管材超声波探伤
小直径钢管超声波水浸法探伤分析
ｔ ｉ ｋ ｅ ｓ ｏ ｕ ｎ ｔ ． ｈ ａ ｍｅ ｔ ｎ ｌｚ ｄ ｔ ｅ ｄ ｆ ｒ ｎ ｅ ｂ ｔ ｅ ｌ ａ ｏ ｉ ａ ｅ ｍｍｅ ｓｏ ｔ ｏ ｎ ｈ ｃ ｎ ｓ ，ｆｃ ｓａ ｄ ｅ ｃ Ａｔ ｅ ｓ ｍｅ ｔ ，ｉ ａ ａｙ ｅ ｈ ｉ ｅ ｅ ｃ ｅｗｅ ｎ ｕ ｔ ｓ ｎ ｃ ｗ ｔ ｒｉ ｔ ｉ ｆ ｒ ｒｉｎ ｍｅｈ ｄ ａ ｄ ｃ ｎ ａ ｔ ｅ ｅ ｔ ｎ ｍｅｈ ｄ ｎ ｒ ｄ ｃ ｄ ｉ ｄ ａ ｔｇ ｓ ｄ ｓ ｄ ａ ｔｇ ｓａ ｄ ｒ ｎ ｅ ｏ ｓ ｆ ｌ ａ ｏ ｉ ｔｒｉ ｏ ｔ ｃ ｔｃ ｉ ｔ ｏ ，ｉ ｔ ｕ ｅ ｔ ａ ｖ ｎ ａ ｅ ， ｉａ ｖ ｎ ａ ｅ ｎ ａ ｇ ｆｕ ｅｏ ｔ ｓ ｎ ｃｗａｅ ｄ ｏ ｏ ｓ ｕ ｒ ｍｍｅ ｓｏ ，ａ ｄ ｒｉ ｎ ｎ
中 ，纵波 直探头 垂 直 于钢管 表 面 ，且 离钢 管有 一 定 的距 离 ，用水 做耦 合 剂 ，经过折 射 作用 ，可在 钢管 内实 现 纯横 波 探 伤 。在 对 钢 管 进行 探 伤 时 ， 为 了增 加水 对钢 管 表面 的润 湿作用 ，防止 钢管 生
锈 ，需 要 加入少 量 活性 剂和 适量 的 防腐剂 。
等 因素 的影 响 ，使 成 型后 管材 的表 面或 者 内部 出
现裂 纹 等缺 陷 。所 以在实 际应 用 之前 ，必 须对 管
材进 行严 格 的检测 ，而超 声波探 伤 技术 对 提高 和 保 证 产 品质 量 有 着 至 关 重 要 的作 用 ，以 其 快 速
性 、准确 性 、无 污染等 特性 已被 广 泛应 用 ，特 别
小 直 径 钢管 （ 径小 于 １ ０ｍｍ） 国 民经 济 外 ０ 在
中 占有重 要 的地 位 ，广泛 应用 于航 空 、军 工 等领 域 。在 管材 的制造 过程 中 ，往往 由于材 料 中夹 渣
无损检测超声波探伤第7章 板材、管材
B1 F1
B2
50 F2
B1 F1
B2 50
F2
B1 B2
0
5
10
① (F1≥曲线)
0
5
10
② 双晶探头t＜20mm (F1≥50%)
0
5
10
③ (B1＜50%)
2.缺陷的测定 扫查发现缺陷后要测定缺陷的位置、大小，并评估缺陷的性质。 （1）缺陷位置的测定：包括深度位置和平面位置。
根据金属板材的材质不同，常见的金属板材有 钢板（CL5900、CS3230）、铝板（CL6260、CS3080）、 铜板（CL4700、CS2260）……等等。
实际生产中钢板的应用最广，因此这里以钢板 为例来说明板材的超声波探伤。
普通钢板是由钢锭轧制而成。普通钢板包括碳素钢、低合金钢以及奥 氏体钢板、镍及镍合金钢板和双相不锈钢板。
由于钢板加工方式的原因，钢板中的缺陷大多是面积形缺陷。缺陷的 形成一方面是由于材质特性造成，一方面是由于加工工艺造成。
分层、折叠缺陷是在轧制过程中形成，基本都与表面平行。
根据钢板厚度的不同，将钢板分为薄板、中厚板和厚板。
δ<6㎜ 薄板
6≤ δ ≥40㎜ 中厚板
δ >40㎜ 厚板
厚板的探伤常用垂直入射的纵波检测法，又称为垂直检测 法；薄板的探伤常用板波检测法。（详见第五章）
（4）缺陷边界范围和指示长度的测定：
47013标准5.3.6.2规定了缺陷边界的测定方法。 ① 检出缺陷后，应在他的周围继续进行检测，以确定缺陷的范围。 ② 板材＜20㎜用双晶探头确定缺陷的边界范围或只是长度时，探头的 移动方向应与探头的隔声层相垂直，并使缺陷波下降到检测灵敏度条件 下显示屏满刻度的25%，探头中心点即为缺陷的边界点。 ③ 板材厚度20㎜～60㎜用双晶直探头确定缺陷的边界范围时，探头的 移动方向应与探头的隔声层相垂直，并使缺陷波下降到距离波幅曲线， 探头中心点即为缺陷的边界点。 ④ 用单直探头确定缺陷的边界范围或指示长度时，移动探头使缺陷第 一次波波高下降到距离波幅曲线，探头中心点即为缺陷的边界点。 ⑤ 确定底面第一次反射波波幅低于满屏50%时，探头移动（单探头或双 直探头）使底面第一次反射波升高到显示屏满刻度的50%，此时探头中 心点即为缺陷的边界点。
UT8-10板材、管材、棒材2011超声波探伤
第9章 管材的超声波检测
第9章 管材的超声波检测
一、概述
1.管板的分类 按照尺寸分：大口径管、小口径管 按照制造工艺分：无缝钢管、焊接钢管 2.管材的主要缺陷 分层、夹杂、重皮、裂纹 3.探伤方法简介 ⑴大口径管 径向缺陷:单探头横波接触法、双探头横波接触法 横向缺陷:单探头纵波水浸法、双晶探头纵波接触 法
7
复合板材的超声波探伤
例如:超声波探伤钢/铝复合材料，钢中z1=45×106kg/m2·s，铝中 z2=17.3×106kg/m2·s，不计介质衰减和扩散衰藏，且底面全反射。 则复合界面的声压反射率为
这时底波B1与复合界面回波S的dB差为
复合材料工件中的底波B1与复合界面回波S(不一定复合良好)的dB 差可由实测得到。当实测值明显大于理论计算值时，说明该复合材 料存在脱接。当二者相差甚小时，说明复合良好。
10
⑵小口径管：水浸聚焦法（D<40mm）
第9章 管材的超声波检测
二、横波接触法检测
1.最大壁厚的确定 确定条件有两个，①要实现纯横波探伤，②超声波 主声束可扫查到管子的整个截面。 对于钢管来说：t/D≤0.266
三、水浸法偏心距的确定
横波的产生：使聚焦超声波声束的焦点落在管子的 中心轴上，然后将探头沿水平方向一定一段距离（称 为偏心距），从而使声束相对于钢管表面形成一定角 度射入钢管内，经折射后，产生波形转换，产生横波 。
2
第8章板材的超声波检测
二、探伤方法简介
1.直接接触法 ⑴一次底波法 ⑵双晶探头法 ⑶多次底波法 2.水浸法 ⑴水浸法分为全部水浸、局部水浸和喷流水浸三种 ⑵由于水层界面（钢/水）多次回波与钢板底波干 扰，不利于探伤，因此调节水层厚度使水层厚度使水 层界面回波与n次底波重合，从而使示波屏上波形清晰 ，便于探伤，这种方法称为n次重合法。
超声波探伤作业指导书
超声波探伤作业指导书一、适用范围超声检测适用于板材、复合板材、碳钢和低合金钢锻件、管材、棒材、奥氏体不锈钢锻件等承压设备原材料和零部件的检测；也适用于承压设备对接焊接接头、T型焊接接头、角焊缝以及堆焊层等的检测。
二、引用标准JB/T4730.3 承压设备无损检测第三部分：超声检测GB/T12604 无损检测术语三、一般要求1、超声检测人员应具有一定的基础知识和探伤经验。
并经考核取得有关部门认可的资格证书。
2、探伤仪①采用A型脉冲反射式超声波探伤仪，其频率应为1~5MHz。
②仪器至少应在满刻度的75%范围内呈线性显示，垂直线性误差不得大于5%。
