超声波表面波探伤法
五大常规探伤方法概述
五大常规探伤方法概述五大常规方法是指射线探伤法、超声波探伤法、磁粉探伤法、涡流探伤法和渗透探伤法1、射线探伤方法（RT）射线探伤是利用射线的穿透性和直线性来探伤的方法。
这些射线虽然不会像可见光那样凭肉眼就能直接察知，但它可使照相底片感光，也可用特殊的接收器来接收。
常用于探伤的射线有x光和同位素发出的γ射线，分别称为x光探伤和γ射线探伤。
当这些射线穿过（照射）物质时，该物质的密度越大，射线强度减弱得越多，即射线能穿透过该物质的强度就越小。
此时，若用照相底片接收，则底片的感光量就小；若用仪器来接收，获得的信号就弱。
因此，用射线来照射待探伤的零部件时，若其内部有气孔、夹渣等缺陷，射线穿过有缺陷的路径比没有缺陷的路径所透过的物质密度要小得多，其强度就减弱得少些，即透过的强度就大些，若用底片接收，则感光量就大些，就可以从底片上反映出缺陷垂直于射线方向的平面投影；若用其它接收器也同样可以用仪表来反映缺陷垂直于射线方向的平面投影和射线的透过量。
由此可见，一般情况下，射线探伤是不易发现裂纹的，或者说，射线探伤对裂纹是不敏感的。
因此，射线探伤对气孔、夹渣、未焊透等体积型缺陷最敏感。
即射线探伤适宜用于体积型缺陷探伤，而不适宜面积型缺陷探伤。
2、超声波探伤方法(UT)人们的耳朵能直接接收到的声波的频率范围通常是20Hz到20kHz，即音（声）频。
频率低于20 Hz 的称为次声波，高于20 kHz的称为超声波。
工业上常用数兆赫兹超声波来探伤。
超声波频率高，则传播的直线性强，又易于在固体中传播，并且遇到两种不同介质形成的界面时易于反射，这样就可以用它来探伤。
通常用超声波探头与待探工件表面良好的接触，探头则可有效地向工件发射超声波，并能接收（缺陷）界面反射来的超声波，同时转换成电信号，再传输给仪器进行处理。
根据超声波在介质中传播的速度（常称声速）和传播的时间，就可知道缺陷的位置。
当缺陷越大，反射面则越大，其反射的能量也就越大，故可根据反射能量的大小来查知各缺陷（当量）的大小。
五大常规探伤方法概述及其特点
五大常规探伤方法概述及其特点工业无损探伤的方法很多，目前国内外最常用的探伤方法有五种，即人们常称的五大常规探伤方法。
本文将首先介绍五大常规探伤方法及其特点，并结合汽车维修中的特定条件和需求，选出更适合于汽车维修的探伤方法。
一、五大常规探伤方法概述五大常规方法是指射线探伤法、超声波探伤法、磁粉探伤法、涡流探伤法和渗透探伤法。
1、射线探伤方法射线探伤是利用射线的穿透性和直线性来探伤的方法。
这些射线虽然不会像可见光那样凭肉眼就能直接察知，但它可使照相底片感光，也可用特殊的接收器来接收。
常用于探伤的射线有x光和同位素发出的γ射线，分别称为x光探伤和γ射线探伤。
当这些射线穿过物质时，该物质的密度越大，射线强度减弱得越多，即射线能穿透过该物质的强度就越校此时，若用照相底片接收，则底片的感光量就小；若用仪器来接收，获得的信号就弱。
因此，用射线来照射待探伤的零部件时，若其内部有气孔、夹渣等缺陷，射线穿过有缺陷的路径比没有缺陷的路径所透过的物质密度要小得多，其强度就减弱得少些，即透过的强度就大些，若用底片接收，则感光量就大些，就可以从底片上反映出缺陷垂直于射线方向的平面投影；若用其它接收器也同样可以用仪表来反映缺陷垂直于射线方向的平面投影和射线的透过量。
由此可见，一般情况下，射线探伤是不易发现裂纹的，或者说，射线探伤对裂纹是不敏感的。
因此，射线探伤对气孔、夹渣、未焊透等体积型缺陷最敏感。
即射线探伤适宜用于体积型缺陷探伤，而不适宜面积型缺陷探伤。
2、超声波探伤方法人们的耳朵能直接接收到的声波的频率范围通常是20Hz到20kHz，即音频。
频率低于20Hz的称为次声波，高于20kHz的称为超声波。
工业上常用数兆赫兹超声波来探伤。
