【正文】 ? 由 ? 及 ? 即入射角 α=61176。 反射： ? 特定反射。 ? 根據(jù)多次底波情況： ? 鋼板中重皮處多次反射消失，無(wú)缺陷處多次反射清晰可見(jiàn)。 ? 探測(cè)時(shí)探頭和缺陷相對(duì)移動(dòng)，移動(dòng)方式為：平移、前后移、環(huán)繞缺陷、轉(zhuǎn)動(dòng)等。 ? 在熔合線附近，如連續(xù)或間斷為坡口邊緣未熔合等。 ? 缺陷密集程度：在熒光屏掃描線某一范圍內(nèi)連續(xù)出現(xiàn)一系列簇狀缺陷，在不同方向探測(cè)缺陷回波情況差不多。 ? 焊縫：產(chǎn)生氣孔、夾渣、未焊透、未熔合等。 ? 3. 工件幾何形狀和尺寸（曲率變化要補(bǔ)償） ? 4. 缺陷的影響 ? 缺陷的形狀，方位與入射波夾角等，指向性（回波指向性），表面粗糙度，性質(zhì)，位置（在近場(chǎng)或遠(yuǎn)場(chǎng)等）等。 ? ③定位方法不當(dāng)：曲面工件未修正等。 ? 工件溫度下降 K值變小。壓力應(yīng)力聲速增加，拉應(yīng)力聲速減小每 1kg/mm2引起 %。 第八節(jié) 影響缺陷定位、定量的主要因素 ? 一、影響缺陷定位的主要因素： ：水平線性、水平刻度精度。用計(jì)算法得到。2hbtg ??? 六、相對(duì)靈敏度 10dB法 ? 先用一次波找到缺陷最高波，再前后移動(dòng)探頭，確定探頭在探測(cè)面上的位置 A和 B，再根據(jù)位置 A、 B的聲程 X X2和探頭 K值，確定缺陷高度： h。 K=1時(shí)完全正確。 ? ④只能檢測(cè)厚工件中垂直于表面的大缺陷，（如窄間隙厚焊縫電渣焊縫中未焊透）。用此法可測(cè)量單面焊未焊透高度。） ? 四、橫波端角反射法 ? 橫波射到下表面開(kāi)口缺陷（根部未焊透，下表面裂紋等）回波高 h與波長(zhǎng) λ以及探頭 K值有關(guān)。則調(diào)節(jié)時(shí)，只要在 40mm處探直角棱邊使回波調(diào)到基準(zhǔn)波高（如 50%），再提高21dB，靈敏度就調(diào)好了。再將探頭后移至離棱邊 65mm，將棱邊波 B2調(diào)在 。 ? ② 當(dāng)裂紋內(nèi)有油、或水時(shí)，裂紋表面粗糙時(shí)及下端裂太尖時(shí)，裂紋尖端 B回波可能不出現(xiàn)。然后移至裂紋兩側(cè)，相同間距 a，記錄表面波通過(guò)裂紋回傳位置。 ? 當(dāng)比例為 1:1時(shí)， h= TBTA ? （當(dāng)板厚 T不是很大時(shí)，在裂紋尖端產(chǎn)生變型橫波 S）則橫波 S傳到底面任反回，熒光屏上出現(xiàn) S反回波TS則裂紋深度。對(duì)于自然裂紋不知多長(zhǎng)，多深時(shí)，光憑波高高度，就斷定深度大是依據(jù)不足的。 槽長(zhǎng)一定時(shí)，深度在 ~2λ范圍內(nèi)時(shí)隨深度增加而表面波反射波增高。 ? ： ? 材料厚度大于 2λ時(shí)，材料厚度對(duì)表面波傳無(wú)影響。 ? 如圖：表面波在 A、 B反射間還有 ? S變型橫波到底面的反射，波型為： S 表面波RACSB在C 處產(chǎn)生變形橫波S 的反射圖4 5T ASB③ 棱邊曲率半徑 R5λ時(shí)，表面波幾乎全部跨越傳播，無(wú)反射；棱 ? 邊曲率半徑 Rλ時(shí)，反射信號(hào)最大。 之后，反射逐漸降低；大于 170176。） ? （即大于 N） ? （三） 表面波的傳播特性 ? 1. 對(duì)表面柱孔和近表面橫孔隨孔徑增大反射率增加，頻率越高，反射率增大越快。 較好。 ? 2. 利用縱波斜入射到工件表面產(chǎn)生表面波。 ，深度 δ=，質(zhì)點(diǎn)不作水平方向振動(dòng)（在此深度 ? 