范文一：超声波探伤等级划分

QC-WR-751-012 编号: 作业指导书

01 版号:

超声波探伤等级划分 1/1 页码:

1.0目的

1.1制定探伤等级，为探伤缺陷的等级判定提供依据;

1.2通过钢材来料探伤的等级评定，加强对钢材品质的控制，对合

理选材用材提供参考。

2.0责任及范围

2.1本指引适用于对钢材的探伤及缺陷等级的判定;

2.2品管部负责人及探伤人员全力维护本指引。

3.0基本内容

3.1钢材探伤等级划分见下表:

容许最大缺原材单位面积单个缺陷直单位面积容许缺陷缺陷长度的缺陷计算等级 陷指示长度容许缺陷个数径大小(mm) 个数(300X300) 评定规则 方法 2(mm) (1M)

I φ0.5?φ1 3 ?1 ?4

II φ1?φ2 5 ?2 ?8

III φ2?φ3 8 ?3 ?10 6分贝相对降缺陷当量

低法 法 IV φ3?φ5 12 ?5 ?12

V φ5?φ8 15 ?8 ?16

VI φ8?φ10 20 ?10 ?20

3.2在检测过程中，发现下列情况之一者即作为缺陷:

3.2.1缺陷第一次反射波(F1)波高大于或等于满刻度的50%，即F1?50%者; 3.2.2当底面第一次反射波(B1)波高未达到满刻度，此时，缺陷第一次反射波(F1)波高与

底面第一次反射波(B1)波高之比大于或等于50%，即B1〈100%，而F1/B1?50%者; 3.2.3当底面第一次反射波(B1)波高低于满刻度的50%，即B1〈50%者;

23.2.4以单位体积内(50mm)缺陷回波数量划分较多。数量不少于5个，当量直径不小于,

2mm的缺陷为密集缺陷;

3.2.5检测人员如确认钢板中缺陷大于φ10以上或有白点、裂纹等危害性缺陷存在时，则可判

定为等外级。

3.3采用6分贝相对降低法是指当发现缺陷波后，将缺陷波降低6分贝，而实际所测的缺陷面积

的指示长度。

4.0相关文件

无

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范文二：超声波探伤

金属材料无损检测试验超声波探伤（UT）

第一节 超声波探伤试验对象

1、使用特点：

利用超声波在被检材料中传播时，遇到缺陷、介质界面的声阻抗突变使超声波发生部分能量反射、折射和透射。此反射干扰信号被探头接收，经超声波仪处理后以脉冲形式显示在荧光屏上。根据波幅高度和所走的声程(传播时间)即可判断被检材料内部有无缺陷以及缺陷的位置、形状和大小。具有对平面型缺陷很高的检测灵敏度。

2、适用材料：

各种固体弹性材料（相互之间由弹性力联系起来的质点组成的物质）探测范围为0-5000mm（以钢材料而言，其它材料视其组织结构与衰减程度而言）。

3、适用对象和能力：

（1） 锻件

能发现锻件中与超声波束基本垂直的裂纹、白点、分层、大片密集的夹渣等缺陷。用斜射法和表面波法可探测与表面不平行的缺陷或表面缺陷。超声波探伤能测定缺陷位置和相对尺寸，缺陷的种类一般较难判定。

（2） 焊缝（包括熔焊的对接焊缝和角焊缝）

能发现焊缝中的裂纹、未焊透、未熔合、夹渣和气孔等缺陷，通常用斜射法探伤。超声波探伤能测定缺陷位置和相对尺寸，但较难判定缺陷的种类。

（3） 型材（包括金属板材、管材、棒材及其它型材）

能发现材料内部及表面的裂纹、折叠、分层、片状夹渣等缺陷，一般用液浸法或局部水浸法探伤，对管、棒等材料通常需用聚焦斜射法探伤。能测定缺陷位置和相对尺寸，但较难判定缺陷的种类。

（4） 铸件（形状简单、表面平整或经过加工修整的铸钢件或球墨铸

铁件）

能发现热裂、冷裂、疏松、夹渣、缩孔等缺陷。能测定缺陷位置和相对尺寸，但较难判定缺陷的种类。

4、不适用对象：

（1） 粗晶材料：如奥氏体钢的铸件和焊缝。（铸件晶粒粗大，晶界上

散射强烈，造成杂波干扰，降低超声波的穿透性。）

（2） 形状复杂或表面粗糙的工件。（形状复杂易产生非缺陷信号，表

面粗糙会降低声能的传递效率，导致灵敏度下降。）

5、对试样的要求

（1） 首先要对试样作外观检查，所有影响超声检测的锈蚀、油漆、

飞溅和污垢等异物都应予以清除。

（2） 试样的形状要规则，探测面要光滑。铸钢件及其表面粗糙度Ra

应不大于6.3微米。铸铁件和锻钢件材料表面粗糙度Ra不大于12.5微米。

（3） 必要时可用砂轮打磨（允许情况下）。

6、使用的探伤标准：

GB/T4162-2008《锻轧钢棒超声检测方法》适用于超声波（纵波

或横波）脉冲反射法（接触法或液浸法）检测直径（厚度）12mm～250mm的锻轧钢棒，其他锻轧棒材也可参考使用。不适用奥氏体粗晶钢棒。质量等级纵波检测分AAA、AA、A、B、C、D六个等级，横波检测分为

A、B、C三个等级。

GB/T6402-2008《钢锻件超声检测方法》适用于铁素体-马氏体锻件、奥氏体和奥氏体-铁素体不锈钢锻件超声脉冲反射式手工检测方法。其他组织的锻件也可参照使用。不适用于致密的模锻件、汽轮机转子和发动机锻件。质量等级分为四个等级，1级质量最宽松，4级质量最严格，规定了最小的记录水平和验收标准。

GB/T7233-87《铸钢件超声探伤及质量评级方法》适用于厚度≥30mm的碳钢和低合金钢铸件的超声探伤方法，不适用于奥氏体不锈钢铸件的检测，质量等级分别按平面型缺陷和非平面型缺陷来划分，根据平面型缺陷和非平面型缺陷的尺寸，将铸钢件质量等级分为5级，合格级为1-4级，5级不合格。

GB/T7736-2008《钢的低倍缺陷超声波检验法》适用于方型、矩型、圆型等简单截面的轧制、锻造钢材（坯）低倍缺陷的超声波检验，也适用于其他钢制备件、坯料的缺陷检验。结果评定可参考表1《平底孔判定界限表》和表2 《 短横孔判定界限表》

表1 平底孔判定界限表

表2 短横孔判定界限表

经超声波检验，凡缺陷波低于上表判伤界限，该炉批应判为超声波检验低倍合格，无需做酸蚀试验，试验报告按“低倍合格”报出。

经超声波检验，凡缺陷波等于或高于上表判伤界限，应按GB/T226-1991做酸蚀试验，试验报告按酸蚀结果报出。

GB/T8652-1988《变形高强度钢超声波检验方法》适用于横截面厚度大于6mm的锻件、锻轧板、挤压或轧制的型材以及它们的制品中低倍缺陷的超声检验，不适用于有色合金、铸件、焊缝、夹层结构及非金属。质量验收等级分AA、A、B、C四个等级。

GB/T11345-1989《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》适用于母材厚度≥8mm的铁素体类钢全焊透熔化对接焊缝，不适用于铸钢及奥氏体不锈钢焊缝；外径103MHz,人耳不可闻。

3、超声波的特性

3.1、束射特性：能量向一个方向集中辐射。

3.2、反射特性：遇到异质界面时会发生反射、透射和折射。这是脉冲反射法探伤的基础。

3.3、传播特性：与声波相比，声强声压大，传播距离远。

3.3、波型转换特性：在异质界面上容易实现波型转换。

4、超声波的波型

划分的依据是质点振动方向和波动传播方向的关系。

4.1、纵波（L） （又称为压缩波或疏密波）

介质中质点的振动方向与波的传播方向相同的波。

4.2、横波（T或S） (又称为剪切波)

介质中质点的振动方向与波的传播方向垂直的波。

4.3、表面波（R）

介质表面受到交变应力作用时，产生沿表面传播的波。可分为以下两种：

①瑞利波

当传播介质厚度大于波长时在一定条件下产生的表面波。质点振动轨迹为椭圆，短轴平行于传播方向，长轴垂直于传播方向。 ②乐浦波

当传播介质厚度小于波长时在一定条件下产生的表面波。质点振动方向平行于表面，垂直于波动方向（又称为表面横波）。

4.4、板波 （又称为兰姆波）

在板厚与波长相当的弹性薄板中传播的波。可以分为以下两种： ①对称型（S型） 质点振动以板中心面对称，表面质点振动轨迹为椭圆，而中心质点振动方式类似于纵波。

②非对称型（A型） 两表面质点振动相位相同，表面质点振动轨迹为椭圆，而中心质点振动方式类似于横波。

5、超声波波速和波长

波速（C） 波动在单位时间内传播的距离。

波长（λ） 相位相同的相邻质点间的距离。

两者关系： C=f×λ 其中f—频率（单位时间内波动次数） 对一定波型，一定介质，声速基本保持不变（板波除外）。 声速由介质决定，弹性模量越小，介质密度越大，波速越小。