③仪器的水平线性、分辨力和衰减器的精度等指标均应复合JB/T 10061的规定。
3、探头①纵波直探头的晶片直径应在10~30mm之间，工作频率1~5MHz，误差不得超过±10%。
②横波斜探头的晶片面积应在100~400mm2之间，K值一般取1~3.③纵波双晶直探头晶片之间的声绝缘必须良好。
4、仪器系统的性能①在达到所探工件的最大检测声程时，其有效灵敏度余量不得小于10dB。
②仪器与探头的组合频率与公称频率误差不得大于±10%。
③仪器与直探头组合的始脉冲宽度（在基准灵敏度下）：对于频率为5MHz的探头，宽度不大于10mm；对于频率为2.5MHz的探头，宽度不大于15mm。
④直探头的远场分辨力应不小于30dB，斜探头的远场分辨力应不小于6dB。
⑤仪器与探头的系统性能应按JB/T 9124和JB/T 10062的规定进行测试。
四、探伤时机及准备工作1、探伤一般应安排在最终热处理后进行。
若因热处理后工件形状不适于超声探伤，也可将探伤安排在热处理前，但热处理后仍应对其进行尽可能完全的探伤。
2、工件在外观检查合格后方可进行超声探伤，所有影响超声探伤的油污及其他附着物应予以清除。
3、探伤面的表面粗糙度Ra为6.3μm。
五、探伤方法1、为确保检测时超声波声束能扫查到工件的整个被检区域，探头的每次扫查覆盖率应大于探头直径的15%。
超声无损检测 第7章 管材超声波检测
2、入射角的选择
纯横波检测：声束入射角≥第一临界角。
C sin CL1 sin CL1 r
L1
sin CS2
CS2 R
CL2
探测纵伤：折射横波投射至钢管内壁。
0.47 sin 0.85(1 2t ) D
横波法检测内壁纵向缺陷，入射角允许范围：
CL1 sin CL1 (1 2t )
r2
WS2
2
R
2WSR cos
将下述关系式代入上式：
r Rt 和
经过整理后，即可得到：
R D 2
arc cos[ t (1 t ) WS ]
WS D D
3 管材的接触法检测
5、接触法检测工艺 ◆ 纵向缺陷检测
探头：晶片≤25mm；频率2.5～5MHz。 对比试样：
选材：与被检钢管规格相同，材质、热处理工艺和表面状况相同 或相似；长度满足检测方法和检测设备要求。
扫查：探头不动/钢管螺旋前行、探头轴向移动/钢管原地旋转、 探头旋转/钢管轴向前行、探头螺旋前行/钢管不动。 螺旋线扫查；15％覆盖率。
评定与验收：缺陷回波高度≥基准灵敏度，判为不合格品。修磨 后满足公差要求，复探。
3 管材的接触法检测
◆ 横向缺陷检测 探头：晶片尺寸、检测频率－同上。 对比试块：选材、人工缺陷－同上。 灵敏度设置： 内、外壁V形槽－同上；
管材超声检测
1 管材加工及常见缺陷 2 管材横波检测基础 3 管材的接触法检测 4 管材的水浸法检测 5 厚壁管材检测 6 管材自动检测
1 管材加工及常见缺陷
钢管分类： ◆ 按加工方法分类
无缝钢管：热轧、挤压、热扩、锻造；冷轧、冷拔。 焊接钢管：直焊缝、螺旋焊缝；高频焊、电阻焊、埋弧焊。 ◆ 按规格不同分类 大直径钢管：直径＞100mm。 小直径钢管：直径＜ 100mm。 薄壁钢管：厚径比＜ 0.2。 厚壁钢管：厚径比＞ 0.2。
UT超声波检测系列之超声波探伤工艺细则
附录B 超声波探伤工艺细则1目的该项工艺细则，对压力容器产品的超声波探伤实施有效控制。
2适用范围本规程适用于原材料板材及管材的探伤，并且也适用于加工产品锻件、铸件、焊接件的探伤。
3按波形分类1)纵波法使用直探头发射纵波进行探伤的方法，称为纵波法。
此法常将波束垂直入射至试件探测面，以不变的波形和方向透入试件，所以又称垂直法。
垂直法主要用于铸造、锻压、轧材及其制品的探伤。
2)横波法将纵波通过楔块、水等介质倾斜入射至试件探射面，利用波形转换得到横波进行探伤的方法，称为横波法。
此方法主要适用于管材及焊缝的探伤。
3)表面波法使用表面波进行探伤的方法，称为表面波法。
这种方法主要用于表面光滑的试件。
4）板波法使用板波法进行探伤的方法，主要用于薄板、薄壁管等形状简单的试件探伤。
4按探头数目分类1)单探头法使用一个探头兼作发射和接收超声波的探伤方法称为单探头法。
单探头法操作方便，大多数缺陷可以检出。
2)双探头法使用两个探头进行探伤的方法称为双探头法。
一个发射，一个接收。
主要是为发现单探头法难以检出的缺陷。
5探头的选择1)直探头直探头只能发射和接收纵波，波束轴线垂直于探测面。
主要用于探测与探测面平行的缺陷，如锻件、钢板中的夹层、折叠等缺陷。
2)斜探头（横波）斜探头是通过波形转换来实现横波探伤的，主要用于探测与探测面垂直或成一定角度的缺陷。
如焊缝中的未焊透、夹渣及未融合等缺陷。
3)表面波探头与双晶（分割）探头表面波探头用于探测工件表面缺陷；双晶探头用于探测工件近表面缺陷；聚焦探头用于水浸探测管材或板材。
6耦合剂超声偶合是指超声波在探测面上的声强透射率。
为了提高耦合效果，在探头与工件表面之间施加的一层透声介质称为耦合剂。
超声波探伤中常用耦合剂有机油、变压器油、甘油、水、水玻璃等。
更多资料：无损检测招聘网 中国无损检测论坛 中国焊接论坛 说明：本《超声波检测工艺规程》由检验处探伤室起草，并负责对其内容进行解释。
超声波探伤常用计算公式
一、1、示波屏上的波高与声压成正比。
既：△=20lgP2/P1=20lgH2/H1(1NP=8.68dB1dB=0.115NP)2、声压反射率r和投射率t分别为：r=Pr /PO=Z2-Z1/Z2+Z1t=Pt/PO=2Z2/Z2+Z13、声强反射率R和投射率T分别为：R=r2=(Z2-Z1/Z2+Z1)2T=4Z1Z/(Z2+Z1)2由以上几式得：t-r=1T+R=14、声压往复透射率T往：探头接收到的回波声压Pa与入射波声压PO之比。
既：T往=Pa/PO=4Z1Z/(Z2+Z1)25、反射、折射定律：sinαL /CL1=sinα1L/CL1=sinα1S/CS1=sinβL/CL2=sinβS/CS26、第一临界角。
αⅠ=arcsinCL1/CL2第二临界角。
αⅡ=arcsinCL1/CS2第三临界角：αⅢ=arcsinCS1/CL17、（1）薄板工件的衰减系数测定：α=(20lgBm/Bn-δ)/2x(n-m)对于多次反射：α=[20lgBm/Bn-δ(n-m)]/2x(n-m)（2）厚板工件的衰减系数测定：α=(20lgB1/B2-6-δ)/2x对于2次波、3次波；α=(20lgB2/B3-3.5-δ)/2x。
对于1次波、3次波；α=(20lgB1/B3-9.5-δ)/4x。
