超聲檢測(cè)要點(diǎn)

會(huì)計(jì)學(xué)1超聲檢測(cè)要點(diǎn)Ⅰ理論部分1.超聲檢測(cè)的物理基礎(chǔ)機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波a.機(jī)械振動(dòng)的概念；b.機(jī)械振動(dòng)的周期、頻率的定義及其相互關(guān)系；c.機(jī)械波的概念；d.機(jī)械波的產(chǎn)生條件；e.機(jī)械波的主要物理量（波速、波長、周期、頻率的定義及其相互關(guān)系）。超聲波的定義及分類a.超聲波的分類（根據(jù)波型、波形、波振動(dòng)的持續(xù)時(shí)間等分類）；第1頁/共44頁b.惠更斯原理，波的疊加、干涉、衍射；c.超聲波的傳播速度；d.聲壓、聲強(qiáng)、聲阻抗的定義及表達(dá)式；e.分貝的概念及表達(dá)式；f.常用的分貝數(shù)值與聲壓比值的關(guān)系。超聲波的傳播a.超聲波垂直入射到平界面時(shí)聲強(qiáng)和聲壓的反射和透射；c.超聲波傾斜入射到平界面時(shí)的反射、折射和波型轉(zhuǎn)換；臨界角的概念；d.端角反射；e.超聲波入射到曲界面的反射和透射；f.超聲波的傳播衰減和引起衰減的原因。第2頁/共44頁圓盤聲源聲場(chǎng)a.聲軸的概念及圓盤聲源聲軸上聲壓分布規(guī)律；b.近場(chǎng)、遠(yuǎn)場(chǎng)、未擴(kuò)散區(qū)與擴(kuò)散區(qū)的概念及其長度的計(jì)算表達(dá)式；c.聲束的指向性概念及其計(jì)算。規(guī)則反射體的回波聲壓a.平底孔的回波聲壓公式；b.大平底的回波聲壓公式；c.圓柱曲底面回波聲壓公式。第3頁/共44頁2.設(shè)備和器材檢測(cè)儀及其性能a.檢測(cè)儀的基本構(gòu)成、各單元的作用及工作原理；b.檢測(cè)儀的分類；c.檢測(cè)儀的主要旋鈕及其作用。探頭及其性能a.探頭的基本結(jié)構(gòu)及工作原理；b.探頭的種類和主要參數(shù)；c.探頭的主要性能；第4頁/共44頁耦合劑a.耦合劑的作用；b.常用耦合劑。試塊a.試塊的種類和用途；b.常用試塊的結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、規(guī)格和用途。檢測(cè)系統(tǒng)的性能垂直性能、水平性能、靈敏度、分辨率、信噪比。第5頁/共44頁3.基本檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)技術(shù)分類a.脈沖反射法與穿透法；b.接觸法與液浸法；c.縱波、橫波、表面波和蘭姆波法。各種檢測(cè)技術(shù)的基本原理、特點(diǎn)及適用范圍檢測(cè)條件選擇a.儀器選擇；b.探頭選擇；c.耦合劑選用。第6頁/共44頁檢測(cè)a.試塊準(zhǔn)備；b.耦合及表面補(bǔ)償；c.時(shí)基線性調(diào)節(jié)；d.靈敏度調(diào)節(jié)；e.基本掃查方式；f.缺陷回波的識(shí)別。缺陷評(píng)定a.缺陷位置的測(cè)定；b.缺陷定量的方法；c.影響檢測(cè)結(jié)果的因素。其他檢測(cè)技術(shù)簡(jiǎn)要介紹a.相控陣檢測(cè)技術(shù)；b.衍射聲時(shí)（TOFD）技術(shù)。第7頁/共44頁金屬制件制造工藝及其缺陷特點(diǎn)，主要檢測(cè)技術(shù)及其實(shí)施a.板材鋼板常見缺陷分層、折疊、白點(diǎn)等。分層和折疊缺陷大都平行于板面。檢測(cè)方法：縱波垂直入射法直接接觸法和水浸法直接接觸法：無缺陷、小缺陷、大缺陷的反射波情況。水浸法：多次重合法水層厚度H與鋼板δ的關(guān)系。JB/T4730-.3-2005規(guī)定檢測(cè)靈敏度缺陷的判別缺陷位置的測(cè)定缺陷定量第8頁/共44頁b.管材薄壁管：壁厚與管外徑之比不大于0.2；厚壁管：壁厚與管外徑之比大于0.2。管材主要缺陷：無縫鋼管：裂紋、折疊、分層、夾雜等；鍛軋管：裂紋、白點(diǎn)、重皮等；檢測(cè)方法周向掃查的斜入射橫波檢測(cè)（主要方式）沿管材軸線方向的斜入射檢測(cè)垂直入射檢測(cè)管材中為純橫波的條件下，聲束可到達(dá)內(nèi)壁的前提條件：小直徑管水浸法檢測(cè)：偏心距x的選擇條件：0.251R≤x≤0.458r第9頁/共44頁c.鍛件常見缺陷：縮孔、縮松、夾雜物、裂紋、折疊、白點(diǎn)。缺陷特點(diǎn)：除裂紋外，多數(shù)缺陷常常是沿金屬流線方向分布。檢測(cè)技術(shù)：縱波直入射檢測(cè)、縱波斜入射檢測(cè)、橫波檢測(cè)。聲束入射面和入射方向選擇縱波直入射法檢測(cè)面：原則上應(yīng)從兩個(gè)相互垂直的方向進(jìn)行檢測(cè)。并盡可能地檢測(cè)到鍛件的全體積。檢測(cè)靈敏度底波調(diào)節(jié)法（x