对于金属材料，纵波波速大约是横波的2倍，瑞利波波速大约是横波的0.9倍。若频率固定，则波长越短，检测分辨率越高。纵波的分辨率最低，瑞利波的分辨率最高。

6、超声波声压、声强、声阻抗、声强级和分贝

6.1、声压（P）

超声波传播中某点在某一瞬时的压强与无超声波传播时的静压强之差称为声压。

6.2、声强（J）

在垂直于声传播方向上，单位面积上在单位时间内所通过的声能量称为声强度，简称声强。即声波的能流密度。

6.3、声阻抗（Z）

介质中任意一点处的声压与该点振动速度之比，表示超声场中介质对质点振动的阻碍程度。

6.4、声强级和分贝

声强级即声强的等级，用来衡量被考察声强的大小。声强级的单位：贝尔（Bd）、分贝（dB）

7、超声波在异质界面上的反射、透射和折射

7.1、声压反射系数和声压透射系数

当超声波在均匀介质中传播时，波的声速及传播方向均不变。当声压为Po的纵波垂直射达由二种不同介质构成的平滑界面时，就会发生反射、透射现象。即产生一个声压为Pr的反射波和一个声压为Pd的透射波。反射波和透射波与入射波之间的声压关系可由二介质的声阻抗Z1和Z2计算而得：

声压反射系数：R=

声压透射系数：D=PrZ2-Z1= PeZ2+Z12Z2Pd =PeZ2+Z1

7.2、反射、折射定律和波型转换

当超声波由一种介质倾斜人射到另一个介质时，由两种介质的声速不同，在异质界面上会产生声波的反射、折射和波型转换现象。 反射、折射定律 C1LCTCLCTCLCT=1=2=2=1=1 SindLSindTSinβLSinβTSindL'SindT'式中 C1L----第一介质纵波声速

C1T----第一介质横波声速

C2L----第二介质纵波声速

C2T----第二介质横波声速

dL----纵波入射角

----横向入射角 dT

dL’----纵波反射角

dT

βT’----横波反射角 ----横波折射角

βL----横波折射角

以上反射折射定律式是斜探头折射角计算的基础，也是波型转换计算的基础。

7.3、临界角

当入射纵波的入射角dL----纵波入射角α称为第一临界角。 α1=Sin-1C1L C2L

当βT=90°时，纵波入射角d2称为第二临界角。

α2=Sin-1C1L C2L

当α＞α1时在第二介质中没有任何波传入。

当α2＞α＞α1时，在第二介质中只有横波，没有纵波。在实际的横

波探伤中，为排除纵波干扰，所选用的入射角α总是在α1和α2之间。

二、 超声波仪器、探头和试块

1、

① 超声波探伤仪器的分类 按声源的能动性分：

能动性探伤仪（权限本身发出的声波，被探头吸收）

被动性探伤仪（发出去的声波，被反射回来接收）

② 按发射波的连续性分：

连续波探伤仪

脉冲波探伤仪

③ 按缺陷的显示方法分：

A型显示（幅度显示）是目前使用最广的一种仪器。在仪器示波屏上，横坐标代表超声波传播时间，纵坐标代表脉冲高度。

B型显示（可以显示工件任一截面上缺陷的分布和缺陷的深度） C型显示（可以显示缺陷的面积，但不能显示缺陷的深度） D型显示（成象法）（能显示工件中缺陷的立体感）

④ 按声通道分：

单通道（一个，一对探头工作）

多通道（多个，多对探头工作）

2、 探头的种类

超声探伤用的探头（又称换能器）通常用具有压电效应的压电材料---压电晶片制作。

① 纵波直探头

纵波直探头发射垂直于探测面的纵波，用以探测基本平行于探测面的平面型缺陷或立体型缺陷。它被广泛用于锻件、铸件、焊缝、钢板等材料的超声探伤中。

② 斜探头有横波斜探头、纵波斜探头、表面波探头及可变角探头等多种形式。

横波斜探头是使用较广泛的一种探头形式。主要用以探测与探测

面成一定角度的平面型及立体型缺陷。广泛用于焊缝、锻件、钢管的超声波探伤。

③ 纵波联合双直探头

纵波联合双探头由于采用发射---接收分割技术，发射脉冲及发射探头中的噪声不进入仪器放大器，又没有直接的界面反射波进入接收探头，因而可以探出离工件表面1~2mm的缺陷。这是双直探头的最主要用途。

④ 纵波联合双斜探头

这种探头主要利用折射纵波进行探测。在相同的探测频率下，纵波的材质衰减系数较横波小，有利于对粗晶材料（如奥氏体不锈钢焊缝）的超声波探伤。

⑤ 聚焦探头

主要用途有以下三点

a.减小声束宽度，以提高移动法测长的精度。

b.减小声束宽度，避免工件曲表面引起的波型转换和散焦问题，克服由此而造成的非缺陷的信号。

c.相对提高聚焦区的声强，从而减小来自非聚焦区的噪声，提高讯噪比。

3、试块

3.1、作用

以各种标准试块和对比试块作为比较的依据，试块上具有特定尺寸的规则反射体为所求量提供一个固定的声学特性，以此作为比较的

3.2、用途

①检验和测定仪器、探头及其他的组合性能。

②探伤时用以调整仪器与缺陷作当量对比。

③作试验和教学验证。

3.3、对试块的基本要求

①材质要求

对比试块的声速Ｃ和衰减系数与被探工件的基本一致，或应可换算。一般对试块的材质只要求衰减系数不太大，材质衰减比较均匀即可。制作试块的材料予先应经探伤，保证没有大于￠2mm平底孔当量的缺陷。

②试块的表面光洁度和几何尺寸要求

探测表面的光洁度不同会引起不同的耦合损耗。因此要求对比试块与被探工件具有相同的表面光洁度以克服耦合损耗的差异。为保证耦合稳定，试块表面光洁度应在▽6以上。试块设计时应保证一定的几何尺寸，清除对参考回波发生干扰的影响。要求由几何尺寸所引起的迟到波必须比参考回波迟到4入以上。此时迟到波就不会影响参考回波的高度及其位置。

3.4、参考反射体的型式

①平底孔

平底孔可以提供反射面积的概念。多用于锻件、钢板探伤的对比试块中，一般只用于直探头场合。但加工精度要求较高，加工较困难。

长横孔作为一种线状反射体能较好的代表焊缝中的裂缝、未焊透、未熔合及条状夹渣。短横孔有轴对称的特点，在近区表现为线状反射特征，在远区表现为点状反射体特征。能较好地代表焊缝中的点状反射体如点状夹渣、气孔等。但它加工较麻烦，加工精度要求较高。 ③槽

槽形反射体（如直角槽、三角槽、U型槽）与表面开口的线性反射体相似。主要用于管子或筒形材料的对比试块中，能较好地代表管子表面裂纹、划道等缺陷。也可以代表焊缝中根部未焊透。 ④竖孔

在薄板焊缝横波探伤中，包括薄壁管对接焊缝探伤，往往使用竖孔作为参考反射体。

第三节 超声波测试技术

一、 超声波探伤方法分类及特点

1、 脉冲反射法和穿透法

超声波探伤的实质是：首先在工件中建立一个超声场。在没有缺陷存在时可得到一个正常的超声场分布。若在工件中存在缺陷，则声波与缺陷界面就会发生作用。超声场就会收到干扰。使用一定的方法测出超声场的变化，寻找出变化的规律，这就形成了超声波探伤技术。

超声波射达缺陷后就会产生反射和透射及在缺陷后面产生一定的声影。因而就有了检测这种作用的两种方法：脉冲反射法和穿透法

（又称阴影法）。脉冲反射法通过检测缺陷的反射波来确定缺陷。而穿透法是通过测定缺陷对超声的遮断造成的声影来确定缺陷的。

与穿透法相比脉冲反射法的优点是：

① 灵敏度高。

② 能对缺陷精确定位。

③ 可以采取多种探伤技术，从多方面对缺陷进行探测，从而有可能对缺陷的形成、取向等参数进行测定。并根据这些参数对缺陷性质进行估判。

④ 不需要专用扫查装置，可在各种现场进行探伤。因此脉冲反射法超声波探伤成为应用最广的探伤方法之一。

然而与反射法相比穿透法也有一定的优点。

①可发现近表面或近底面的缺陷。应用脉冲反射法探测工件近表面缺陷时，缺陷回波易被强大的表面回波或始脉冲和盲区所掩盖，而近底面缺陷易被强大的底面回波所掩盖。而穿透法则不受这种影响。

②可发现反射法中因缺陷取向不利而不易发现的缺陷。

2、 直接接触法和液浸法

超声波几乎不能在空气中传播。为使超声波能从探头进入工件，并再由工件返回探头。

在探头与工件之间要实现声耦合。在探头与工件探测面之间加入的透声介质称为耦合剂。它的主要作用是填充工件与探头之间的空隙，排除空气，使超声波能通过耦合剂传入工件并返回。同时它又有减少探

头磨损和方便探头移动的作用。

在手工探伤中最常用的方法是通过一薄层耦合剂直接与工件接触。这种方法称为直接接触法。而在自动化及机械化探伤场合，探头往往不直接与工件接触，二者之间充以较厚的液态耦合剂。这种方法称为液浸法。由于常用耦合剂是水，故有时也称为水浸法。

二、 缺陷的测定

1、 缺陷的定位

根据脉冲超声仪器工作原理可知，时基线位置与超声传播时间成正比例。而对同一种材料来说超声速是个常数。所以时基线位置与超声传播距离（即声程S）成正比。仪器经标定以后就可以确定时基线与声程间的比例关系。从而可直接根据缺陷回波在时基线上的位置读出声程。实际探伤中的定位问题包括二部分：首先是对仪器时基线的标定，然后是座标变换。把极座标转换成直角坐标或其他表示方法。

必须注意：一个波在时基线上的位置应根据波的前沿来确定，而不是使用波的后沿或波峰。

1.1、直探头探伤时的缺陷定位

直探头探伤时，用一个或两个已知声程的回波来标定仪器的时基线，使时基线读数对应于一定声程。已知声程的回波可以从试块上获得，也可直接在工件上获得（如工件底面回波），根据缺陷回波在时基线上的位置就可得出它在工件中的实际位置。