超声波频率高，则传播的直线性强，又易于在固体中传播，并且遇到两种不同介质形成的界面时易于反射，这样就可以用它来探伤。
通常用超声波探头与待探工件表面良好的接触，探头则可有效地向工件发射超声波，并能接收界面反射来的超声波，同时转换成电信号，再传输给仪器进行处理。
第八章超声波探伤
第三章超声波探伤超声波探伤是利用超声波在物体中的传播、反射和衰减等物理特性来发现缺陷的一种无损检测方法。
它可以检查金属材料、部分非金属材料的表面和内部缺陷，如焊缝中裂纹、未熔合、未焊透、夹渣、气孔等缺陷。
超声波探伤具有灵敏度高、设备轻巧、操作方便、探测速度快、成本低、对人体无害等优点，但对缺陷进行定性和定量的准确判定方面还存在着一定的困难。
第一节超声波的产生及其性质超声波是频率大于20000Hz 的声波，它属于机械波。
在金属探伤中使用的超声波，其频率为0.5～10MHz，其中以2～5MHz最为常用。
一、超声波的产生与接收探伤中采用压电法来产生超声波。
压电法是利用压电晶体片来产生超声波的。
压电晶体片是一种特殊的晶体材料，当压电晶体片受拉应力或压应力的作用产生变形时，会在晶片表面出现电荷；反之，其在电荷或电场作用下，会发生变形，前者称为正压电效应，后者称为逆压电效应。
超声波的产生和接收是利用超声波探头中压电晶体片的压电效应来实现的。
由超声波探伤仪产生的电振荡，以高频电压形式加载于探头中的压电晶体片的两面上，由于逆压电效应的结果，压电晶体片会在厚度方向上产生持续的伸缩变形，形成了机械振动。
若压电晶体片与工件表面有良好的耦合时，机械振动就以超声波形式传播进入被检工件，这就是超声波的产生。
反之，当压电晶体片受到超声波作用而发生伸缩变形时，正压电效应的结果会使压电晶体片两表面产生具有不同极性的电荷，形成超声频率的高频电压，以回波电信号的形式经探伤仪显示，这就是超声波的接收。
二、超声波的性质1．超声波具有良好的指向性由于超声波的波长非常短，因此，它在弹性介质中能象光波一样沿直线传播。
而且超声波在固定的介质中传播速度是个常数，所以，根据传播时间就能求得其传播距离，这样就为探伤中缺陷的定位提供了依据。
2．超声波能在弹性介质中传播，不能在真空中传播一般探伤中通常把空气介质作为真空处理，所以认为超声波也不能通过空气进行传播。
轧辊超声波表面波探伤操作方法（探测表面缺陷）
轧辊超声表面波探伤的操作方法由于采用超声波表面波对轧辊表面进行检测，只能采用人工检查的方式，所以我们必须认识到，它受人为因素的影响比较大。
因此，要求操作者应当自觉地加强对工作的责任心。
一般情况下，是在使用涡流检测设备后，对检测结果感到有怀疑时，然后再用进行这种超声波表面波探测，不一定非要使用超声波表面波进行探测。
这样做有许多好处，但前提条件是，对涡流技术的运用已经比较熟练。
比如，当遇到涡流检测已经显示某一位置有异常，此时再用超声波表面波对这个区域进行探测，这样做的效率就比较高，而且也比较准确。
用表面波探测轧辊是超声波探伤中比较简单的一种方法。
由于它没有探伤标准，又不能对裂纹的深度进行定量判别，也不需要进行任何计算，故只要在操作过程中细心一点，并且掌握如下操作要点，完成表面波探伤作业并不是一件难事。
另外，因为超声波仪器有好多种类，不同的仪器都有各自的调节方式，所以在这里只能重点介绍表面波的操作检查方法。
一、注意事项：1．超声波仪器的价值比较昂贵，在使用时应十分小心，严防跌落、碰撞等损伤。
保管应该有专人负责，注意保管条件，并且必须按期进行必要的校验。
2．检查与仪器配套的探头线、探头是否合适，是否满足使用条件。
3．开启电源开关后，应保证仪器显示画面为探伤界面：（1）在整个操作过程中，不准随意按动仪器面板上任何一个旋钮（或者触摸开关），避免探伤画面丢失和设置参数的变动。
