下载文档原格式
第4章超声波探伤设备简介超声波探伤仪是利用超声波反射或透射原理检查工件缺陷的电子设备。
它的作用是产生电振荡并加于探头晶片，激励晶片发射超声波；同时将探头接收回来的电信号进行放大，通过一定的形式显示出来，从而得到被探工件内部有无缺陷及缺陷的位置和大小等信息。
超声波探伤仪的种类很多，分类的方法各不相同，若按缺陷的显示方式主要可分为以下两种：(一) A型显示通常所说的超声波探伤仪，就是指A型显示的脉冲反射式探伤仪。
它是以水平基线（X轴）表示距离和时间，用垂直于基线的偏转（Y轴）表示幅度的一种信号显示方式。
对同一种均匀介质而言，由于超声波传播时间与缺陷的埋藏深度成正比，因此，可以根据缺陷回波在荧光屏水平线上的位置确定缺陷的深度，用回波幅度的高低来衡量缺陷的大小。
（二）B型显示这是一种能够显示被检工件的横截面的图像，指示反射体的大致尺寸及其相对位置的超声信息显示方法,如图4-1 B型扫描示意图。
这种显示方法是将荧光屏上横坐标代表探头移动距离，纵坐标代表声波传播时间（或距离），基线随探头的移动和回波时间而变化，可直观了解探头移动下方横断面的缺陷分布和离探测面的深度，获得在探头扫查方向的断面图。
图4-1 B型扫描示意图1—探头；2—试件；3—缺陷；4—表面反射；5—底面反射；6—缺陷反射；7 -示波屏4.1 常用超声波探伤仪上海目前具有420公里的投入使用线路里程，但是目前上海地铁运营公司工务分公司只负责1～4号线四条线路的探伤检测工作，共148.53公里，只占上海地铁总里程的35%，其他的线路目前都委托外单位负责探伤检测，所以目前拥有的探伤设备数量不多，但是今后新线的陆续开通，外单位负责线路的接管，地铁工务负责的探伤里程会快速增加，对于钢轨探伤工作量增加的这种预期压力，上海地铁工务放弃增加设备和人员的做法，探讨研究使用大型钢轨探伤车，改变探伤模式，在不大幅增加设备和人员的情况下，提高探伤效率，以满足将来日常的对钢轨探伤检测要求。
全国无损检测学会人员资格认证培训超声检测技术（1、2级）屠耀元上海斯耐特无损检测技术培训中心2002.5--2007.12第一章概论1.1 无损检测概论一、无损检测的定义：不破坏材料的外形和性能的情况下，检测该材料的内部结构（组织与不连续）和性能，该技术称为无损检测。
英文全称：Non Destructive Testing (NDT)二、常用无损检测方法（1）射线检测：Radiographic Testing (RT)检测对象类型：金属；非金属。
焊缝；铸件。
检测缺陷类型：裂纹；气孔；未焊透；未融合；夹渣；疏松；冷隔等。
（2）超声检测：Ultrasonic Testing (UT)超声波的本质：机械波，它是由于机械振动在弹性介质中引起的波动过程，例如水波、声波、超声波等超声波的类型：纵波和横波表面波（瑞利波）、板波超声波的产生：仪器、探头超声波与工件的接触：耦合剂超声检测：原理超声波检测原理：探头发射的超声波通过耦合剂在工件中传播，遇到缺陷时反射回来被探头接收。
根据反射回波在荧屏上的位置和波辐高低判断缺陷的大小和位置。
检测对象类型：金属；非金属。
焊缝；板件；管件；锻件；铸件。
检测缺陷类型：面缺陷；体缺陷。
定性困难。
射线检测与超声检测比较：A. 射线检测优点是缺陷显示直观；定量、定位准确；可以定性；检测结果可以长期保留。
缺点是检测周期长；成本高；大厚度工件检测比较困难。
B. 超声检测优点是检测周期短；成本低；大厚度工件检测方便；缺点是不能显示缺陷形状；不能精确定量，不能定性。
（3）磁粉检测: Magnetic Testing (MT)漏磁场：铁磁材料磁化时磁力线由于折射而迤出到材料表面所形成的磁场称为漏磁场剩磁：铁磁材料磁化时所具有的磁性在磁化电流取消后继续存在的性质称为剩磁铁磁材料在磁场中被磁化后，缺陷处产生的漏磁场吸附磁粉而形成磁痕。
磁痕的长度、位置、形状反映了缺陷的状态。
磁粉检测技术的特点：检测表面和近表面缺陷；铁磁材料；常用检测方法：剩磁法；连续法。
第4章超声检测技术的分类与特点超声检测技术分类的方式有多种，较常用的有以下几种：1．按原理分类：脉冲反射法、穿透法、共振法、衍射时差法等；2．按显示方式分类：A型显示、B型显示、C型显示；3．按声束入射方向分类：直射声束法、斜射声束法（横波法、斜射纵波法、瑞利波法、兰姆波法）；4．按探头数目分类：单探头法、双探头法、多探头法；5．按耦合方式分类：接触法、液浸法；6．按人工干预的程度分类：手工检测、自动检测。
每一个具体的超声检测技术都是上述不同分类方式的一种组合，如最常用的单探头纵波垂直入射脉冲反射接触法（A型显示）。
在日常工作中，人们常说的纵波探伤往往就是指这种技术。
每一种检测技术都有其特点与局限性，针对每一检测对象所采用的不同的检测技术，是根据检测的目的及被检件的形状、尺寸、材质等特征来进行选择的。
4.1 按检测原理分类按检测原理分类，超声检测可分为脉冲反射法、穿透法和衍射时差法（TOFD）、共振法等。
4.1.1脉冲反射法脉冲反射法是由超声波探头发射脉冲波到工件内部，通过观察来自工件的缺陷或工件底面反射波的情况来对工件进行检测的方法。
脉冲反射法又分为缺陷回波法、底波高度法、多次底波法等。
一．缺陷回波法缺陷回波法就是根据缺陷的反射回波情况来判断缺陷的检测方法。
该方法以回波的传播时间来确定缺陷的位置，以回波的幅度来确定缺陷的大小，是脉冲反射法的基本方法。
1．方法简介：如图4-1所示，当工件中不存在缺陷时，A型显示的波形中仅有始脉冲（T）和底面回波（B）两个信号。
而当工件中存在缺陷时，在始脉冲与底面回波之间将出现来自缺陷的回波（F）。
缺陷回波的高度与缺陷的反射面大小、取向、形状、缺陷性质及其距探头的距离有关，通过观察缺陷回波（F）的高度可对缺陷的大小进行评估，通过观察缺陷回波（F）在时基线上的位置，可得到缺陷的埋藏深度。
图4-1 缺陷回波法2．缺陷回波法的优缺点：（1）缺陷回波法的主要优点：①当材质条件较好且选用探头适当时，脉冲回波法可观察到非常小的缺陷回波，达到很高的检测灵敏度。