在直探头探伤中，声束垂直于探测面，因而不存在坐标转换问题。

1.2、平面工件斜探头探伤时的缺陷定位

在斜超头探伤时，探头的前沿距离和k值是已知的。缺陷的座标L（水平距离）、d（离探测面深度）和声程S间有关系：

L=kd (或L=S·sinβ)

d=s

+k2 （或d=S·cosβ）

L=ks

+k2

式中k即探头k值。

因为仪器时基线与声程S成正比，也与L、d成正比。因而在标定仪器时基线时可有三种方法即：

深度定位法——按深度d标定仪器时基线读数。

水平定位法——按水平距离L标定仪器时基线读数。

声程定位法——按声程S标定仪器时基线读数。

2、 缺陷的定量

2.1、当量定量法

一个一定尺寸，形状（简单的几何形状）和方向的参考反射体，例如与声束垂直的平底孔、横孔、大平面等，对一定的超声波的反射本领是一定的。如果缺陷的回波大小与某参考反射体的回波相等，也就是在同样探测条件下，缺陷的反射量等于此参考反射体的反射量，则这个参考反射体的大小称为这缺陷的当量。用当量表示缺陷大小的方法称为“当量法”或“当量定量法”。

2.2、当量计算法

“当量计算法”的主要工具有“AVG曲线图”和“超声波探伤缺陷当量计算尺”。

AVG（德文）曲线又称为DGS（英文）曲线，即距离——增益——尺寸曲线。它综合反映了不同尺寸的反射体在不同声程处的回波dB差值。横坐标代表声程，纵坐标代表回波高度（以分贝表示）。不同的曲线代表不同尺寸的反射体。AVG曲线图上的当量反射体可以是平底孔、横孔或槽等。

2.3、缺陷长度的测定

这里所述的方法主要是指用探头移动的方法来测定缺陷的长度。 ① 相对灵敏度法

以缺陷的最大回波为相对基准，沿缺陷的长度方向移动探头直至缺陷回波降低至一定dB数。用探头移动的距离来表示缺陷的指示长度。这里缺陷的最大回波可以是沿整个缺陷长度的回波包络线中具有最大峰值的一个波峰，也可以是这种包络线最两侧的波峰。以前者为基准的称为最大波高法，以后者为基准的称为端点最大波高法。

所降低的dB数通常为6dB（也有规定降低至12dB或20dB的，但以6dB法比较常用），因而又称为半波高度法。

② 绝对灵敏度法

用一个规定的探测灵敏度（某一当量灵敏度）扫查缺陷。用缺陷回波大于该当量的探头的平移距离来表示缺陷的指示长度。这个规定的灵敏度就称为测长灵敏度，它不取决于缺陷本身回波的大小，所以称绝对灵敏度法。

用绝对灵敏度法测长，其测得的指示长度取决于测长灵敏度的高低。对于小缺陷一般总是测得的值比实际尺寸要长得多。对粗细不均而两端很细的长缺陷（如裂缝），则可测得与实际尺寸比较接近的值。

在自动探伤中普遍采用绝对灵敏度法。在手工探伤中因此种方法比较方便，亦多采用。

3、 缺陷性质分析

一般的A型显示器只能提供缺陷回波的时间和幅度两个信息。探伤人员必须根据这两个信息及探头的相应位置对缺陷做出判断。因此，对于缺陷的性质还只能是个估计。特别在许多情况下由于受工件几何形状的限制，不能对缺陷作上述的全面探测，则更是只能近似地估计缺陷的性质。

通常，缺陷的性质是由以下的几个方面综合来判断的：

3.1、对缺陷作精确定位，结合材料、工艺和工件的实际情况以及该处可能出现的缺陷种类，作出判断。例如在焊逢探伤中，如果确定缺陷位于热影响区，则它不可能是气孔、夹杂，而裂缝的可能性较大。但若缺陷的方向与母材表面平行，则有可能是母体中的分层等。

3.2、尽可能精确的测定缺陷的三维尺寸。分辨平面型缺陷或立体缺陷；长条型缺陷或点状缺陷。从而以缺陷的形状来推测缺陷的性质。

3.3、根据缺陷的动态波形推测缺陷的形状、大小和表面光洁度，再根据这些缺陷特性推测缺陷的性质。

三、 金属材料的超声波检测

1、

板材探伤

钢板由板坯轧制而成，而板坯则可用连续浇铸的方法或者由钢锭轧制而成。

钢板的缺陷可分为表面缺陷和内部缺陷两大类。表面缺陷主要有裂缝、重皮和折迭；内部缺陷主要有分层和白点，且以探测分层缺陷为主。

钢板中的分层主要是由板坯中的缩孔残余、开口气泡和夹杂物等在轧制过程中未焊合而成。

钢板中的缺陷由于经受巨大的压延而变形，大都是平行于板面的片面缺陷。所以在钢板超声波探伤中一般都采用纵波直探头（单探头或双探头）在钢板的表面进行探测。对于厚板，也有加用斜探头以探测非分层状缺陷。

2、 管材（无缝钢管）探伤

2.1、钢管的制造方法及常见缺陷

大口径钢管由锻造、轧制而成。主要缺陷有重皮、分层、裂缝及白点等。

小口径无缝钢管由穿孔法及高速挤压法制成。主要缺陷有直道、重皮、内筋、分层和裂缝等。

由于钢管在加工时主要变形方向与管轴平行，管材缺陷主要沿轴向分布。但用某些工艺制造的无缝钢管（如用热挤压轧机生产的无缝钢管）也会产生横向缺陷。

2.2、探测方向

根据管材缺陷分布的特点，超声探伤以垂直于管子轴线的斜探头

探伤为主。当需检测横向缺陷时则加用沿轴向的斜探头探测。考虑到缺陷的取向可能不同，无论轴向或周向探伤都须正反两个方向探测。

2.3、探测频率

对于大口径钢管的探测，一般使用的频率为2.5MHz，对于小口径薄壁管，为提高对小缺陷的检测能力，最常用的频率为5MHz。

3、锻件探伤

锻件是由热态钢锭锻造而成，（小型锻件也可以轧材为原材料）锻造过程包括加热、形变、成型和冷却。·

锻件缺陷可分为原材料缺陷（即锻坯中存在的缺陷，主要是铸造缺陷），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。

锻造缺陷主要有：裂纹、白点、折迭等。

缩孔残余是铸锭中的缩孔在锻造时切头量不足而残留下来，多见于锻件的端头。

疏松是钢锭在凝固收缩时形成的不致密和孔穴。在锻造时因锻造比不足而未全焊合，存在于锻件之中。它主要存在于原钢锭的中心及头部。

夹杂有内在夹杂、外来非金属夹杂和金属夹杂。内在夹杂主要集中于钢锭的中心及头部。

裂纹主要有铸造裂纹，锻造裂纹和热处理裂纹。

奥氏体钢白轴心晶间裂纹是铸造裂纹。锻造或热处理工艺不当，可以形成工件心部或表面的裂纹。

白点是钢中的氢、内应力和相变综合作用引起的缺陷。白点容易在合金总量超过3.5～4%和含镍、锰和同时含有铬的合金钢大锻件及有明显偏析的大锻件中产生。当锻件含氢量较高，锻后冷却过快时，钢中溶解的氢来不及逸出，过饱和的氢向着钢中原有的薄弱环节聚集，形成强大应力，高的氢含量又引起钢材变脆，最终裂开形成白点。白点在钢中常成群出现。

4、 焊缝探伤

焊接的方法很多，主要有手工电弧焊、埋弧自动焊、气体保护焊、电渣焊、等离子焊、感应焊等。

焊接过程就是一个小型的冶炼和铸造过程。

焊缝接头型式主要有：对接接头、T型接头、角接接头和搭接接头。

焊缝的内部缺陷主要有：

4.1、气孔

焊缝中气孔是由高温金属中吸收的过多气体或冶金反应中产生的气体未能及时排出而形成。气孔的形状基本呈球形或椭球形。自动焊气孔多数是单个点状或是串成或上冒的长气孔，主要分布在焊缝中部。手工焊和气体保护焊多数是分散的密集气孔。

在超声探伤中单个气孔的回波当量不大。即使较大的气孔也可能检测不出。而密集气孔的回波当量则有可能较大。

4.2、夹杂

焊缝中的夹杂一般为非金属夹杂，主要来自钢板夹杂或焊剂、药

皮的组成物。偶尔也有来自电极熔入的金属夹杂，例如夹钨。一般夹杂的分布形态有点状、块状、条状及弥散分布，偶然也有片状。

4.3、未焊透

未焊透是焊接过程中熔深不足，以致坡口钝边未能熔化而留下的缺陷。V形坡口钝边的未熔透俗称根部为焊透。形成了直接反射，故而回波高度很大。

4.4、未熔合

未熔合有坡口面的母材与焊缝金属之间的未熔合及焊层之间的未熔合。多层焊缝层与层之间的未熔合，其高度一般不大（很少会超过单层熔道的高度），所以回波不太强。

4.5、裂缝

裂缝和未熔合是平面型缺陷，对焊缝的危害性较大。而气孔和夹杂基本是立体型缺陷。

裂缝的种类很多，按形成的原因有热裂缝、冷裂缝、再热裂缝、层状裂缝等。

焊缝中的缺陷又可按形状分为点形（气孔和点状夹杂）和线状。纵向的线状缺陷可能是夹杂、未焊透、未熔合和裂缝。横向线状缺陷基本只有裂缝一种。

范文三：超声波探伤

超声波在介质中传播时有多种波型，检验中最常用的为纵波、横波、表面波和板波。用纵波可探测金属铸锭、坯料、中厚板、大型锻件和形状比较简单的制件中所存在的夹杂物、裂缝、缩管、白点、分层等缺陷；用横波可探测管材中的周向和轴向裂缝、划伤、焊缝中的气孔、夹渣、裂缝、未焊透等缺陷；用表面波可探测形状简单的制件上的表面缺陷

；用板波可探测薄板中的缺陷。

超声波探伤 - 主要特性

超探仪是一种便携式工业无损探伤仪器，它能够快速便捷、无损伤、精确地进行工件内部多种缺陷（裂纹、夹杂、折叠、气孔、砂眼等）的检测、定位、评估和诊断。既可以用于实验室，也可以用于工程现场。本仪器能够广泛地应用在制造业、钢铁冶金业、金属加工业、化工业等需要缺陷检测和质量控制的领域，也广泛应用于航空航天、铁路交通、锅炉压力容器等领域的在役安全检查与寿命评估。它是无损检测行业的必备。

(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，声波将绕过缺陷而不能反射；

（2）波声的指向性好，频率越高，指向性越好，以很窄的波束向介质中辐射，易于确定缺陷的位置.