二1、近场区长度：N=D2S /4λ=R2S/λ=FS/πλ=FS?/Cλ2、圆盘源辐射的纵波声场的第一零值发散角；θ=arcsin1.22λ/Ds≈70λ/Ds3、波束未扩散区与扩散区：b=1.64N4、矩形波源的近场区长度N=Fs/πλ，未扩散区b=1.64N，半扩散角θ=arcsinλ/2a≈57λ/2a，5、近场区在两种介质中的分布；公式N=D2S/4λ只适用均匀介质。
在水、钢两种介质中，当水层厚度较小时，进场区就会分布在水、钢两种介质中，设水层厚度为L，则钢中剩余进场区长度N为：N=N2-LC1/C2=D2S/4λ-LC1/C2，6、横波近场区长度；方形N=FS /πλs2*cosβ/cosα圆形N=D2/4λs2*cosβ/cosα横波声场中，第二介质中的近场区长度：N`=N-L2=FS/πλs2*cosβ/cosα-L1tgα/tgβF S-波源面积λs2-介质Ⅱ中横波波L1-入射点至波源的距离L2-入射点至假想波源的距离半扩散角；对于圆片形声源：?0=arcsin1.22λS2/DS=70λS2/DS对于矩形正方形声源：?0=arcsinλS2/2a=57λS2/2a三1、计算垂直线性误差D=（∣d1∣+∣d2∣）%。
复合材料、板材和管材超声波探伤检测方法
c水 钢 H水 n n c钢 4
7.1 板材超声波探伤
7.1.3 探头与扫查方式 1）探头（解释） 频率：2.5～5MHz——40mm以下钢板检测频率为5MHz； 40mm以上钢板检测频率为2.5MHz。 晶片直径：Ф14～Ф25mm。 单晶直探头：适用于板厚δ较大的钢板检测； 双晶直探头：适用于板厚δ较薄的钢板检测。
1) 纵向缺陷探测
4.5.5 灵敏度的确定 4.5.5.1 直接接触法横波基准灵敏度的确定，可直接在对比试样上将内壁人 工V形槽的回波高度调到荧光屏满刻度的80%，再移动探头，找出外壁 人工V形槽的最大回波，在荧光屏上标出，连接两点即为距离-波幅曲线， 作为检测时的基准灵敏度。 4.5.5.2 液浸法基准灵敏度按下述方法确定： a） 水层距离应根据聚焦探头的焦距来确定； b） 调整时，一面用适当的速度转动管子，一面将探头慢慢偏心，使对 比试样管内、外表面人工缺陷所产生的回波幅度均达到荧光屏满刻度的 50%，以此作为基准灵敏度。如不能达到此要求，也可在内、外槽设立 不同的报警电平。 4.5.5.3 扫查灵敏度一般应比基准灵敏度高6dB。 4.5.6验收要求：无缝钢管的判废要求按相应技术文件规定。 4.5.7结果评定：若缺陷回波幅度大于或等于相应的对比试块人工缺陷回波， 则判为不合格。不合格品允许重新处理，处理后仍按本标准进行超声检 测和质量等级评定。
4.1.5.3 扫查方式 a) 探头沿垂直于钢板压延方向，间距不大于100mm的平行线 进行扫查。在钢板剖口预定线两侧各50mm（当板厚超过100mm时，以板厚的一半为 准）内应作100%扫查。b) 根据合同、技术协议书或图样的要求，也可采用其他形式 的扫查。
7.1 板材超声波探伤
7.1.4 探测范围和灵敏度调整 1）探测范围调整 δ＜30mm：B10； 30mm≤δ≤80mm：B5； ？？ 2）灵敏度调整 CBⅠ块法、 CBⅡ试块、底波法。
无损检测学习--第五章
第五章 板材和管材超声波探伤第一节 板材超声波探伤 一、常见缺陷钢板中常见缺陷有分层、折迭、白点等，裂纹少见。
航空规定的薄板：厚度δ≤4㎜，能够用兰姆波检测。
压力容器标准规定的薄板：6㎜≤δ≤20㎜，用双晶探头探测。
二、探伤方法 1. 接触法定义：接触法是探头通过薄层偶合剂与工件接触进行探伤。
产生迭加效应条件①薄板②小缺陷③缺陷位于板中心 2. 水浸法使水/工件界面的第二回波（界面波）与工件的第n 次底波重合的方法称为 多次重合法。
一次重合法：第二次界面波走过4H 钢水水C C H C H /2/2/4δ+= ∴δδ41≈=钢水C C Hn 次重合法：δn H 41=三、扫查方式全面扫查、列线扫查、边缘扫查、格子扫查 四、探测范围和灵敏度调整 1.调整一般根据板厚来确定2.灵敏度度调整 大平底调节灵敏度优点：不需考虑表面补偿，也不需考虑材质衰减补偿。
灵敏度方法： ①对比试块法②计算法⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⋅=∆)lg(40/2lg202112122f f f f f f f f x x D D P P x D ）（平底孔大平底λπ③A VG 曲线法五、缺陷的判别JB4730—94确定以下几种情况作为缺陷： 1.缺陷第一次反射波F 1≥%502.第一次底波B 1＜100%，第二次缺陷波F 1与第一次底波B 1之比F 1/B 1≥%503.第一次底波B 1＜50%第二节 复合材料超声波探伤 一、常见缺陷复合材料中常见缺陷是脱层（脱接）二、缺陷的判别1.两种材料声阻抗接近若存在脱接缺陷，则在示波屏上出现缺陷波F 。
2.两种材料声阻抗相差较大☆当两种材料声阻抗相差较大时，即使复合良好也会出现界面回波。
这时缺 陷波判别困难，为此长利用试块来比较。
①当从复合材料侧探伤时，若工件复合界面反射波宽度小于试块上的反射波宽度，且工件底波高于试块底波，则复合良好，反之复合不好。
②当从母材侧探伤时若工件中界面反射波低于试块中界面反射波，工件中底波高于试块中底波，则复合良好，反之复合不好。
超声波探伤作业指导书
超声波探伤作业指导书超声波探伤作业指导书一、适用范围超声检测适用于承压设备原材料和零部件的检测，包括板材、复合板材、碳钢和低合金钢锻件、管材、棒材、奥氏体不锈钢锻件等，也适用于承压设备对接焊接接头、T型焊接接头、角焊缝以及堆焊层等的检测。
二、引用标准本作业指导书引用了XXX第三部分：超声检测和GB/T无损检测术语两个标准。
三、一般要求1、超声检测人员应具备一定的基础知识和探伤经验，并经过有关部门认可的资格考核。
2、探伤仪器应采用A型脉冲反射式超声波探伤仪，频率应在1~5MHz之间，并且在满刻度的75%范围内呈线性显示，垂直线性误差不得超过5%。
仪器的水平线性、分辨力和衰减器的精度等指标应符合JB/T 的规定。
3、探头应符合以下要求：①纵波直探头的晶片直径应在10~30mm之间，工作频率1~5MHz，误差不得超过±10%。
②横波斜探头的晶片面积应在100~400mm²之间，K值一般取1~3.③纵波双晶直探头晶片之间的声绝缘必须良好。
4、仪器系统的性能应符合以下要求：①在达到所探工件的最大检测声程时，其有效灵敏度余量不得小于10dB。
②仪器与探头的组合频率与公称频率误差不得大于±10%。
③仪器与直探头组合的始脉冲宽度（在基准灵敏度下）：对于频率为5MHz的探头，宽度不大于10mm；对于频率为2.5MHz的探头，宽度不大于15mm。
④直探头的远场分辨力应不小于30dB，斜探头的远场分辨力应不小于6dB。
