5 超声检测“山形波”实战分析
超声波检测波形分析
基桩声波透射法检测的波形剖析商讨张宏（长沙理工大学）陈彦平（广州润索工程检测技术研究有限企业）摘要本文从直抵波、绕射波、折射波和反射波单调波形在基桩中流传规律的剖析，商讨波形畸变及频谱变化与桩身混凝土缺点的有关关系，以为掌握波形畸变及频谱变化的规律，不只能有效提高基桩声波透射法检测判断水平、并且能对透测盲区的混凝土质量进行初步评论。
重点词：基桩声波透射法检测波形剖析换能器基桩声波透射法检测采纳的振源,是一种轴向有限长度、单调主频的柱面波,超声波在混凝土中的流传规律听从弹性波的持性,由直抵波、绕射波、折射波和反射波组成。
波形剖析的基本物理量有： 1. 直抵波抵达时（波速）； 2. 波幅( 或衰减 ) ；3. 接收信号频次变化； 4. 接收波形畸变。
我们以为波速只反应透测中线为对象的混凝土性质，而波形和频谱变化不只反应透测对象的混凝土状态，并且也反应构件界限面及透测范围之外混凝土的状态。
但因为过去换能器激振信号的余振周期太长，覆盖了绕射波、折射波、反射波的时程，使波形迭加后变化复杂，不易解读。
因此基桩声波透射法检测判断，一般采纳了声时和首波波幅两个参数，广泛对波形变化的剖析不够深入。
下边从单调波形在基桩中的流传规律剖析下手，商讨波形畸变及频谱变化与混凝土缺点的关系。
一、直抵波的形态和形式1.发射换能器激振性能决定直抵波的形态不一样的换能器因为采纳的构造形式、资料等不一样，激振机理也有所不一样，因此有不一样的发射主频、发射强度和余振长度，以下四种换能器在清水中透测的接收波形（直抵波）就显然不一样：(1). 平面换能器，主频50kHz ，首波比较低，余振长度20 周期以上，见照片1。
(2).一种管环状径向换能器，主频60kHz，首波比较低，余振长度 14 周期以上，见照片 2。
(3).一种增压式径向换能器，主频36kHz，余振长度 7 周期以上，见照片 3。
(4).RS －YH45Ⅲ. Ⅳ径向换能器，主频45kHz ，首波比很高，3－5 主振周期后快速衰减，见照片4。
超声波探伤中的山形回波问题
响 D A C 曲线的制作�
结论
大
值的斜探头在探伤时会在工件 表面产生 1 6 最高回波 / % % 探头 值 20 mm 表面波回波高度 / � � 表面波 �在 C S K - A 和 C SK - A 试块上这种表
2.99 2.16 40 40 120 40 2.34 40 80 � 度 �在 C S K -
收稿日期 : 20 10 - 0 4 - 2 1
在超声波探伤中 ， 常常会遇到其它的反射杂波 ， 如表面波 � 耦合剂回波� 迟到波 � 山形回波等， 其中迟 到波和山形回波为焊缝的根部反射杂波 �这里仅讨 论山形回波 �
山形回波的形成原因
当焊缝的成型较好， 或者采用的是双面自动焊， 如果焊缝厚度在 14 30 m m 左右， 在其余高较高的 ， K2 情况下 采用 左右的探头进行探伤时 ， 经常会在 荧光屏上出现一种特殊的干扰回波 � � � 山形回波 � 山形回波是由波形转换而形成的 : 入射横波在焊缝 根部表面产生波形转换， 生成一束变形纵波和一束 变形横波 ， 在显示屏上呈现为"山" 字形状的波形形 态， 如图 1 所示 �
图1
波形形态示意图
山形回波的特点
一般情况下， 半波程探伤时最容易产生山形回 波， 全波程探伤时也可能产生但是要少得多 � 山形 回波中各回波的特点是 : 下焊角回波呈现最高振幅
时， 一般都位于半波程位置 ， 横波的回波有的位于全 波程位置， 有的位于半� 全波程之间; 纵波的回波随 着下焊角回波与横波的回波之间宽窄的变化 ， 一般 都位于两波中间 � 山型回波中各回波幅度的变化: 有时三个回波一样高， 有时中间纵波的回波很高而 其两侧的回波却很低， 有时下焊角回波和纵波很高 而横波的回波却很低� 如下页图 2 所示几种情况�
超声检测 通用技术答案
通用技术部分一．使用2.5PΦ14 00纵波直探头检测厚度300mm锻件，简答如何调整检测范围（全国80%以上检测人员的调整方法都是错误的）？答：检测范围是300mm+10mm；※检测锻件，很多检测人员将底波调整到屏幕中间位置，会带来什么问题？二.使用2.5P13×13K2.5斜探头检测厚度20mm焊缝，扫描基线代表深度，简答如何调整检测范围？答：40mm+10mm；三．以下两图为钢板表面存在的折叠缺陷，其危害是容易形成应力集中源，在折叠部位容易引起钢板局部断裂。
由于钢板表面可能存在锈蚀、氧化皮、油污等物质，一些折叠缺陷目视观察不到，需要用超声检测方法检出。
折叠缺陷也存在于无缝钢管，筒形锻件与轴类锻件的表面。
折叠缺陷在钢板，无缝钢管，筒形锻件与轴类锻件等制造企业是不允许存在的缺陷。
依据折叠缺陷的上述性质，回答以下问题。
1.制造企业不允许存在的缺陷，无损检测行业是否允许存在？原因是什么？答：绝对不允许存在！答：检测人员为什么要将质量责任留给自己呢（有些三级人员认为应该考虑制造成本，检测人员应该考虑的是检测成本与缺陷检出率）？2.如果折叠缺陷是不允许存在的缺陷，质量评级应该如何评定？答：容易引起工件局部断裂的缺陷应该评为最差级。
