【正文】 此特引用當(dāng)量法；當(dāng)量法是指在同樣的探測(cè)條件下，當(dāng)自然缺陷回波與某人工規(guī)則反射體回波等高時(shí)，則該人工規(guī)則反射體的尺寸就是此自然缺陷的當(dāng)量尺寸。一． 超聲波探傷儀超聲波探傷儀的作用是產(chǎn)生電振蕩并加于換能器（探頭）上，激勵(lì)探頭發(fā)射超聲波，同時(shí)將探頭送回的電信號(hào)進(jìn)行放大，通過(guò)一定方式顯示出來(lái)，從而得到被探工件內(nèi)部有無(wú)缺陷及缺陷位置和大小等信息。下面介紹探頭的工作原理、主要性能及其及結(jié)構(gòu)。斜探頭可分為縱波斜探頭、橫波斜探頭和表面波斜探頭，常用的是橫波斜探頭。試塊和儀器、探頭一樣，是超聲波探傷中的重要工具。（1） 按試塊來(lái)歷分為：標(biāo)準(zhǔn)試塊和參考試塊。儀器水平線性的好壞直接影響測(cè)距精度，進(jìn)而影響缺陷定位。3. 探頭主聲束偏離和雙峰探頭實(shí)際主聲束與其理論幾何中心軸線的偏離程度稱為主聲束的偏離。靈敏度余量大，說(shuō)明儀器與探頭的靈敏度高。4. 信噪比信噪比是指屏幕上有用的最小缺陷信號(hào)幅度與無(wú)用的噪聲雜波幅度之比。3. 共振法若聲波（頻率可調(diào)的連續(xù)波）在被檢工件內(nèi)傳播，當(dāng)試件的厚度為超聲波的半波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí)，將引起共振，儀器顯示出共振頻率。垂直法主要用于鑄造、鍛壓、軋材及其制品的探傷，該法對(duì)與探測(cè)面平行的缺陷檢出效果最佳。表面波波長(zhǎng)很短，衰減很大。四． 按探頭接觸方式分類1. 直接接觸法探頭與試件探測(cè)面之間，涂有很薄的耦合劑層，因此可以看作為兩者直接接觸，此法稱為直接接觸法。探頭的種類很多，結(jié)構(gòu)型式也不一樣。~10MHz之間，選擇范圍大。一般在保證探傷靈敏度的前提下盡可能選用較低的頻率。4. 橫波斜頭K值的選擇在橫波探傷中，探頭的K值對(duì)探傷靈敏度、聲束軸線的方向，一次波的聲程（入射點(diǎn)至底面反射點(diǎn)的距離）有較大的影響。影響聲耦合的主要因素有：耦合層的厚度，耦合劑的聲阻抗，工件表面粗糙度和工件表面形狀。四． 缺陷定位超聲波探傷中測(cè)定缺陷位置簡(jiǎn)稱缺陷定位。一． 當(dāng)量法測(cè)缺陷大小采用當(dāng)量法確定的缺陷尺寸是缺陷的當(dāng)量尺寸，常用的當(dāng)量法有當(dāng)量試塊比較法、當(dāng)量計(jì)算法和當(dāng)量AVG曲線法。測(cè)長(zhǎng)法是根據(jù)缺陷波高與探頭移動(dòng)距離來(lái)確定缺陷的尺寸，按規(guī)定的方法測(cè)定的缺陷長(zhǎng)度稱為缺陷的指示長(zhǎng)度。2. 探頭的影響探頭的聲束偏離、雙峰、斜楔磨損、指向性等影響缺陷定位。4. 缺陷的影響不同的缺陷形狀對(duì)其回波高度有很大的影響，缺陷方位也會(huì)影響到回波高度，另外缺陷波的指向性與缺陷大小有關(guān)，而且差別較大；另外缺陷回波高度還與缺陷表面粗糙度、缺陷性質(zhì)、缺陷位置等有影響。第四章 板材和管材超聲波探傷第一節(jié) 板材超聲波探傷根據(jù)板材的材質(zhì)不同，板材分為鋼板、鋁板、銅板等，實(shí)際生產(chǎn)中鋼板應(yīng)用最廣，這里以鋼板為例來(lái)說(shuō)明板材的超聲波探傷工藝方法。二． 探頭與掃查方式的選擇1. 探頭的選擇包括探頭頻率、直徑和結(jié)構(gòu)形式的選擇由于鋼板晶粒比較細(xì)，為了獲得較高的分辨力，宜選用較高的頻率，~。復(fù)合材料中常風(fēng)缺陷是脫層（脫接），即復(fù)合層與母材在界面處復(fù)合不良。焊接管是先將板材卷成管形，然后用電阻焊或埋弧自動(dòng)焊加工成型。對(duì)于管內(nèi)縱向缺陷，一般利用橫波進(jìn)行周向掃查探測(cè)；對(duì)于管內(nèi)橫向缺陷，一般利用橫波進(jìn)行軸向掃查探測(cè)。