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第三章超声波检测一.定位1.图像比较法只适用于直探头，精度不高第三节超声检测技术第三章超声波检测一.定位2.三角试块法试块角度=探头β试块材质=工件材质故通用性差第三节超声检测技术第三章超声波检测一.定位3.扫描比例法：仪器示波屏上时基扫描线的水平刻度值ι与实际声程x的比例关系，即ι：x=1：n称为时基扫描线比例或者扫描速度。类似于地图比例尺，相当于扫描比例1：2表示仪器示波屏上水平刻度1mm表示实际声程2mm。Xf=n×ιf第三节超声检测技术第三章超声波检测一.定位扫描比例调整与定位1）纵波扫描比例调整IIW试块法底波调整法第三节超声检测技术第三章超声波检测一.定位2)横波扫描比例调整声程调节法（a）IIW试块（有刻槽）（b）CSK-IA试块（c）牛角试块（d）半圆试块第三章超声波检测声程调节法（e）IIW试块（没有刻槽）：先用直探头对准91mm底面，调节扫描比例为1：1，然后换上横波探头，对准R100进行零点校准。第三章超声波检测一.定位2)横波扫描比例调整水平调节法深度条件法第三节超声检测技术第三章超声波检测2)横波扫描比例调整K=tgβ=L/hL=S·sinβ=K·h=S·K/(1+K2)1/2h=S·cosβ=L/K=S·1/(1+K2)1/2S=L2+h2=y·(1+K2)1/2第三节超声检测技术第三章超声波检测例题1：用5P10*12K2探头，检验板厚T=25mm钢板对接焊缝，扫描按深度2：1调节。探伤时在水平刻度60mm处发现一缺陷波，求此缺陷深度和水平距离？h=T-(H*n-T)=25-(60/2-25)=20mmL=k*h=60mm第三节超声检测技术第三章超声波检测第三章超声波检测例题2：用K=2斜探头在RB-2试块上CS=3200m/s按水平1：1调节仪器扫描比例，现检验厚度T=25mm某合金焊缝（CS=3000m/s）。按伤中在水平刻度36mm处发现一缺陷波，求此缺陷深度？H=36/2*30/32=16.875第三节超声检测技术第三章超声波检测1.当量法：缺陷尺寸与声束相比较小当量试块比较法当量计算法当量AVG曲线法二.定量定量：确定缺陷的大小和数量，缺陷的大小包括缺陷面积、长度和深度等。A型显示定量不准确，只是近似值，B扫描、C扫描可较准确测量缺陷尺寸。第三节超声检测技术第三章超声波检测当量试块比较法：将缺陷回波与试块上的人工缺陷回波进行比较从而对缺陷定量的方法。需制作大量试块，直观易懂，成本高、不方便。仅在x＜3N时或特别重要零件的精度定量时才用。与被检工件材质相同探头相同二.定量第三节超声检测技术第三章超声波检测当量计算法：x3N时，利用各种规则反射体的理论回波声压公式，通过计算来确定缺陷的当量尺寸。大平底与平底孔回波分贝差为：不同平底孔回波分贝差为：二.定量第三节超声检测技术第三章超声波检测第三章超声波检测例1，用2.5P14Z探头探伤厚度为420mm饼形钢制工件，钢中CL=5900m/s，不考虑介质衰减。探伤中在210mm处发现一缺陷,其回波比底波低26dB，求此缺陷的当量大小。由已知得：所以可以应用当量计算法。设420mm处大平底回波声压为PB，210mm处缺陷回波声压为Pf，则有AVG曲线法：是描述反射体至波源的距离、反射信号的幅度和反射面积的当量大小三者之间相互关系的曲线，又称为距离-波幅-当量曲线。英文为DGS曲线。二.定量第三节超声检测技术第三章超声波检测根据通用性分：实用和通用AVG曲线根据波型分：纵波和横波AVG曲线根据反射体类型不同分：平底孔和长横孔AVG曲线二.定量第三节超声检测技术第三章超声波检测当量AVG曲线法第三章超声波检测第三节超声检测技术第三章超声波检测第三章超声波检测例2，用2.5P20Z探头探伤厚度为400mm饼形钢制工件，钢中CL=5900m/s，不考虑介质衰减，灵敏度400/Φ2，检测时在170mm处发现一缺陷,其回波比底波低10dB，求此缺陷的当量平底孔尺寸。