3.针对轴类锻件而言，出现折叠缺陷是否允许修复？原因是什么？答：绝对不允许修复！答：修复点几何形状不可能规则，都会形成新的应力集中源。
4.折叠缺陷面积小于声场面积时，检测过程中如何识别折叠缺陷的存在？图1无折叠缺陷回波显示示意图图2 面积较小折叠缺陷回波显示示意图答：无折叠缺陷存在，组合始波与底波如图1所示。
存在面积小于声场截面积的折叠缺陷，图2组合始波与底波都发生明显变化。
5.折叠缺陷面积大于声场面积时，检测过程中如何识别折叠缺陷的存在？答：参考上图，折叠缺陷面积大于声场截面积，组合始波严重变宽，底波消失。
四. 纵波直探头有多少种检测系统（由仪器、探头、试块构成）的调整方法？答：1.纵波回波高度法检测系统调整2.纵波曲线法检测系统调整3.纵波工件底波法检测系统调整4.纵波AVG曲线法检测系统调整5.纵波双晶直探头回波高度法检测系统调整6.纵波双晶直探头曲线法检测系统调整五.斜探头检测系统有多少种调整方法？答：1.横波圆弧法检测系统调整2.横波外圆双弧单孔法检测系统调整3.横波外圆双孔法检测系统调整4.横波内圆双孔法检测系统调整5.横波（纵波）斜探头双孔法检测系统调整6.表面波/爬波检测系统调整六.已检测厚度1200mm的饼型锻件为例，由于锻件的体积与重量较大，不具备翻动的条件（只有上表面与侧面可以构成检测面）。
铸钢件超声波探伤频率的选择及缺陷波形分析
《铸造技术》5/2003经验交流・经验交流J K0e r i e n1eJ K1h2n6e・铸钢件超声波探伤频率的选择及缺陷波形分析万升云(华中科技大学,湖北武汉430074)S e l e c t i o no fU l t r a s o n i c S o u n d i n g F r e q u e n c y a n dA n a l y s i s o fD e f e c tR i p p l e o fC a s t i n g S t e e l P a r tWA NS h e n g-y u n(H u a z h o n g U n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y,W u h a n430074,C h i n a)中图分类号:T G247文献标识码:B文章编号:1000-8365(2003)05-0441-01超声波检测是5种常规的无损检测方法之一,在探测铸钢件及其补焊区域时所应用的标准为G B7233-87《铸钢件超声波探伤及质量评级方法》。
由于铸钢件晶粒粗大,形状复杂,表面粗糙等原因给超声波检测带来许多困难。
根据探伤实践,铸钢件超声波探伤中几个问题值得注意。
7探伤频率的选择原则在G B7233-87标准中,对频率的选择规定比较抽象。
当被探测的工件确定,则声波在其中的传播速度也一定,由关系式:λ=c/f式中λ-波长;C-波速;f-波的频率。
由上式可知,频率越高,波长越短,而脉冲反射法超声波探伤的最大检测能力为λ/2,因为声波具有绕过障碍物传播的绕射现象,绕射现象的存在限制了脉冲反射法超声波探伤的最小缺陷的检测能力。
当缺陷尺寸小于λ/2时,绕射占主导地位,该缺陷就不具备产生反射回波的条件,反射法探伤就无法检测出此缺陷。
对于同一工件而言,采用高的探测频率,可以提高小缺陷的检测能力,防止漏检。
超声波探伤常见缺陷波形特征
超声波探伤常见缺陷波形特征标准化管理部编码-[99968T-6889628-J68568-1689N]分析超声波探伤仪常见八大缺陷的波形特征疏松锻件中的疏松，在低灵敏度时伤波很低或无伤波，提高灵敏度后才呈现典型的疏松波形，中心疏松多出现心部，一般疏松出现始波与底波之间。
疏松对底波有一定影响但影响不大，随着灵敏度提高，底波次数有明显增加。
铸件中的疏松对声波有显着的吸收和散射作用，常使底波显着减少，甚至使底波消失，严重的疏松既无底波又无伤波，探头移动时会出现波峰很低的蠕动波形。
白点缺陷波为林状波，波峰清晰，尖锐有力，伤波出现位置与缺陷分布相对应，探头移动时伤波切换，变化不快，降低超声波探伤灵敏度时，伤波下降较底波慢。
白点对底波反射次数影响较大，底波1~2次甚至消失。
提高灵敏度时，底波次数无明显增加。
圆周各处探伤波形均相类似。
纵向探伤时，伤波不会延续到锻坯的端头。
内裂纹1、横向内裂纹轴类工件中的横向内裂纹直探头探伤，声速平行于裂纹时，探伤仪既无底波又无伤波，提高灵敏度后出现一系列小伤波，当探头从裂纹处移开，则底波多次反射恢复正常。
斜探头轴向移动探伤和直探头纵向贯穿入射，都出现典型的裂纹波形即波形反射强烈，波底较宽，波峰分枝，成束状。
斜探头移向裂纹时伤波向始波移动，反之，向远离始波方向移动。
2、中心锻造裂纹??伤波为心部的强脉冲，圆周方向移动探头时伤波幅度变化较大，时强时弱，底波次数很少或者底波消失。
3、纵向内裂纹??轴类锻件中的纵向内裂，直探头圆周探伤，声束平行于裂纹时，既无底波也无伤波，当探头转动90°时反射波最强，呈现裂纹波形，有时会出现裂纹的二次反射，一般无底波。
底波与伤波出现特殊的变化规律缩孔伤波反射强烈，波底宽大，成束状，在主伤波附近常伴有小伤波，对底波影响严重，常使底波消失，圆周各处伤波基本类似，缩孔常出现在冒口端或热节处。