形變大致分為鐓粗、拔長(zhǎng)和滾壓。2. 試塊：鑄鋼件探傷常用ZGZ系列平底孔對(duì)比試塊。二． 焊縫中常見(jiàn)缺陷焊縫中常見(jiàn)缺陷有氣孔、夾渣、未焊透、未熔合和裂紋等。在焊縫探傷中，常用的耦合劑有機(jī)油、甘油、漿糊、潤(rùn)滑脂和水等，實(shí)際探傷中用得最多的是機(jī)油和漿糊。二． 距離波幅曲線的繪制與應(yīng)用缺陷波高與缺陷大小及距離有關(guān)，大小相同的缺陷由于距離不同，回波高度也不相同。在條件允許的情況下，應(yīng)盡量采用大K值探頭。 2KT+50 (mm)厚度為大于46mm的焊縫采用一次波探傷，探測(cè)面修整寬度為 P 179。一． 焊接加工焊接過(guò)程實(shí)際上是個(gè)冶煉和鑄造過(guò)程，焊接接頭形式主要有對(duì)接、角接、搭接和T型接頭等幾種。二． 鑄件探傷的特點(diǎn)1. 透聲性差2. 聲耦合差3. 干擾雜波多三． 鑄鋼件探測(cè)條件的選擇1. 探頭：一般以縱波直探頭為主，輔以橫波斜探頭和縱波雙晶探頭。第一節(jié) 鍛件超聲波探傷一． 鍛件加工及常見(jiàn)缺陷鍛件是由熱態(tài)鋼錠經(jīng)鍛壓變形而成。二、 小口徑管探傷小口徑管是指外徑小于100mm的管材。無(wú)縫鋼管是通過(guò)穿孔法和高速擠壓法得到的，穿孔法是用穿孔機(jī)穿孔，并同時(shí)用軋輥滾軋，最后用心棒軋管機(jī)定徑壓延平整成型。三． 探測(cè)范圍和靈敏度的調(diào)整第二節(jié) 復(fù)合材料超聲波探傷一． 復(fù)合材料中常見(jiàn)缺陷復(fù)合材料是由母材與復(fù)合層粘合而成，常的復(fù)合材料是在碳鋼或低合金母材上，粘接不銹鋼、鈦、鋁、銅合金等復(fù)合層，以提高鋼板的耐腐蝕性。采用的探頭有單晶直探頭、雙晶直探頭或聚焦探頭。一般脈沖持續(xù)的時(shí)間所對(duì)應(yīng)的聲程不大于4λ。3. 工件幾何形狀和尺寸的影響工件底面形狀不同，回波高度不一樣，凸曲面使反射波發(fā)散，回波降低，凹曲面使反射波聚焦，回波升高；工件底面與探測(cè)面的平行度以及底面的光潔度、干凈程度也對(duì)缺陷定量有較大的影響；由于側(cè)壁干涉的原因，當(dāng)探測(cè)工件側(cè)壁附近的缺陷時(shí)，會(huì)產(chǎn)生定量不準(zhǔn)，誤差增加；工件尺寸的大小對(duì)定量也有一定的影響。四． 缺陷測(cè)高第五節(jié) 影響缺陷定位、定量的主要因素及其它目前A型脈沖反射式超聲波探傷儀是根據(jù)屏幕上缺陷波的位置和高度來(lái)評(píng)價(jià)被檢工件中缺陷的位置和大小，了解影響因素，對(duì)于提高定位、定量精度是十分有益的。當(dāng)量AVG曲線法是利用AVG曲線來(lái)確定工件中缺陷的當(dāng)量尺寸。常用的定量方法有當(dāng)量法、底波高度法和測(cè)長(zhǎng)法三種。K值一般是通過(guò)對(duì)具有已知深度孔的試塊來(lái)調(diào)節(jié)。為提高耦合效果，在探頭與工件表面之間施加的一層透聲介質(zhì)稱為而耦合劑。以上分析說(shuō)明晶片大小對(duì)聲束指向性、近場(chǎng)區(qū)長(zhǎng)度、近距離掃查范圍和遠(yuǎn)距離缺陷檢出能力有較大的影響。由以上分析可知，頻率的高低對(duì)探傷有較大的影響，頻率高，靈敏度和分辨力高，指向性好，對(duì)探傷有利；但近場(chǎng)區(qū)長(zhǎng)度大，衰減大，又對(duì)探傷不利。表面波探頭用于探測(cè)工件表面缺陷，雙晶探頭用于探測(cè)工件近表面缺陷，聚焦探頭用于水浸探測(cè)管材或板材。液浸法分為全浸沒(méi)式和局部浸沒(méi)式。5. 爬波法三． 按探頭數(shù)目分類1. 單探頭法使用一個(gè)探頭兼作發(fā)射和接收超聲波的探傷方法稱為單探頭法，單探頭法最常用。3. 