超声检测要点分解

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1、超声检测知识要点, 理论部分 1. 超声检测的物理基础 机械振动和机械波 a.机械振动的概念； b.机械振动的周期、频率的定义及其相互关系； c.机械波的概念； d.机械波的产生条件； e.机械波的主要物理量（波速、波长、周期、频率的定义及其相互关系）。 超声波的定义及分类 a.超声波的分类（根据波型、波形、波振动的持续时间等分类）；,b.惠更斯原理，波的叠加、干涉、衍射； c.超声波的传播速度； d.声压、声强、声阻抗的定义及表达式； e.分贝的概念及表达式； f.常用的分贝数值与声压比值的关系。 超声波的传播 a.超声波垂直入射到平界面时声强和声压的反射和透射； c.超声波倾斜入射到平界面

2、时的反射、折射和波型转换；临界角的概念； d.端角反射； e.超声波入射到曲界面的反射和透射； f.超声波的传播衰减和引起衰减的原因。,圆盘声源声场 a.声轴的概念及圆盘声源声轴上声压分布规律； b.近场、远场、未扩散区与扩散区的概念及其长度的计算表达式； c.声束的指向性概念及其计算。 规则反射体的回波声压 a.平底孔的回波声压公式； b.大平底的回波声压公式； c.圆柱曲底面回波声压公式。,2. 设备和器材 检测仪及其性能 a.检测仪的基本构成、各单元的作用及工作原理； b.检测仪的分类； c.检测仪的主要旋钮及其作用。 探头及其性能 a.探头的基本结构及工作原理； b.探头的种类和主要参

3、数； c.探头的主要性能；,耦合剂 a.耦合剂的作用； b.常用耦合剂。 试块 a.试块的种类和用途； b.常用试块的结构、材质、规格和用途。 检测系统的性能 垂直性能、水平性能、灵敏度、分辨率、信噪比。,3. 基本检测技术 检测技术分类 a.脉冲反射法与穿透法； b.接触法与液浸法； c.纵波、横波、表面波和兰姆波法。 各种检测技术的基本原理、特点及适用范围 检测条件选择 a.仪器选择； b.探头选择； c.耦合剂选用。,检测 a.试块准备； b.耦合及表面补偿； c.时基线性调节； d.灵敏度调节； e.基本扫查方式； f.缺陷回波的识别。 缺陷评定 a.缺陷位置的测定； b.缺陷定量的方

4、法； c.影响检测结果的因素。 其他检测技术简要介绍 a.相控阵检测技术； b.衍射声时（TOFD）技术。,金属制件制造工艺及其缺陷特点，主要检测技术及其实施 a. 板材 钢板常见缺陷 分层、折叠、白点等。分层和折叠缺陷大都平行于板面。 检测方法：纵波垂直入射法 直接接触法和水浸法 直接接触法：无缺陷、小缺陷、大缺陷的反射波情况。 水浸法：多次重合法水层厚度H与钢板的关系。 JB/T 4730-.3-2005 规定 检测灵敏度 缺陷的判别 缺陷位置的测定 缺陷定量,b. 管材 薄壁管：壁厚与管外径之比不大于0.2； 厚壁管：壁厚与管外径之比大于0.2。 管材主要缺陷： 无缝钢管：裂纹、折叠、分

5、层、夹杂等； 锻轧管：裂纹、白点、重皮等； 检测方法 周向扫查的斜入射横波检测（主要方式） 沿管材轴线方向的斜入射检测 垂直入射检测,管材中为纯横波的条件下，声束可到达内壁的前提条件：,小直径管水浸法检测： 偏心距x的选择条件：0.251Rx0.458r,c. 锻件,常见缺陷：缩孔、缩松、夹杂物、裂纹、折叠、白点。,缺陷特点：除裂纹外，多数缺陷常常是沿金属流线方向分布。,检测技术：纵波直入射检测、纵波斜入射检测、横波检测。,声束入射面和入射方向选择,纵波直入射法检测面：原则上应从两个相互垂直的方向进行检测。并尽可能地检测到锻件的全体积。,检测灵敏度 底波调节法（ x 3N） 试块比较法 试块计