缩孔残余伤波幅度强，出现在工件心部，沿轴向探伤时伤波具有连续性，由于缩孔锻造变形，圆周各处伤波幅度差别较大，缺陷使底波严重衰减，甚至消失。
T型焊缝超声波检测常见的缺陷及波形分析
T型焊缝超声波检测常见的缺陷及波形分析关键词：T型焊缝缺陷探伤面未熔合裂纹静态波形动态波形某临港重型装备基地联合厂房工程是国家重点工程，受业主委托对制造方产品进行检测，检测地点在制造方车间内进行。
其中1000t吊车梁钢结构要求进行超声波检测。
吊车梁的腹板和上翼板属于全焊透T型焊缝结构，进行超声波检测应克服以下几点问题：㈠、焊缝结构复杂，探头难于选择；㈡、焊缝内部缺陷产生部位不同，探伤面难于选择；㈢、难于区分缺陷波和变形波，缺陷位置和性质难于判断。
1000t吊车梁的钢结构形状为工字型的焊接结构件，如下图（A）所示。
上下翼板厚度为δ=30、40、45mm，腹板规格为2750×17950，厚度为δ=18、22、30mm，材质为Q345B。
执行标准有《钢结构工程施工及验收规范》GB50205-2001、《钢结构手工超声波探伤方法和探伤结果分级》GB/T11345-1989标准。
根据吊车梁加工图纸要求，上翼板和腹板连接处焊缝为全熔透焊缝，此焊缝应符合GB50205-2001的Ⅰ级要求，即焊缝满足于超声波检测的GB/T11345-1989的B Ⅰ级标准。
一、探头的选择问题T 形焊缝分为全熔透焊缝和半熔透焊缝，对于全焊透的T型焊缝的检测，不能采用射线检测，只有进行超声波检测。
超声波检测方法中分为纵波法、横波法、表面波法、板波法、爬波法等。
通常GB/T11345-1989的B级标准要求，采用横波法探伤，使用一个斜探头即可达到目的了，但考虑T型焊缝结构特点，检测时可以采用横波法和纵波法相结合进行探伤，那么探头就要用到直探头和斜探头。
如：选用2.5MHz φ14的直探头，2.5MHz 10×10 K2的斜探头，还有2.5MHz 10×10 K1的斜探头。
直探头及K1的斜探头用于发现上翼板侧层状撕裂、翼板与腹板间的未焊透及腹板与母材间未熔合等缺陷，K2的斜探头用于发现其他位置常见面状及点状缺陷，如未熔合、未焊透、气孔、夹渣等缺陷。
桩基超声波检测
受地质条件、成桩工艺、机械设备、施工人员、管理水平等诸多因素的影响，较易产生夹泥、断裂、缩颈、砼离析、桩底沉渣较厚及桩顶砼密实度较差等质量缺陷，危及主体结构的正常使用与安全，甚至引发工程质量事故。
因此如何测定缺陷的位置，并准确地对其进行评价成为基桩质量检测的一个核心问题。
本文结合福建省浦南高速公路工程实例，介绍超声波法在桥梁桩基检测中的应用。
浦南高速公路是国家高速公路规划网第二条放射线北京至台北高速公路的组成部分，是我省目前设在单个区市境内建设里程最长、投资最大的高速公路项目。
全线共有大中桥99座，桩基5400多根，其中采用超声波法检测的1100根，我单位承担全线桥梁的桩基检测，评价桩身砼的完整性。
2 超声波法检测原理及技术（1）超声波法检测的基本原理是:由超声脉冲发射源在砼内激发高频弹性脉冲波，并用高精度的接收系统记录该脉冲波在砼内传播过程中表现的波动特征；当砼内存在不连续或破损界面时，缺陷面形成波阻抗界面，波到达该界面时，产生波的透射和反射，使接收到的透射能量明显降低；当砼内存在松散、蜂窝、孔洞等严重缺陷时，将产生波的散射和绕射；根据波的初至到达时间和波的能量衰减特征、频率变化及波形畸变程度等特性，可以获得测区范围内砼的密实度参数。
测试及记录不同侧面、不同高度上的超声波动特征，经过处理分析就能判别测区内砼内部存在缺陷的性质、大小及空间位置，并对砼总体的均质性和完整性的作出评价。
（2）在基桩施工前，依桩径大小预埋一定数量的声测管(一般采用钢管或镀锌管，底端封闭、顶端加盖)，作为换能器的通道。
测试时每2根声测管为一组，声测管内注满清水，通过水的耦合，超声脉冲信号从一根声测管中的换能器发射出去，在另一根声测管中的换能器接收信号，测定有关参数并采集记录储存。
发、收换能器同步向上提升进行检测，遇到异常时可采用水平加密、等差同步和扇形扫测等方法加密细测。
3 数据分析与判定检测按《公路工程基桩动测技术规程》（JTG/T F81-01—2004）中有关超声波法规定进行：（1）桩身缺陷以声速临界值、波幅临界值以及PSD(斜率法)判据进行综合判定。
超声多普勒图像的分析和处理技术
超声多普勒图像的分析和处理技术一、介绍超声多普勒技术是一种常用的医学诊断技术，通过将超声波传播到人体内部获得图像，它能够帮助医生对人体器官进行检测和诊断。
这样，超声多普勒技术在医学诊断中扮演着重要的角色。
本文将重点讨论超声多普勒图像的分析和处理技术。
二、超声多普勒图像的构成及特点超声多普勒图像包括两个主要部分：超声成像和多普勒测量。
超声成像主要通过超声波的传播，在人体内部获得目标组织或器官的图像。
多普勒测量则是通过检测超声波的回声测量目标的血液流速。
在分析和处理超声多普勒图像时，主要考虑以下特点：1. 图像分辨率低超声多普勒图像在人体内部采集，因此其图像质量直接受到各种因素的影响，如组织和器官的密度、超声波的传播速度等。
因此，它的分辨率相对较低，且噪声较大，需要通过图像处理来提高分辨率和减少噪声。
2. 图像颜色丰富超声多普勒图像中，通过多普勒颜色来表示血液的流速，颜色的深浅程度与血液的速度成正比。
