一次脈沖反射法定位和定量探頭頻率

1、第三章 超聲波檢測 一.定位1.圖像比較法只適用于直探頭，精度不高第三節(jié) 超聲檢測技術(shù)第三章 超聲波檢測 一.定位2.三角試塊法試塊角度=探頭試塊材質(zhì)=工件材質(zhì)故通用性差第三節(jié) 超聲檢測技術(shù)第三章 超聲波檢測 一.定位3.掃描比例法：儀器示波屏上時基掃描線的水平刻度值與實際聲程x的比例關(guān)系，即：x=1：n稱為時基掃描線比例或者掃描速度。 類似于地圖比例尺，相當于掃描比例1：2表示儀器示波屏上水平刻度1mm表示實際聲程2mm。 Xf=nf第三節(jié) 超聲檢測技術(shù)第三章 超聲波檢測 一.定位掃描比例調(diào)整與定位1）縱波掃描比例調(diào)整IIW試塊法底波調(diào)整法第三節(jié) 超聲檢測技術(shù)第三章 超聲波檢測 一.定位2)

2、橫波掃描比例調(diào)整聲程調(diào)節(jié)法（a）IIW試塊（有刻槽）（b）CSK-IA試塊（c）牛角試塊（d）半圓試塊第三章 超聲波檢測 聲程調(diào)節(jié)法 （e）IIW試塊（沒有刻槽）：先用直探頭對準91mm底面，調(diào)節(jié)掃描比例為1：1，然后換上橫波探頭，對準R100進行零點校準。第三章 超聲波檢測 一.定位2)橫波掃描比例調(diào)整水平調(diào)節(jié)法深度條件法第三節(jié) 超聲檢測技術(shù)第三章 超聲波檢測 2)橫波掃描比例調(diào)整K=tg=L/h L=Ssin=Kh=SK/(1+K2)1/2h=Scos=L/K=S1/(1+K2)1/2 S=L2+h2=y(1+K2)1/2 第三節(jié) 超聲檢測技術(shù)第三章 超聲波檢測 例題1：用5P10*12K

3、2探頭，檢驗板厚T=25mm鋼板對接焊縫，掃描按深度2：1調(diào)節(jié)。探傷時在水平刻度60mm處發(fā)現(xiàn)一缺陷波，求此缺陷深度和水平距離？ h=T-(H*n-T)=25-(60/2-25)=20mmL=k*h=60mm第三節(jié) 超聲檢測技術(shù)第三章 超聲波檢測 第三章 超聲波檢測 例題2：用K=2斜探頭在RB-2試塊上CS=3200m/s按水平1：1調(diào)節(jié)儀器掃描比例，現(xiàn)檢驗厚度T=25 mm某合金焊縫（CS=3000m/s）。按傷中在水平刻度36mm處發(fā)現(xiàn)一缺陷波，求此缺陷深度？H=36/2*30/32=16.875第三節(jié) 超聲檢測技術(shù)第三章 超聲波檢測 1.當量法：缺陷尺寸與聲束相比較小當量試塊比較法當量

4、計算法當量AVG曲線法二.定量 定量：確定缺陷的大小和數(shù)量，缺陷的大小包括缺陷面積、長度和深度等。A型顯示定量不準確，只是近似值，B掃描、C掃描可較準確測量缺陷尺寸。第三節(jié) 超聲檢測技術(shù)第三章 超聲波檢測 當量試塊比較法：將缺陷回波與試塊上的人工缺陷回波進行比較從而對缺陷定量的方法。需制作大量試塊，直觀易懂，成本高、不方便。僅在x3N時或特別重要零件的精度定量時才用。與被檢工件材質(zhì)相同探頭相同二.定量第三節(jié) 超聲檢測技術(shù)第三章 超聲波檢測 當量計算法：x3N時，利用各種規(guī)則反射體的理論回波聲壓公式，通過計算來確定缺陷的當量尺寸。大平底與平底孔回波分貝差為：不同平底孔回波分貝差為：二.定量第三節(jié)