上有缺陷將不會(huì)引起反射，也就是檢測(cè)不出）。 ? 只適用：表面開(kāi)口缺陷 ? 缺陷深度小于 2λ的情況。 ? ⑤ 用 20dB法時(shí)應(yīng)考慮聲場(chǎng)修正。 ? 對(duì)裂紋、未熔合、條形夾渣等宜用10~12dB法。 ? 關(guān)鍵：尋找端點(diǎn)峰值位置。 ? ② 缺陷長(zhǎng)度（指示長(zhǎng)度）與缺陷波高和所規(guī)定的測(cè)長(zhǎng)值位置有關(guān)，如缺陷波高只比規(guī)定測(cè)長(zhǎng)靈敏度高 3dB，即為 3dB測(cè)長(zhǎng)，一般將缺陷測(cè)短。 ? 關(guān)鍵：確定端部缺陷回波 峰值 （最高值），找到了缺陷端部峰值后，和 6dB法同樣操作。故指示長(zhǎng)度一般小于或等于實(shí)際長(zhǎng)度（此時(shí)所用 dB值即缺陷波最高波下降 dB值 ≤6dB時(shí)），當(dāng) dB6dB時(shí)，一般將缺陷測(cè)大，即指示長(zhǎng)度大于實(shí)際長(zhǎng)度。 ? 二、測(cè)長(zhǎng)法： ? 適用于缺陷尺寸大于聲束截面時(shí)的缺陷。 ? 如靈敏度為平底孔，題中要求求出長(zhǎng)橫孔當(dāng)量，這要互換。 2 X????????????????? ?? XXD 224??XDPO ??4*2? 計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮： ? ① 材質(zhì)衰減。?? 園柱曲面： PC= ? 凸面 r內(nèi)半徑 ? PC= ? 凹面 R外半徑。 ? 球孔： Xpp ??4 ? 一般實(shí)際缺陷總比所定的當(dāng)量值大 3~5倍，或更多。 ? 缺點(diǎn)：要做大量試塊，成本高。 ? 要求：① 加工一系列不同聲程，不同形狀（平底孔或橫孔），不同尺寸（直 ? 徑不同）試塊，將自然缺陷聲程與試塊上聲程相近的反射體比較。360??? ???????? ? RrSi nSi n /1? 一般： μ≤，則 μ條件，可求得： ? K= r/R ? K= r/R ? K= r/R ? 由上式可得到 ? μ和 T/D關(guān)系曲線 ? m和 T/D關(guān)系曲線 ? 實(shí)際應(yīng)用時(shí)可查圖，可求出缺陷靠近內(nèi)壁（一次）和外壁（二次）的水平跨距和缺陷位置。 ? 3. 最大探測(cè)壁厚 ? 探頭在筒體外表面探測(cè)時(shí)，主聲束與內(nèi)表面相切時(shí)筒體的壁厚即為最大探測(cè)壁厚 Tm。 ? R 為工件外半徑。 ? 定出：水平距離 Lf=nTf可直接在掃描線上讀出深度 df=nTf/K，二次波 ? df=2TnTf/K。 22???T 圖4 3 BA圖44? A △ dB =20lg +10lg ? B △ dB =20lg － 10lg ? 特點(diǎn)：①方便、不用試塊 ? ②不考慮表面補(bǔ)償 ? ③不考慮材質(zhì)衰減（底面缺陷和底波聲程相同） ? 方法：只要求出底波高與要求的檢測(cè)靈敏度反射法之間回波高度差。 ? ? 要求：① 工件底面和探測(cè)面平行。 ? 將探頭對(duì)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)試塊上人工缺陷探測(cè)使波高達(dá)到某基準(zhǔn)波高（如 50%高）， ? 再根據(jù)工件厚度、要求、調(diào)節(jié)衰減器達(dá)到要求的靈敏度，這方法要注意下到幾點(diǎn)： ? 試塊和工件材質(zhì)不同，衰減不同的補(bǔ)償。 ①聲程調(diào)節(jié)法常用于 直探頭 管座角焊縫 斜探頭 T型焊 ? 