数字式超声波探伤操作

距离mm
评定线
2 探伤仪的选择 按有关标准和规程要求选用。
3耦合剂的选择 常用的有：水、机油、甘油和化学浆糊
4探伤面的选择与准备
5探头的选择
⑴检测频率
一般应在2-5MHz的范围内，其中2-2.5MHz被 推荐为公称检测频率
粗晶材料厚大工件宜选用较低频率，对晶粒细 小薄壁工件宜选用较高频率
⑵探头尺寸 探头尺寸应随检测距离的减小而减小，对提高分辩力 有好处。 较小厚度工件－小晶片探头 较大厚度或粗晶材料工件－－大晶片探头 检测面不平或曲率较大－－小晶片探头 ⑶探头声束折射角 薄工件宜采用大K值，大厚度工件宜采用小K值。 ⑷探头型式的选择
二、 超声波探伤仪的分类
2、按缺陷显示方式分类
ii B型显示超声探伤仪 以屏幕面代表被检测对旬由探头移动线和声束决定的截面，
纵座标代表声波的传播时间，横座标代表探头的水平位置， 它可以显示出缺陷在纵截面上的二维特征。
2、按缺陷显示方式分类
iii C型显示超声探伤仪 是一种图像显示方式，以屏幕代表被检测对象的投影面，
数字式超声波探伤操作
第一章 超声波探伤仪
一、 超声波探伤仪的概述 １、 超声波探伤仪的作用
超声波探伤仪是超声波探伤的主体设备，作用是产 生高频电波脉冲并加于换能器（探头）上，激励探头发 射机械波（超声波），同时将探头送回的电信号进行放 大，通过一定的方式显示出来，从而得到被探工件内部 有无缺陷及缺陷位置大小等信息。
一﹑材料声速﹑零点的测定
第三节 焊缝的超声检测技术
焊缝的超声检测采用直接触法 对钢焊缝而言，该方法的主要探伤标准为GB11345 －89《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》
一、垂直入射法和斜角探伤法
1、垂直入射法（垂直法、纵波法） 采用直探头将声束垂直入射工件探伤面进行探伤的 方法。
T
B
斜探头－－仪器校准基本流程
一﹑材料声速﹑零点﹑ 前沿的测定 二﹑Ｋ值的测定 三﹑距离波幅曲线的制作
1﹑材料声速﹑零点﹑ 前沿的测定
主视图
俯视图
找到最高回波，并将 闸门套在回波上。
调整探头零点，使声 程与圆弧半径相等 （即=100mm）
试块侧面有一个圆心 对应的刻度线
读出刻度线对应探头上 的尺寸为9.5mm。 将其输入斜探头参数中 的“探头前沿”
试块的种类和结构 1) IIW试块
T
R
2R
IIW试块是 国际焊接学 会标准试块， 该试块是荷 兰代表首先 提出来的， 故又称荷兰 试块，因形 状似船形又 称船形试块。
2) CSK-IA试块
CSK-IA
试块是
国内自
主设计
的标准
试块，
功能与
IIW试
T
R50
R100
块相同。
增加了
R50的
反射面。
3) 半圆试块
2﹑Ｋ值的测定
主视图
俯视图
三﹑ 距离波幅曲线的制作
主视图
九、三条曲线生成后，按“增益”键，使用方向键调节曲 线的高底，使判废线达到屏幕的８０％高度，在按“闸门” 键进入探伤界面，进行探伤检测
仪器调好之后进行探伤 找到缺陷最高波
一﹑材料声速﹑调零的测定
主视图
俯视图
直探头－－仪器校准基本流程
➢ 穿透法
第二节 仪器与探头的选择
仪器选择：根据探测要求和现场条件 探头选择
根据工件结构形状、加工工艺和技术要求进行选择 ➢ 探头型式 ➢ 频率 ➢ 晶片尺寸 ➢ K值
第三节 耦合与补偿
耦合剂 ➢ 流动性、粘度、附着力适当，易清洗； ➢ 声阻抗高，透声性好； ➢ 价格便宜; ➢ 对工件无腐蚀，对人无害，不污染环境； ➢ 性能稳定，不易变质，能长期保存。
半圆试块是一种便于 携带的调校型试块， 材质与IIW试块相同， 分中心开切口槽与不 开槽两种。
T
R
3R
第二章 超声波探伤通用技术
探伤技术分类： 原理分脉冲反射法、穿透法、共振法 显式分A、B、C型显示 波型分纵波法、横波法、表面波法 耦合分接触法、液浸法
第一节 超声波探伤方法 按原理分类 ➢ 脉冲反射法
2.5 P 13 X13 K 2
K值为２ K值斜探头 矩形晶片13X13mm 锆钛酸铅陶瓷 频率2.5MHz
5 B 14 Z
直探头 圆形晶片直径为14mm 钛酸钡陶瓷 频率2.5MHz