（2）注意内存电池剩余电量显示，电力不足（低于全刻度的1/4左右）时，应及时更换已充足电的电池，或者直接使用照明电源。
内存电池的充电，必须按照生产厂家的使用说明的规定进行。
4．超声波表面波不适合对材质为铸铁的轧辊（如：高铬铸铁、无限冷硬铸铁等）进行检测。
因为此类材料的材质晶粒粗大，易把表面波散射到其它方向，导致探头无法接收反射信号。
5．检测时，轧辊放在支架上，支架的支撑点应该在轧辊的辊颈处。
一般不允许轧辊的辊面与支架有接触，更不允许辊面与地面有接触。
超声波探伤检测规范
超声波探伤检测规范一．目的对回转支承产品配套使用的毛坯内部质量进行超声波探伤检测，以确保产品质量。
二．范围所有进厂回转支承毛坯（包括50Mn和42CrMo材料）三．检测标准检验方法依据GB/T 6402-2008≤钢锻件超声检测方法≥的规定进行检验，标准GB/T 6402-2008适用于脉冲反射式超声波检验法对厚度或直径大于100mm 的碳钢及低合金钢一般锻件的超声波检测。
四．检测条件及探伤方法（1）环形毛坯锻件接触法检验时，一般在粗加工完成后，锻件表面粗糙度Ra 值应小于3.2um，表面应平整，无影响声耦合的氧化皮，赃物等附着物，并满足检验要求；（2）在探头与检测面之间，应使用合适的耦合剂；（3）根据锻件加工工艺，环形毛坯主要探测面为外圆百分之百检测，辅助探测为上下端面；（4）扫查方式为手工扫查，探头在检测面的扫查间距，应保证有15％的声束覆盖；（5）扫查速度即探头相对锻件的移动速度，应在150mm/s以下；（6）在毛坯粗加工到要求的表面粗糙度时，从毛坯外圆面及上下端面进行100％的扫查，同时为了避免耦合层厚度的影响，也进行变换探头频率探测，以便检测出缺陷。
a)探头频率选择频率选择：对于毛坯厚度较小时，应选择较大的探头频率以提高其检测分辨力，毛坯厚度较大时，应选择较小的探头频率以提高其穿透能力。
b)检验方案1、对于客户明确要求的毛坯，进行全检。
2、对于三个车间直径较大的毛坯，都进行一定数量的抽检探测，其满足的比例为：3、在实际操作过程中，对发现内部有质量缺陷的毛坯提供的毛坯进行加严检验。
五、合格判定（1）在探伤过程中，对发现有缺陷的毛坯，及时将其缺陷孔当量和缺陷实际位置计算出来，并记录备案，及时将其反馈于部门领导及车间与供应部门。
（2）当缺陷孔当量小于Φ2mm时，按照国标GB/T 6402-2008其毛坯不做废品处理，仍按正常工序加工，但及时对其进行追踪，观察其加工过程中的情况，将其型号、编号，及有关缺陷情况进行记录，以备案。
超声波探伤的通用方法和基础技术——(第一节超声波探伤方法分类及特点)
第三章 超声波探伤的通用方法和基础技术第一节 超声波探伤方法分类及特点超声波探伤的实质是：首先将工件被检部位处于一个超声场中，工件若无不连续分布(如无缺陷等)，则超声场在连续介质中的分布是正常的。
若工件中存在不连续分布(如有缺陷等)，则超声波在异质界面上产生反射、折射和透射，使超声场的正常分布受到干扰。
使用一定的方法测出这种异常分布相对于正常分布的变化，并找出它们之间变化规律，这就是超声波探伤的任务。
超声波探伤有许多方法，如将它们逐一分类，一般可用以下几种：下面仅以实际探伤中较为常用的方法和特点作一简介。
一、脉冲反射法和穿透法超声波在传播过程中遇到缺陷会产生反射、透射及缺陷后侧声影，按以上这些引起声场异常变化的不同原理，可将检测方法分为脉冲反射和穿透法(又称阴影法)，前者以检测缺陷的反射声压(或声能)大小来确定缺陷量值，后者以测定缺陷对超声波的正常传播的遮挡所造成的声影大小来确定缺陷的量值。
图3–1和图3–2所示为这两者的工作原理图。