2.测长法：缺陷尺寸与声束相比较大，根据缺陷波高与探头移动的距离来确定缺陷尺寸。所得缺陷长度称为缺陷的指示长度lf，总小于或等于缺陷的实际长度。半波高度法（6dB法）端点半波高度法（端点6dB法）绝对灵敏度测长法周向探测时缺陷长度的测定第三节超声检测技术第三章超声波检测二.定量半波高度法（6dB法）第三节超声检测技术第三章超声波检测端点半波高度法（端点6dB法）第三节超声检测技术第三章超声波检测绝对灵敏度测长法第三节超声检测技术第三章超声波检测3.底波高度法第三节超声检测技术第三章超声波检测4.裂纹深度的测定最大回波高度对比法最大波高衰减修正法散射法时延法顶端峰值回波法参考试块第三节超声检测技术第三章超声波检测缺陷的定性是比较复杂和困难的，要根据工件的材质、结构、加工工艺和超声波检测数据，如缺陷的位置、大小、方向和分布等进行综合分析，以此来估计缺陷的性质。三.定性第三节超声检测技术第三章超声波检测根据加工工艺分析焊接缺陷：气孔、加渣、未熔合、未焊透和裂纹等铸造缺陷：气孔、缩孔、疏松和裂纹等锻造缺陷：夹层、折迭、白点和裂纹等三.定性第三节超声检测技术第三章超声波检测根据缺陷特征分析缺陷特征：指缺陷的形状、大小和密集程度。平面形缺陷：在平行缺陷面探测，缺陷波最高；在垂直缺陷面探测，缺陷波很低点状缺陷：在不同探测面探测，缺陷回波无明显变化。密集缺陷：缺陷反射波密集，且随探头移动，此起彼伏，在不同方向探测情况类似。三.定性第三节超声检测技术第三章超声波检测根据缺陷波形分析1.静态波形三.定性第三节超声检测技术第三章超声波检测根据缺陷波形分析2.动态波形横坐标表示：探头移动的距离纵坐标表示：波高根据底波分析三.定性第三节超声检测技术第三章超声波检测三.定性第三节超声检测技术第三章超声波检测根据底波分析缺陷波很强而底波消失时：大面积缺陷，如夹层、裂纹等；缺陷波与底波共存时：点状缺陷（如气孔、夹渣）或面积较小的其他缺陷；缺陷波为互相彼连、高度不同的缺陷波，而底波明显下降时：密集缺陷，如白点、疏松、密集气孔或夹渣；缺陷波和底波都是很低或者消失时，大而倾斜的缺陷，或疏松；如出现“林状回波”，则是组织粗大。三.定性第三节超声检测技术第三章超声波检测三.定性第三节超声检测技术第三章超声波检测三.定性第三节超声检测技术第三章超声波检测三.定性第三节超声检测技术第三章超声波检测反射体图2点状反射体回波动态波形高度方向长度方向焊缝声程波幅最大反射波幅度变化探头移动位置反射体三.定性第三节超声检测技术第三章超声波检测反射体焊缝图3光滑面状反射体反射波形Ⅱ高度方向反射体长度方向波幅声程最大反射波幅度变化探头移动位置三.定性第三节超声检测技术第三章超声波检测反射体高度方向声程波幅长度方向探头移动位置焊缝反射体三.定性第三节超声检测技术第三章超声波检测声程高度方向反射体波幅探头移动位置长度方向反射体焊缝最大反射波幅度变化三.定性第三节超声检测技术第三章超声波检测图6密集型反射体反射波形Ⅳ声程反射体高度方向波幅探头移动位置焊缝长度方向反射体最大反射波幅度变化四.评级JB4730—2005据缺陷指示长度与缺陷指示面积占有率不同将钢板质量分为I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ等四级，I级最高，Ⅳ级最低。具体分级方法见表。第三节超声检测技术第三章超声波检测四.评级第三节超声检测技术第三章超声波检测四.评级例如，超声波探伤1m2甲、乙两钢板。甲钢板有以下缺陷：90cm22个，60cm22个，20cm23个，各缺陷间距均大于100mm。乙钢板有以下缺陷：40cm22个，间距为80mm，30cm28个，间距为100mm。试根据JB4730—2005标准评定甲、乙钢板的质量级别。第三节超声检测技术第三章超声波检测超声检测方法可采用多种检测技术，每种检测技术在实施过程中，都有其需要考虑的特殊问题，其检测过程也各有特点。但各种超声检测技术又都存在着通用的技术问题。