不同颜色也表示不同的血流方向。
3. 数据量庞大在成像前，需要对人体内部进行扫描，这样会产生大量的数据。
因此，在处理和分析超声多普勒图像时，需要使用专门的算法来处理数据，以便更好地提取所需信息。
三、超声多普勒图像的处理和分析方法为了更好地诊断人体器官疾病和异常，需要使用一系列的图像处理和分析方法。
下面将介绍常用的超声多普勒图像处理和分析方法。
1. 图像预处理由于超声成像的特殊性质，超声多普勒图像往往包含大量的噪声和不规则质量。
因此，需要进行图像预处理，包括滤波处理、去噪等，以提高图像质量和减少噪声。
2. 血流速度测定多普勒技术可以测量血流的速度，通过多普勒流速谱实现。
血流速度可以用来衡量整个系统的健康状态，例如，血液淤积现象等。
3. 血流细节观察超声多普勒图像中，颜色的变化和移动规律都可以帮助医生发现血流中异常的细节。
医生可以通过观察多普勒颜色流来识别一些血流的病理改变，比如肺部和心脏方面的问题。
4. 血液流动分析在超声多普勒图像中，医生可以通过分析血流动态来评估心脏和心脏瓣膜的运动情况。
焊缝超声波探伤(第三节 焊缝超声波探伤定位)
第四章 焊缝超声波探伤第三节 焊缝超声波探伤定位超声波探伤定位的方法是利用已知尺寸的试块(或工件)作为反射体来调节探伤仪的时间轴，然后根据反射波出现在时间轴上的位置，确定缺陷的位置。
一、斜探头定位与直探头定位的区别纵波探伤时定位比较简单，如探测100mm 厚的工件，可把底面回波调在10格，则每格代表工件中的声程(或垂直距离)为100/10=10(mm)。
(因耦合层极薄，可忽略不计)。
探伤时，若在6格出现缺陷波，则缺陷离工件表面的距离为6×10=60mm 。
横波探伤时的定位比较复杂(见图5–7所示)，与纵波探伤相比有三点区别：① 超声波射到底面时无底面回波(故时间轴需在试块上预先调节)；② 有机玻璃斜楔内一段声程OO '(称斜探头本体声程)在中薄板焊缝探伤定位时不能忽略，必须加以考虑。
③ 超声波的传播路线为O 'OAB(或O 'OB)折线，定位时，必须得用三角公式进行计算。
二、斜探头探伤定位基本原理焊缝探伤前，一般先进行斜探头入射点和折射角的测定，以及时间轴的调节。
故入射点O 和折射角β是已知的，示波屏上扫描线每格所代表的距离(可以是水平距离、垂直距离或声程)也是可知的。
这样，在直角三角形中，知道一只角、一条边、则其他两条边也可求出，故缺陷位置(缺陷离探头入射点的水平距离和深度)便可确定。
根据时间扫描线调节方法的不同，可分三种定位法： 1. 水平定位法即时间扫描线与水平距离成相应的比例关系。
2. 垂直定位法即时间扫描线与深度距离成相应的比例关系。
3. 声程定位法即时间扫描线与声程距离成相应的比例关系。
一般板厚≤24mm 时，用水平定位法、板厚≥32mm 时用垂直定位法。
时间轴的调节，其最大测定范围应在1S ～1.5S 之间(1S 为一个跨距的声程距离)。
三、焊缝超声波探伤定位的常用方法多年来，不少厂矿企业中的检测人员根据自己产品的特点，经过不断摸索、反复实践，已总结出了好多简便、有效的定位方法，下面仅介绍几种常用的定位方法。
超声波检测原理与波形分析
超声波检测原理与波形分析2012年06月29日【字体：大中小】超声波（简称声波）透射法测试是弹性波测试方法的一种，其理论基础建立在固体介质中弹性波的传播理论上，超声波探头向介质（岩石、岩体、混凝土构筑物）发射声波，在一定的空间距离上接收介质物理物性调制的声波，通过观测和分析声波在不同介质中的传播速度、振幅、频率等声学参数，解决一系列岩土工程中的有关问题。
我项目的全部基桩都采用超声波进行桩身质量检测，评价桩身介质的完整性。
现对声波透射法检测桥基桩质量的测试方法和判别进行说明，以便我们了解学习。
测试原理声波在桩体砼中的传播特性反映了砼材料的结构、密度及应力应变关系。
根据波动理论，知跨孔对穿测试其弹性波的波速可近似为：（1）式中：E—介质的动态弹性模量；ρ—密度；μ—泊桑比。
声波在桩体砼中的传播参数（声时、声速、波幅、频率等）与混凝土介质的物理力学指标（动弹模、密度、强度等）之间的相联关系就是声波透射法检测的理论依据。
当混凝土介质的构成材料、均匀度、养护方法、施工条件等因素基本一致时，声波在桩体传播中运动学特征和动力学特征一致；反之在施工中由于塌孔、离析、夹泥等现象出现，声波在传播中，必将在运动学特征和动力学特征上发生变化。
测试数据处理及缺陷判定测试数据的分析处理及缺陷判定严格按照《中华人民共和国行业标准基桩低应变动力检测规程（JGJ/T93-95）》的相关规定进行，即根据声时曲线、曲线和声幅曲线等三条曲线来判定缺陷的部位和大小。
声波波形能直观反映某测点砼是否有缺陷。
用反射波法评价基桩完整性时，可按波形好坏直接判断某桩是否有缺陷，是否有严重的缺陷。
同理，在声波透射法检测过程中，检测人员检测时面对单一测点的波形，而后根据波形才确定声时值和声幅值，若桩基砼是均质的，声波波形有两头小、中间大、同频率等特征，若声波经过缺陷，声波波形就会明显变化，当缺陷特别严重时表现在波形上为声幅很低、首波不易确认，频率变小且同一波形中有不同频率成分，比较容易直接判断在检测时，声时、声幅和波形三种曲线常出现后面三种情况：（1）某一测点声时超判据，而声幅未超判据，且波形完好时；（2）声时未超判据，声幅超判据，波形除首波外其它正常；（3）声时未超判据，声幅未超判据，波形不正常（整个波形幅值较低）。