（3）超声波的传播能量大，如频率为1MHZ（1兆赫兹）的超声波所传播的能量，相当于振幅相同而频率为1000HZ（赫兹）的声波的100万倍。

超声波探伤 - 主要优点

①穿透能力强，探测深度可达数米；

②灵敏度高，可发现与直径约十分之几毫米的空气隙反射能力相当的反射体；可检测缺陷的大小通常可以认为是波长的1/2。

③在确定内部反射体的位向、大小、形状及等方面较为准确；

④仅须从一面接近被检验的物体；

⑤可立即提供缺陷检验结果;

⑥操作安全,设备轻便。

超声波探伤 - 主要缺点

①要由有经验的人员谨慎操作；

②对粗糙、形状不规则、小、薄或非均质材料难以检查；

③对所发现缺陷作十分准确的定性、定量表征仍有困难；

④. 不适合有空腔的结构；

⑤. 除非拍照，一般少有留下追溯性材料。

超声波探伤 - 波段介绍

利用材料及其缺陷

的声学性能差异对超声波传播的影响来检验材料内部缺陷的无损检验方法。那么什么叫超声波呢?声波频率超过人耳听觉，频率比20千赫兹高的声波叫超声波。用于检测的超声波，频率为0．4MHz～25MHz，其中用得最多的是1MHz～5MHz。利用声波来检测物体质量好坏，这种方法早已被人们所采用。现在广泛采用的是观测声脉冲在材料中反射情况的超声脉冲反射法，此外还有观测穿过材料后的入射声波振幅变化的穿透法等。常用的频率在0.5～5MHz之间。

常用的检验仪器为 A型显示脉冲反射式超声波探伤仪

。根据仪器示波屏上反射信号的有无、反射信号和入射信号

的时间间、反射信号的高度，可确定反射面的有无、其所在位置及相对大小。仪器的基本结构和原理见图1。

超声波探伤 - 仪器介绍

在A型探伤仪的基础上发展而成的 B型、C型探伤仪，可得到不同方向反射面的信号，也可将B型、C型显示组合以得到材料的内部反射面的三维显示图。上述各种探伤仪均利用脉冲电信号激励压电换能器发射超声波，但也可用涡流声换能器来检验导电材料。这种换能器的换能过程在被探伤件表面进行，无须与材料接触，也不需要耦合剂，就可检验表面粗糙和温度高至500℃以上的金属材料，在冶金工业中应用较多。

超声波在材料中传播，由于吸收和散射等，强度会衰减，因此测量在诸如真空自耗炉中熔炼的合金材料中的衰减，有可能无损地了解材料组织均匀性的情况。

脉冲反射式超声波法同其他无损检验方法相比。

超声波探伤 - 技术应用

钢闸门检测

钢闸门在水利工程中大量使用，主要以优质钢板为基材，通过焊接手段制做而成，表面采用橡胶止水、防腐方式为表面进行喷沙除锈及热喷锌，广泛应用于水电站、水库、排灌、河道、环境保护、污水处理、水产养殖等水利工程。钢闸门的焊接质量直接关系到闸门下游人民群众生命、财产的安全，因此刚闸门的焊接质量和焊接检测方法至关重要。超声波探伤作为无损检测检测方法之一，是在不破坏加工表面的基础上，应用超声波仪器或设备来进行检测，既可以检查肉眼不能检查的工件内部缺陷，也可以大大提高检测的准确性和可靠性。

超声波是一种机械波，有很高的频率，频率比超过20 千赫兹，其能量远远大于振幅相同的可闻声波的能量，具有很强的穿透能力。用于探伤的超声波，频率为0.4- 25 兆赫兹，其中用得最多的是1- 5 兆赫兹。由于能够快速便捷、无损伤、精确地进行工件内部多种缺陷的检测、定位，并且超声波探伤具有探测距离大，探伤装置体积小，重量轻，便于携带到现场探伤，检测速度快，而且探伤中只消耗耦合剂和磨损探头，总的检测费用较低等特点，所以它的应用越来越广泛。

利用超声波探伤，主要有穿透法探伤和反射法探伤两种方式。穿透法探伤使用两个探头，一个用来发射超声波，一个用来接收超声波。检测时，两个探头分置在工件两侧，根据超声波穿透工件后能量的变化来判别工件内部质量。反射法探伤高频发生器产生的高频脉冲激励信号作用在探头上，所产生的波向工件内部传播，如工件内部存在缺陷，波的一部分作为缺陷波被反射回来，发射波的其余部分作为底波也将反射回来。根据发射波、缺陷波、底波相对于扫描基线的位置可确定缺陷位置；根据缺陷波的幅度可确定缺陷的大小；根据缺陷波的形状可分析缺陷的性质；如工件内部无缺陷，则只有发射波和底波。

探伤过程中，首先要了解图纸对焊接质量的技术要求。钢结构的验收标准是依据GB50205- 2001《钢结构工程施工质量验收规范》来执行的。标准规定：对于图纸要求焊缝焊接质量等级为一级时评定等级为Ⅱ级时规范规定要求做100%超声波探伤；对于图纸要求焊缝焊接质量等级为二级时评定等级为Ⅲ级时规范规定要求做20%超声波探伤；对于图纸要求焊缝焊接质量等级为三级时不做超声波内部缺陷检查。

在此值得注意的是超声波探伤用于全熔透焊缝，其探伤比例按每条焊缝长度的百分数计算，并且不小于200mm。对于局部探伤的焊缝

如果发现有不允许的缺陷时，应在该缺陷两端的延伸部位增加探伤长度，增加长度不应小于该焊缝长度的10%且不应小于200mm，当仍有不允许的缺陷时，应对该焊缝进行100%的探伤检查。另外还应该知道待测工件母材厚度、接头型式及坡口型式。一般地母材厚度在8- 16mm 之间，坡口型式有I型、单V型、X型等几种形式。在弄清楚以上这此东西后才可以进行探伤前的准备工作。

在每次探伤操作前都必须利用标准试块（CSK- IA、CSK- ⅢA）校准仪器的综合性能，校准面板曲线，以保证探伤结果的准确性。

（1)探测面的修整：应清除焊接工作表面飞溅物、氧化皮、凹坑及锈蚀等，光洁度一般低于▽4。焊缝两侧探伤面的修整宽度一般为大于等于2KT+50mm， （K：探头K值，T：工件厚度）。一般的根据焊件母材选择K值为2.5 探头。例如：待测工件母材厚度为10mm，那么就应在焊缝两侧各修磨100mm。

（2)耦合剂的选择应考虑到粘度、流动性、附着力、对工件表面无腐蚀、易清洗，而且经济，综合以上因素选择浆糊作为耦合剂。

（3)由于母材厚度较薄因此探测方向采用单面双侧进行

（4)由于板厚小于20mm所以采用水平定位法来调节仪器的扫描速度。

（5)在探伤操作过程中采用粗探伤和精探伤。为了大概了解缺陷的有无和分布状态、定量、定位就是精探伤。使用锯齿形扫查、左右扫查、前后扫查、转角扫查、环绕扫查等几种扫查方式以便于发现各种不同的缺陷并且判断缺陷性质。

（6)对探测结果进行记录，如发现内部缺陷对其进行评定分析。焊接对头内部缺陷分级应符合现行国家标准GB/T 11345- 2013《焊缝无损检测 超声检测 技术、检测等级和评定》的规定，来评判该焊否合格。如果发现有超标缺陷，向车间下达整改通知书，令其整改后进行复验直至合格。一般的焊缝中常见的缺陷有：气孔、夹渣、未焊透、未熔合和裂纹等。到目前为止还没有一个成熟的方法对缺陷的性质进行准确的评判，只是根据荧光屏上得到的缺陷波的形状和反射波高度的变化结合缺陷的位置和焊接工艺对缺陷进行综合估判。

缺陷与防止措施

1） 气孔。单个气孔回波高度低，波形为单峰，较稳定。从各个方向探测，反射波大体相同，但稍一动探头就消失，密集气孔会出现一簇反射波，波高随气孔大小而不同，当探头作定点转动时，会出现此起彼落的现象。产生这类缺陷的原因主要是焊材未按规定温度干，焊条药皮变质脱落、焊芯锈蚀，焊丝清理不干净，手工焊时电流过大，电弧过长等。防止这类缺陷防止的措施有：不使用药皮开裂、剥落、变质及焊芯锈蚀的焊条，生锈的焊丝必须除锈后才能使用。所用焊接材料应按规定温度烘干，坡口及其两侧清理干净，并要选用合适的焊接电流、电弧电压和焊接速度等。

2） 夹渣。点状夹渣回波信号与点状气孔相似，条状夹。渣回波信号多呈锯齿状波幅不高，波形多呈树枝状，主峰边上有小峰，探头平移波幅有变动，从各个方向探测时反射波幅不相同。这类缺陷产生的原因有：焊接电流过小，速度过快，熔渣来不及浮起，被焊边缘和各层焊缝清理不干净，其本金属和焊接材料化学成分不当，含硫、磷较多等。防止措施有：正确选用焊接电流，焊接件的坡口角度不要太小，焊前必须把坡口清理干净，多层焊时必须层层清除焊渣；并合理选择运条角度焊接速度等。