≥3N）試塊比較法試塊計(jì)算法（x≥3N）缺陷位置和大小的測(cè)定當(dāng)量法、測(cè)長法、底波高度法。缺陷回波的判斷單個(gè)缺陷、分散缺陷、密集缺陷。第10頁/共44頁d.焊接接頭焊接接頭：金屬熔化焊焊接部位的總稱。接頭形式及坡口形式常見焊接缺陷：裂紋、孔穴、夾雜、未焊透及未熔合。檢測(cè)方法和檢測(cè)條件選擇檢測(cè)技術(shù)等級(jí)檢測(cè)面探頭K值（角度）的選擇：三方面要求斜探頭的聲束應(yīng)能掃查到整個(gè)檢測(cè)區(qū)截面；斜探頭的聲束中心線應(yīng)盡量與該焊縫可能出現(xiàn)的危險(xiǎn)性缺陷垂直；盡量使用一次波判別缺陷，減少誤判并保證有足夠的檢測(cè)靈敏度。雙面焊焊縫：?jiǎn)蚊婧负缚p：掃描速度的調(diào)節(jié)：聲程法、水平法、深度法。第11頁/共44頁距離—波幅曲線按所用的探頭和儀器在試塊上實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)繪制而成。該曲線由評(píng)定線（EL）、定量線（SL）和判廢線（RL）組成。分區(qū)規(guī)定。距離—dB曲線的應(yīng)用了解反射體波高與距離之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系；調(diào)整檢測(cè)靈敏度：檢測(cè)靈敏度不低于評(píng)定線；比較缺陷大??；確定缺陷所在的區(qū)域。第12頁/共44頁檢測(cè)靈敏度的選擇靈敏度選擇與檢測(cè)方法、被檢件壁厚有關(guān)。檢測(cè)橫向接頭應(yīng)將各線靈敏度均6dB。工件表面耦合損失和材質(zhì)衰減與試塊不同時(shí)應(yīng)進(jìn)行傳輸修正。距離—dB曲線的繪制衰減型探傷儀的繪制增益型探傷儀的繪制距離—

面板曲線的繪制掃查方式缺陷的評(píng)定和質(zhì)量分級(jí)第13頁/共44頁JB/T4730.3-20055.1.9第14頁/共44頁反射波幅位于Ⅱ區(qū)的單個(gè)缺陷質(zhì)量分級(jí)評(píng)定第15頁/共44頁第16頁/共44頁Ⅱ?qū)嶋H操作部分1.檢測(cè)技術(shù)的選擇和操作條件的確定根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和被檢件的要求，選擇適當(dāng)?shù)某暀z測(cè)方法和技術(shù)，確定所需儀器、探頭、試塊的參數(shù)及掃查參數(shù)。2.檢測(cè)儀器調(diào)節(jié)

按檢測(cè)工藝規(guī)程的要求，正確地設(shè)置儀器狀態(tài)，熟練地進(jìn)行儀器的時(shí)基線調(diào)節(jié)、靈敏度調(diào)節(jié)、制作距離-波幅曲線；材質(zhì)衰減和表面耦合補(bǔ)償、檢測(cè)分辨力校驗(yàn)。3.檢測(cè)的執(zhí)行