焊缝检测中山形回波的解析
焊缝检测中“山”形回波的解析摘 要:通过理论和数学推导对焊缝超声波检测中“山”形回波进行研究,对焊缝几何条件造成的变型纵波和横波的非正常反射路径的差别提供了可靠的依据。
1 前言对16 mm～40 mm的中厚板焊缝超声波检测时,特别是对双面自动焊或成形较好的手工焊,在其余较高的情况下,采用K2左右的探头进行探伤,经常会在荧光屏上呈现一种特殊的干扰回波,称其为“山”形回波[1],“山”形回波是由横波的非正常反射路径和波型转换形成的。
在很多情况下,回波并不一定按标准的“山”形回波出现,这给操作者正确判断带来很大的困难,容易造成误判错判,下面就针对“山”形回波产生的机理及特征规律进行分析。
2 产生机理当超声波倾斜入射到界面时,除产生同种类型的反射和折射波外,还会产生不同类型的反射和折射波,这种现象称为波型转换,同类型及不同类型的反射和折射波的方向都符合反射和折射定律:sinAL/CL1=sinA′L/CL1=sinA′S/CS1=sinBL/CL2=sinBS/CS2在焊缝斜角探伤中,探头晶片发出的纵波经耦合剂进入钢板折射为全横波,由于工件底面是平面,所以无论一次波还是二次波,遇到缺陷时超声波按原路径返回,探头接收到的反射回波都是横波,即不会发生波型转换。
这样,根据探头发射和接收到回波的时间,乘以横波声速就能得出声程。
但实际探测焊缝时,超声波遇到焊缝底部的圆弧面时,由于反射面不是平面,故入射角发生变化,根据反射定律,反射角也发生变化。
如图1所示,当横波反射点在OB区域时,入射角比平板时还要大,故肯定不可能发生波型转换,且反射波发散,探头接收不到底波。
而在AO区域时,入射角变小,在一定的几何条件下,当AS<33.2°时(第三临界角),反射波中除横波外,还产生变型纵波,并且AO段圆弧面对声波有聚集作用,余高越高,圆弧面曲率半径越小,对声波聚集作用越强,反射回波越高。
根据《超声波探伤》Ⅱ、Ⅲ级教材[2],横波倾斜入射到钢/空气界面,横波声压反射率与纵波声压反射率随入射角AS而变化,当AS=30°左右时,rSS很低,rLS较高(见教材32页图1.36),即横波声压反射率很低,而纵波声压反射率很高。
超声波无损检测“山”形波分析
2016年第2期总第209期新疆电力技术张剑飞1艾则提·艾斯拉1宋斌2翟建元11、华能轮台热电分公司（轮台县841600）2、西安热工研究院（西安710000）超声波无损检测“山”形波分析摘要：受超声波无损探伤检测技术的大面积应用影响，及焊接工艺、材质的日益更新，超声波检测波形受其等影响不可避免的会出现一些特殊波形。
华能轮台电厂联合行业内专家对所遇特殊异形波共同进行分析、计算，并通过对同类形焊口实测、比对等一系列手段的实施，对厚管壁主蒸汽管中所遇的特形波进行谨慎对待，小心定论，并最确定该特形波属结构波形而非缺陷波。
关键词：超声波无损检测结构波波形0引言超声波探伤以其穿透力强，灵敏度高，探伤装置体积小，重量轻，便于携带，检测速度快，检测费用低等一系列优势，使其在压力管道、设备等初期建设或后期监督工作中均得到大面积的应用。
它能够快速便捷、无损伤、精确地对检测部位的裂纹、夹杂、折叠、气孔、砂眼等缺陷进行检测、定位、评估和诊断。
但检测结果的准确性与受检工件的材质、形状、尺寸等有着莫大的关系，同时与探伤人员的经验水平息息相关。
华能轮台电厂（2×350MW）热电联产工程基建期间，主蒸汽管道因管壁较厚，而采用超声波检测方式实施安装焊口的最终检测验收，在检测过程中发现主汽管道堵阀后焊口区域存在明显异常波形（该焊口标号为主蒸汽管#7焊口，下简称#7焊口）。
特此电厂方组织工程参建单位、监理单位、监造单位并同时求助于西安热工研究院、新疆电力金属试验研究所等行业专家进行分析、会诊，并最终确认该异常波形是受焊口区域管道及内坡口结构形式影响所至，并非缺陷波。
后通过锅炉侧吹管及热态运行后的跟踪复检，该焊口波形稳定无变化。
1系统介绍华能轮台电厂一期（2×350MW）热电联产工程地处新疆巴音郭楞蒙古自治州境内，年极端最低气温-25.5℃，年平均降水量66.2mm，年平均风速为1.3m/s（10分种），锅炉为Π型一次中间再热超临界燃煤直流炉。
5.超声波透射波法分析与案例
4.2 接桩：当桩身上部出现严重缺陷的时候，且缺陷处于可开挖的范 围以内。可开挖至缺陷处，将缺陷至顶部的桩截取，并凿出钢筋，整理 与冲洗干净后用钢筋接长，再浇混凝土至设计标高。
4.3 钻孔补强法：此法适应条件是桩身混凝土存在蜂窝、离析、松散、 强度不够及桩长不足，桩底沉渣过厚等事故，常用高压注浆法来处理。 a.桩身混凝土局部有离析、蜂窝时，可用钻机钻到质量缺陷下一倍 桩径处，进行清洗后高压注浆。 b.桩长不足时，采用钻机钻至设计持力层标高；对桩长不足部分注 浆加固。 4.4 补桩法：当桩身缺陷所处的位置不易处理，且缺陷桩周围具有场地 可进行补桩时，经设计同意更改后可在选定位置进行补桩。
特征（交通 JTG TF81-2004 ）：某一声测剖面个别测点的声速、波幅