试块的用途
1.确定检测灵敏度
超声波检测灵敏度是一个重要参数，因此在超声波检测前，常用试块上某一特 定的人工反射体来调整检测和校验灵敏度。
探头的型号标识由以下几部分组成：
基本频率
晶片材料
晶片尺寸
探头种类
特征
基本频率：探头的发射频率，用阿拉伯数字表示，单位为ＭＨｚ
晶片材料：用化学元素缩写符号表示
晶片尺寸：压电晶片的大小，圆形晶片用直径表示，矩形用长乘宽表示，单位mm
探头种类：汉语拼音缩写字母代表示
探头特征：汉语拼音缩写字母代表示
２) 举例
Ⅰ
ⅡⅢ
ⅠT
B1 B2 B3
T Ⅱ
F
T Ⅲ
F1 F2
T型焊缝的直探头探伤
②斜探头探伤 斜探头在腹板一侧作直射法和一次反射法探伤， 探测焊缝及腹板侧热影响区的裂纹。
T型焊缝的斜探头探伤
⑵角接接头的探伤 斜探头折射角按表4－8选择
角接接头探伤
四、缺陷的定位、定量和定性
㈠定位
1直探探伤时检测范围的调节 缺陷的位置确定就是确定缺陷的Z坐标，即缺陷的埋 藏深度
TFB
T F
3.16 垂直法探伤
2 斜角探伤法
是采用斜探头将声束倾斜入射工件探伤面进行探
伤的方法。
1)表现形式如下图
T
T
F
T
B’
3.17斜射法探伤
2）斜角探伤法几何关系
串列斜角探伤法：一发一收两个斜探头对焊 缝进行串列式扫查。
焊缝中心线 探伤夹具
串列斜角探伤 对垂直于探伤面而且具有平滑反射面的 缺陷检出非常有效。
探伤仪的主要部分 1）仪器主机 2）探头 3）试块 4）耦合剂
第三节 探头
探头的作用、原理 压电效应——某些晶体材料在交变拉压应力作用下，产生 交变电场的效应称为正压电效应。反之，当晶体材料在交 变电场作用下，产生伸缩变形的效应称为逆压电效应。正、 逆压电效应通称为压电效应。
探头的种类与结构 直探头 斜探头 双晶探头 聚焦探头……
常用耦合剂有 机油、水、水玻璃、甘油、浆糊等
超声波探伤仪TUD320
超声仪器使用要点
(1) 开启电源 (3) 测入射点 (5) 扫描比例 (7) 粗探在先 (9) 指示长度 (11) 关机清场
(2) 工件测厚 (4) 测折射角 (6) DAC曲线 (8) 细探在后 (10) 平行检查
2 斜探头探伤时检测范围的调 节
可将时基线分别按比例调节为 代表缺陷的水平距离L、深度h 或声程X，并分别称相应的时 基线调节方法为水平定位、深 度定位和声程定位。
L
S
h
⑴深度（1：1）定位法
用荧光屏时基线的刻度值表示反射体到 检测面垂直距离的方法称为深度定位法
⑵水平（1：1）定位法
用荧光屏时基线的刻度值表示反射体到 斜探头声束入射点水平距离的方法称为 水平定位法
这种显示方式能给出缺陷的水平投影位置，但不能给出深度。
3、按声波通道分类 ① 单通道探伤仪：这种仪器由一个或一对探头单独工作，是 目前超声波探伤中应用最广泛的仪器。
② 多通道探伤仪：这种仪器由多个或多对探头交替工作，每 一通道相当于一台单通道探伤仪，适用于自动化探伤。
目前，探伤中广泛使用的超声波探伤仪都是A型显示脉冲 反射式探伤仪。
吸声材料 外壳 电缆线 接口
斜楔
压电晶片 阻尼块
3) 双晶探头（分割探头）
双晶探头有两块压电晶片，一块用
于
发射声波，一块用于接收声波。根
接口
据
入射角不同分为纵波双晶探头和横
外壳 隔声层
波 双晶探头。
电缆线
优点：
阻尼块
（1）灵敏度高 （2）杂波少盲区小
压电晶片 （3）工件中近场区小
延时块 （4）探测范围可调
㈡缺陷定量
测定工件或焊接接头中缺陷的大小和数量称为缺 陷定量
大小－－面积和长度
1 当量法
对于小于声束截面的缺陷可用当量法评定其大小
当量：指用已知形状和尺寸的人工缺陷回波与探 测到的缺陷回波，在同样的探测条件下相比较， 如二者的声程、回波相等则这个已知的人工缺陷 尺寸就是探测到的缺陷的所谓缺陷当量
前后扫查：估判缺陷形状，估计高度
③平行扫查 可探焊缝及热影响区的横向缺陷
平行扫查
④斜平行扫查 发现焊缝及热影响区的横向裂纹或与焊缝方向成倾斜 角度的缺陷
10－45o
⑶双探头扫查方式
按两个探头相对焊缝放置位置的不同，分为串列 式、交叉式、V型、K型。
串列式 V式