⑤仪器与探头的系统性能应按JB/T 9124和JB/T 的规定进行测试。
四、探伤时机及准备工作1、探伤一般应安排在最终热处理后进行。
若因热处理后工件形状不适于超声探伤，也可将探伤安排在热处理前，但热处理后仍应对其进行尽可能完全的探伤。
2、工件在外观检查合格后方可进行超声探伤，所有影响超声探伤的油污及其他附着物应予以清除。
3、探伤面的表面粗糙度Ra应为6.3μm。
五、探伤方法1、为确保检测时超声波声束能扫查到工件的整个被检区域，探头的每次扫查覆盖率应大于探头直径的15%。
板材和管材超声波探伤
板材和管材超声波探伤板材和管材是生产制造锅炉压力容器的重要原材料，一般要求进行超声波探伤。
本章将分别介绍板材(中厚板，复合板和薄板)与管材(小口径管、大口径管)的加工方法、常见缺陷和常用探伤方法。
第一节板材超声波探伤根据板材的材质不同，板材分为钢板、铝板、铜板等。
实际生产中钢板应用最广，因此这里以钢板为例来说明板材的超声波探伤工艺方法。
一、钢板加工及常见缺陷钢板是由板坯轧制而成的，而板坯又是由钢锭轧制或连续浇铸而成的。
钢板中常见缺陷有分层、折迭、白点等。
裂纹少见，如图5.1所示。
分层是板坯中缩孔、夹渣等在轧制过程中来密合而形成的分离层。
分层破坏了钢板的整体连续性，影响钢板承受垂直板面的拉应力作用的强度。
折迭是钢板表面局部形成互相折合的双层金属。
白点是钢板在轧制后冷却过程中氢原子来不及扩散而形成的，白点断裂面呈白色，多出现在厚度大于40mm的钢板中。
由于钢板中的分层、折迭等缺陷是在轧制过程中形成的，因此它们大都平行于板面。
根据钢板的厚度不同，将钢板分为薄板与中厚板。
一般薄板厚度δ<6mm，中厚板δ≥6mm(中板δ=6～40mm，厚板δ>40mm)。
中厚板常用垂直板面入射的纵波探伤法，又称为垂直探伤法，薄板常用板波探伤法。
下面介绍中厚板探伤方法。
二、探伤方法中厚板垂直探侮法的耦合方式有直接接触法和充水耦合法。
采用的探头有单晶直探头、双晶直探头(又称联合双直探头)或聚焦探头。
探伤钢板时，一般采用多次底波反射法，即在示波屏上显示多次底波。
这样不仅可以根据缺陷波来判定缺陷情况，而且可根据底波衰减情况来判定缺陷情况。
只有当板厚很大时才采用一次底波或二次底波法。
一次底波法示波屏上只出现钢板界面回波与一次底波，只计界面回波与底波B1之间的缺陷波。
1.接触法接触法是探头通过薄层耦合剂与工件接触进行探伤。
当探头位于完好区时，示波屏上显示多次等距离的底波，无缺陷波，如图5.2(a)。
当探头位于缺陷较小的区域时，示波屏上缺陷波与底波共存，底波有所下降，如图5.2(b)当探头位子缺陷较大的区域时，示波屏上出现缺陷的多次反射波，底波明显下降或消失，如图5.2(c)。
无缝钢管超声波探伤检验方法【整编】
无缝钢管超声波探伤检验方法（一）无缝钢管超声波探伤检验方法1、范围规定了无缝钢管超声波探伤的原理、方法、对比试样、设备、条件、步骤、结果评定和报告。
适用于各种用途无缝钢管纵向缺陷和横向缺陷的超声波检验。
所述探伤方法主要用于检验破坏了钢管金属连续性的缺陷，但不能有效地检验层状缺陷。
适用于外径等于或大于6mm且壁厚与外径之比不大于0.2的钢管。
2、引用标准YB4082-92钢管自动超声探伤系统综合性能测试方法ZBY230-84A型脉冲反射式超声波探伤仪通用技术条件3、探伤原理超声波探头可实现电能和声能之间的相互转换以及超声波在弹性介质中传播时的物理特性是钢管超声波探伤原理的基础。
定向发射的超声波束在管中传播时遇到缺陷，既产生波的反射又产生波的衰减。
经过探伤仪的信号处理，如采用反射法探伤可获得缺陷回波信号，如采用穿透法探伤可凭借透过波的衰减程度获得缺陷信号。
二者均可由仪器给出定量的缺陷指示。
利用压电效应或电磁感应原理可在管内激发不同类型的超声波。
因此，压电超声和电磁超声均可用于管材超声波检验。
但电磁超声仅适用于铁磁性材料。
4、探伤方法（1）采用横波（或板波）反射法（或穿透法）在探头和钢管相对移动的状态下进行自动检验，只有特殊的大口径钢管才可进行手工检验。
自动或手工检验时均应保证声束对管子全部表面的扫查。
注：自动检验时对钢管两端将不能有效地检验，但此区域应控制在200mm以内。
（2）检验纵向缺陷时声束在管壁内沿圆周方向传播；检验横向缺陷时声束在管壁内滑管轴方向传播。
纵向和横向缺陷的检验均应在管子的两个相反方向上进行。
（3）在需方未提出检验横向缺陷时供方只检验纵向缺陷。
经供需双方协商同意，纵向和横向缺陷的检验均可只在管子的一个方向上进行。
（4）自动或手工检验时均应选用耦合效果良好并无损于钢管表面的耦合介质。
5、对比试样（1）用途对比试样用于探伤设备的调试、综合性能测试和使用过程中的定时校验。
对比试样上的人工缺陷是评定自然缺陷当量的依据，但不应理解为被检出的自然缺陷与人工缺陷的信号幅度相等时二者的尺寸必然相等。
无缝钢管超声波探伤检验方法
无缝钢管超声波探伤检验方法探伤原理超声波探头可实现电能和声能之间的相互转换以及超声波在弹性介质中传播时的物理特性是钢管超声波探伤原理的基础。
定向发射的超声波束在管中传播时遇到缺陷，既产生波的反射，又产生波的衰减。
经过探伤仪的信号处理，如采用反射法探伤，可获得缺陷回波信号，如采用穿透法探伤，可凭借透过波的衰减程度获得缺陷信号。
二者均可由仪器给出定量的缺陷指示。
利用压电效应或电磁感应原理可在管内激发不同类型的超声波。
因此，压电超声和电磁超声均可用于管材超声波检验。
但电磁超声仅适用于铁磁性材料。
探伤方法采用横波(或板波)反射法(或穿透法)在探头和钢管相对移动的状态下进行自动检验，只有特殊的大口径钢管才可进行手工检验。
自动或手工检验时均应保证声束对管子全部表面的扫查。
注：自动检验时对钢管两端将不能有效地检验，但此区域应控制在200mm以内。
检验纵向缺陷时声束在管壁内沿圆周方向传播；检验横向缺陷时声束在管壁内沿管轴方向传播。
纵向和横向缺陷的检验均应在管子的两个相反方向上进行。
在需方未提出检验横向缺陷时供方只检验纵向缺陷。
经供需双方协商同意，纵向和横向缺陷的检验均可只在管子的一个方向上进行。
自动或手工检验时均应选用耦合效果良好、并无损于钢管表面的耦合介质。
用途对比试样用于探伤设备的调试、综合性能测试和使用过程中的定时校验。
对比试样上的人工缺陷是评定自然缺陷当量的依据，但不应理解为被检出的自然缺陷与人工缺陷的信号幅度相等时二者的尺寸必然相等。
材料制作对比试样用钢管与被检验钢管应具有相同的名义尺寸并具有相似的化学成分、表面状况、热处理状态和声学性能。
制作对比试样用钢管上不得有影响探伤设备综合性能测试的自然缺陷。
长度对比试样的长度应满足探伤方法和探伤设备的要求。