3） 未焊透。反射率高，波幅也较高，探头平移时，波形较稳定，在焊缝两侧探伤时均能得到大致相同的反射波幅。其产生原因一般是：坡口纯边间隙太小，焊接电流太小或运条速度过快，坡口角度小，运条角度不对以及电弧偏吹等。防止措施有：合理选用坡口型式、装配间隙和采用正确的焊接工艺等。

4）未熔合。探头平移时，波形较稳定，两侧探测时，反射波幅不同，有时只能从一侧探到。其产生的原因：坡口不干净，焊速太快，电流过小或过大，焊条角度不对，电弧偏吹等。防止措施：正确选用坡口和电流，坡口清理干净，正确操作防止焊偏等。

5） 裂纹。回波高度较大，波幅宽，会出现多峰，探头平移时反射波连续出现波幅有变动，探头转时，波峰有上下错动现象。热裂纹产生的原因是：焊接时熔池的冷却速度很快，造成偏析；焊缝受热不均匀产生拉应力。防止措施：限制母材和焊接材料中易偏析元素和有害杂质的含量，主要限制硫含量，提高锰含量；提高焊条或焊剂的碱度，以降低杂质含量，改善偏析程度；改进焊接结构形式，采用合理的焊接顺序，提高焊缝收缩时的自由度。

超声波探伤 - 技术优点

（1）超声波的声束能集中在特定的方向上，在介质中沿直线传播，具有良好的指向性；

（2）超声波在介质中的传播过程中，会发生衰减和散射；

（3）超声波在异种介质的界面上将产生反射、折射和波型转换。利用这些特性，可以获得从缺陷界面反射回来的反射波，从而达到探测缺陷的目的；

（4）超声波的能量比声波大得多；

（5）超声波在固体中的传输损失小，探测深度大。由于超声波在异质界面上会发生反射、折射等现象，尤其不能通过气体与固体的界面。如果金属中有气孔、裂纹、分层之类的缺陷（缺陷中有气体）或夹渣之类的缺陷（缺陷中有异种介质），超声波传播到金属与缺陷的界面处，就会全部或部分被反射。反射回来的超声波被探头接收，通过仪器内部的电路处理，在仪器的荧光屏上就显示出不同高度和有一定间距的波形。探伤人员则根据波形的变化特征，判断缺陷在工件中的深度、大小和类型。

超声波探伤 - 局限缺点

超声波探伤的优点是检测厚度大、灵敏度高、速度快、成本低、对人体无害，能对缺陷进行定位和定量。然而，超声波探伤对缺陷的显示不直观，探伤技术难度大，容易受到主、客观因素的影响，以及探伤结果不便保存等，使超声波探伤也有其局限性。

超声检测方法有哪些？

通常有穿透法、脉冲反射法、串列法等。

范文四：超声波探伤

燃 气 工 程 监 理

无损探伤质量控制

孙 永 熙

江苏省天达燃气工程建设监理有限责任公司

2010年元月

超声波探伤是目前应用最广泛的无损探伤方法之一。

一、基本原理：

1、基本概念：超声波是一种机械波，机械振动与波动是超声波的物理基础。

振动是往复、周期性的运动，振动的快慢常用振动周期和振动频率两个物理量来描述。

周期T-----振动体完成一次全振动所需要的时间，称为振动周期用（T ）表示，常用单

位为秒（S ）。

频率f-----振动物体在单位时间内完成全振动的次数，称为振动频率。用（f ）表示，

常用单位为赫兹（Hz ），1赫兹表示1秒钟内完成一次全振动，即1Hz=1次/秒，此外还

有千频（KHz ）、

兆频（MHz ）。1 KHz=103 Hz、1 MHz=106 Hz。

振动的传播过程称为波动。机械振动在弹性介质中的传播过程称为机械波。

波长-----在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，用λ表示。

波长的常用单位为毫米。

波动频率-----波动过程中，任一给定点在一秒钟内通过完整波德个数，称为波动频率，

波动频率在数值上同振动频率也用f 表示。

波速C------波动在弹性介质单位时间内所传播距离称为波速，用C 表示，常用单位为

米/秒（m/s）。

由波速、波长和频率的定义可得：C=λｆ。

次声波、声波和超声波都是弹性介质中传播的机械波，它们区别主要在于频率不同，

只有当频率在一定的范围之内的振动才能引起听觉。人们把能引起听觉的机械波称为

声波，频率在20--20000 Hz 之间，频率低于20 Hz 的机械波称为次声波，频率高于20000

Hz 的机械波称为超声波。超声波和次声波都是听不见的。

2、超声波的特性

超声波探伤所用的频率在0.5--10 MHz之间，对于钢等全金属材料的检测，常用的频

率在1--5 MHz，波长为毫米数量级。超声波具有以下特性：

（1） 超声波方向性好，可以定向发射。

（2） 超声波能量高，超声波探伤频率远高于声波，而能量（声强）与频率的平方成

正比，因此超声波的能量远大于声波的能量。如1 MHz的超声波的能量相当于

1KHz 声波的100万倍。

（3） 能在界面上产生反射、折射和波形转换。

（4） 超声波穿透能力强，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。（当然能量损失小，不是不损失，超声波在传播时是会发生衰减的，能量

也随着传播距离加大而逐步降低。）

超声波无损探伤正是利用了超声波的以上特性实现的。

3、基本原理概述

探伤时由探头向被检工件的检测区定向发出超声波，超声波在介质中传播，在两种介

质的介面发生反射和折射，超声波几乎完全不能通过空气和固体的介面，即当超声波

由固体传向空气时几乎100﹪被反射回来，如果母材和焊缝中有气孔、裂纹、未焊透、

未熔合时，由于这些缺陷内有空气存在，所以超声波传播到金属与缺陷边缘时就全部

反射回来。反射回来的超声波又被探头接收，探头将超声波信号转变为脉冲电波信号

由探头线传输至仪器，仪器将脉冲电波放大在荧光屏显示出来。由于缺陷的位置不同，

缺陷处的反射波的行程也不同，反射回来的时间也有前有后，由于缺陷的大小和性质

不同，反射声压也有大有小，信号反映到荧光屏上，即出现有不同高度和相距一定距

离的波形，根据波形的不同可判断焊缝内部缺陷的类型及所在深度。

4、超声波的类型

超声波分类的方法很多。由于时间关系这里只介绍两种分类方法

（1）据质点的振动方向分类

根据波动传播时介质质点的振动方向与波的传播方向不同，可将超声波分为纵波、横

波、表面波和板波。

A 、纵波L

介质中质点的振动方向与波的传播方向相同的波，称为纵波，用L 表示。

纵波可以在固体介质中传播，也可以在液体介质和空气介质中传播。

B 、横波S(T)。横波只能在固体中传播。

介质中质点的振动方向与波的传播方向互相垂直的波被称为横波，用S(T)表示。

其他两种用的比较少，这里就不介绍了。

（2）根据波源振动持续时间分类

A 、连续波

波源持续不断地振动所辐射的波称为连续波

B 、脉冲波

波源振动持续时间很短（通常是微秒数量级）。1微秒=10-6秒，间隙辐射的波称为脉冲

波。

目前超声波探伤中广泛采用的就是脉冲波。

5、声压、声强，声压、声强的分贝表示

（1）声压

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

压之差为声压，声压的单位是帕斯卡（Pa ）

（2）声强

在垂直于声波传播方向上单位时间内所通过的声能量称为声强度，简称声强。常用I

表示，I=P2/2ρC （式中ρ为介质密度，C 为介质中的声速，P 为声压）

（3）声压和声强的分贝(dB)表示

由于声强的变化范围非常大，数量级可以相差很多，用通常数字表示和运算很不方便，

并且人耳对声音响度的感觉近似地与声强的对数成正比，于是采用对数来表示这一关

系，即贝耳----二个声波声强之比的常用对数值。贝耳数=㏒10(I1/I2) 耳贝

实用上贝耳这个单位太大，取其十分之一称为分贝，用符号dB 表示

分贝数=10㏒10(I1/I2)(dB)=20㏒10(ρ1/ρ2)(dB)

