【正文】 ? 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，在不同方向探測缺陷回波情況差不多。 ? 探測時探頭和缺陷相對移動，移動方式為：平移、前后移、環(huán)繞缺陷、轉(zhuǎn)動等。 反射： ? 特定反射。 ? B1——L底波 ——————————聲程 d ? H1——L等邊三角形反射波 —————聲程 ? H2——LSL反射波 ———————聲程 。 ? 避免側(cè)壁干擾條件： ? 側(cè)壁反射波聲程與直接傳播聲程差大于 4λ。 ? 常見于鍛鋼中和厚鋼板中。 ②鋼板材質(zhì)晶粒度必須均勻，保證無缺陷處底面多次反射波次數(shù)的穩(wěn)定。 ? 水層厚 H和板厚 δ關(guān)系為： ? H= ， n為重合次數(shù)。 ? 疊加效應(yīng)： ? 當(dāng)缺陷比較小時，缺陷回波從第一次開始會隨著出現(xiàn)的二次、三次波高逐漸增高，幾次以后又逐漸降低，這是由于對同一個小缺陷會產(chǎn)生不同反射路徑且互相迭加后造成的一種波形動態(tài)現(xiàn)象，隨探頭移動有所變化。 ? 注意： a. 試塊鋼板與被探鋼材質(zhì)相近。最后記錄在報告上。 ? 缺陷分布有一定范圍，呈分散性。 ： ? ① 脫層（脫接）即母材和復(fù)合層未粘合牢。 ? 三、缺陷判別 ? 1. 兩種材料聲阻抗相近 ? 如不銹鋼 /碳鋼 ? （可從母材側(cè)探，也可從復(fù)合層側(cè)探） ? （當(dāng)完好時，界面無反射波） ? 2. 兩種材料聲阻抗相關(guān)較大，如鈦 /碳鋼。1lg20 2 ??2112 ZZ ZZ ??2323 ZZ ZZ ??? 如碳鋼和不銹鋼等界面回波 dB值為： ? 復(fù)合材料 界面波 /底波（比例） 界面波 /底波（分貝） ? 18~8不銹鋼 ? 鎳 ? 銅 ? 鈦 ? 鋁 ? 四、缺陷的測定與評級 ? 按 JB/T47302022標(biāo)準(zhǔn) 。 BLSi n??? ?? 并可得 （ CL——透聲楔中縱波速度，CP——板中板波相速度）。 ? 反射體： Ф1或 Ф2 豎通孔。 ? 指示長度測定：半波法或全波法。 ? 埋弧自動焊接管： ? 鋼板卷成螺旋形或加工成縱向接縫形式。 ? 表面劃傷是由加工時的導(dǎo)管和拉模的形狀不良以及燒傷等引起，翹皮、折迭是由園鋼表面夾入雜質(zhì)或有偏析或有非金屬夾渣物、裂紋缺陷，在穿孔時產(chǎn)生。 ? ③ 為避免由于缺陷取向等原因產(chǎn)生聲波反射呈現(xiàn)定向性而發(fā)生漏檢，應(yīng)從兩個相反方向各探一次。 ，槽深度 t分別為管壁厚度的 5%（ I級，≤t1mm）， 8%（ II級，≤t2mm）， 10%（ III級，≤t3mm），槽長均為 40mm，尖角槽可加工在管內(nèi)壁與外壁，且平行于管軸。 ? 頻率 ~5MHZ ? 試塊：檢測管子橫向缺陷的對比試塊應(yīng)選取與被檢鋼管規(guī)格相同、材質(zhì)、熱處理工藝 ? 相同或相似的鋼管，不得有影響人工缺陷顯示的缺陷，人工缺陷為 V形槽，角度為 60176。 ? 掃查探測： ? 探頭沿管軸線按螺旋線前進(jìn)掃查。 ? ③焦距選擇 ? 焦點落在與聲束軸線垂直的管子中心線上。 ? 3. 靈敏度與評定 ? 靈敏度調(diào)整時，一面用適當(dāng)速度轉(zhuǎn)動管子，一面將探頭慢慢偏心，使對比試樣管內(nèi)、外表面人工缺陷所產(chǎn)生的回波幅度均達(dá)到熒光屏滿刻度的 50%，以此作為基準(zhǔn)靈敏度如不能達(dá)到此要求，也可在內(nèi)、外槽設(shè)立不同波高的控制基準(zhǔn)，作為報警電平。當(dāng)缺陷 F較小時， F波與底波 B同時存在，當(dāng)缺陷 F較大時， B可能消失。 ? 2. 大口徑管周向探傷缺陷定位 ? 大口徑管周向探傷缺陷定位應(yīng)注意以下幾點： ? ① 考慮聲程修正和跨距修正，其方法與橫波外園探測筒體縱向缺陷方法。 ? 4. 進(jìn)行純橫波探傷條件： ? 入射角 α≥Sin1 ? CL1——第一介質(zhì)縱波聲速。 ? 管子探傷特點： ? 垂直于管軸 ? 1. 探測方向聲波入射方向二個： ? 與管成交角 ? 2. 管壁內(nèi)聲束在管內(nèi)外壁反射時引起聲能擴(kuò)散。 ? 檢測缺陷：與軸線垂直的徑向缺陷。評定按基準(zhǔn)靈敏度，發(fā)現(xiàn)缺陷波高 ≥基準(zhǔn)靈敏度波高時不合格。 ? 掃查方式：聲束沿管壁作螺旋線掃查。 ? 設(shè)橫波全聲程為 S。 ? ②內(nèi)外均有尖角槽，將內(nèi)表面槽波高調(diào)至熒光屏 80%，然后再將外表面槽的反射回波幅度點標(biāo)在熒光屏上作距幅曲線。 ? 記錄：缺陷回波幅 ≥基準(zhǔn)波高靈敏度的缺陷，不合格。 ? 試塊：檢測管子縱向缺陷的對比試塊應(yīng)選取與被檢鋼管的規(guī)格相同，材質(zhì)、熱處理工藝和表面狀況相同或相似的鋼管制備，對比試塊上不得有影響人工缺陷正常指示的自然缺陷。 ? 探傷前準(zhǔn)備：① 清理被探管材表面的氧化皮，銹蝕、油污。 ? 鋼管中的上述缺陷由下列原因產(chǎn)生： ? 縱裂紋是由加熱不良、熱處理加工不當(dāng)引起。 ? 焊接管：先將原材料卷成管形再焊接，大口徑管多用此焊接管。 ? 缺陷位置：① 可根據(jù)掃描線上缺陷波位置估算工件上位置。 ? 探頭：接觸式、水浸式或輪胎式單收發(fā)探頭。 第三節(jié) 電薄板超聲波探傷（板波探傷） ? 板波產(chǎn)生： ? 利用縱波斜入射至薄板，為提高效率。 ? 條件：不考慮材質(zhì)衰減與擴(kuò)散衰減： ? 底面全反射時： ? B（ dB） = ? = oroaPPPPSB//lg20lg20 1 ?rrrT 21lg20lg20 ??? 底面不是全反射（即存在第三介質(zhì)，底面反射率 r’） ? B（ dB） = ? = ? r= T=1r2 ? r’= rrTSB 39。 ? 掃查方式：類似于探中厚板的鋼板探傷。 第二節(jié) 復(fù)合材料超聲波探傷 ? 一、復(fù)合板材常見缺陷 ： ? 母材 ——炭鋼或低合金鋼或不銹鋼板 ? 復(fù)合層 ——不銹鋼、鈦及鈦合金、銅及銅合金，鋁及鋁合金，鎳及鎳合金等（加復(fù)合層目的：改進(jìn)和提高耐腐蝕性能）。（縮短聲波路程） ③ 白點 ? 波形尖銳活躍，重復(fù)性差，底波明顯降低，次數(shù)減少，移動探頭時回波起伏大，此起彼落，且在板厚方向?qū)ΨQ。 ? ： ? 深度位置測定：可直接從熒光屏上缺陷波與底波相對位置中測出。 ? ①階梯試塊法： ? δ≤20mm，將與工件等厚度的試塊底面第一次底波高 50%滿幅再提高 10dB?；虿捎孟輨┤コ龤馀?。 ? 在探傷儀熒光屏上將同時出現(xiàn)水層多次反射和鋼板底面多次反射波，如水層厚度控制不好會互相干擾，不利探傷。 ? 采用底波多次反射法探傷應(yīng)滿足下面三條件： ① 工件的探傷面與底面互相平行，確保產(chǎn)生多次反射。 ? 白點 ——存在于內(nèi)部 鋼中氫在加工過程來不及向外擴(kuò)散，在鋼板成型后，氫原子逐漸在鋼板中的微缺陷（如非金屬夾雜物）旁緩慢地以氫氣形式析出，造成氫裂紋。 ? 根據(jù)具體工件情況及橫波探傷時特定條件，要具體分析。 的很強(qiáng)的橫波反射。 第十節(jié) 非缺陷回波的判別 ? 一、遲到波 ? 條件：探頭在細(xì)長工件（板或棒）一端縱波探測，擴(kuò)散聲束縱波射到側(cè)壁產(chǎn)生變型橫波，再變成給縱波經(jīng)底面反回探頭引導(dǎo)成遲到波。 ? 各種缺陷內(nèi)部含的物質(zhì)不同，對入射的聲波吸收情況不同。 ? 形狀分為： ? 平面形缺陷：在不同探測面上探測這種缺陷，其回波高顯著不同，探測時聲束垂直于平面時回波很高，聲束平行于平面時回波很低，一般此類缺陷為裂紋、夾層類。 ? 探頭形式，晶片尺寸（影響 N大?。? ? 探頭 K偏差（往復(fù)透過率與入射角有關(guān)）。 ? ④ 工件邊界：靠工件邊界探測時，由于側(cè)壁干擾，使主聲束偏向，改變 K值。 ? ② 一定要找到裂紋端部最高回波。見書 P143，圖 。 ? ② 工件中有缺陷時，發(fā)射探頭發(fā)出的聲波通過工件底面反射至接收探頭。測量裂紋深度（開口裂紋） ? 裂紋深 h為 h= = ? 如用 K=1探頭，則 h= （實際測量時常用 K＝ 1斜探頭） ? l0——探頭前沿長度， a——探頭前沿至缺陷距離。 ? ④掃描速度調(diào)節(jié)： ? 為調(diào)節(jié)準(zhǔn)確，一般不用試塊（如試塊和工件材質(zhì)，表面完全相同也可以用試塊）。先在無缺陷處將探頭相對，相距 a mm。 ? 當(dāng)槽長增大超過聲場直徑時表面波反射波趨向最大，并保持此值不變。 ? 故傳播路徑上有油滴會產(chǎn)生反射，用油手拍打探頭前表面時，表面波會衰減掉。 ? 用 ~5MHZ頻率表面波，反射信號在棱角小于或等于 90176。 αR=62176。 ，介質(zhì)質(zhì)點只限于在傳播方向與垂直于表面的 ? 平面內(nèi)，其軌跡為橢圓。（標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定指示長度小于 10mm，以 5mm計）。 ? 3. 端點峰值法：一般將缺陷測少。常用 6dB（半波）、 12dB（波高）、 20dB（全波消失）。 ? ③ 用 AVG圖計算，可直接查得缺陷相對大小G，再乘探頭晶片尺寸 DS則可得缺陷尺 Df。rRP21 ? 基本公式：（各標(biāo)準(zhǔn)反射體回波聲壓） ? 大平底： 21 ? ③ 探測條件一致，儀器、探頭、靈敏度一致。 ? 當(dāng)探頭在外園探測時，設(shè)平板工件跨距 ? AH=2Ttgβ ? 工件上橫波一次波聲程 ? AG=式中 T——工件板厚， β——探頭折射角。nTf ? 深度： df= nTf ? 二次波： df=2T –nTf ? 四、橫波周向探測 ? 1. 外園周向探測 ? 離外表深度 H=R ? ? ? ?22 dRKd ??弧長 ⌒ L dRKd? = 180?Rtg1 ? 式中： d為掃描線上顯示的平板工件深度。 ? △ dB=20lg ? ③ 工件底面和探測面形狀不同。 ③ 深度法 ? CSKIA（利用 R100， R50） ? CSKIIIA、 IIA。則H1和 H2連線位于 h1和 h2連線上方，這是因為工件表面粗糙耦合差引起的結(jié)果，則此兩線高度差即為表面耦補(bǔ)償差 dB值。 ? 在實際工作中， T最大處聲壓透射率為平面接觸時，透射率一半時的曲率半徑 ? 為聲耦合臨界曲率半徑 R0。耦合效果越好。好象耦合層不存在。 ? 水銀耦合效果最好，聲阻抗為： 106kg/m2與鋼接近，但有毒、很貴，故不推薦。 ? 4. 斜探頭 K值選擇： ? 原則：①保證聲束掃到整個檢測斷面，對不同工件形狀要具體分析選擇。 ? 對晶粒較粗大的鑄件、奧氏體鋼等因會出現(xiàn)許多林狀反射，（由材料中聲阻抗有差異的微小界面作為反射面產(chǎn)生的反射），也和材料噪聲干擾缺陷檢測，故采用較低的~，主要是提高信噪比，減少晶粒反射。 ? 本補(bǔ)充教材編寫過程中得到中國鍋爐壓力容器檢驗協(xié)會教育工作委員會杜京社同志的支持與幫助，在此表示感謝！ ? 編寫者：姚志忠 ? 第四章 超聲波探傷方法和通用探傷技術(shù) ? 第一節(jié) 超聲波探傷方法概述 ? 超聲波探傷方法按波的類型可分為脈沖波法和連續(xù)波法，按探傷方法原理可分為反射法、穿透法和共振法，按波形可分為縱波法、橫波法、表面波法、板波法和爬波法，按耦合方式可分為直接接觸法和液浸法，按探頭個數(shù)可分為單探頭法、雙探頭法和多探頭法，現(xiàn)將各種探傷方法分類列于下圖 ： ? 超聲波探傷方法圖例 4