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1、四川理工学院毕业设计（论文） 超声波探伤在设备焊接缺陷中的检测与分析（数据检测与分析）学 生：李亮学 号：07011040207专 业：过程装备与控制工程班 级：2007.3指导教师：石艳 付伶 四川理工学院机械工程学院二O一一年六月四 川 理 工 学 院毕业设计（论文）任务书设计（论文）题目： 超声波探伤在设备焊接缺陷中的检测与分析（实验测定） 学院：机械工程 专业：过程装备与控制工程 班级：2007级3班 学号：07011040207 学生： 李亮 指导教师： 石艳 付伶 接受任务时间 2011年3月10日 系主任： （签名）院长： （签名）1毕业设计（论文）的主要内容及基本要求完成国内外
2、超声波探伤在化工压力容器行业中的应用与发展综述（至少参阅2篇外文文献）；掌握超声波探伤的设备和一般操作技能；对已有的焊接接头，检测其焊接缺陷并结合理论分析其缺陷，提出解决措施；完成设计论文一份。2指定查阅的主要参考文献及说明 JB4730承压设备无损检测 过程装备制造与检测 现刊无损检测自选超声波文献3进度安排设计（论文）各阶段名称起 止 日 期1资料收集，阅读文献，完成开题报告3月03日至3月22日2完成实验的准备工作3月23日至4月23日3完成数据的采集和处理工作4月24日至5月13日4完成论文的撰写。5月14日至5月24日5完成设计论文的修改，答辩的准备。5月25日至6月01日摘 要随着
3、现代工业的发展，无损检测技术发展迅速。无损检测方法很多，射线检测技术、超声波检测技术、涡流检测技术、渗透检测技术和磁粉检测技术被称为常规检测技术。其中超声波检测技术是无损检测技术中应用得最为广泛的方法之一，尤其是在化工压力容器的焊接缺陷检测方面，发挥着重要的作用。利用超声波检测焊接缺陷，如裂纹、气孔、夹渣、未焊透、未熔合等缺陷的检测比其它无损检测方法更容易发现，并能够对缺陷进行定位、定量分析，而且检测仪器简单、检查速度快，因此被广泛应用于设备焊接缺陷中的检测。关键词：无损检测；超声波检测；焊接缺陷；定位；定量IABSTRACTWith the development of modern ind
4、ustry, nondestructive testing technology is developing rapidly. Nondestructive testing methods are varied, radiographic testing technology, ultrasonic testing technology, eddy current testing technology, penetrant testing technology and magnetic particle testing technology are called routine testing
5、 technology. Including ultrasonic testing technology is one of the most extensive method used in nondestructive testing technology . especially in chemical pressure vessel, the welding defects detection plays an important role.Using the ultrasonic to detect welding defects,such as cracks, porosity,
6、slag, not weld fully, incomplete fusion etc, it can more easily found on defect location than other nondestructive testing methods. It is able to locate and quantitative analysis of defects. The testing instrument is simple, and the inspection speed is fast, so it is widely applied in the weld defec
7、ts detection equipment.Keywords: Nondestructive testing; Ultrasonic detection; Welding defects; Positioning; quantitatingII目 录摘 要IABSTRACTII第一章 绪 论11.1 无损检测概述11.2 无损检测的概念11.3 无损检测技术的特点21.4 无损检测技术的发展31.4.1 无损检测技术发展的三个阶段31.4.2 我国的无损检测技术41.5 无损检测技术的分类41.6 无损检测方法的选择51.6.1 经济方面的考虑51.6.2 技术方面的考虑51.7 超声波检测
8、技术概述7第二章 超声波检测的物理基础102.1 超声波检测概述102.2 超声波检测的基础知识112.2.1 超声波检测的发展历程112.2.2 超声波及其特性122.2.2.1 具有良好的方向性122.2.2.2 超声波的透射、反射、折射与聚集122.2.3 超声波的种类及其应用132.2.4 超声波的反射和折射162.2.5 超声波的叠加、干涉和衍射172.3 超声波的一些参量192.3.1 声压192.3.2 声强192.3.3 声阻抗202.3.4 声速202.3.4.4 板波的声速222.4 超声波的衰减222.4.1 超声波衰减的主要原因分析222.4.2 衰减的抑制232.4.