下面给出几个重要的dB 值

例如：当ρ1/ρ2 =6， 20㏒10(ρ1/ρ2)=20㏒6=20（㏒2+㏒3）=6+9.5=15.5dB

其实分贝（dB ）用的很广，它就是度量两个相同单位数量比例的单位。其不仅用与声

学，也用于电学。

6、超声波倾斜入射到平界面上的反射、折射和波形转换

当超声波倾斜入射到异质界面时，除了产生与入射波相同类型的反射波和折射波以外，

还会产生与入射波不同类型的反射波和折射波，这种现象称为波形转换，波形转换现

象只发生在斜入射场合，而且与界面两侧介质状态有关。超声波在介质中传播的方向，

通常用波的传播方向与界面法线间的夹角来描述入射波方向与法线间的夹角，称为入

射角常用α表示。反射波与界面法线的夹角称为反射角，常用γ表示。折射波与界

面法线的夹角称为折射角，用β表示。

反射定理与入射定理本处不详细讲了，有兴致的可以参阅相关资料。

7、盲区

盲区是探测面附近不能探出的区域，以探测面到能够探出缺陷的最小距离表示，盲区

是衡量仪器和探头组合探测近表面缺陷的能力的尺度。盲区小，可探测示离探测面较

近表面的缺陷，反之，只能探测离探测面较远的缺陷。影响盲区的主要因素有反射强

度、波长、频率、始波宽度、放大器恢复时间、探头晶片尺寸、探头阻尼特性等。

二、装备

整个超声波装备应包括下列要素：

1、仪器 超声仪器应能产生、接收和放大高频电脉冲，其频率和能量水平足以用来

进行有效的检测和提供合适的读示方式。目前常用的A 型脉冲反射式超声波探伤仪主

要有以下几个部分组成

（1）同步电路

同步电路又称为触发电路，由其产生电脉冲，触发探伤仪其他电路（扫描电路、

发射电路等）使之布调一致，有条不紊地工作。它是整个探伤仪的中枢。

（2）扫描电路

扫描电路又称为时基电路，用来产生锯齿波电压，加在示波管水平偏转板上，使

示波管荧光屏的光点沿水平方向作等速移动，产生一条水平扫描线（即时基线）。确定

缺陷位置离不开对距离的测定，而探伤仪对距离的测定是再通过对时间和速度的测定

来反映的。探伤时，应根据被探测工件的深度范围选择适当的深度档级，使刻度板水

平轴上的每一格代表一定的距离。

（3）发射电路

发射电路利用闸流管或者可控硅的开关特性，产生几百至上千伏的电脉冲。电脉

冲加于发射探头，激励压电晶片振动，使之发射超声波。

（4）接收电路

接收电路由衰减器、射频放大器、检波器和视频放大器等组成，它将来自探头的

电信号进行放大、检波，最后加至示波管的垂直偏转板上，并在荧光屏上显示。

(5)显示电路

显示电路主要由示波管及外围电路组成，示波管主要用来显示探伤图形，示波管由电

子枪、偏转系统和荧光屏等三部分组成。电子枪发射的聚束电子以很高的速度轰击荧

光屏时，使荧光物质发光，在荧光屏上显形。

(6)电源

电源的作用是给探伤仪各部分提供适当的电源，使整机电路工作。携带式探伤仪多用

蓄电池供电。

2、探头

这是超声波探伤装置中虽小但作用相当重要的一个要素，通过探头以一定频率和探测

缺陷必须的能量水平向被探测工件发射超声波并接收反射回来的超声波。也就是将超

声波在仪器和工件之间传递的重要元件。

（1）探头的工作原理

探头的核心部分是压电晶片，压电晶片由压电晶体制成，压电晶体受到拉力或者压力

而产生变形时，在晶体界面上出现电荷，而在电场的作用下，压电晶体发生弹性变形。

以上现象称为压电效应。超声波探头就是利用了压电效应，当探伤仪发射电路产生高

频电脉冲加于探头时，激励压电晶片发生了高频振动，产生超声波。相反当超声波传

至探头而使晶片发生高频振动时，晶片便产生高频电振荡，送至探伤仪放大电路，经

过放大和检波，在示波管上显示出波形。

（2）探头的种类

探头的种类很多，分类方法各异，这里主要介绍根据探伤波型不同的探头分类。以纵

波进行探伤的为纵波探伤，也称为直探头或平探头; 以横波进行探伤为横波探头也称为

斜探头或斜角探头。

（3）探头的选择

探伤前应根据被探测对象的形状、可能存在的缺陷、部位、方向、衰减、技术要求来

选择探头，探头的选择包括探头的形式、频率、晶片尺寸和斜探头K 值的选择。

（1）探头型式的选择

纵波探头也称为直探头只能发射和接受纵波，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、钢板中夹层、折叠等缺陷。

斜探头是通过波形转换来实施横波探伤的，主要用于探测与探测面垂直或成一定角

度的缺陷。如焊缝中的未焊透、夹渣、裂纹、未熔合等。

（2）探头频率的选择

超声波探伤频率在0.5—10MHz 之间，选择范围大。一般选择频率时应考虑以下

因素。

（a ）由于波德绕射，使超声波的灵敏度约为λ/2（λ为波长），因此提高频率有利

于发现更小的缺陷。

（b ）频率高、脉冲宽度小、分辨率高，有利于区分相邻缺陷。

（c ）频率高、波长短，近场区长度大，对探伤不利。

（d ）频率高、波长短，半径扩散角小，声束指向性好，能量集中，有利于发现缺陷并

对缺陷定位。

（e ）频率增加，衰减急剧增加。

由于以上分析可知，频率的高低对探伤有较大的影响，频率高，灵敏度和分辨率高，

指向性好对探伤有利。但频率高近场区长度大，衰减大又对探伤不利，实际探伤时要

全面分析各方面因素，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。

（4）探头晶片尺寸的选择

选择晶片尺寸一般考虑以下因素：

（a ）晶片尺寸增加，半扩散角减小，波束指向性好，超声波能量集中，对探伤有利。

（b ）由N=D2/4λ晶片尺寸增加，近场区长度迅速增加，对探伤不利。

（c ）晶片尺寸大，辐射超声波能量大，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，远距离扫查范围和远距离缺陷检

示能力有较大的影响。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，为了提高定位定量精度宜选用小晶片探头。探伤表面曲率较大

时，为了减少耦合损失宜选用小晶片探头。

（d ）K 值的选择（K 值为分析射波与法线夹角的正切值）

在横波探伤中，探头K 值对探伤灵敏度，声束轴线方向，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，以便发现深度较大处的缺陷。

(3)探头型号

（a ）探头型号的组成项目

探头型号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

基本频率：用阿拉伯数字表示，单位为MHz 。

晶片材料：用化学元素缩写符号表示，见表1

晶片尺寸：用阿拉伯数字表示，单位为mm 。其中圆晶片用直径表示; 方晶片用长*宽表

示；分割探头晶片用分割前的尺寸表示。

表1

探头种类：用汉语拼音缩写字母表示，见表

2。直探头也可以不标出。

表2

探头特征：斜探头钢中折射角正切值（K 值）用阿拉伯数字表示。钢中折射角用阿拉伯

数字表示，单位为度。分割探头钢中声束交流区深度用阿拉伯数字表示，单位为mm 。

水浸探头水中焦距用阿拉伯数字表示，单位为mm 。DJ 表示点聚焦XJ 表示线聚焦。

3耦合剂

在接触法探伤中，探头与工件接触方法有两种，固态接触和液态接触。固态接触就是

探头与工件直接地足够紧密地接触，以实现声能传递，探头与工件表面如有较多的气

隙，必然会极大地阻止声能传递。因此要实现固态接触，探头接触面及工件表面均应

十分光滑，并需施加较大的压力，以期达到紧密配合的程度。但这在实际探伤工作中

往往是不易实现的。更为有效、方便和常用的方法是借助探头和工件之间涂敷一种液

体，排除空气间隙，以实现声能的传递，这就是液态接触，这层液体称为耦合剂，耦

合的好坏，在超声波检测中具有重要影响。

4试块

在采用A 型显示脉冲反射法对工件进行超声波探伤时，缺陷在工件内的深度是通过测

量缺陷回波在时基线上的位置来确定的，而对缺陷尺寸的评定往往以其回波高度测量

为依据。在实际检测中用已知量进行比较的方法来进行，即以试块作比较测量。试块

有各种已知的特性，如尺寸，声性能等，并有某些尺寸已知的人工缺陷如孔、槽等。

由于目前A 型超声波探测仪的性能不足以单独记录探伤灵敏度及其他相关的测试条件，

这就给定量检测缺陷及以后验证带来困难。这些问题只有借助试块才能解决。所以试

块在超声波探伤中占有很重要的地位。

试块可分为标准试块和对比试块两种。标准试块指的是材质、形状、尺寸及性能等

由国际标准组织（如国际焊接学会等）讨论通过的或是由某个国家的权威机构讨论通

过的试块，前者称为国际标准试块，后者称为国家标准试块。对比试块指的是检查特

定工件的试块，可用来调整探伤仪的参考灵敏度，调整检测范围，比较缺陷大小，对

比试块应用与被检测工件材质相同或相似的材料制作。当对比试块的尺寸要求等与标

准试块相同时，也可将标准试块用作对比试块。

a 、国际标准试块

国际标准试块IIW 国际焊接学会试块。IIW 试块是荷兰人在1955年首先提出，1958年

国际焊接学会通过的标准试块。

IIW 试块用低碳钢制作，主要用途有

（a ）检验超声波探伤仪时间基线线性及垂直偏转线性

（b ）调整检测范围

（c ）测定纵波远距离分辨力

（d ）测定斜探头的入射点，在钢工件中的折射角及声束的指向性

（e ）估计盲区大小

（f ）调整探伤灵敏度

b 、国内标准试块

我国行业标准试块JB/T4730-2005规定（JB1152-81）CSK-1A 该试块与IIW 相似，该

试块对IIW 试块作了三处修改：一是将R100圆柱面改为R50、R100阶梯圆柱面; 二是

将￠50孔改为￠40、￠44、￠50台阶孔，借以测定斜探头的分辨力；三是将折角改为

K 值，借以测定斜探头K 值。（折射角的正切值）

CSK-ⅡA 试块 JB/T4730-2005规定（JB1152-81）

CSK-ⅢA 试块 JB/T4730-2005规定（JB1152-81）

以上两种试块的用途

（a ）绘制距离---波幅曲线

（b ）调探测范围和扫描速度

（c ）调节和校验探伤灵敏度

（d ）测定斜探头K 值

国标GB11345-89附录A 规定的试块CSK-ZB ，

11

该试块在CSK-IA 的基础上增加了测试探头角度的刻度面。另外GB11345-89附录B 还

规定了对比试块RB-1、

RB-2

它们分别与CSK-Ⅱ和CSK-Ⅲ相似，只是由于美、英、苏、日、法和德国已采用横通孔

作为对比试块的标准反射体，所以GB11345-89选用较通用的￠3的横孔作为对比试块

的标准反射体。

距离—波幅曲线的绘制与应用

缺陷的波高与缺陷的大小、距离有关，大小相同的缺陷由于声程不同，回波高度也不

同，描述某一确定的反射体回波高度随距离变化的关系曲线称为距离—波幅曲线。

1、距离波幅曲线的绘制

12

距离—波幅曲线由定量线、判废线和测长线组成，测长线和定量线之间称为Ⅰ区，定

量线与判废线之间称为Ⅱ区，判废线以上称为Ⅲ区。JB/T4730-2005规定的不同板厚范

围的距离—波幅曲线的灵敏度。见下表：

距离—波幅曲线横坐标为距离单位mm ，纵坐标是波幅单位用dB 值表示。下面以CSK —

ⅢA 试块为例介绍距离—波幅曲线的绘制方法。设板厚T=30mm

（1）测定探头的入射点和K 值，并根据板厚按深度1：1调节；

（2）探头置CSK —ⅢA 试块上，衰减48dB （假定），调增益使深度为10mm 的￠1*6孔

的最高回波达到基准50％高，记下这时衰减器读数（dB ）和孔深，然后分别探测不同

深度的￠1*6孔，增益不动，用衰减器将各孔德最高回波调至50％高，记下相应的dB

值和孔深填入下表，并根据t=30mm算出定量线、判废线和测长线对应的dB 值填入下

表。

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(3)利用表中所列数据以孔深为横坐标，以dB 值为纵坐标，在坐标纸上描点绘出定量