5、 超聲檢測技術(shù)第三章 超聲波檢測 第三章 超聲波檢測 例1，用2.5P14Z探頭探傷厚度為420mm餅形鋼制工件，鋼中CL=5900m/s，不考慮介質(zhì)衰減。探傷中在210mm處發(fā)現(xiàn)一缺陷,其回波比底波低26dB，求此缺陷的當量大小。 由已知得： 所以可以應(yīng)用當量計算法。設(shè)420mm處大平底回波聲壓為PB，210mm處缺陷回波聲壓為Pf，則有AVG曲線法：是描述反射體至波源的距離、反射信號的幅度和反射面積的當量大小三者之間相互關(guān)系的曲線，又稱為距離-波幅-當量曲線。英文為DGS曲線。二.定量第三節(jié) 超聲檢測技術(shù)第三章 超聲波檢測 根據(jù)通用性分：實用和通用AVG曲線根據(jù)波型分：縱波和橫波AVG曲線

6、根據(jù)反射體類型不同分：平底孔和長橫孔AVG曲線二.定量第三節(jié) 超聲檢測技術(shù)第三章 超聲波檢測 當量AVG曲線法第三章 超聲波檢測 第三節(jié) 超聲檢測技術(shù)第三章 超聲波檢測 第三章 超聲波檢測 例2，用2.5P20Z探頭探傷厚度為400mm餅形鋼制工件，鋼中CL=5900m/s，不考慮介質(zhì)衰減，靈敏度400/2，檢測時在170mm處發(fā)現(xiàn)一缺陷,其回波比底波低10dB，求此缺陷的當量平底孔尺寸。 2.測長法：缺陷尺寸與聲束相比較大，根據(jù)缺陷波高與探頭移動的距離來確定缺陷尺寸。所得缺陷長度稱為缺陷的指示長度lf，總小于或等于缺陷的實際長度。半波高度法（6dB法）端點半波高度法（端點6dB法）絕對靈敏度

7、測長法周向探測時缺陷長度的測定第三節(jié) 超聲檢測技術(shù)第三章 超聲波檢測 二.定量半波高度法（6dB法）第三節(jié) 超聲檢測技術(shù)第三章 超聲波檢測 端點半波高度法（端點6dB法）第三節(jié) 超聲檢測技術(shù)第三章 超聲波檢測 絕對靈敏度測長法第三節(jié) 超聲檢測技術(shù)第三章 超聲波檢測 3.底波高度法第三節(jié) 超聲檢測技術(shù)第三章 超聲波檢測 4.裂紋深度的測定最大回波高度對比法最大波高衰減修正法散射法時延法頂端峰值回波法參考試塊第三節(jié) 超聲檢測技術(shù)第三章 超聲波檢測 缺陷的定性是比較復(fù)雜和困難的，要根據(jù)工件的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、加工工藝和超聲波檢測數(shù)據(jù)，如缺陷的位置、大小、方向和分布等進行綜合分析，以此來估計缺陷的性質(zhì)。三.

8、定性第三節(jié) 超聲檢測技術(shù)第三章 超聲波檢測 根據(jù)加工工藝分析焊接缺陷：氣孔、加渣、未熔合、未焊透和裂紋等鑄造缺陷：氣孔、縮孔、疏松和裂紋等鍛造缺陷：夾層、折迭、白點和裂紋等三.定性第三節(jié) 超聲檢測技術(shù)第三章 超聲波檢測 根據(jù)缺陷特征分析缺陷特征：指缺陷的形狀、大小和密集程度。平面形缺陷：在平行缺陷面探測，缺陷波最高； 在垂直缺陷面探測，缺陷波很低點狀缺陷：在不同探測面探測，缺陷回波無明顯變化。密集缺陷：缺陷反射波密集，且隨探頭移動，此起彼 伏，在不同方向探測情況類似。三.定性第三節(jié) 超聲檢測技術(shù)第三章 超聲波檢測 根據(jù)缺陷波形分析1.靜態(tài)波形三.定性第三節(jié) 超聲檢測技術(shù)第三章 超聲波檢測 根據(jù)