按檢測(cè)工藝規(guī)程規(guī)定的檢測(cè)面、掃查方式、掃查速度及掃查間距進(jìn)行掃查；第17頁/共44頁4.缺陷檢測(cè)、評(píng)定及記錄a.能檢出所要求的缺陷；b.按檢測(cè)要求，正確、熟練地進(jìn)行缺陷當(dāng)量尺寸、位置、指示長度（或面積）、間距測(cè)定，并能完整準(zhǔn)確記錄檢測(cè)結(jié)果。c.按標(biāo)準(zhǔn)要求評(píng)定缺陷：能根據(jù)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)與缺陷的評(píng)定結(jié)果，對(duì)被檢工件做出合格與否的正確判定。5.后處理工序按要求進(jìn)行檢測(cè)后的工件清理以及儀器、探頭、試塊的清潔和整理。6.檢測(cè)報(bào)告的編寫編寫、審查檢測(cè)報(bào)告，檢測(cè)報(bào)告應(yīng)包括檢測(cè)條件、檢測(cè)結(jié)果與評(píng)定結(jié)論等，檢測(cè)報(bào)告應(yīng)完整、正確。第18頁/共44頁Ⅳ檢測(cè)工藝卡編制檢測(cè)工藝卡是實(shí)施具體產(chǎn)品檢測(cè)作業(yè)的指導(dǎo)性文件，一般采用表格、卡片的形式。特種設(shè)備檢測(cè)工藝卡是針對(duì)特種設(shè)備某一具體產(chǎn)品或產(chǎn)品上某一部件，依據(jù)超聲檢測(cè)通用工藝規(guī)程、被檢工件的技術(shù)要求和JB/T4730.3-2005等檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)而專門制定的有關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)和具體參數(shù)的工藝文件。檢測(cè)工藝卡的一般要求：內(nèi)容完整，技術(shù)方法正確，格式規(guī)范，符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。第19頁/共44頁工藝卡內(nèi)容：工藝卡編號(hào)；產(chǎn)品部分：產(chǎn)品名稱和編號(hào)，制造、安裝或檢驗(yàn)編號(hào)、特種設(shè)備類別、規(guī)格尺寸、材料牌號(hào)、熱處理狀態(tài)及表面狀態(tài)。檢測(cè)設(shè)備與材料：儀器型號(hào)和編號(hào)、探頭規(guī)格參數(shù)、試塊和耦合劑等；檢測(cè)工藝參數(shù)：檢測(cè)方法、檢測(cè)比例、檢測(cè)部位、儀器時(shí)基線比例和檢測(cè)靈敏度調(diào)整等；檢測(cè)技術(shù)要求：執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)、驗(yàn)收級(jí)別；檢測(cè)部位示意圖；編制人員（資質(zhì)級(jí)別）、審核人員（資質(zhì)級(jí)別）；編制日期。第20頁/共44頁現(xiàn)有一筒體，外徑為2600mm，內(nèi)徑為2560mm，筒體縱向?qū)雍缚p采用埋弧自動(dòng)焊、雙面焊接，坡口為X形，上焊縫的寬度為34mm，下焊縫的寬度為30mm

，縱向結(jié)構(gòu)如圖所示。材質(zhì)為16MnR。工件表面經(jīng)打磨后，粗糙度達(dá)到Ra＜6.3μm。檢驗(yàn)要求按JB/T4730.3-2005標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的B級(jí)檢測(cè)技術(shù)，合格級(jí)別為1級(jí)。第21頁/共44頁可供選擇的設(shè)備和器材（均已檢驗(yàn)合格）如下：超聲探傷儀：

CTS-22型一臺(tái)HS600型一臺(tái)2.斜探頭：

2.5P8×8K12.5P8×8K1.52.5P8×8K2

上述探頭的尺寸為：12mm×30mm，探頭前沿均為12mm

。

2.5P16×12K1.52.5P16×12K22.5P16×12K2.5

上述探頭的尺寸為：20mm×50mm，探頭前沿均為12mm。標(biāo)準(zhǔn)試塊：

CSK—ⅠAIIW試塊各一塊對(duì)比試塊：

CSK—ⅡA

CSK—ⅢA

試塊各一塊根據(jù)上述提供的條件，編制一份超聲檢測(cè)工藝卡。第22頁/共44頁工藝條件選擇分析：技術(shù)檢驗(yàn)要求按JB/T4730.3-2005標(biāo)準(zhǔn)的B級(jí)檢測(cè)技術(shù)，B級(jí)檢測(cè)規(guī)定：母材厚度為8～46mm時(shí)，采用一種k值探頭采用直射波法和一次反射波法在對(duì)接焊接接頭的單面雙側(cè)進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)方法：直接接觸，直射波法和一次反射波法，檢測(cè)面：選擇筒體外側(cè)。2.檢測(cè)時(shí)機(jī)：焊后24h后。第23頁/共44頁3.探頭選擇(1)探頭K值選擇：為保證探頭主聲束能掃查到整個(gè)焊縫的橫截面，K值應(yīng)滿足：