人工缺陷形状检验纵向缺陷和横向缺陷所用的人工缺陷应分别为平行于管轴的纵向槽口和垂直于管轴的横向槽口，其断面形状均可为矩形或V 形(见图1和图2)。
矩形槽口的两个侧面应相互平行且垂直于槽口底面。
超声波探伤方法按波形分类
根据探伤采用的波形，可分为纵波法、横波法、表面波法、板波法、爬波法等。
1．纵波法使用直探头发射纵波，进行探伤的方法，称为纵波法。
此法波束垂直入射至试件探测面，以不变的波型和方向透入试件，所以又称为垂直入射法，简称垂直法。
垂直法分为单晶探头反射法、双晶探头反射法和穿透法。
常用的是单晶探头反射法。
垂直法主要用于铸造、锻压、轧材及其制品的探伤，该法对与探测面平行的缺陷检出效果最佳。
由于盲区和分辨力的限制，其中反射法只能发现试件内部离探测面一定距离以外的缺陷。
在同一介质中传播时，纵波速度大于其它波型的速度，穿透能力强，晶界反射或散射的第三性较差、所以可探测工件的厚度是所有波型中最大的，而且可用于粗晶材料的探伤。
由于垂直法探伤时，波型和传播方向不变，所以缺陷定位比较方便。
2．横波法将纵波通过楔块、水等介质倾斜入射至试件探测面，利用波型转换得到横波进行探伤的方法，称为横波法。
由于透入试件的横波束与探测面成锐角，所以又称斜射法，此方法主要用于管材、焊缝的探伤。
其它试件探伤时，则作为一种有效的辅助手段，用以发现垂直探伤法不易发现的缺陷。
3．表面波法使用表面波进行探伤的方法，称为表面波法。
这种方法主要用于表面光滑的试件。
表面波波长比横波波长还短，因此衰减也大于横波。
同时，它仅沿表面传播，对于表面上的复层、油污、不光洁等，反应敏感，并被大量地衰减。
利用此特点可以通过手沾油在声束传播方向上进行触摸并观察缺陷回波高度的变化，对缺陷定位。
4．板波法使用板波进行探伤的方法，称为板波法。
主要用于薄板、薄壁管等形状简单的试件探伤，板波充塞于整个试件，可以发现内部的和表面的缺陷。
但是检出灵敏度除取决于仪器工作条件外，还取决于波的形式。
超声波探伤仪的工作原理及优点概述
超声波探伤仪的工作原理及优点概述超声波探伤仪是一种便携式工业无损探伤仪器，它能够快速、便捷、无损伤、精确地进行工件内部多种缺陷（裂纹、疏松、气孔、夹杂等）的检测、定位、评估和诊断。
既可以用于实验室，也可以用于工程现场。
广泛应用在锅炉、压力容器、航天、航空、电力、石油、化工、海洋石油、管道、船舶制造、汽车、机械制造、冶金、金属加工业、钢结构、铁路交通、核能电力、高校等行业。
超声波探伤仪器的工作原理超声波在被检测材料中传播时,材料的声学特性和内部组织的变化对超声波的传播产生一定的影响，通过对超声波受影响程度和状况的探测了解材料性能和结构变化的技术称为超声检测。
超声检测方法通常有穿透法、脉冲反射法、串列法等。
数字式超声波探伤仪通常是对被测物体（比如工业材料、人体）发射超声，然后利用其反射、多普勒效应、透射等来获取被测物体内部的信息并经过处理形成图像。
超声波探伤仪是利用超声波在材料中的反射波，在材料内部的反射波形的变化得知材料内部是否有缺陷。
比如一根铜棒，铸造时内部有个孔隙，仪器开始扫描时，显示屏上显示平直的细波纹，当探头到达缺陷的位置时，因为反射的时间变长，波形出现尖峰，表示这里有缺陷。
根据异常波形的形状大小，还可判断缺陷的大小，埋藏的深度。
顾名思义超声波探伤仪器主要依靠的是超声波的性能来实现探伤的，当然这主要还是因为超声波它具有多种的波型，适应于多种的传播介质。
在使用的时候它的横波能够对管材进行准确的监测，特别是对那些裂缝、划伤以及气孔等能够准确的检测出来。
它的纵波则对金属铸锭、坯料、大型的锻件等能够进行快速的检测，特别是能够检测出那些出现白点、分层的现象。
而它的板波却能够检测薄板的正常与否，与之不同的是表面波则可只可以检测一些形状比较简单的铸件是否存在缺陷。
所以说超声波探伤仪器在使用的时候能够很好的帮助到人们的工作。
超声波探伤仪器的优点由于使用的是超声波进行检测的，所以这种探伤仪具有比较强的穿透力，在工作的时候它甚至能够检测到数米以下的情况。
一文看懂超声波探伤检测
⼀⽂看懂超声波探伤检测超声波检测适⽤于⾦属、⾮⾦属和复合材料等多种试件的⽆损检测，缺陷定位准确，检测成本低，速度快，设备轻便。
1F原理与简介超声波探伤是利⽤超声能透⼊⾦属材料的深处，并由⼀截⾯进⼊另⼀截⾯时，在界⾯边缘发⽣反射的特点来检查零件缺陷的⼀种⽅法，当超声波束⾃零件表⾯由探头通⾄⾦属内部，遇到缺陷与零件底⾯时就分别发⽣反射波，在荧光屏上形成脉冲波形，可以通过这些脉冲波形来判断缺陷位置和⼤⼩。
图：超声探伤原理⽰意图超声波检测按照其原理可分为缺陷回波法、穿透法、共振法。
按波形分可分为纵波、横波、表⾯波和板波等。
纵波是⽤来探测⾦属铸锭、坯料、中厚板、⼤型锻件和形状⽐较简单的制件中所存在的缺陷；横波是探测管材中的周向和轴向裂缝、划伤、焊缝中的⽓孔、夹渣、裂缝、未焊透等缺陷；表⾯波可探测形状简单的铸件上的表⾯缺陷；板波可探测薄板中的缺陷。
图：纵波&横波⽰意图2F检测过程超声检测⽅法可采⽤多种检测技术，每种检测技术在实施过程中，都有其需要考虑的特殊问题，其检测过程也各有特点。
但各种超声检测技术⼜都存在着通⽤的技术问题。
其检测过程也⼤致可分为以下⼏步：1、试件的准备为了提⾼检测结果的可靠性，应对受检件的材料牌号、性能，制造⽅法和⼯艺特点，影响其使⽤性能的缺陷种类及形成原因、缺陷的最⼤可能取向及⼤⼩、受检部位受⼒状态及检收标准进⾏了解。
2、检测条件的确定，包括超声波检测仪、探头、试块等的选择⼊射⽅向的选择应使声束中⼼线与缺陷延伸平⾯，特别是与最⼤受⼒⽅向垂直的缺陷⾯尽可能地接近垂直，并⼒求得到缺陷最⼤信号，此外，为避免被探⼯件形状和结构可能产⽣反射或变型信号对缺陷的判别造成困难，⼊射⽅向还应选择在不会出现这些⼲扰信号的⽅向上。
必要时应从正、反两⾯进⾏检查。
探头的选择也是尤为重要的。
作为超声检测的重要⼯具之⼀，探头的种类很多，结构型式也各不相同。
检测前应根据被检对象的形状、衰减情况和技术要求来选择探头。
超声波探伤
金属材料无损检测试验超声波探伤（UT）第一节超声波探伤试验对象1、使用特点：利用超声波在被检材料中传播时，遇到缺陷、介质界面的声阻抗突变使超声波发生部分能量反射、折射和透射。
此反射干扰信号被探头接收，经超声波仪处理后以脉冲形式显示在荧光屏上。
根据波幅高度和所走的声程(传播时间)即可判断被检材料内部有无缺陷以及缺陷的位置、形状和大小。
具有对平面型缺陷很高的检测灵敏度。
2、适用材料：各种固体弹性材料（相互之间由弹性力联系起来的质点组成的物质）探测范围为0-5000mm（以钢材料而言，其它材料视其组织结构与衰减程度而言）。
3、适用对象和能力：（1）锻件能发现锻件中与超声波束基本垂直的裂纹、白点、分层、大片密集的夹渣等缺陷。