可用 IIW和 IIW2試塊法來(lái)調(diào)節(jié)。 第四節(jié) 探傷儀調(diào)節(jié) ? 一、掃描線比例調(diào)節(jié) ：以工件厚度聲程為基準(zhǔn)調(diào)節(jié)，一般將工件二次底波調(diào)節(jié) 10格。 ? 利用底波反射橫波耦合損耗測(cè)試實(shí)例： ? 用兩個(gè)相同規(guī)格斜探頭，作一發(fā)一收方式先在試塊上相對(duì)探測(cè)，分別測(cè)得兩探頭相距一跨距和二跨距時(shí)底面回波高 H1和 H2，在示波屏上作出 H1和 H2連線。 ? 當(dāng)工件曲率半徑 R與臨界曲率半徑 R0比較R/R0=1時(shí)，修正值 ， ? R/R0≥1時(shí)，可不修正，此時(shí)修正值為 以下，當(dāng) R/R01時(shí)要修正，可用實(shí)測(cè)修正。 6. 工件表面形狀影響 ? 平面工件耦合最好。則 d越大耦合越差。 ? 為使耦合層耦合效果好，由教材 ，則必須使 r≈0，此時(shí) t≈1，或 T= 達(dá)最大，即聲能從探頭全部透到工件，則由聲壓反射率表示式知， r≈0得 Sin ≈0，即d≈0或 d→0 ，但 d≠0，即工件表面越平整，耦合劑層厚 d越接近零，耦合越好。 2?4?? 此時(shí)相當(dāng)于鋼保護(hù)膜直探頭探測(cè)鋼件。 ? 二、影響聲耦合的主要因素 d： ? 在均勻介質(zhì)中： ? 最好： d=n ? ②聲阻抗大，應(yīng)盡量和被檢工件接近。 ? 實(shí)際耦合劑聲阻抗在 ~ 106公斤 /米 2，而鋼聲阻抗為 45 106公斤 /米 2。薄工件 K大些，厚工件 K可小些。發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)距離缺陷能力強(qiáng)。對(duì)粗晶材料如降低頻率，且減小晶片尺寸時(shí)，則聲束指向性變壞，不利于檢測(cè)遠(yuǎn)場(chǎng)缺陷，所以應(yīng)綜合考慮。 2?? 這對(duì)壓力容器檢測(cè)要求已能滿足。對(duì)定量要求高時(shí)，應(yīng)選擇垂直線性誤差小，衰減器精度高的儀器，對(duì) ? 大型工件或粗晶材料工件探傷，可選擇功率大，靈敏度余量高，信噪比高，低頻性能好的儀器。自 JB/T47302022《 承壓設(shè)備無(wú)損檢測(cè) 》 頒布后發(fā)現(xiàn)原補(bǔ)充教材涉及超聲檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)部分的相關(guān)內(nèi)容與 ? JB/T47302022《 承壓設(shè)備無(wú)損檢測(cè) 》 第 3部分超聲檢測(cè)中相應(yīng)規(guī)定不完全符合，為了更好地貫徹執(zhí)行 JB/T47302022《 承壓設(shè)備無(wú)損檢測(cè) 》 標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)原補(bǔ)充教材涉及 JB/T47302022《 承壓設(shè)備無(wú)損檢測(cè) 》 標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)內(nèi)容均按 JB/T47302022《 承壓設(shè)備無(wú)損檢測(cè) 》標(biāo)準(zhǔn)第 3部分超聲檢測(cè)規(guī)定內(nèi)容要求進(jìn)行了修改，現(xiàn)印刷的為修改版。 