团)有限公司、冶金工业信息标准研究院、宝山钢铁股份有限公司特殊钢分公司。 本标准主要起草人：左建国、张黎、彭善勇、黄颖、邓世荣、赵斌、刘志琴、赵海英。 本标准所代替标准的历次版本发布情况为： ——GB/T 5777—1986、GB/T 5777—1996； ——GB/T 4163—1984。 无缝钢管超声波探伤检验方法 2010-1-25 1 范围 本标准规定了无缝钢管超声波探伤的探伤原理、探伤方法、对比试样、探伤设备、探伤条件、探伤步骤、结果评定和探伤报告。 本标准适用于各种用途无缝钢管纵向、横向缺陷的超声波检验。本标准所述探伤方法主要用于检验破坏了钢管金属连续性的缺陷，但不能有效地检验层状缺陷。 本标准适用于外径不小于6mm且壁厚与外径之比不大于0.2的钢管。壁厚与外径之比大于0.2的钢管的检验，经供需双方协商可按本标准附录C执行。 电磁超声探伤可参照此标准执行。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB/T 9445 无损检测人员资格鉴定与认证 YB/T 4082 钢管自动超声探伤系统综合性能测试方法 JB/T 10061 A型脉冲反射式超声波探伤仪通用技术条件 3 探伤原理 超声波探头可实现电能和声能之间的相互转换以及超声波在弹性介质中 传播时的物理特性是钢管超声波探伤原理的基础。定向发射的超声波束在管中传播时遇到缺陷时产生波的反射。缺陷反射波经超声波探头拾取后，通过探伤仪处理获得缺陷回波信号，并由此给出定量的缺陷指示。 4 探伤方法 4.1 采用横波反射法在探头和钢管相对移动的状态下进行检验。自动或手工检验时均应保证声束对钢管全部表面的扫查。自动检验时对钢管两端将不能有效地检验，此区域视为自动检验的盲区，制造方可采用有效方法来保证此区域质量。 4.2 检验纵向缺陷时声束在管壁内沿圆周方向传播；检验横向缺陷时声束在管壁内沿管轴方向传播。纵向、横向缺陷的检验均应在钢管的两个相反方向上进行。
超声波探伤方法和探伤标准 发布人：宁波三江检测有限公司发布时间：2005-12-22 8:51:24 浏览次数：32 中华人民共和国国家标准 钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级 11345-89 Method for manual ultrasonic testing and classification of testing results for ferritic steel wdlds 1 主题内容与适用范围 本标准规定了检验焊缝及热影响区缺陷,确定缺陷位置、尺寸和缺陷评定的一般方法及探伤结果的分级方法. 本标准适用于母材厚度不小于8mm的铁素体类钢全焊透熔化焊对接焊缝脉冲反射法手工超声波检验. 本标准不适用于铸钢及奥氏体不锈钢焊缝;外径小于159mm的钢管对接焊缝;内径小于等于200mm的管座角焊缝及外径小于250mm和内外径之比小于80%的纵向焊缝. 2 引用标准 ZB Y 344 超声探伤用探头型号命名方法 ZB Y 231 超声探伤用探头性能测试方法 ZB Y 232 超声探伤用1号标准试块技术条件 ZB J 04 001 A型脉冲反射式超声探伤系统工作性能测试方法 3 术语 3.1 简化水平距离l’ 从探头前沿到缺陷在探伤面上测量的水平距离. 3.2 缺陷指示长度△l 焊缝超声检验中,按规定的测量方法以探头移动距离测得的缺陷长度. 3.3 探头接触面宽度W 环缝检验时为探头宽度,纵缝检验为探头长度,见图1.
3.4 纵向缺陷 大致上平行于焊缝走向的缺陷. 3.5 横向缺陷 大致上垂直于焊缝走向的缺陷. 3.6 几何临界角β’ 筒形工件检验,折射声束轴线与内壁相切时的折射角. 3.7 平行扫查 在斜角探伤中,将探头置于焊缝及热影响区表面,使声束指向焊缝方向,并沿焊缝方向移动的扫查方法. 3.8 斜平行扫查 在斜角探伤中,使探头与焊缝中心线成一角度,平等于焊缝方向移动的扫查方法. 3.9 探伤截面 串列扫查探伤时,作为探伤对象的截,一般以焊缝坡口面为探伤截面,见图2. 3.10 串列基准线 串列扫查时,作为一发一收两探头等间隔移动基准的线.一般设在离探伤截面距离为0.5跨距的位置,见图2. 3.11 参考线 探伤截面的位置焊后已被盖住,所以施焊前应予先在探伤面上,离焊缝坡口一定距离画出一标记线,该线即为参考线,将作为确定串列基准线的依据,见图3. 3.12 横方形串列扫查 将发、收一组探头,使其入射点对串列基准线经常保持等距离平行于焊缝移动的扫查方法,见图4. 3.13 纵方形串列扫查 将发、收一组探头使其入射点对串列基准线经常保持等距离,垂直于焊缝移动的扫查方法,见图4. 4 检验人员 4.1 从事焊缝探伤的检验人员必须掌握超声波探伤的基础技术,具有足够的焊缝超声波