用斜射法和表面波法可探测与表面不平行的缺陷或表面缺陷。
超声波探伤能测定缺陷位置和相对尺寸，缺陷的种类一般较难判定。
（2）焊缝（包括熔焊的对接焊缝和角焊缝）能发现焊缝中的裂纹、未焊透、未熔合、夹渣和气孔等缺陷，通常用斜射法探伤。
超声波探伤能测定缺陷位置和相对尺寸，但较难判定缺陷的种类。
（3）型材（包括金属板材、管材、棒材及其它型材）能发现材料内部及表面的裂纹、折叠、分层、片状夹渣等缺陷，一般用液浸法或局部水浸法探伤，对管、棒等材料通常需用聚焦斜射法探伤。
能测定缺陷位置和相对尺寸，但较难判定缺陷的种类。
（4）铸件（形状简单、表面平整或经过加工修整的铸钢件或球墨铸铁件）能发现热裂、冷裂、疏松、夹渣、缩孔等缺陷。
能测定缺陷位置和相对尺寸，但较难判定缺陷的种类。
4、不适用对象：（1）粗晶材料：如奥氏体钢的铸件和焊缝。
（铸件晶粒粗大，晶界上散射强烈，造成杂波干扰，降低超声波的穿透性。
）（2）形状复杂或表面粗糙的工件。
（形状复杂易产生非缺陷信号，表面粗糙会降低声能的传递效率，导致灵敏度下降。
）5、对试样的要求（1）首先要对试样作外观检查，所有影响超声检测的锈蚀、油漆、飞溅和污垢等异物都应予以清除。
JB4163-84不锈钢管超声波探伤方法
JB4163-84不锈钢管超声波探伤方法不锈钢管超声波探伤方法-JB4163-84GB 4163-84不锈钢管超声波探伤方法概述本标准规定使用A型脉冲反射式超声波探伤仪,用聚焦探头横波反射法进行探伤.本标准适用于单层无缝直筒形外径6～76mm、0.6～6 mm的不锈钢管超声波探伤.本标准也可供其他钢类的钢管作超声波探伤时参考,但不适于型钢管和极薄壁钢管超声波探伤.探伤目的是发觉破坏管材连续性的纵向缺陷.对管材上缺陷的实际尺寸、缺陷的形成和性质均不属本标准范畴.缺陷的评室标准试样的反射当量为依据.1 标准试样1.1 标准试样应与被探钢管的规格相同,化学成分、表面状态和热处理工艺相似.标准试样不得有自然缺陷.1.2 标准试样内外壁人工槽能够分不刻在两根管上.内外壁刻有人工槽的标准试样可在人工槽加工好后用适当方法连接,连接后符合4.1条的规定.外径不大于12 mm的内壁人工槽由供需双方协商确定.1.3 人工槽可在标准试样全长中部的内表面或外表面加工.1.4 人工槽为纵向槽口,其横截面形状可为U型、V型(V型缺口须标出角度)或矩形.当由于人工槽横截面形状不同引起争议时,应以U型槽作为评定标准.1.5 按照人工槽的几何尺寸分为1～5级五个级不的探伤标准(见下表). 单位：mm注:最大深度不大于0.6mm1.6 人工槽用电火花或其他方法制作.槽的尺寸可用光切法或其他方法测量.1.6 人工槽用电火花或其他方法制作.槽的尺寸可用光切法或其他方法测量.2 仪器和设备2.1 探伤时应使用通过定期校验的超声波探伤仪、探头、标准试样及用来保证恒定检查参数(入射角、扫描螺距等)的辅助设备.2.2 探伤仪应选用性能稳固的脉冲反射式多通道或单通道超声波探伤仪.技术指标应符合国家有关脉冲反射式超声波探伤仪的技术条件.2.3 探头选择频率为5～10Mhz的线聚焦点或点聚焦.2.4 机械传动设备除应符合4.3条的要求外,还应具有足够的精度.3 人员操作人员应由经有关无损检测鉴定部门考核取得Ⅲ级或Ⅲ级以上技术资格证书的人员担任.4 探伤条件及步骤4.1 被探钢管的质量应符合有关技术标准的规定.4.2 用液浸法探伤时声耦合采纳局部水浸法,耦合介质一水应保持洁净,无气泡,必要时可加入消气剂.4.3 静态调试应显现清晰的内外表面人工槽的回波,用来报警的缺陷回波在满幅的50～80%之间选定某幅度作为标准报警幅度.现在,仪器的动态范畴不低于10dB.当内外壁人工槽回波幅度差3～6dB时,内外壁人工槽回波应分不报警;内外壁回波分不开时,应选低的回波某幅度值为标准报警幅度,静态调试应使人工槽在圆周各位置的皮幅度与标准幅度的差不;管壁厚小于或等于2mm时,不大于正负1 dB管壁厚大于2mm时,不大于正负2 dB4.4 动态调试与探伤的条件相同.设备在稳固的工作状态下,标准试样许多于五次通过探伤设备时,探伤设备应许多于100%的报警或指示.标准试样每次通过设备时都应有关于前一次位置作60°～80°的旋转.4.5 每次使用探伤设备或变更钢管规格时均需用标准试样进行静态和动态调试.4.6 钢管相对探头(或探头对钢管)旋转,聚焦超声束在管表面以扫描轨迹为螺旋式运动的状态下,用液浸法对钢管进行声束100%覆盖的逐根探伤.注:脉冲横波反射法只适用于壁厚与外径之比大于0.2的钢管;壁厚与外径之比大于0.2的钢管,探伤方法由供需双方协商确定.4.7 采纳沿钢管周向锯齿形传播方式的超声波,要紧探测纵向缺陷.为幸免探头相对钢管周向旋转运动方向带来的阻碍,超声波应分不由钢管横截面法线的两侧入射----即沿两个方向探伤.注:横向缺陷和层状缺陷的探伤及评定方法由供需双方协商确定.4.8 探伤过程中,每隔的时刻需用标准试样校准设备,如发觉不符合4.4条要求时,应对设备进行重新调试,然后对上次校准后探伤的钢管重新探伤.4.9 相对标准及合同中均未注明探伤标准级不时,则按1.5条的第五级标准进行探伤.5 探伤结果的评定5.1 经探伤未发觉报警信号的钢管,可评为合格品.5.2 经探伤发觉报警信号(静态能调出高于标准报警幅度的缺陷波)的钢管评为不合格品.不合格品能够重新组批,然后再重新进行探伤,如探伤合格,仍可评为合格品.6 探伤记录和报告6.1 探伤记录应包括下列内容:6.1 1 钢管的钢号、炉号、规格;6.1.2 探伤级不;6.1.3 探伤仪型号、探头频率、探头晶片尺寸、聚焦形式、透镜曲率半径、重复频率、螺距;6.1.4 标准试样中人工槽的长度、深度、宽度;6.1.5 耦合剂;6.1.6 合格根数、不合格根数;6.1.7 标准试样校准时刻和情形;6.1.8 操作者及技术级不、探伤日期.6.2 探伤报告要紧内容6.2.1 钢管的钢号、规格、炉号、根数;6.2.2 探伤级不;6.2.3 探伤方法、仪器型号、探头频率;6.2.4 操作者及技术级不、探伤日期.附加讲明:本标准由中华人民共和国冶金工业部提出.本标准由上海第五钢铁厂起草.本标准要紧起草人陈玉金.。
第五章板材和管材超声波探伤
3. 利用底波和复合界面波高dB差来判别复合情 况。
• 条件：不考虑材质衰减与扩散衰减：
③白点
• 波形尖锐活跃，重复性差，底波明显降低， 次数减少，移动探头时回波起伏大，此起 彼落，且在板厚方向对称。
④分散夹杂物：
• 缺陷位置无规律性。 • 缺陷分布有一定范围，呈分散性。
• 缺陷特点：位置不一定，一片片出现，无 序变化，不一定影响底波多次反射次数。