略小于临界值，但波形基本正常。
Ⅲ 类桩 特征（建筑 JGJ 106-2014 ）：存在声学参数明显异常，波形明显畸变的异常声测 线，异常声测线在一个或多个检测剖面的一个或多个区段内纵向连续分布，但在任一 个横向分布数量小于检测剖面数量的50%。 存在声学参数明显异常、波形明显畸变的异常声测线，异常声测线在任一检测剖 面的任一区段纵向不连续分布，但在任一深度横向分布的数量大于检测剖面数量的 50%。 存在声学参数严重异常、波形严重畸变或声速低于低限值的异常声测线，异常声测 线在任一检测剖面的任一区段纵向不连续分布，且在任一深度横向分布的数量小于 50%。
基桩完整性检测技术 ---声波透射法分析与案例
武汉岩海工程技术有限公司
Rocksea
演讲人：马春波
以诚为本，用户至上
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检测数据分析简述
基桩常见缺陷类型
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工程案例分析
基桩缺陷处理常见方法
无损检测：超声波典型缺陷波形图解析(完整版)
超声波典型缺陷波形图解析1、白点①波形特征：缺陷波为林状波，波峰清晰，尖锐有利，伤波出现位置与缺陷分布相对应，探头移动时伤波切换，变化不快，降低探伤灵敏度时，伤波下降较低较慢，白点对底波反射次数影响较大，底波1-2次甚至消失，提高灵敏度时，底波次数无明显增加。
圆周各处探伤波形均相类似。
纵向探伤时，伤波不会延续到锻坯的端头。
②典型波形图2、内裂纹（1）横向内裂纹①波形特征：轴类工件中的横向内裂纹直探头探伤，声束平行于裂纹时，既无底波又无伤波，提高灵敏度后出现一系列小伤波；当探头从裂纹处移开，则底波多次反射恢复正常。
斜探头轴向移动探伤和直探头纵向贯穿入射，都出现典型的裂纹波形即波形反射强烈，波底较宽，波峰分支，成束状。
斜探头移向裂纹时伤波向始波移动，反之，向远离始波方向移动。
②典型波形图（2）中心锻造裂纹①波形特征：伤波为心部的强脉冲，圆周方向移动探头时伤波幅度变化较大时强时弱，底波次数很少或者底波消失。
②典型波形图（3）纵向内裂纹①波形特征：轴类锻件中的纵向内裂纹，直探头圆周探伤，声束平行于裂纹时，既无底波也无伤波，当探头转动90度时，反射波最强，呈现裂纹波形，有时会出现裂纹的二次反射，一锻无底波，底波与伤波出现特殊的变化规律。
②典型波形图3、缩孔①波形特征：伤波反射强烈，底波宽大，成束状，在主伤波附近常伴有小伤波，对底波影响严重，常使底波消失；圆周各处伤波基本类似，缩孔常出现在冒口端或热节处。
缩孔残余：伤波幅度强，出现在工件心部，沿轴向探伤时伤波具有连续性，由于缩孔锻造变形，圆周各处伤波幅度差别较大，缺陷使底波严重衰减，甚至消失。
②典型波形图4、疏松①波形特征：锻件中的疏松，在低灵敏度时伤波很低或无伤波，提高灵敏度后才呈现典型的疏松波形，中心疏松多出现心部，一般疏松出现始波与底波之间。
疏松对底波有一定影响，但影响不大。
5、夹渣（1）单个夹渣①波形特征：单个夹渣伤波为单一脉冲或伴有小伤波的单个脉冲，波峰圆钝不清晰，伤波幅度虽高，但对底波及其反射次数影响不大。
超声波检测中对反射回波的分析与判断
超声波检测中对反射回波的分析与判断在压力容器定期检验过程中，我们经常会使用超声波横波斜入射对焊接接头埋藏性缺陷进行一定比例的抽样检测。
由于超声波检测的自身特点，在检测中判断反射波是何种回波是有一定技术难度的，想要判断准确，就必须能够熟练应用超声波反射、折射定律及掌握材料、焊接等超声波检测相关知识和经验。
下面介绍我们在压力容器定期检验过程中对超声波反射波的分析与判断的一个实例。
一、受检设备基本情况压力容器名称：油水分离器容器类别：Ⅱ设计压力：2.4Mpa材质：16MnR 容器规格：φ1200×3400×16二、容器对接焊缝检测比例、检测部位、技术要求及其他1.检验比例：在容器检验方案中规定A、B类焊缝≥20%超声波抽查。
2.焊缝坡口型式：X+V（封头和筒体最后一道环焊缝）。
3.检测焊缝部位示意图如下：4.焊接方法：埋弧自动焊+焊条电弧焊+氩气保护焊（最后一道环焊缝打底焊）。
5.未开设人孔，从外部做超声波检测。
6.焊缝单面双侧锯齿形扫查，用一次波及二次波检测。
7.执行标准：JB/T4730.3-2005，合格级别：2级。
三、检测仪器装备准备情况1.超声波探伤仪：CTS-26一台2.探头：2.5P9×9K2 一个3.试块：CSK-ⅠA、CSK-ⅢA各一块4.耦合剂：机油一桶5.其他：不锈钢直尺一把、纱布若干四、其他检验情况该容器其他检验项目如资料审查、外观检验、壁厚测定、磁粉探伤均已完成，未发现严重超标缺陷。
实测最小壁厚为16.0mm，封头直边长度50mm。
五、仪器及探头调节及绘制距离波幅曲线1.用CSK-ⅠA试块测探头前沿和K值。
前沿l0=9mm,K=2.0。
2.用CSK-ⅠA和CSK-ⅢA试块调节扫描比例和绘制距离波幅曲线。
扫描比例：深度1：1各深度φ1×6的反射波高均达到基准波高（80%满屏）的dB值。
耦合补偿为4dB 。
六、检验检测过程以二次波最大声程处的评定线dB值作为扫查灵敏度即26.5dB，作锯齿形扫查。