9、缺陷波形分析2.動態(tài)波形橫坐標表示：探頭移動的距離縱坐標表示：波高根據(jù)底波分析三.定性第三節(jié) 超聲檢測技術(shù)第三章 超聲波檢測 三.定性第三節(jié) 超聲檢測技術(shù)第三章 超聲波檢測 根據(jù)底波分析 缺陷波很強而底波消失時：大面積缺陷，如夾層、裂紋等； 缺陷波與底波共存時：點狀缺陷（如氣孔、夾渣）或面積較小的其他缺陷； 缺陷波為互相彼連、高度不同的缺陷波，而底波明顯下降時：密集缺陷，如白點、疏松、密集氣孔或夾渣； 缺陷波和底波都是很低或者消失時，大而傾斜的缺陷，或疏松； 如出現(xiàn)“林狀回波”，則是組織粗大。三.定性第三節(jié) 超聲檢測技術(shù)第三章 超聲波檢測 三.定性第三節(jié) 超聲檢測技術(shù)第三章 超聲波檢測 三.定

10、性第三節(jié) 超聲檢測技術(shù)第三章 超聲波檢測 三.定性第三節(jié) 超聲檢測技術(shù)第三章 超聲波檢測 三.定性第三節(jié) 超聲檢測技術(shù)第三章 超聲波檢測 三.定性第三節(jié) 超聲檢測技術(shù)第三章 超聲波檢測 三.定性第三節(jié) 超聲檢測技術(shù)第三章 超聲波檢測 三.定性第三節(jié) 超聲檢測技術(shù)第三章 超聲波檢測 四.評級JB47302005據(jù)缺陷指示長度與缺陷指示面積占有率不同將鋼板質(zhì)量分為I、等四級，I級最高，級最低。具體分級方法見表。第三節(jié) 超聲檢測技術(shù)第三章 超聲波檢測 四.評級第三節(jié) 超聲檢測技術(shù)第三章 超聲波檢測 四.評級 例如，超聲波探傷1m2甲、乙兩鋼板。甲鋼板有以下缺陷：90cm22個，60cm22個，20c

11、m23個，各缺陷間距均大于100mm。乙鋼板有以下缺陷：40cm22個，間距為80mm，30cm28個，間距為100mm。試根據(jù)JB47302005標準評定甲、乙鋼板的質(zhì)量級別。第三節(jié) 超聲檢測技術(shù)第三章 超聲波檢測 超聲檢測方法可采用多種檢測技術(shù)，每種檢測技術(shù)在實施過程中，都有其需要考慮的特殊問題，其檢測過程也各有特點。 但各種超聲檢測技術(shù)又都存在著通用的技術(shù)問題。例如，檢測的過程都可歸納為以下幾個步驟： 試件的準備。 檢測條件的確定，包括超聲波檢測儀、探頭、試塊等的選擇。 檢測儀器的調(diào)整。 掃查。 缺陷的評定。 結(jié)果記錄與報告的編寫。 第四節(jié) 超聲檢測的應(yīng)用第三章 超聲波檢測 檢測條件的確

12、定檢測方法探傷儀探頭：種類、晶片尺寸、頻率、K值試塊：耦合方式：檢測面： 第四節(jié) 超聲檢測的應(yīng)用第三章 超聲波檢測 檢測儀器的調(diào)整 斜探頭：測K值，前沿長度掃描比例調(diào)整靈敏度調(diào)整第四節(jié) 超聲檢測的應(yīng)用第三章 超聲波檢測 掃查鋼板檢測掃查方式第四節(jié) 超聲檢測的應(yīng)用第三章 超聲波檢測 一.金屬板料的超聲波檢測普通金屬板料的超聲波檢測檢測方法：中厚板主要采用脈沖反射法，薄板檢測用lamb波掃查方式：全面掃查，格子掃查，邊沿掃查和列線掃查頻率：縱波掃查法一般選2-5MHz，水浸法也可采用10MHz復(fù)合鋼板的超聲波檢測檢測特點：檢測脫黏缺陷是重點檢測方法：厚板用直接接觸法從厚板一側(cè)檢測，薄板用液浸法第四