线、判废线和测长线，标出Ⅰ区、Ⅱ区和Ⅲ区，并注明所用探头的频率、晶片尺寸和K

值。

2距离—波幅曲线的应用

(1)了解反射波高和距离之间的对应关系

(2)现场探伤中采用便携式试块可用它来校正灵敏度，这就减少了试块的数量，简化操

作步骤，节约时间

(3)用来比较缺陷的大小

例 缺陷1#深度H1=20mm当量为50dB ，缺陷2#深度H2=50mm当量为45dB ，查上表深度

20mm 处￠1*6标准反射当量为49 dB ，所以缺陷1#当量可表示为为￠1*6+1dB，查上表

深度50mm 处￠1*6标准反射当量为41 dB ，所以缺陷2#当量可表示为为￠1*6+4dB，经

过变换这两个缺陷当量的表示就排除了深度的影响因素，这样它们之间就可以比较

为￠1*6+4Db(2#缺陷当量)-[ ￠1*6+2dB（1#缺陷当量）]=2dB。

所以2#缺陷的当量缺陷尺寸大于1#缺陷的当量尺寸。

(4)对缺陷进行定量

例探80mm 板厚的焊缝，作出的距离—波幅曲线如下表（耦合剂补偿3dB 已加入）

从表中查得80mm 处￠1*6标准反射体dB 值为19 dB ，测长线灵敏度为￠1*6-6 dB 就是

19-6=13 dB，如果耦合补偿为3 dB，探测灵敏度为可取10 dB。

如果在40mm 处发现一个缺陷，用衰减器把缺陷反射波降到基准波高，这时衰减器读数

为27dB ，由上表查出40mm 深￠1*6标准反射体dB 值31dB ，定量线灵敏度为￠1*6-3dB

即31-3=28dB，27dB ＜28dB ，该缺陷当量在定量线以下，不必测长。

(5)调整灵敏度

8-46mm板厚的焊缝，用两倍板厚的声程处来选取灵敏度。例如20mm 厚的板（定量线￠

1*6-3dB，评定线￠1*6-9dB），2*20mm=40mm。选用40mm 的孔深￠1*6-9dB来作为探伤

灵敏度。如果考虑表面耦合剂损失3dB ，灵敏度为￠1*6-12dB.由上表查得40mm 深的反

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射体反射当量为31dB ，实际探伤灵敏度为31-12=19dB。

四、缺陷的定量评定方法

缺陷的定量方法有多种，这里只介绍对焊缝进行的横波探伤中常用的两种方法。

1、当量法

对于小于声束截面的缺陷可用当量法评定其大小。所谓当量法就是将所发现的缺陷与

对比试块中一定的规则形状的人工反射体在同样的探测条件下相比较；如果两者的埋

藏深度相同，而所发现的反射波与人工反射体的反射波高又相同，则该人工反射体的

反射面尺寸称为发现缺陷的当量尺寸。由于影响缺陷回波幅度的因素很多，当量法确

定的当量尺寸并不能代表缺陷的真实尺寸，当量尺寸小的缺陷实际尺寸不一定小，不

过当量尺寸大的缺陷其实际面积却一定大。此外，当缺陷反射面大于声束截面时，当

量法也无法运用的。

2、测长法

当缺陷的尺寸大于声束截面时，对于有一定长度条状缺陷或连续性缺陷。例如条形夹

渣、未焊透、裂纹、未熔合等。这些缺陷只用反射波高，即缺陷当量来表示显然是不

够的，还需要测量它的长度。常用的测量方法有半波高度法（6dB 法）和端点半波高度

法。测出的长度称为缺陷的指示长度。

（1） 半波高度法

当缺陷波高位于定量线上及Ⅱ区，且只有一个高点时，用半波高度法测定缺陷指示长

度。先找到缺陷波高的最大值，然后探头左右移动，当波高降低到原来的一半（6dB ）

时，探头左右位置之间的距离定为缺陷的指示长度。

（2） 端点半波高度法

当缺陷反射波有多个峰值时，端部反射波高在定量线上及Ⅱ区时用半波高度法测其指

示长度。端点半波高度法是指在找到靠近缺陷两端的最大波高后，探头再分别向左右

移动，当波高降低6dB 时，探头左右之间的距离定为缺陷的指示长度。

五、缺陷的定位

这里介绍对焊缝进行横波探伤时较常用的缺陷定位方法

1、按深度调节扫描速度

按深度调节扫描速度时，仪器按深度1：n 调节横波扫描速度，缺陷的水平刻度为τ，

采用K 值斜探头探伤，一次波探伤时缺陷在工件的水平距离L 和深度d

L=knτ d=nτ

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二次波探伤时，缺陷在工件中的水平距离L 和深度d

L=knτ d=2T(板厚)- nτ

例如用K1.5横波斜探头探伤厚度T=30mm的钢板焊缝，仪器按深度1：1调节横波扫描

速度，探伤中在水平刻度40处示现一缺陷波，求此缺陷的位置

由于T<><>

为:

L=Knτ=1.5*1*40=60(mm), d=2T-nτ=2*30-1*40=20(mm)

2、按水平速度调节扫描速度

按水平速度调节扫描速度时，仪器按水平距离1：n 调节横波扫描速度，缺陷波德水平

刻度为τ，采用K 值斜探头探伤，一次波探伤时缺陷在工件的水平距离L 和深度d

L=nτ d=L/K=nτ/K

二次波探伤时，缺陷在工件中的水平距离L 和深度d

L=nτ d=2T-（L/K）=2T-(nτ/K)

例如用K2横波斜探头探伤厚度T=15mm的钢板焊缝，仪器按水平1：1调节横波扫描速

度，探伤中在水平刻度45处示现一缺陷，求此缺陷的位置。

由于KT=2*15=30, 2KT=60,KT<><>

么缺陷在工件中的水平距离L 和深度d 为

L=1*45=45mm d=2T-（L/K）=2T-(nτ/K)=2*15-(1*45/2)=7.5mm

六、曲面探伤

曲面探伤技术问题较多，随着扫查面曲率半径的减小，探头与工件表面的耦合间隙加

大，探头的折射角与入射点都会相应地改变，探伤灵敏度也会受到影响。如何划分平

面与曲面探伤的界线，各国标准的提法存在差异。美国ASME 和日本JIS 规定扫查面曲

率半径小于等于250mm 按曲面探伤处理。西德DIN 和国际焊接学会IIW 推荐的焊缝超

声波探伤手册提出R ≤W 2/4按曲面探伤处理。式中R 为扫查面的曲率半径，W 为探头接

触面宽度（焊缝检验时为探头宽度，纵焊缝检验为探头长度）。我国标准采纳R ≤W 2/4

的划分方法。

探伤面曲率半径R ≤W /4时，探头接触面应磨成与工件曲面相吻合，距离波幅曲线

的绘制应在曲面对比试块上进行，试块应满足

b ≥2λS/D0

式中：b---试块的宽度

16 2

λ---声波波长

S---声程

D 0-----声源有效直径

环缝检测时，对比试块的曲率半径应为检测面曲率半径的0.9—1.5倍。

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范文五：超声波探伤

超声波探伤规程

1 主题内容与适用范围

本规程规定了超声波探伤时应遵守的一般规则。

本规程适用于单晶片探头接触式超声纵波、横波、表面波和板波探伤方法,以及 液浸式超声纵波直射探伤方法。

2 术语

2.1 AVG曲线

把垂直于超声波声束的圆形平面缺陷当作反射源,对应反射源各种大小,在正交 坐标的横轴上表示晶片到反射源的距离,并在纵轴上显示出相对反射高度,通常 以缺陷波高与无缺陷部位底波高度 之比 的 分贝数 表示, 称为 AVG 曲线。

2.2 距离 — 波 幅 曲线

在 使 用一定的 频率 和晶片直 径 及规定的探伤 灵敏 度 下 , 测得某个 反射 体 在 不同 距 离时, 产生 的 回 波高度 变化所构成 的曲线 称为 距离 — 波 幅 曲线。

2.3 6dB法

将最 大 回 波高度 降低 一 半(6dB ) 的 测量 方法, 称为 6dB 法。

2.4 K值

斜 探头 折 射 角 的正 切值 , 称为 K 值 。

2.5 水层 距离

液浸探伤时,探头离探伤面 之间 的 水层厚 度, 称为水层 距离。

3 探伤 人员

3.1 探伤 人员须经过 超声波探伤 培训 ,并 取得 超声波探伤 Ⅰ级 以上 资格证书 。

3.2 探伤 人员必须掌握 本规程 所 规定的 要求 及内容

3.3 探伤时应 由二名或二名 以上 工 作 人员进行工 作。

4 探伤 设备

4.1 探伤 仪 的主 要性能指 标, 即灵敏 度、 动态 、范围、 水 平线 性 、垂直线 性 、 信躁比 、 分辨率 、 盲区均 应 符 合国家 标 准 ZBY230-84《 A 型脉冲 反射超声波探伤 通用 技 术 条 件 》 。