实验一超声波仪器性能的测定
超声波检测实验讲义实验一超声波仪器性能的测定一. 目的：现场测试超声波仪器性能，包括垂直线性，水平线性，电噪声，动态范围和衰减器精度。
二. 实验设备：超声波探伤仪，直探头(2.5P14，2.5P20，5P14等均可) IIW1试块(或CSK-IA，1#试块等均可) 平底孔试块。
三. 实验步骤1.测定垂直线性缺陷在工件中的大小是通过缺陷回波在示波屏上的幅度大小反映的，反射回波幅度是按一定规律反映缺陷实际反射声压的大小，即为仪器的垂直线性状况，以垂直线性误差表示。
如图1所示，把与探伤仪连接的直探头平稳地耦合在平底孔试块的探测面上，仪器上的"抑制"与"深度补偿"关闭，在衰减器上应至少留有30dB的衰减余量，调节"增益"，使直探头在试块上找到的最大平底孔回波高度为100%满刻度，固定探头位置与接触压力(必要时可采用专用的探头压块)。
调节衰减器，依次记下每衰减2dB时平底孔回波幅度的满刻度百分数并记入表1，并与理论值比较，取最大正偏差△+和负偏差最大绝对值｜△-｜之和为垂直线性误差，即：△=(｜△+｜+｜△-｜)(%) ----(1)注：理论波高值按下式计算-- △dB=20lg(H100/H)(式中H100为以100%满刻度起始的基准波高，H为每衰减2dB时理论上应达到的波高)。
最后在图2上以波高(%)为纵坐标，衰减量(dB)为横坐标绘出垂直线性理想线与实测线(按表1)，再根据(1)式计算垂直线性误差。
图1 图22.测定水平线性缺陷在工件中的位置是通过缺陷回波在示波屏上的位置反映出来的，通过仪器有关旋钮调整能否使仪器示波屏上的水平扫描线按一定比例反映超声波在工件中所经过的距离，即为仪器的水平线性，以水平线性误差表示。
如图3所示，把直探头平稳地耦合在IIW1试块上厚度25mm的平面上(应离开边缘有一定距离以防止侧壁效应干扰)，调节仪器上的"增益"，"衰减"，"水平"(或"零位"，"延迟")，"深度"(粗调与细调)，当采用"五次底波法"时：应使示波屏上出现五次无干扰底波，在相同回波幅度(例如50%或80%满刻度)情况下，使第一次底波B1前沿对准水平刻度线的20mm刻度，第五次底波B5前沿对准水平刻度线的100mm刻度，然后依次将B2，B3，B4调节到上述相同幅度下读取第二，三，四次底波前沿与水平刻度线上的40mm，60mm和80mm刻度的偏差，填入表2，取最大偏差△max(以mm计)按下式计算水平线性误差：△=(｜△max｜/0。
大板梁超声检测中异常波形的分析研究
大板梁超声检测中异常波形的分析研究杜晓刚;黄纯德;高义斌【摘要】针对某钢结构制造厂的大板梁在超声波检测时,有3个波峰同时出现,与山形波类似但又有所不同的问题,分析了引起此波形异常的原因,得出了通过改变探头值,可以使变形纵波的幅值改变的结论,为今后超声检测中相似波形的辨识提供了理论依据.【期刊名称】《山西电力》【年(卷),期】2017(000)001【总页数】3页(P46-48)【关键词】大板梁;横波入射角;变形纵波【作者】杜晓刚;黄纯德;高义斌【作者单位】国网山西省电力公司电力科学研究院,山西太原 030001;国网山西省电力公司电力科学研究院,山西太原 030001;国网山西省电力公司电力科学研究院,山西太原 030001【正文语种】中文【中图分类】TG457.1山形波是焊缝超声检测中较常见的一种非缺陷回波，由于在显示屏上往往会同时出现3个波形，且中间高两边低，类似于山的形状，故此命名为山形波，山形波往往是由入射的横波在焊缝与空气界面处产生的变形波和反射回波所组成，产生的变形波有的为纵波反射波[1]，有的则是表面波[2]，且常在“X”或“U”形坡口中出现。
在板材、压力管道的焊接工艺中，当其母材厚度较厚时，为了保证能将其焊透，坡口往往会制成“X”或“U”形，因此在板材、压力管道的焊缝检测中往往能检测到山形波。
到某钢结构制造厂进行大板梁检验，在对其腹板的超声检测中发现，显示屏上常常会同时出现3个波，与山形波不同的是，3个波的波峰强度依次递减，并不是中间高两头低，且在对接焊缝的检测中连续出现。
鉴于与以往常见的山形波有所不同，为了能对其产生的原因有深入的理解，在今后的检测中更好地对此波形进行辨别，因此有必要专门对其进行深入的研究。
1.1 仪器设备检测仪器：所用的超声设备为中科汉威HS611e形、水平性和垂直性较好的可记录A形数字超声仪。
所用探头为汕头超声电子有限公司生产的单晶横波斜探头，频率为2.5 MHz,晶片尺寸为8×12mm，K值为2，透声楔块耦合面为平面。
超声波检测之横波和纵波的区别图解：纵波小角度探伤的应用
超声波检测之横波和纵波的区别图解：纵波小角度探伤的应用
超声波检测之横波和纵波的区别图解：纵波小角度探
伤的应用
超声波是一种频率高于人耳能听到的频率（20Hz～20KHz）的声波，超声波是一种波，因此它在传输过程中服从波的传输规律。
例如：超声波在材料中保持直线行进；在两种不同材料的界面处发生反射；传播速度服从波的传输定理：ν=λf（ν为波速，λ为波长，f为波的频率）。
波在介质材料中行进的速度愈大，则介质材料的坚硬性愈大；反之，则介质材料愈松软。
而介质材料的坚硬性实质上也反映了该种材料强度的高低，因此材料强度愈高，波速应愈大；材料强度愈低，则波速应愈小。