6、算法（ x 3N）,缺陷位置和大小的测定 当量法、测长法、底波高度法。 缺陷回波的判断 单个缺陷、分散缺陷、密集缺陷。,d. 焊接接头,焊接接头：金属熔化焊焊接部位的总称。 接头形式及坡口形式 常见焊接缺陷：裂纹、孔穴、夹杂、未焊透及未熔合。,检测方法和检测条件选择 检测技术等级 检测面 探头K值（角度）的选择：三方面要求 斜探头的声束应能扫查到整个检测区截面； 斜探头的声束中心线应尽量与该焊缝可能出现的危险性缺陷垂直； 尽量使用一次波判别缺陷，减少误判并保证有足够的检测灵敏度。 双面焊焊缝： 单面焊焊缝：,扫描速度的调节：声程法、水平法、深度法。,距离波幅曲线 按所用的探头和仪器在试块上实测

7、的数据绘制而成。 该曲线由评定线（EL）、定量线（SL）和判废线（RL）组成。 分区规定。,距离dB曲线的应用 了解反射体波高与距离之间的对应关系； 调整检测灵敏度：检测灵敏度不低于评定线； 比较缺陷大小； 确定缺陷所在的区域。,检测灵敏度的选择 灵敏度选择与检测方法、被检件壁厚有关。 检测横向接头应将各线灵敏度均6dB。 工件表面耦合损失和材质衰减与试块不同时应进行传输修正。,距离 dB曲线的绘制 衰减型探伤仪的绘制 增益型探伤仪的绘制 距离 面板曲线的绘制 扫查方式 缺陷的评定和质量分级,JB/T 4730.3-2005 5.1.9,反射波幅位于区的单个缺陷质量分级评定, 实际操作部分 1

8、. 检测技术的选择和操作条件的确定 根据有关标准和被检件的要求，选择适当的超声检测方法和技术，确定所需仪器、探头、试块的参数及扫查参数。 2. 检测仪器调节 按检测工艺规程的要求，正确地设置仪器状态，熟练地进行仪器的时基线调节、灵敏度调节、制作距离-波幅曲线；材质衰减和表面耦合补偿、检测分辨力校验。 3. 检测的执行 按检测工艺规程规定的检测面、扫查方式、扫查速度及扫查间距进行扫查；,4. 缺陷检测、评定及记录 a.能检出所要求的缺陷； b.按检测要求，正确、熟练地进行缺陷当量尺寸、位置、指示长度（或面积）、间距测定，并能完整准确记录检测结果。 c.按标准要求评定缺陷：能根据验收标准与缺陷的评

9、定结果，对被检工件做出合格与否的正确判定。 5. 后处理工序 按要求进行检测后的工件清理以及仪器、探头、试块的清洁和整理。 6. 检测报告的编写 编写、审查检测报告，检测报告应包括检测条件、检测结果与评定结论等，检测报告应完整、正确。, 检测工艺卡编制 检测工艺卡是实施具体产品检测作业的指导性文件，一般采用表格、卡片的形式。 特种设备检测工艺卡是针对特种设备某一具体产品或产品上某一部件，依据超声检测通用工艺规程、被检工件的技术要求和JB/T 4730.3-2005等检测标准而专门制定的有关技术细节和具体参数的工艺文件。 检测工艺卡的一般要求：内容完整，技术方法正确，格式规范，符合有关标准要求。

10、,工艺卡内容： 工艺卡编号； 产品部分：产品名称和编号，制造、安装或检验编号、特种设备类别、规格尺寸、材料牌号、热处理状态及表面状态。 检测设备与材料：仪器型号和编号、探头规格参数、试块和耦合剂等； 检测工艺参数：检测方法、检测比例、检测部位、仪器时基线比例和检测灵敏度调整等； 检测技术要求：执行标准、验收级别； 检测部位示意图； 编制人员（资质级别）、审核人员（资质级别）； 编制日期。,现有一筒体，外径为2600mm，内径为2560mm，筒体纵向对接焊缝采用埋弧自动焊、双面焊接，坡口为X形，上焊缝的宽度为34mm ，下焊缝的宽度为30mm ，纵向结构如图所示。材质为16MnR。工件表面经打磨