例如，检测的过程都可归纳为以下几个步骤①试件的准备。②检测条件的确定，包括超声波检测仪、探头、试块等的选择。③检测仪器的调整。④扫查。⑤缺陷的评定。⑥结果记录与报告的编写。第四节超声检测的应用第三章超声波检测②检测条件的确定检测方法探伤仪探头：种类、晶片尺寸、频率、K值试块：耦合方式：检测面：第四节超声检测的应用第三章超声波检测③检测仪器的调整斜探头：测K值，前沿长度扫描比例调整灵敏度调整第四节超声检测的应用第三章超声波检测④扫查钢板检测扫查方式第四节超声检测的应用第三章超声波检测一.普通金属板料的超声波检测检测方法：中厚板主要采用脉冲反射法，薄板检测用lamb波扫查方式：全面扫查，格子扫查，边沿扫查和列线扫查频率：纵波扫查法一般选2-5MHz，水浸法也可采用10MHz复合钢板的超声波检测检测特点：检测脱黏缺陷是重点检测方法：厚板用直接接触法从厚板一侧检测，薄板用液浸法第四节超声检测的应用第三章超声波检测复合材料是由两种或多种性质不同的材料轧制或粘合在一起制成的。粘合质量的检测多采用接触式脉冲反射法、脉冲穿透法和共振法。脉冲反射法适用于复合材料是由两层材料复合而成，粘合层中的分层多数与板材表面平行的情况。第四节超声检测的应用第三章超声波检测（1）脉冲反射法(纵波检测)声阻抗相同或相近时：粘合质量好，界面波很低，底波幅值较高粘合不良，界面波较高，底波较低或消失声阻抗相差较大时：粘合质量好，界面波较高，底波幅度会较低粘合不良时，界面波更高，底波很低或消失第四节超声检测的应用第三章超声波检测（1）脉冲反射法(纵波检测)第一层复合材料很薄时：无界面波，用底波判断粘合质量好，有底波粘合不良，无底波（第二层衰减大，也无底波）第二层复合材料很薄时：界面波与底波相邻或重合粘合质量好，界面波和底波重合粘合不良时，界面波和底波分开，界面波高第四节超声检测的应用第三章超声波检测第四节超声检测的应用第三章超声波检测（2）穿透法：两个探头，一发一收式特适于检测声阻抗不同的多层复合材料粘合质量好，接收的声能量大，否则声能减小。（3）共振法：使用共振式超声波测厚仪适于检测声阻抗相近的复合材料粘合质量好，测的厚度为两层之和粘合不良时，只能测得一层的厚度第四节超声检测的应用第三章超声波检测二.锻件检测(钢壳和模具)（1）锻件中的常见缺陷锻造过程中形成的缩孔、缩松、夹杂及偏析等热处理中产生的白点、裂纹和晶粒粗大等多呈现面积形或长条形的特征超声波检测面积型缺陷最有利，因此锻件主要进行超声波探伤。第四节超声检测的应用第三章超声波检测（2）锻件超声检测的特点耦合方式：采用接触法或液浸法探头频率：晶粒较细，多为2-5MHz；质量要求高，可用10MHz以上，以提高分辨力，检测小尺寸缺陷检测面：锻压面（缺陷方向一般与锻压方向垂直）检测方法：以直探头纵波为主，横波斜探头辅助；圆柱或球面以斜探头为主，斜楔应磨成曲面。二.锻件检测(钢壳和模具)第四节超声检测的应用第三章超声波检测轴类件径向和轴向检测示意图第四节超声检测的应用第三章超声波检测第四节超声检测的应用第三章超声波检测第四节超声检测的应用第三章超声波检测第四节超声检测的应用第三章超声波检测第四节超声检测的应用第三章超声波检测三.焊缝的检测许多金属结构件都采用焊接的方法制造。超声检测是对焊接接头质量进行评价的重要检测手段之一。焊缝形式：对接、搭接、T型接、角接等常见缺陷：气孔、夹渣、未熔合、未焊透和焊接裂纹等检测方法：斜射横波接触法为主，直探头为辅探头频率：通常为2.5～5.0MHz探头角度：根据工件厚度选择，薄板选大K值，厚板选小仪器调整：按水平或深度调整扫描比例，制作AVG曲线定量需测探头前沿长度和K值第四节超声检测的应用第三章超声波检测三.焊缝的检测第四节超声检测的应用第三章超声波检测检测区检测区的宽度为焊缝本身，再加上焊缝两侧各相当于母材厚度的30%的区域，这个区域最小为5㎜，最大为10㎜。工件表面准备探头移动区应清除焊接飞溅、铁屑、油污及其他杂质，检测表面平整，便于探