这样，知道了波速，亦即知道了材料强度。
一些检测设备就是利用超声波反射原理来进行检测。
横波和纵波的区别
波就是振动的传播，通过介质传播。
在同种均匀介质中，振动的传播。
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超声检测“山形波”实战分析
一日晌午，我坐在工具房的试验台前，正专心地调校超声探伤仪器。
此时，一位兄弟单位穿着连体服的小伙子，连体服许多部位沾上了红色的着色剂和黑黑的油渍，似乎从汽机房刚干完事回来。
一手提着超声波探伤仪，另一手提着装有耦合剂的桶子，背上还背着工具包，风尘仆仆走到我跟前，向我说道：“哥们，向你请教个问题”，“请教不敢当，有什么事呢？”我回答道。
“刚才在做管道对接环焊缝的超声检测，管道厚度为60mm，扫查的时候发现在一次反射区域内存在深度为54mm的反射波，我觉得这应该是根部反射波，不是缺陷。
”他继续说道：“但是在二次反射区域内也存在反射波，测量反射波深度大约在80mm，你说这是不是缺陷呢？”
我问他：“你有没有用直探头测量母材和热影响区的厚度？是不是母材厚度比热影响区和焊缝的厚度都大？”。
他说：“是的，母材厚度60mm，热影响区厚度大约52mm”
得到确切的回答后，心中有了初步的结论，然后继续回答他道：“80mm处的二次反射波很有可能不是缺陷，应该波形转换波。
如果你用K1和K2的探头分别去扫查，会发现K1探头比K2探头扫查的回波更高，我暂且称它为“山形波”，因为他长得像“山”字，也像一座山。
这种山形波在不等厚对接、错边、厚壁管道对接焊缝的超声检测中经常出现。
”
20mm25mm
正好跟前的试验台上有一块不等厚对接模拟试块，如下图，用尺子量了薄的一侧厚度为20mm，厚的一侧为25mm。
为了让小伙子明白我的推论，并验证它是正确的。
换上一个K1的探头，校准了声速、零偏和K值，节省时间未制作DAC曲线。
在不等厚模拟试表面块滴上几滴机油，用食指在试块上轻轻的抹了抹，瞬间形成一道薄薄的油层。
按了仪器的“波峰记忆”键后，前后推动着探头，找到最高波，此时固定探头不动，超声波探伤仪屏幕显示如下。
移动闸门框住最高波，此时深度读数为32.8mm。
不等厚试块薄侧20mm，厚侧25mm，假设该反射波是缺陷波，那么缺陷应处于深度为17.2mm （25×2-32.8=17.2），但是实际模拟试块不存在缺陷。
这么高的反射波会是什么波呢？
既不是一次反射波，也不是表面的二次反射波，更不是缺陷波，而是探头某个扩散角的声束打到斜面上，入射横波发生波形转换，转换成反射纵波，纵波垂直反射到工件表面，然后按原路返回，这就是波形转换的原理，如下图，3是入射横波，2是波形转换后的纵波，1是反射横波。
最后再用K2的探头扫查了该斜面，发现也存在波形转换，但是波幅很低，几乎可以忽略不计。
说起这件事，让我回想起刚参加工作的时候，也遇到了和小伙子相似的问题。
此时情不自禁的感叹时间由如白驹过隙，眨眼间的功夫，人将步入中年。
先停止感慨，将时钟的指针拨回到几年前，广东某电厂600MW超超临界锅
炉定期检验，对分隔屏出口集箱封头对接环焊缝（类似管道对接环焊缝）进行超声检测。
集箱规格为Ф356×60mm，材质SA-335P91，下图为封头示意图。
超声检测发现一次反射中，除了根部反射波外，无异常波。
而在二次反射区域内却发现异常波，深度为80mm，并且整圈断续的存在。
情况和小伙子描述的非常相似。
那个时参加工作没多长时间，缺乏现场经验，是不是缺陷拿捏不准。
为了验证是不是缺陷波，用直探头去扫查该“缺陷”位置，焊缝部位未发现任何反射波，哪怕将增益调到最大也无任何收获。
再换个K2的探头试试，反射波同样存在，但波幅很低。
当时和一位年长的同事分在一组做事，他说：“别纠结了，或许是波形转换吧，没什么问题，收拾仪器回去吧”。
这句话让我豁然开朗，突然有了柳暗花明又一村的感觉。
时间仓促，将现场测量的数据记录下来，回到住的地方，打开电脑利用CAD绘图和三角函数计算，验证该“缺陷波”为波形转换波。
果真如此，该“缺陷波”的确是横波波形转换后的纵波。
产生波形转换的关键因素——综合形坡口形式和一定角度的声束，根据《DL/T8692-2012火电厂焊接技术规程》的要求，当壁厚大于60mm的汽水管道应开综合形坡口。
火电厂也存在许多壁厚小于60mm的管道或集箱均采用了综合形坡口。
什么是综合形坡口？为什么要开综合形坡口？
百度搜索相关内容，除了DL/T8692-2012和ASME16.25有简单介绍，其它未发现任何关于综合形坡口的介绍。
所以我也不知道开综合形坡口的优势。
什么是综合形坡口，按照我的理解，综合形坡口包括V形坡口和U形坡口。
但这不是重点，重点是为什么在内壁要开一道槽？这道槽也就是所谓的内壁台阶，很遗憾，没能找到相关资料。
我推测开槽的目的，是为了保证焊缝全焊透，此处等待大咖解答。
在检测内壁存在槽口、不等厚对接或错边的焊缝，即可看作为内壁台阶，当超声波入射到这个台阶，会发生波形转换，即横波转换成纵波。
这样波形转换常见于厚壁管道、错边、不等厚对接超声检测，并且采用K1的探头比K2的探头更为明显，这种情况下尽量使用一次波判定缺陷。
曹智
2017-6-12。