K≥(a/2+b/2+l0)/T＝(34/2+30/2+12)/20＝2.2

為保證主聲束能掃查到筒體內(nèi)壁，β還應(yīng)滿足：

β≤sin-11280/1300＝80°

當(dāng)K為2.5時(shí)，β≈68°＜80°，滿足要求。因此應(yīng)選擇K2.5探頭。(2)探頭晶片選擇：因筒體外徑為2600mm，外徑較大，故可選擇晶片尺寸較大的探頭2.5P16×12K2.5。該探頭的W為50mm，W2/4＝2500/4，R=2600/2＞＞W(wǎng)2/4，按標(biāo)準(zhǔn)5.1.3.4規(guī)定，不必使用曲面試塊。若：筒體外徑為1000mm

，選擇哪個(gè)探頭？第24頁/共44頁4.試塊選擇：CSK-ⅠA、CSK-ⅢA。5.檢測(cè)區(qū)域：按標(biāo)準(zhǔn)5.1.4.1a)規(guī)定，其寬度為焊縫加上焊縫兩側(cè)的熱影響區(qū)：34＋2×20×30%＝56mm。6.耦合補(bǔ)償：因工件的表面粗糙度和形狀與試塊的差異，應(yīng)實(shí)測(cè)。7.探頭移動(dòng)區(qū)域：因采用一次反射波法檢測(cè)，探頭移動(dòng)區(qū)域：

W≥1.25P＝1.25×2KT＝1.25×2×2.5×20＝125mm8.時(shí)基線掃描比例調(diào)節(jié)：按深度2:1，可使最大檢測(cè)范圍在時(shí)基線滿刻度的80%。9.距離—波幅曲線繪制：按檢測(cè)最大范圍確定曲線距離，母材厚度為20mm，采用一次反射波法檢測(cè)，所以曲線的最后的一點(diǎn)距離應(yīng)超過2T。利用CSK-ⅢA上深度為10mm、20mm、30mm、

40mm、50mm的五個(gè)Φ1×6孔繪制曲線。評(píng)定線：Φ1×6－9dB；定量線：Φ1×6－3dB；判廢線：Φ1×6－5dB第25頁/共44頁10.檢測(cè)靈敏度：Φ1×6－9dB

當(dāng)采用距離—dB曲線確定檢測(cè)靈敏度時(shí)，儀器衰減（增益）量應(yīng)在缺陷的2T距離處評(píng)定線所對(duì)應(yīng)的dB值。采用面板曲線，則檢測(cè)靈敏度為評(píng)定線。11.掃查：掃查方式：垂直于焊縫作鋸齒形掃查，輔以前后、左右、轉(zhuǎn)角、環(huán)繞等掃查。(2)掃查速度和最大掃查間距：掃查速度不應(yīng)大于150mm/s，掃查的最大間距不大于探頭直徑的85%（掃查覆蓋率應(yīng)大于探頭直徑的

15%）。(3)橫向缺陷檢測(cè)：B級(jí)檢測(cè)規(guī)定要求。檢測(cè)時(shí)，應(yīng)將各線靈敏度提高6dB。第26頁/共44頁實(shí)際操作考試操作要點(diǎn)鋼板檢測(cè)1.準(zhǔn)備記錄被檢件的試件號(hào)及規(guī)格（400×500×δ）等數(shù)據(jù)，注意被檢件的規(guī)定記錄坐標(biāo)。選擇探頭：縱波直探頭、雙晶直探頭

（JB/T4730.3-20054.1.2中表1）選擇試塊（JB/T4730.3-20054.1.3）

CBⅠδ≤20mm階梯平面

CBⅡδ＞20mmΦ5mm平底孔第27頁/共44頁2.