• 4.缺陷定量（用探头移动法测缺陷大小） • 按JB/T4730-2019标准4.1.6条规定方法测
第五章 板材和管材超声波探伤
• 第一节 板材超声波探伤 • 一、板材分类 • 6 ≤ δ ≤ 20mm薄板 • 20mm < δ≤40 mm中板 • δ>40mm厚板
• 二、钢板中常见缺陷 • 存在于内部 • 分层——钢锭中非金属夹杂物，金属氧化
物，硫化物以及夹渣在轧制过程中被轧扁 而形成。
•
• 这些缺陷有的是钢水本身产生，如脱氧时 加脱氧剂造成，或炼钢炉混入钢水中的耐 火材料等，这些缺陷在钢锭中位置没有一 定规律，故出现在钢板中位置也无序。
定。
• （主要测长度即指示长度及面积） • 在板厚方向尺寸标准中未规定测。
• 六、质量等级判定：
• 按JB/T4730-2019标准4.1.7条规定评定。
• JB/T4730-2019标准标准中表3钢板质量分 级表中数据适用于非白点、裂纹等危险缺 陷，即非危险缺陷。
第二节
管材超声波探伤
管材超声波探伤 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】第四节管材超声波探伤一、管材加工及常见缺陷管材种类很多，据管径不同分为小口径管和大口径管，据加工方法不同分为无缝钢管和焊接管。
无缝钢管是通过穿孔法和高速挤压法得到的，穿孔法是用穿孔机穿孔。
并同时用轧辊滚轧，最后用心棒轧管机定径压延平整成型。
高速挤压法是在挤压机中直接挤压成形，这中方法加工的管材尺寸精度高。
焊接管是先将板材卷成管形，然后用电阻焊或埋弧自动焊加工成型。
一般大口径管多用这种方法加工。
对于厚壁大口径管也可由钢锭经锻造、轧制等工艺加工而成。
管材中常见缺陷与加工方法有关。
无缝钢管中常见缺陷有裂纹、折迭、夹层等。
焊接管中常见缺陷与焊缝类似，一般为裂纹、气孔、夹渣、未焊透等．锻轧管常见缺陷与锻件类似，一般为裂纹、白点、重皮等。
用于高温、高压的管材及其它特殊用途的重要管材都必须进行超声波探伤。
据管材不同，分为钢管、铜管和铝管等。
下面以钢管为例来说明管材的超声波探伤方法：二、小口径管探伤超声波探伤的小口径管是指外径小于100mm的管材。
这种管材一般为无缝管，采用穿孔法或挤压法得到。
其中主要缺陷平行于管轴的径向缺陷(称纵向缺陷)，有时也有垂直于轴的径向缺陷(称横向缺陷)。
对于管内纵向缺陷，一般利用横波进行周向扫查探测，如图所示。
对于管内横向缺陷，一般利用横波进行轴向扫查探测，如图所示。
按耦合方式不同，小口径管探伤分为接触法探伤和水浸法探伤。
(一)接触法探伤接触法探伤是指探头通过薄层耦合介质与钢管直接接触进行探伤的方法。
这种方法一般为受动探伤，检测效率低，但设备简单，操作方便，机动灵活性强。
适用于单件小批量及规格多的倩况。
接触法探伤小口径管时，由于其管径小，曲率大，常规横波斜探头与管材接触面小、耦合不良，波束严重扩散，灵敏度低。
为了改善耦合条件。
常将探头有机玻璃斜楔加工成与管材表面相吻合的曲面。
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第四节? 管材超声波探伤??? 一、管材加工及常见缺陷??? 管材种类很多，据管径不同分为小口径管和大口径管，据加工方法不同分为无缝钢管和焊接管。
??? 无缝钢管是通过穿孔法和高速挤压法得到的，穿孔法是用穿孔机穿孔。
并同时用轧辊滚轧，最后用心棒轧管机定径压延平整成型。
高速挤压法是在挤压机中直接挤压成形，这中方法加工的管材尺寸精度高。
焊接管是先将板材卷成管形，然后用电阻焊或埋弧自动焊加工成型。
一般大口径管多用这种方法加工。
对于厚壁大口径管也可由钢锭经锻造、轧制等工艺加工而成。
??? 管材中常见缺陷与加工方法有关。
无缝钢管中常见缺陷有裂纹、折迭、夹层等。
焊接管中常见缺陷与焊缝类似，一般为裂纹、气孔、夹渣、未焊透等．锻轧管常见缺陷与锻件类似，一般为裂纹、白点、重皮等。
??? 用于高温、高压的管材及其它特殊用途的重要管材都必须进行超声波探伤。
据管材不同，分为钢管、铜管和铝管等。
下面以钢管为例来说明管材的超声波探伤方法：??? 二、小口径管探伤超声波探伤的小口径管是指外径小于100mm的管材。
这种管材一般为无缝管，采用穿孔法或挤压法得到。
其中主要缺陷平行于管轴的径向缺陷(称纵向缺陷)，有时也有垂直于轴的径向缺陷(称横向缺陷)。
??? 对于管内纵向缺陷，一般利用横波进行周向扫查探测，如图5.23所示。
??? 对于管内横向缺陷，一般利用横波进行轴向扫查探测，如图5.24所示。
??? 按耦合方式不同，小口径管探伤分为接触法探伤和水浸法探伤。
??? (一)接触法探伤??? 接触法探伤是指探头通过薄层耦合介质与钢管直接接触进行探伤的方法。
这种方法一般为受动探伤，检测效率低，但设备简单，操作方便，机动灵活性强。
适用于单件小批量及规格多的倩况。
??? 接触法探伤小口径管时，由于其管径小，曲率大，常规横波斜探头与管材接触面小、耦合不良，波束严重扩散，灵敏度低。
为了改善耦合条件。
常将探头有机玻璃斜楔加工成与管材表面相吻合的曲面。
为了提高探伤灵敏度，可以采用接触聚焦探头来探伤。
??? 下面分别介绍纵向缺陷和横向缺陷的一般探伤方法。
??? 1.纵向缺陷探测??? (1)探头：探测纵向缺陷的斜探头，应加工成如图5.23所示的形状，使之与工件表面吻合良好。
探头压电晶片的长度或直径不大于25mm，探头的频率为2.5～5.0MHz。
??? (2)试块：探测纵向缺陷的对比试块应选取与被检管材规格相同，材质、热处理及表面状态相同或相似的管材制成。
对比试块上的人工缺陷为尖角槽，尖角槽的位置和尺寸见图5.25和表5.5。
??? (3)灵敏度调节：探头置于对比试块上作周向扫查探测，将试块上内壁尖角槽的最高回波调至满幅度的80％，再移动探头找外壁尖角槽的最高回波。
二者波峰的连线为距离一波幅曲线，作为基准灵敏度。
在基准灵敏度的基础上提高6dB作为扫查灵敏度。
??? (4)扫查探测：探头沿径向按螺旋线进行扫查探测。
具体扫查方式有三种：一是探头不动，管材旋转的同时作轴向移动。
二是探头作轴向移动，管材作转动。
三是管材不动，探头沿螺旋线运动。
探头扫查螺旋线的螺距不能太大，要保证超声波束对管材进行100%扫查，并有不小于15%的覆盖。
??? 在扫查探测过程中，当发现缺陷时，要将仪器调整到基准灵敏度、若缺陷回波幅度≥基准灵敏度，则判为不合格。
不合格晶允许在公差范围内采取修磨方法进行处理。
然后再复探??? 管材合格级别由供需双方商定。
??? 2.横向缺陷的探测??? (1)探头：探测横向缺陷的探头应加工成如图5.24所示的形状，探头的晶片长度或直径不大于25mm，探头的频率为2.5～5.0MHz。