4.2 探头 性能 应 符 合国家 标 准 ZBY231-84《 超声波探伤用探头 性能测试 方法 》 。 4.3 试 块

4.3.1 标 准 试 块 (校准 试 块 )

用于探伤 系统 的 性能测试或灵敏 度 调整 , 其材质 和 尺寸 应 符 合有关 标 准 的规定。 4.3.2 对 比试 块 (参考 试 块 )

用于 调整 探伤 系统 的 灵敏 度 或比 较 缺陷大小, 一般 采 用与 被检材料 声 学 性能 和表 面 状 态 相 同或 类似 的 材料制 成 , 其材质 与形 状 须 与 被检 工件 情况 相 同 。

5 被检 工件

5.1 探伤面的 选择

应 根据被检 工件 的 加 工工 艺 , 选择 最 可 能 发现 缺陷的探伤面, 其 表面 不 应 有松散 的 锈皮 、 飞溅物 及 附着 的 异物; 对于 铸 、 锻 件 的 不 平表面、 粗加 工 面、 热处理后 的 粗糙 表面 等 ,应 采 用 机械加 工或 其它 方法 修整 。

5.2 粗糙 度

对于接触法, 工件 表面 粗糙 度应 不 大于 6.3μm , 对于液浸法, 应 不 大于 12.5μm 。 6 耦合 的 选择

检 测 时 可采 用接触法 或 液浸法

6.1 接触法

6.1.1 耦合剂可采 用 机油 、 变 压器油 、 水 、 浆糊等 , 调整 仪 器 、 校核 仪 器 和探伤 工件 , 必须使 用 同 样 的 耦合剂 。

6.1.2 为 获 得 稳 定的 耦合状 态 ,接触 压力 应 均 匀; 在曲面探伤时,直探头 可加弧 形接触 块; 斜 探头的 有机玻璃 斜 楔 与 工件 曲 率 应相 同 ,以 此来保 证 与探伤面的 最 佳 接触。

6.2 液浸法

6.2.1 耦合 液的液 体 通常 选 用 水 、 油 或 其它 的液 体 , 在液 槽 内的 水 一般应 放置 24小时以上, 使 其 吸收气 体 逸 出,并 可 在液 体 中 加 入 表面 活 性 剂 、 防 锈剂等 ,以 改 进使 用 性能 。

6.2.2 耦合 液距离一般 至少 为 被检 件厚 度的 1/3这 样 就 能 保 证 超声 脉冲 进 入 被检 物 表面时 第 二 次 水层 反射波 处 于 被检 件 第 一 次 底波 之 后 , 因而 不 会干扰 探伤波形 的 判断 。在 使 用对 比试 块 判 定缺陷大小时, 也 应 采 用 同 样 的液 层 距离, 但 在 采 用 薄 水层 耦合 时,作板 材 或 其它 平面 材料 探伤时,应 调整 水层厚 度, 使 其 底波 幅 度 或 次 数 达 最 大。

7 探头的 选择

7.1 频率 的 选择

由 于高 频 超声波 不 易穿透 粗 晶 材料 , 且 在 较粗 的平面上,高 频 超声 也 不 易 射 入 , 为 此 ,一般 来 说 , 选 用 频率 上 限 由 衰减 及 草 状 回 波 (信躁比) 决 定, 下 线 由 探伤 灵敏 度及 脉冲 宽 度和 指 向 性 决 定。

对于 焊 接、 锻 件 ,通常 采 用 1~5MHz 的 频率 。

对于 铸 件 、 粗 晶 材料 ,通常 采 用 1~2.5MHz 的 频率 。

7.2 选择 探头 尺寸 应 考 虑 的 因素

对于 近 距离和小直 径工件 , 可采 用 较 小晶片 尺寸; 反 之 ,对于 远 距离和大直 径工 件 ,则 采 用 较 大晶片 尺寸 。

7.3 探头种 类 的 选择

根据 工件 的 具 体 情况 和 技 术 条 件 来选择 不同 种 类 的探头, 如 直探头、 斜 探头 等 。 在 能 保 证产 品 质 量 的 前提 下 , 优先 选 用直探头。

8 探伤 灵敏 度

对于 不同 的 零 部 件 探伤,应 严 格 根据其 标 准 或 技 术 条 件 执 行 。 为 便 于 发现 缺陷, 允许 在 寻找 缺陷的 扫查中 使 用高于规定的 灵敏 度, 提 高的 灵敏 度 须 恰 当,在 发现 缺陷 之 后 所进行 的各 项 测量工 作, 必须 在规定的 灵敏 度 下进行 。

9 扫查

由工件 的 几何 形 状 和 可 能 存 在缺陷的方 向 、应用 要求 及探伤 经 济效果 等 因素 , 决 定 全 面 扫查 或间 歇扫查 方式。 扫查又 可 分为 自 动 扫查 和 手 工 扫查 , 在 全 面 扫查中 , 探头的 轨迹 应 保 证 在一定的 灵敏 度 下进行 达 100%的 覆盖 率 。 自 动 扫查 时应 注意 探 头和 工件 的 耦合情况 ,以 确 保 均 匀 的 扫查 灵敏 度 ; 手 工 扫查 时, 扫查速 度 不 大于 150mm/s。 间 隙扫查 ,应 根据 要求 发现 缺陷的面 积 和形 状来 决 定 扫查 距离。 10 缺陷的 评 定

10.1 缺陷位 置 的 确 定

a. 对于接触法, 选择 水 平距离定位。 深 度定位 或 声程定位 中 的一种方式。在声 学 性能 与 受 检 工件 相 同 而几何 形 状 已知 的 材料 上对时 间 扫描 线 进行 校准后 , 缺陷 的位 置 即 可 从荧光屏 的 水 平 分 度 刻 板直接 读 出。

b. 对于液浸法,在探头垂直 受 检 工件 表面,并 获 得 缺陷 最 大反射波高时,上表

面反射波与缺陷反射波 间 的距离 可 与上、 下 表面反射波 间 的距离 比 较 ,以 确 定缺 陷 埋藏 深 度与 总 厚 度 之比 。 所 以,在 测量 总 厚 度 后 , 即 可 算 出缺陷的 实际埋藏 深 度。

10.2 缺陷大小的 确 定

10.2.1 缺陷 回 波用当 量 直 径 来 表示时,一般 可 用 下 列 方法 :

a. 根据 回 波高度与 工件 无缺陷部 分 底波高度 之比 , 从 AVG 曲线 图 中查 出缺陷的 当 量 大小。

b. 根据 缺陷 回 波高度与用 试 块 法 取得 的距离 — 波 幅 曲线上相应高度 之比 的 dB 值 , 按 波高与缺陷面 积 成比 例 的 关系可 得 出缺陷当 量 , 但 需 进行试 块 与 工件 表面 粗糙 度与 材质 不同 引起 的 衰减 修 正。

10.2.2 对于大于声束直 径 的缺陷和 长 条 形缺陷 可 用 6dB 法 测 定 其 范围和 长 度。 10.3 缺陷 性 质 的 确 定

10.3.1 分 析 缺陷 性 质 应 考 虑 的 几 个 问 题

a. 了 解 被检 工件 的 材料 及 加 工工 艺 。

b. 根据 缺陷的大小 来 估计 缺陷 性 质 。

c. 根据 缺陷的位 置来 估计 缺陷 性 质 。

d. 根据 反射 脉冲 特点 及形 状来 估计 缺陷 性 质 。

10.3.2 几 种常 见 的缺陷

a. 裂纹:内 含 气 体 , 有 一定方 向 性 ,并 呈长 条 线形 分 布 ; 因 此 ,反射 脉冲 明 显、 尖锐 、 猛烈 。

b. 气 孔:内 含 气 体 ,反射 脉冲 与 裂纹 相 似; 但 探头 稍移 动 ,反射波 立 即 消失 。

c. 缩孔:内 含 气 体 ,反射面 较 大,当 其有 效 反射面大于声束 扩 散 角 时,无底波

反射 ;其 反射波 明 显、 尖锐 、 猛烈 。

d. 夹渣:内 含 少 量 气 体 的 非金属夹杂 物 , 其 反射波 介 于 明 显、 尖锐 、 猛烈 与 迟 钝 、 缓慢 、 矮 小 之间 。

e. 疏 松 :其 为 铸 件 中 较 小 缩孔 的 聚集 , 多 出 现 在 浇 铸 口 ,大 多 数 情况 下 无底波 反射, 也 无缺陷波反射。

f. 白点:其 为 钢 件 中 一种 微细 内部 裂纹 ,内 含氢 气 , 故 反射波 明 显、 尖锐 ,探 头 稍移 动 ,反射波 立 即 消失 。

g. 未 焊透 :其 为 焊 缝 中 的一种缺陷, 此 缺陷 较 为 规则,反射面 光 滑 、单 钝 , 因 而 ,反射波 明 显、 尖锐 、 陡峭 。

11 检 查 报告

检 查 报告 应 包括 下 列 内容 :

a. 工件名称 、 图号 、 材料 、 热处理状 态 。

b. 工件 编号 、 炉号 、探伤部位、表面 状 态 。

c. 采 用的标 准 式 技 术 条 件 。

d. 探伤 条 件 包括:探伤 仪 型 号 、探头 类 别 、晶片 尺寸 、 频率 、 使 用的标 准 试 块 、 灵敏 度 调整 方法、 扫描 方法及 耦合剂等 。

e. 表面探伤面 尺寸 的 工件 草 图 、缺陷位 置 、大小及 其它有 必要 说 明 的 情况 及 底波 衰减 状 态 等 探伤 结 果 。

f. 探伤 者姓 名 、 资格 等 级 、 证 号 、探伤 日期 等 。

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