11、后，粗糙度达到Ra6.3m。检验要求按JB/T 4730.3-2005标准规定的B级检测技术，合格级别为1级。,可供选择的设备和器材（均已检验合格）如下： 超声探伤仪： CTS-22型一台 HS600型一台 2. 斜探头： 2.5P88K1 2.5P88K1.5 2.5P88K2 上述探头的尺寸为：12mm30mm，探头前沿均为12mm 。 2.5P1612K1.5 2.5P1612K2 2.5P1612K2.5 上述探头的尺寸为：20mm50mm，探头前沿均为12mm。 标准试块： CSKA IIW 试块各一块 对比试块： CSKA CSKA 试块各一块 根据上述提供的条件，编制一份超声检测

12、工艺卡。,工艺条件选择分析： 技术检验要求按JB/T 4730.3-2005标准的B级检测技术， B级检测规定：母材厚度为846mm时，采用一种k值探头采用直射波法和一次反射波法在对接焊接接头的单面双侧进行检测。 检测方法：直接接触，直射波法和一次反射波法， 检测面：选择筒体外侧。 2. 检测时机：焊后24h后。,3. 探头选择 (1) 探头K值选择： 为保证探头主声束能扫查到整个焊缝的横截面，K值应满足： K(a/2+b/2+l0)/T(34/2+30/2+12)/202.2 为保证主声束能扫查到筒体内壁，还应满足： sin-11280/130080 当K为2.5时， 68 80，满足要求。

13、 因此应选择K2.5探头。 (2) 探头晶片选择： 因筒体外径为2600mm ，外径较大，故可选择晶片尺寸较大的探头2.5P1612K2.5。 该探头的W为50mm，W2/42500/4，R=2600/2W2/4，按标准5.1.3.4规定，不必使用曲面试块。 若：筒体外径为1000mm ，选择哪个探头？,4. 试块选择：CSK-A、CSK-A。 5. 检测区域：按标准5.1.4.1a)规定，其宽度为焊缝加上焊缝两侧的 热影响区 ：3422030%56mm。 6. 耦合补偿：因工件的表面粗糙度和形状与试块的差异，应实测。 7. 探头移动区域：因采用一次反射波法检测，探头移动区域： W1.25P1

14、.252KT1.2522.520125mm 8. 时基线扫描比例调节：按深度2:1，可使最大检测范围在时基线满刻度的80%。 9. 距离波幅曲线绘制：按检测最大范围确定曲线距离，母材厚度 为20mm，采用一次反射波法检测，所以曲线的最后的一点距离 应超过2T。利用CSK-A上深度为10mm、20mm、30mm、 40mm、50mm的五个16孔绘制曲线。 评定线： 169dB； 定量线： 163dB； 判废线： 165dB,10. 检测灵敏度：169dB 当采用距离dB曲线确定检测灵敏度时，仪器衰减（增益）量应在缺陷的2T距离处评定线所对应的dB值。 采用面板曲线，则检测灵敏度为评定线。 11.

15、 扫查： 扫查方式：垂直于焊缝作锯齿形扫查，辅以前后、左右、转角、 环绕等扫查。 (2) 扫查速度和最大扫查间距：扫查速度不应大于150mm/s，扫查的 最大间距不大于探头直径的85%（扫查覆盖率应大于探头直径的 15%）。 (3) 横向缺陷检测：B级检测规定要求。检测时，应将各线灵敏度提 高6dB。,实际操作考试操作要点,钢板检测 1. 准备 记录被检件的试件号及规格（400500 ）等数据，注意被检件的规定记录坐标。 选择探头：纵波直探头 、双晶直探头 （JB/T 4730.3-2005 4.1.2中表1） 选择试块（JB/T 4730.3-2005 4.1.3） CB 20mm 阶梯平面

16、 CB 20mm 5mm平底孔,2. 检测 检测范围的调整（仪器时基线、扫描速度） 调整检测灵敏度 使用试块调整检测灵敏度时，先测定表面耦合补偿 用试块法或底波法调整基准灵敏度 （JB/T 4730.3-2005 4.1.4）,20mm：用CB试块的与被检件等厚部位的B1波高调整到50%满刻度。 20mm：用CB试块5mm平底孔第一次反射波高调整到50%满刻度，试块选用按表2规定。 3N：用被检件无缺陷完好部位B1调整，按表2规定埋深的5mm平底孔当量计算基准灵敏度,初始扫查 按显示波形进行缺陷判别、测定并标记 （ JB/T 4730.3-2005 4.1.6）,缺陷的判定：三种情况 F150% B1100%，而F1 /B1 50% B150%,缺陷的测定：边界范围和指示长度 F125%或F1