表面波法使用表面波進(jìn)行探傷的方法，稱為表面波法。垂直法分為單晶探頭反射法、雙晶探頭反射法和穿透法。2. 穿透法穿透法是依據(jù)脈沖波或連續(xù)波穿透試件之后的能量變化來(lái)判斷缺陷情況的一種方法。3. 分辨力儀器與探頭的分辨力是指在屏幕上區(qū)分相鄰兩缺陷的能力。儀器的探頭的靈敏度常用靈敏度余量來(lái)衡量。2. 斜探頭K值和折射角斜探頭K值是指被探工件中橫波折射角的正切值。垂直線性的好壞影響缺陷定量精度。特別是3N以內(nèi)的缺陷，采用試塊比較法仍然是最有效的定量方法。聚焦探頭種類較多。不難看出超聲波探頭在工作時(shí)實(shí)現(xiàn)了電能和聲能的相互轉(zhuǎn)換，因此常把探頭叫做換能器。目前，探傷中廣泛使用的超聲波探傷儀都是A型顯示脈沖反射式探傷儀。實(shí)用AVG曲線可由以下公式得到：不同距離的大平底回波dB差 Δ=20lgPB1/PB2=20lgX2/X1不同距離的不同大小平底孔回波dB差 Δ=20lgPf1/Pf2=40lgDf1X2/Df2X1同距離的大平底與平底孔回波dB差 Δ=20lgPB/Pf=20lg2λX/πDfDf用以上公式計(jì)算繪制實(shí)用AVG曲線時(shí)，要統(tǒng)一靈敏度基準(zhǔn)。當(dāng)橫波探頭晶片尺寸一定時(shí)，K值增大，近場(chǎng)區(qū)長(zhǎng)度將減小。遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)軸線上的聲壓隨距離增加單調(diào)減少。散射衰減與材質(zhì)的晶粒密切相關(guān)，當(dāng)材質(zhì)晶粒粗大時(shí)，散射衰減嚴(yán)重，被散射的超聲波沿著復(fù)雜的路徑傳播到探頭，在屏上引起林狀回波（又叫草波），使信噪比下降，嚴(yán)重時(shí)噪聲會(huì)湮沒(méi)缺陷波。 Z2此時(shí)幾乎全透射，無(wú)反射。一． 單一界面的反射和透射聲能的變化與兩種介質(zhì)的聲阻抗密切相關(guān)，設(shè)波從介質(zhì)1（聲阻抗Z1）入射到介質(zhì)2（聲阻抗Z2），有以下幾種情況：1. Z2 Z1 聲壓反射率小于透射率。實(shí)際應(yīng)用時(shí)貝爾太大，故常取1/10貝爾即分貝（dB）來(lái)作單位。聲波的聲強(qiáng)與頻率平方成正比，而超聲波的頻率遠(yuǎn)大于可聞聲波。在超聲波探傷儀上，屏幕上顯示的波高與聲壓成正比。一般超聲波探傷靈敏度約為l/2。在超聲波探傷中，由于波的干涉，使超聲波源附近出現(xiàn)聲壓極大極小值。板波一般應(yīng)用于薄板、薄壁鋼管探傷。橫波一般應(yīng)用于焊縫、鋼管探傷。當(dāng)介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)受到交變拉壓應(yīng)力作用時(shí)，質(zhì)點(diǎn)之間產(chǎn)生相應(yīng)的伸縮形變，從而形成縱波；凡能承受拉伸或壓縮應(yīng)力的介質(zhì)都能傳播縱波。~10MHz之間，對(duì)鋼等金屬材料的檢驗(yàn)，常用的頻率為1~5MHz。超聲波就是一種機(jī)械波。滲透檢測(cè)適用于金屬制品及其零部件表面開(kāi)口缺陷的檢測(cè)，包括熒光和著色滲透檢測(cè)。主要應(yīng)用于金屬材料制造的機(jī)械、器件等的原材料、零部件和焊縫，也可用于玻璃等其它制品。 第二章 超聲波探傷的物理基礎(chǔ)第一節(jié) 基本知識(shí)超聲波是一種機(jī)械波，機(jī)械振動(dòng)與波動(dòng)是超聲波探傷的物理基礎(chǔ)。由上述定義可得：C=l f ，即波長(zhǎng)與波速成正比，與頻率成反比；當(dāng)頻率一定時(shí)，波速愈大，波長(zhǎng)就愈長(zhǎng)；當(dāng)波速一定時(shí)，頻率愈低，波長(zhǎng)就愈長(zhǎng)。2. 能量高：由于能量（聲強(qiáng)）與頻率平方成正比，因此超