檢測(cè)檢測(cè)范圍的調(diào)整（儀器時(shí)基線、掃描速度）調(diào)整檢測(cè)靈敏度使用試塊調(diào)整檢測(cè)靈敏度時(shí)，先測(cè)定表面耦合補(bǔ)償用試塊法或底波法調(diào)整基準(zhǔn)靈敏度（JB/T4730.3-20054.1.4）δ≤20mm：用CBⅠ試塊的與被檢件等厚部位的B1波高調(diào)整到50%滿刻度。δ＞20mm：用CBⅡ試塊Φ5mm平底孔第一次反射波高調(diào)整到50%滿刻度，試塊選用按表2規(guī)定。δ≥3N：用被檢件無缺陷完好部位B1調(diào)整，按表2規(guī)定埋深的Φ5mm平底孔當(dāng)量計(jì)算基準(zhǔn)靈敏度

第28頁/共44頁初始掃查按顯示波形進(jìn)行缺陷判別、測(cè)定并標(biāo)記（JB/T4730.3-20054.1.6）缺陷的判定：三種情況F1≥50%B1＜100%，而F1/B1≥50%B1＜50%缺陷的測(cè)定：邊界范圍和指示長度F1＝25%或F1/B1＝

50%，以嚴(yán)重者為準(zhǔn)。B1＝

50%第29頁/共44頁記錄缺陷的位置、指示長度缺陷邊界左側(cè)與試件左邊之間的距離缺陷邊界下側(cè)與試件下邊之間的距離缺陷的指示面積、指示長度第30頁/共44頁3.填發(fā)檢驗(yàn)報(bào)告

表格中需填寫的內(nèi)容檢測(cè)結(jié)果（缺陷數(shù)量及位置X、Y，單個(gè)缺陷指示長度，單個(gè)缺陷指示面積，折算后的缺陷面積百分比）缺陷分布示意圖鋼板質(zhì)量級(jí)別評(píng)定：（JB/T4730.3-20054.1.7、4.1.8）缺陷指示長度的評(píng)定規(guī)則單個(gè)缺陷指示面積的評(píng)定規(guī)則缺陷面積百分比的評(píng)定規(guī)則檢驗(yàn)結(jié)論第31頁/共44頁鍛件檢測(cè)1.準(zhǔn)備a.記錄被檢件的試件號(hào)及規(guī)格等數(shù)據(jù)，注意被檢件的規(guī)定記錄坐標(biāo)方向。四種規(guī)格：100×100×100、100×100×150、

Φ100×100、Φ100×150

坐標(biāo)系：方形試件：X-Y，圓形：極坐標(biāo)原點(diǎn)：圓心探頭：JB/T4730.3-20054.2.2試塊：JB/T4730.3-20054.2.3單直探頭：CSⅠ試塊，Φ2mm平底孔。雙晶直探頭：δ＜45mm

，CSⅡ試塊。檢測(cè)面為曲面：CSⅢ試塊。第32頁/共44頁第33頁/共44頁2.檢測(cè)調(diào)整檢測(cè)范圍（儀器時(shí)基線掃描速度）：使B1的位置約在時(shí)基線滿刻度60～80%范圍。調(diào)整檢測(cè)靈敏度底波計(jì)算法：δ≥3N（4.2.6.1）最大檢測(cè)距離處的Φ2mm平底孔當(dāng)量（4.2.6.3）測(cè)量被檢件高度x將B1（最高回波）至基準(zhǔn)波高，測(cè)定并記錄BG值。按公式計(jì)算Δ值后，調(diào)整儀器增益至規(guī)定的檢測(cè)靈敏度。第34頁/共44頁初始掃查判別缺陷并標(biāo)記從波形判別缺陷類型:單個(gè)缺陷密集缺陷對(duì)缺陷進(jìn)行測(cè)定和記錄單個(gè)缺陷（4個(gè)量值）：平面位置、深度，缺陷幅度（dB）值、底波降低值。密集缺陷（5個(gè)量值）：最大缺陷當(dāng)量的平面位置、深度、缺陷幅度（dB）值，密集缺陷的邊界，邊界內(nèi)最大的底波降低量。第35頁/共44頁密集缺陷單個(gè)缺陷第36頁/共44頁3.填發(fā)檢驗(yàn)報(bào)告

表格中需填寫的內(nèi)容檢測(cè)結(jié)果單個(gè)缺陷：平面位置、深度，計(jì)算缺陷當(dāng)量和底波降低量。密集缺陷：其中最大缺陷當(dāng)量的平面位置、深度，計(jì)算缺陷當(dāng)量和缺陷面積的百分比、以及缺陷范圍內(nèi)的最大的底波降低量。缺陷分布