13、節(jié) 超聲檢測的應(yīng)用第三章 超聲波檢測 復(fù)合材料檢測復(fù)合材料是由兩種或多種性質(zhì)不同的材料軋制或粘合在一起制成的。 粘合質(zhì)量的檢測多采用接觸式脈沖反射法、脈沖穿透法和共振法。脈沖反射法適用于復(fù)合材料是由兩層材料復(fù)合而成，粘合層中的分層多數(shù)與板材表面平行的情況。第四節(jié) 超聲檢測的應(yīng)用第三章 超聲波檢測 復(fù)合材料檢測（1）脈沖反射法(縱波檢測)聲阻抗相同或相近時： 粘合質(zhì)量好，界面波很低，底波幅值較高 粘合不良，界面波較高，底波較低或消失聲阻抗相差較大時： 粘合質(zhì)量好，界面波較高，底波幅度會較低 粘合不良時，界面波更高，底波很低或消失第四節(jié) 超聲檢測的應(yīng)用第三章 超聲波檢測 復(fù)合材料檢測（1）脈沖反射

14、法(縱波檢測)第一層復(fù)合材料很薄時：無界面波，用底波判斷 粘合質(zhì)量好，有底波 粘合不良，無底波（第二層衰減大，也無底波）第二層復(fù)合材料很薄時：界面波與底波相鄰或重合 粘合質(zhì)量好，界面波和底波重合 粘合不良時，界面波和底波分開，界面波高第四節(jié) 超聲檢測的應(yīng)用第三章 超聲波檢測 復(fù)合材料檢測第四節(jié) 超聲檢測的應(yīng)用第三章 超聲波檢測 復(fù)合材料檢測（2）穿透法：兩個探頭，一發(fā)一收式特適于檢測聲阻抗不同的多層復(fù)合材料 粘合質(zhì)量好，接收的聲能量大，否則聲能減小。（3）共振法：使用共振式超聲波測厚儀適于檢測聲阻抗相近的復(fù)合材料 粘合質(zhì)量好，測的厚度為兩層之和 粘合不良時，只能測得一層的厚度第四節(jié) 超聲檢測的

15、應(yīng)用第三章 超聲波檢測 二.鍛件檢測(鋼殼和模具)（1）鍛件中的常見缺陷鍛造過程中形成的縮孔、縮松、夾雜及偏析等 熱處理中產(chǎn)生的白點、裂紋和晶粒粗大等多呈現(xiàn)面積形或長條形的特征 超聲波檢測面積型缺陷最有利，因此鍛件主要進行超聲波探傷。第四節(jié) 超聲檢測的應(yīng)用第三章 超聲波檢測 （2）鍛件超聲檢測的特點耦合方式：采用接觸法或液浸法探頭頻率：晶粒較細，多為2-5MHz；質(zhì)量要求高，可用 10MHz以上，以提高分辨力，檢測小尺寸缺陷檢測面：鍛壓面（缺陷方向一般與鍛壓方向垂直）檢測方法：以直探頭縱波為主，橫波斜探頭輔助； 圓柱或球面以斜探頭為主，斜楔應(yīng)磨成曲面。二.鍛件檢測(鋼殼和模具)第四節(jié) 超聲檢測