9、3 衰减系数的测定24第三章 超声探伤仪、探头、耦合剂、试块253.1 超声探伤仪253.2 探头263.2.1 探头的定义及作用原理263.2.2 探头的分类263.2.3 常用探头283.3 耦合303.3.1 耦合的定义303.3.2 耦合的分类303.3.3 影响耦合的因素303.4 试块323.4.1 试块的定义和标准323.4.2 试块的分类323.4.3 我国压力容器焊缝检测常用试块33第四章 超声波检测方法364.1超声波检测检测方法分类364.1.1按原理分类364.1.2 按波型分类384.1.2.3 表面波法394.1.3 按探头数目分类394.1.4 按探头接触方式分类
10、404.1.5 按操作方式分类404.2 检测仪器与探头的选择414.2.1 检测仪器的选择414.2.2 探头的选择41第五章 超声波检测焊接缺陷445.1 常见的焊接缺陷及其成因445.1.1 裂纹445.1.2 气孔455.1.3 夹渣465.1.4 未焊透465.1.5 未熔合465.1.6 焊瘤465.2 检测前的准备475.2.1 调节扫描速度475.2.2 调节检测灵敏度475.3 焊接缺陷的检测495.3.1 检测区和探头的移动区495.3.2 斜探头K值的选取505.3.3 斜探头入射点的测定和K值的校测505.3.4 焊接缺陷的定位分析505.3.5 缺陷的定量分析525.
11、3.6 缺陷的评估525.4 超声波检测焊接缺陷的等级评定555.4.1 检测等级选择555.4.2 缺陷的评定565.4.3 检测结果分级56第六章 实验586.1 实验仪器586.1.1 CTS-23A/B plus探伤仪586.1.2 CTS-23A/B plus探伤仪的性能586.2 超声波检测实验596.2.1 超声波检测仪水平线性的测试596.2.2 超声波检测仪垂直线性的测试606.2.3 探头K值的测定62第七章 结 论64参 考 文 献65致 谢66第一章 绪 论1.1 无损检测概述随着现代工业技术的发展，在很多行业，尤其是化工、石油、制药、轻工、能源、环保以及食品等行业，对
12、生产设备的要求越来越高，现在高温、高压、高负荷已成为现代工业的重要标志。然而所有这一切都体现在材料的质量上。因此，在使用材料前，就要对材料进行全面的检验，及时发现缺陷，消除隐患，保证设备的安全运行。如今，有很多的检测方法，例如有宏观检测、理化检测、无损检测等等。众多的检测方法中，又各有各的特点。宏观检测比较简单，即通过检测人员的感觉器官对设备进行检测，进而判别缺陷。理化检测顾名思义就是通过物理和化学方法来检测设备（构件）及焊接接头的力学性能、金相组织及材料里面各种化学元素含量的多少。进而判别材质和焊接接头的缺陷。宏观检测过于简单，只能对设备（构件）进行一个大体的检测，不能深入到细节部分，可信度
13、不高。理化检测或多或少地会对材料造成损害，因为好多化学试剂对材料都有一定的腐蚀性。所以，在现代工业中用得比较多就是无损检测技术。无损检测是建立在现代科学技术基础上的一门应用型技术学科，它以不损坏被检测物体内部结构为前提，应用物理方法，检测物体内部或表面的物理性能、状态特性以及内部结构，检查物质内部是否存在不连续性(即缺陷)，从而评价其质量。无损检测学科涉及到的知识很广，有物理科学中的光学、电磁学、声学、原子物理学，还有计算机、数据通讯等学科，在机械、化工、石油、航空、航天各个领域有广泛的应用。1.2 无损检测的概念随着科学和工业技术的迅速发展，高温、高压、高速度、和高负荷已成为现代工业的重要标
14、志，但它的实现是建立在材料（或）构件的高质量基础上的，为确保这种优异的质量，须采用不破坏产品原来的形状、不改变其使用性能的检测方法，对产品进行百分之百的检测，以确保其可靠性和安全性，这种技术就是无损检测技术。无损检测技术就是利用材料内部结构异常或缺陷存在所引起的热、声、光、磁和电等变化，在不损害或不影响被检对象使用性能的前提下，检测工程材料、零部件、结构件中是否存在缺陷或不均匀性，测出缺陷的大小、位置、尺寸、性质、类型、分布、数量及其变化等信息，进而判定被检对象所处技术状态（如有无缺陷、剩余寿命等）。由此可以看出，无损检测不但要检测出设备（构件）有无缺陷，如果有缺陷的话，而且还要做成定性、定量评价，进而对有缺陷的设备分析其缺陷的危害程度，以便在保障安全运行的条件下，作出带伤设备可否继续服役的选择，避免由于设备不必要的检修和更换所造成的浪费。1.3 无损检测技术的特点l 无损检测技术的无损性无损检测是在不破坏构件