姚志忠 單位：三浦工業(yè)設(shè)備（蘇州）有限公司 地址：蘇州工業(yè)園區(qū)勝港街南前巷 8號(hào) 電話： 051288168333 13306261810 傳真： 051288168261 郵編： 215024 超聲波探傷方法與探傷工藝 《 超聲波探傷 》 補(bǔ)充教材 (修改版 ) 編寫：姚志忠 中國(guó)鍋爐壓力容器檢驗(yàn)協(xié)會(huì) 教育工作委員會(huì) 二 00六年四月 超聲波探傷方法與探傷工藝 (修改版 ) 編寫說(shuō)明 ? 根據(jù)鍋爐壓力容器壓力管道特種設(shè)備無(wú)損檢測(cè)人員 Ⅲ 級(jí)資格考核培訓(xùn)班組織委員會(huì)的安排，于 2022年 4月將將本人負(fù)責(zé)超聲波探傷方法和工藝講課部分的講稿編印成冊(cè)，作為Ⅲ 級(jí)人員超聲波探傷專業(yè)培訓(xùn)的補(bǔ)充教材。每章中的內(nèi)容和順序均與 《 超聲波探傷 》 教材全部對(duì)應(yīng)。 ，如對(duì)定位要求高時(shí)，應(yīng)選擇水平線性誤差小的儀器， ? 選擇數(shù)字式探傷儀更好。 ? 二、探頭選擇 ? 1. 型式選擇：原則為根據(jù)檢測(cè)對(duì)象和檢測(cè)目的決定： ? 如：焊縫 ——斜探頭 ? 鋼板、鑄件 ——直探頭 ? 鋼管、水浸板材 ——聚焦探頭（線、點(diǎn)聚集） ? 近表面缺陷 ——雙晶直探頭 ? 表面缺陷 ——表面波探頭 ? ? 2. 探頭頻率選擇 ? 超聲波檢測(cè)靈敏度一般是指檢測(cè)最小缺陷的能力，從統(tǒng)計(jì)規(guī)律發(fā)現(xiàn)當(dāng)缺陷大小為 ? 時(shí)，可穩(wěn)定地發(fā)現(xiàn)缺陷波，對(duì)鋼工件用~5MHZ， λ為：縱波 ~，橫波~，則縱波可穩(wěn)定檢測(cè)缺陷最小值為：~，橫波可穩(wěn)定檢測(cè)缺陷最小值為： ~。 ? 此外應(yīng)考慮檢測(cè)目的和檢測(cè)效果，如從發(fā)現(xiàn)最小缺陷能力方面，可提高頻率，但對(duì)大工件因聲程大頻率增加衰減急劇增加。鑄件、厚工件則晶片尺寸可大些， N大、 θ0小。 ? ②盡可能使檢測(cè)聲束與缺陷垂直，在條件許可時(shí)，盡量用 K大些的探頭。 ? 一、耦合劑 ——在工件與探頭之間表面，涂敷液體、排除空氣，實(shí)現(xiàn)聲能傳遞該液體即耦合劑。 ? 對(duì)耦合劑的要求： ? ①對(duì)工件表面和探頭表面有足夠浸潤(rùn)性，并既有流動(dòng)性，又有附著力強(qiáng)，且易清洗。 ? ⑤性能穩(wěn)定。 ? 最不好： d=（ 2n+1） ? 即四分之一波長(zhǎng)奇數(shù)倍時(shí)，聲壓透射率最低，反射率最高。 ? 如果再增加耦合層厚度，可以使界面波和工件多次反射波分得很開(kāi)，探傷圖 ? 形變得很清晰，如控制在底面回波在第二次界面回波前出現(xiàn)，對(duì)缺陷判斷有利（這是水浸探傷中的水層耦合原理）。表示工件表面光潔度越光越好，表面粗糙度越差。 ? 一般工件要求粗糙度 Ra= ? 一般液體耦合劑聲阻抗均比工件聲阻抗小，故對(duì)同一探測(cè)面（光潔度相工件 ? 材質(zhì)相同）聲阻抗越大的耦合劑耦合效果越好。 圖4 2? 則： R0=（ 1+Zt/Zm） ? f——頻率， D——晶片直徑， Zt——保護(hù)膜或斜透聲楔聲阻抗， ? Z0——耦合劑聲阻抗， Zm——工件聲阻抗，C0——耦合劑聲速。 ? 2. 補(bǔ)償 ? 將試塊上反射體回波高調(diào)至某高 h，再提高測(cè)得的 dB值，即為補(bǔ)償。 ? 當(dāng)試塊厚度小于工件時(shí)， h1位于 H1和 H2中間，當(dāng)試塊厚度大于工件時(shí)， H1位于 h1和 h2中間。根據(jù)工件厚和反射次數(shù)決定。 ? 二、探傷儀靈敏度調(diào)節(jié)