16、的應(yīng)用第三章 超聲波檢測 軸類件徑向和軸向檢測示意圖 第四節(jié) 超聲檢測的應(yīng)用第三章 超聲波檢測 第四節(jié) 超聲檢測的應(yīng)用第三章 超聲波檢測 第四節(jié) 超聲檢測的應(yīng)用第三章 超聲波檢測 第四節(jié) 超聲檢測的應(yīng)用第三章 超聲波檢測 第四節(jié) 超聲檢測的應(yīng)用第三章 超聲波檢測 三.焊縫的檢測 許多金屬結(jié)構(gòu)件都采用焊接的方法制造。超聲檢測是對焊接接頭質(zhì)量進行評價的重要檢測手段之一。焊縫形式：對接、搭接、T型接、角接等常見缺陷：氣孔、夾渣、未熔合、未焊透和焊接裂紋等檢測方法：斜射橫波接觸法為主，直探頭為輔探頭頻率：通常為2.55.0 MHz探頭角度：根據(jù)工件厚度選擇，薄板選大K值，厚板選小儀器調(diào)整：按水平或深度

17、調(diào)整掃描比例，制作AVG曲線定量需測探頭前沿長度和K值第四節(jié) 超聲檢測的應(yīng)用第三章 超聲波檢測 三.焊縫的檢測第四節(jié) 超聲檢測的應(yīng)用第三章 超聲波檢測 檢測區(qū) 檢測區(qū)的寬度為焊縫本身，再加上焊縫兩側(cè)各相當于母材厚度的30%的區(qū)域，這個區(qū)域最小為5，最大為10。工件表面準備 探頭移動區(qū)應(yīng)清除焊接飛濺、鐵屑、油污及其他雜質(zhì)，檢測表面平整，便于探頭的掃查其表面的粗糙度Ra小于6.3 m。三.焊縫的檢測第四節(jié) 超聲檢測的應(yīng)用第三章 超聲波檢測 檢測面位置1位置2檢測區(qū)探頭移動區(qū)寬度厚度為8-46mm的焊縫采用二次波法檢測，探頭的移動區(qū)應(yīng)大于或等于2KT+50mm三.焊縫的檢測第四節(jié) 超聲檢測的應(yīng)用第三

18、章 超聲波檢測 檢測面位置2檢測區(qū)位置1探頭移動區(qū)寬度厚度為46-120mm的焊縫采用一次波法檢測時，探頭移動應(yīng)大于或等于KT+50mm三.焊縫的檢測第四節(jié) 超聲檢測的應(yīng)用第三章 超聲波檢測 K值：根據(jù)厚度和焊縫寬度選擇，應(yīng)一次波越過背面對過焊縫邊緣，薄板選大一些，厚板選小一些，保證掃查到整個面。探頭選擇應(yīng)滿足d1+d2T 焊縫檢測掃查方式 鋸齒形掃查是最常用的一種掃查方式，檢測縱向缺陷的初始掃查方式，速度快，易于發(fā)現(xiàn)缺陷。 保持探頭垂直焊縫做前后移動的同時，還應(yīng)作10-15左右轉(zhuǎn)動。三.焊縫的檢測第四節(jié) 超聲檢測的應(yīng)用第三章 超聲波檢測 焊縫檢測掃查方式（縱向缺陷）第四節(jié) 超聲檢測的應(yīng)用第三

19、章 超聲波檢測 焊縫檢測掃查方式 鋸齒掃查發(fā)現(xiàn)缺陷后，采用以下掃查以確定缺陷大小，方向和性質(zhì)。 前后掃查：確定缺陷沿焊縫方向的長度 左右掃查：確定缺陷水平距離或深度 轉(zhuǎn)角掃查：推斷缺陷的方向 環(huán)繞掃查：推斷缺陷形狀 平行或斜平行掃查：檢測焊縫或熱影響區(qū)橫向缺陷 串列掃查：厚板焊縫中檢測與探傷面垂直的缺陷第四節(jié) 超聲檢測的應(yīng)用第三章 超聲波檢測 焊縫檢測掃查方式（橫向缺陷）第四節(jié) 超聲檢測的應(yīng)用第三章 超聲波檢測 三.焊縫的檢測第四節(jié) 超聲檢測的應(yīng)用第三章 超聲波檢測 焊接接頭形式(a) 對接接頭； (b) 搭接接頭； (c) T型接頭； (d) 角接接頭 三.焊縫的檢測第四節(jié) 超聲檢測的應(yīng)用第