??? (2)试块：探测横向缺陷用的对比试块，同样应选用与被检管材规格相同，材质、热处理及表面状态相同或相似的管材制成。
对比试块上的人工缺陷为周向尖角槽，尖角槽位置和尺寸见图5.26和表5.6??? 对出试块上人工缺陷一般加工在外表面，只有当D≥80mm，且壁厚t≥10mm时，才同时在内外表面加工人工缺陷。
二者在轴向要有足够的距离，以免测试时互相影响。
??? (3)灵敏度调节：对于只有外表面人工缺陷的试块，可直接将对比试块上的人工缺陷最高回波调至50%作为基准灵敏度。
??? 对于内外表面均有人工缺陷的试块．应将内表面人工缺陷最高回波凋至80%，然后找到外表面人工缺陷最高回波，二者波峰的连线为距离一波幅曲线，该曲线为基准灵敏度。
??? 在基准灵敏度的基础上提高6dB作为扫查灵敏度。
??? (4)扫查探测：探头沿轴向按螺旋线进行扫查探测。
当发现缺陷时，仪器调回到基准灵敏度，若缺陷回波幅度≥基准灵敏度，则该管材为不合格。
不合格品允许在公差范围内进行修磨，修磨后复探。
??? 合格级别由供需双方商定。
??? (二)水浸探伤??? 小口径管水漫探伤是将水浸纵波探头置于水中，利用纵波倾斜入射到水/钢界面。
当入射角a=a1～a1时，可在钢管内实现纯横波探测。
如图5.29所示。
??? 1.探测参数的选择(1)偏心距的选择：如图5.27所示，偏心距是指探头声束轴线与管材中心轴线的水平距离，常用χ表示。
入射角a随偏心距χ增大而增大，控制χ就可控制a。
??? 偏心距范围由以下两个条件决定。
??? ①纯横波探测条件??? ②横波探测内壁条件??? 同时满足纯横波探测内壁的条件为???????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????????????????????????????????????(5.5)??? 对于水浸探伤钢管，cL1=1480m/s，cL2=5900m/s，cs2=3230m/s，有：????????????????????????????????0.251R≤χ0.458r?????????????????????????????????? ?? ???????????????????????????? ????????????????????????????????????????? (5.6)????????????????????????????????????????????????????????????? ???????????????????????????????????????????????????????? ?(5.7)式中??R一一小径管外半径；??????? r—一小径管内半径。
??? (2)水层厚度的选择：如图5.28，在水浸探伤中．要求水层厚度日大于钢管中横波全声程的l/2(即H>χs)。
这是因为水中C水=14380m/s，钢中Cs=3230m/s，C水/Cs≈1/2。
当水层厚度大于钢管中横波声程的1/2时，水/钢界面的第二次回波S2将位于管子的缺陷波F内(一次波)、F外(二次波)之后，这样有利于对缺陷的判别。
??? (3)焦距的选择：用水浸聚焦探头探伤小径管，应使探头的焦点落在与声束轴线垂直的管心线上，如图5.29所示。
式中? F——焦距；??????? H——水层厚度；??????? R——钢管外半径：??????? χ——偏心距。
??? 例1，用有机玻璃聚焦探头水浸探伤φ42×4小管径，已知水中c水=1480m/s，钢中c L2=5900m/s，cL2=3230m/s。
求偏心距χ，水层厚度H，透镜曲率半径r′。
??? 解：(1)求偏心距χ(平均值)??? R=21，r=R－t=21－4=17??? (2)求水层厚度H??? ③求钢中横波全声程之半χ??? 在图5.28的△ABO中，由正弦定律得??? 又由正弦定律得??? ④水层厚度选取：H>6.2mm，这里取H=10mm。
??? (3)求焦距F??? (4)求声透镜曲率半径r′??? 由F=2.2r′得????????????????? r′＝0.455F=30×0.455=13.7(mm)??? 例2，水浸聚焦探伤φ60×8小径管，声透镜曲率半径r′=36mm，求偏心距χ和水层厚度H。
??? 解：(1)偏心距χ??? (2)求焦距F??? F=2.2r′－2.2×36=79.2(mm)??? (3)求水层厚度H??? 2.探测条件的确定??? (1)探头；小径管水浸探伤，一般采用聚焦探头。
聚焦探头分为线聚焦和点聚焦。
一般钢管采用线聚焦探头。
对于薄壁管，为了提高检测能力，也可用点聚焦探头。
探头的频率为2.5～5.0MHz。
聚焦探头声透镜的曲率半径r应符合下述条件：??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ???????????????????????????????????????????????(5.9)式中??C1——声透镜中纵波波速；??????? C2——水中波速；????? ? F——水中焦距。
??? 对于有机玻璃声透镜：C1=2730m/s，C2=1480m/s??? (2)声耦合：小管径探伤常用耦合剂为水。
为了增强对钢管表面的润湿作用，需加入少量活性剂。
为了防止钢管生锈，需加入适量的防锈剂。
??? (3)扫查方式；小径管探伤时探头扫查方式为螺旋线。
一是探头不动，钢管作螺旋运动；二是探头沿管轴转动，钢管直线运动。
三是探头沿管移动，钢管转动。
螺距应小于或等予探头声束有效宽度，探头移动速度u为?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ???????????????????????U=n·t????????????????????????????????????????????????? (5.10)式中? n——管子转速；??????? t——螺距。
??? 3.探伤灵敏度的调整和质量评定??? 小管径探伤时，常用如图5.26所示的内外壁开有人工尖角槽的对比试样来调整灵敏度，试样材质及规格同被探钢管。
??? 调整时，转动水中试样使内外壁人工槽回波均达50%基准高，以此作为基准灵敏度。
扫查探伤灵敏度比基准灵敏度高6dB。
探伤中当缺陷回波≥基准灵敏度时，就判为不合格。
不合格品允许在壁厚的公差范围内进行打磨，然后再复探。
??? 三、大口径管探伤??? 超声波探伤中，大口径管一般是指外径大于100mm的管材。
??? 大口径管曲率半径较大，探头与管壁声耦合较好，通常采用接触法探伤．批量较大时也可采用水浸探伤。