60-90o 交叉式
K式
①串列扫查
探伤区
双晶探头主要用于检测近表面缺陷。 根椐工件因选择合适的工作频率、 晶 片尺寸和探测深度。
3) 聚焦探头
聚焦探头分为点聚焦和线聚焦。点聚焦理想焦点为一点，其声透 镜为球面；线聚焦理想焦点为一条线，其声透镜为柱面。
吸声材料
外壳
电缆线
接口
斜楔
压电晶片
探伤区
聚焦区
声透镜
阻尼块
探头的型号和标识 1) 探头的标识
串列基准线
横方形扫查
纵方形扫查
检测焊缝中垂直于表面的竖直状缺陷特别是 反射面较光滑的缺陷
②交叉扫查 两探头同侧或两侧成60－90o，易检焊缝中横向 或纵向面状缺陷。 ③V型或K型 V型焊缝两侧垂直于焊缝对向布置 K型焊缝两面垂直于焊缝同各布置。
2 其他结构焊缝接头探伤 ⑴T型接头的探伤 可用斜、直探头探伤，频率通常选用2.5MHz ①直探头探伤（只适合较厚的T型焊缝）
号，根据透过工件的超声波变化判断工件中有无缺陷及缺陷 大小，这类仪器灵敏度低，且不能确定缺陷位置，因而已大 多被脉冲波探伤仪所代替。
2、按缺陷显示方式分类
i A型显示超声探伤仪 是目前脉冲反射式超声波探伤仪最基本的一种显示方式，
在荧光屏上以纵座标代表反射波的幅度，以横座标代表声波 的传播时间，从缺陷波的幅度和位置来确定缺陷的大小和存 在的位置。
１、按波形特征分类
i 脉冲波超声波探伤仪 通过探头向工件周期性的发射不连续且频率不变的超声波，
要据超声波的传播时间及幅度判断工件中的缺陷位置和大小， 是目前使用最广泛的探伤仪。
Ｔ－重复周期
f0=1/t0 －标称频率 Ａ－振幅强度
１、按波形特征分类
ii 连续波超声波探伤仪 这类仪器是连续的发射和接收频率和振幅都不变的超声信
2.测试仪器和探头的性能
超声波探伤仪和探头的一些重要性能，如垂直线性、水平线性、动态范围、灵 敏度余量、分辨力、盲区、探头的入射点、K值等都是利用试块来测试的。
3.调整扫描速度
利用试块可以调整仪器示波屏上刻度值与实际声程之间的比例关系，即扫描速 度，以便对缺陷进行定位。
4.评判缺陷的大小
利用某些试块绘出的距离――波幅――当量曲线（即实用AVG曲线）来对缺陷 定量是目前常用的定量方法之一。特别是3N以内的缺陷，采用试块比较法仍然 是最有效的定量方法。 此外，还可利用试块来测量材料的声速、衰减性能等。
三、焊接接头的探伤
主要采用斜角探伤法，辅以垂直入射法
1平板对接接头的探伤
⑴准备工作
按探伤条件选择探伤面、探伤方法、斜探头γ或K
检验区域的宽度应是焊缝本身加上焊缝两侧各相当于母 材料厚度的30%的一段区域，最小为10mm，最大为 20mm
位置1
位置2
检查区
检验面l
检验区域
l应为:l>1.25P(一次反射法) l>0.25P(直射法)
探头的种类和结构 1) 直探头（纵波探头）
接口 外壳 电缆线
直探头用于发射和接收纵 波故又称纵波探头。主要 用于探测与探测面平行的 缺陷。如板材锻件探伤等。
阻尼块
压电晶片
保护膜
探头的种类和结构
2) 斜探头
斜探头可分为纵波斜探头（aL<a1）,横波斜探头（aL=a1~aII） 和表面波探头(aL≧aII) 横波斜探头是利用横波探伤，主要是用于检测与探测面垂直或成 一定角度的缺陷，如焊接汽轮机叶轮等。 表面波探头当入射角大于第二临界角在工件中产生表面波，主要 检测工件表面缺陷
二、探伤条件的选择
1选择原则
⑴检验等级的选择
按GB11345－89规定，根据质量要求，检验等级分为A、 B、C三级。
⑵探伤灵敏度的选定
Ⅲ ⅠⅡ
是指在确定的探测范围内的 最大声程处发现规定大小缺 陷的能力。
判废线 根据有关Baidu Nhomakorabea准或技术要求确 定。如：GB11345－89规定
定量线 距离波幅曲线如下;
波幅
⑵单探头扫查方式 ①锯齿形扫查
检测焊缝及其热影响区的纵向缺陷 一般在初始检测中使用
小于晶 片直径
转动（约±10－150） 锯齿形扫查
②基本扫查
转角扫查 环绕扫查 左右扫查 前后扫查 斜探头基本扫查法
转角扫查：探头作定点转动区，区分点状或条状 缺陷
环绕扫查：有助于点状缺陷的识别
左右扫查：区分点状或条状缺陷，指示缺陷长度