20、三章 超聲波檢測 三.焊縫的檢測薄板對接焊縫中板對接焊縫厚板對接焊縫角焊縫第四節(jié) 超聲檢測的應(yīng)用第三章 超聲波檢測 三.焊縫的檢測第四節(jié) 超聲檢測的應(yīng)用第三章 超聲波檢測 三.焊縫的檢測第四節(jié) 超聲檢測的應(yīng)用第三章 超聲波檢測 三.焊縫的檢測第四節(jié) 超聲檢測的應(yīng)用第三章 超聲波檢測 三.焊縫的檢測第四節(jié) 超聲檢測的應(yīng)用第三章 超聲波檢測 三.焊縫的檢測第四節(jié) 超聲檢測的應(yīng)用第三章 超聲波檢測 T型焊縫探傷三.焊縫的檢測第四節(jié) 超聲檢測的應(yīng)用第三章 超聲波檢測 直探頭位置1：探測腹板和翼板間未焊透。翼板側(cè)焊縫隙下層狀撕裂。斜探頭位置2：探測焊縫中缺陷未焊透及其它（也可 探測橫向缺陷）缺陷用一次波

21、探測，常用45。斜探頭位置3：用二次波探測焊縫中缺陷靈敏度比位置2低。斜探頭位置4：用兩種K值探測，在腹板上用一次波和二次波探測焊縫中缺陷，及腹板側(cè)坡口邊緣未熔合與熱影響區(qū)裂紋。三.焊縫的檢測第四節(jié) 超聲檢測的應(yīng)用第三章 超聲波檢測 對角焊縫:直探頭位置1和斜探頭在腹板上位置2和3探測。常用45、63或兩種K值探頭K1，K2。四.非金屬材料的檢測圖 超聲波在非金屬材料（木材、混凝土、有機玻璃、陶瓷、橡膠、塑料、砂輪、炸藥藥餅等）中的衰減一般比在金屬中的大，多采用低頻率檢測。 一般為20200 kHz，也有用25 MHz 的。為了獲得較窄的聲束，需采用晶片尺寸較大的探頭。 第四節(jié) 超聲檢測的應(yīng)用

22、第三章 超聲波檢測 四.非金屬材料的檢測圖塑料一般采用縱波脈沖反射法，頻率0.5-1MHz陶瓷可用縱波和橫波探測，頻率0.5-2MHz橡膠檢測頻率較低，可用穿透法檢測。 炸藥餅塊和藥柱聲能衰減大，一般采用低頻，如 250KHz；采用脈沖反射法，用多次底波進行判 別，最好采用水浸穿透法。第四節(jié) 超聲檢測的應(yīng)用第三章 超聲波檢測 五.小型壓力容器殼體的超聲波檢測以斜探頭橫波檢測為主，輔以表面波探頭檢測表面缺陷檢測前必須將探頭透聲楔塊磨成與工件同曲率的球面檢測時采用直接接觸法，用機油耦合選擇塑料外殼環(huán)氧樹脂小型K值探頭，K=1.5-2, 頻率2.5-5MHz第四節(jié) 超聲檢測的應(yīng)用第三章 超聲波檢測 六.鑄件檢測鑄件特點：晶粒粗大、組織不致密、表面粗糙和形狀復(fù)雜， 故對超聲波衰減大，穿透性差，檢測靈敏度也低， 雜波干擾嚴重，缺陷檢測要求較低。常見缺陷：多為體積型，多出現(xiàn)在鑄件中心，澆口和冒口附近 主要是疏松、縮孔、氣孔、夾砂和鑄造裂紋。耦合方式：表面加工鑄件用機油；表面粗糙鍛件用水浸法檢測方法