目前，超声波探伤中常用脉冲反射法，与穿透法相比，脉冲反射法有如下特点： 1. 灵敏度高对于穿透法，只有当超声声压变化大于20%以上时才有可能检测，它相当于声压只降低超声波探伤直接接触法 液浸法 按缺陷显示方式分按超声波传播方式分 按探伤工作原理分按探伤波型分按超声波耦合方式分按探头数量分穿透法脉冲反射法连续波法 脉冲波法A 型显示法B 型显示法单探头法双探头法纵波法横波法 表面波法2dB。
由于探头晶片尺寸有一定大小及缺陷本身的声衍射现象，要获得大于20%声压变化量，缺陷对声传播遮挡面积已相当大了。
对于脉冲反射法，缺陷反射波声压仅是入射声压的1%时，探伤仪就已经能够检出，此时，与缺陷反射声压相对应的反射面积是很小的。
2. 缺陷定位精度高脉冲反射法可利用缺陷反射波的传播时间，通过扫描速度(即时间轴比例)调节，对缺陷进行正确定位。
而穿透法只能以观察接收波形高低来确定缺陷面积，而波形所处位置不能表示缺陷声程，即处于不同部位的相同面积的缺陷，其接收波形高度相等，位置不变，见图3–3所示。
无损检测-超声波探伤
pd
3.5 垂直入射超声波在界面两侧声压的分配
界面声压反射率: 界面声压反射率
Rp=pr/pe=(Z2-Z1)/(Z2+Z1)
界面声压透射率： 界面声压透射率：
Dp=pd/pe=2Z2/(Z2+Z1)
由上两式可见： ① 如Z1≈Z2 则 Rp ≈0 Dp ≈1
超声波检测无法检出声阻抗与焊缝金属很接近的金 属夹杂物的原因。 ②如Z2<<Z1 则 Rp ≈-1 Dp ≈0
αL
有机玻璃
α
钢 γ
3.12
外壳形状
5P8×12k2.5 k=折射角γ的正切值 晶片面积8×12mm2 发射接收f=5MHz 的超声波
2 横波探头的主要性能 ⑴折射角γ值（k值） 决定了声束入射于工件的方向和声波传播途 径，是缺陷定位计算的重要数据。 公称折射角：45 50 60 K值: 1.0 1.5 2.0 2.5 70
对奥氏体钢焊缝进行探伤时，宜选用频率较低的探头。
⑵吸收引起的衰减 因介质的粘滞性使部分声能转变为热 能而导致的声能损耗 ⑶声束扩散引起的衰减 随着传播距离的增大，波束截面增大 使单位面积上声能逐渐减小所致。
2 衰减表示方法与衰减系数 ⑴用底波高度或底波反射次数的多少粗略估计。
δ
（a） 3.8
（b）
L
α
αs αL
S1
L1
介质Ⅰ 介质Ⅱ γL γs L2 S2
3.7有耦合剂的反、折射
② 横波入射到钢/空气界面将 会产生反射纵横波
L 有机玻璃 α3m S 钢 L 空气 3.8 α3m示意图
α3m＝33.2o
⑶ 聚焦
五、超声波的衰减
随着声程的增加，超声波的能量逐渐减弱的现象 1 衰减的原因 ⑴散射引起的衰减 超声波遇到尺寸与波长可比的障碍物，并因此而产生球 面波的现象称为超声波的散射。
超声波探伤讲义(内部培训材料)
超声波探伤是利用超声波在物质中的传播、反射和衰减等物理特性来发现缺陷的一种探伤方法。
与射线探伤相比，超声波探伤具有灵敏度高、探测速度快、成本低、操作方便、探测厚度大、对人体和环境无害，特别对裂纹、未熔合等危险性缺陷探伤灵敏度高等优点。
但也存在缺陷评定不直观、定性定量与操作者的水平和经验有关、存档困难等缺点。
在探伤中，常与射线探伤配合使用，提高探伤结果的可靠性。
超声波检测主要用于探测试件的内部缺陷。
1、超声波：频率大于20KHZ的声波。
它是一种机械波。
探伤中常用的超声波频率为0.5~10MHz，其中2~2.5MHz被推荐为焊缝探伤的公称频率。
机械振动：物体沿着直线或曲线在某一平衡位置附近作往复周期性的运动，称为机械振动。
振幅A、周期T、频率f。
波动：振动的传播过程称为波动。
C=λ*f2、波的类型：（1）纵波L：振动方向与传播方向一致。
气、液、固体均可传播纵波。
（2）横波S：振动方向与传播方向垂直的波。
只能在固体介质中传播。
（3）表面波R：沿介质表面传播的波。
只能在固体表面传播。
（4）板波：在板厚与波长相当的薄板中传播的波。
只能在固体介质中传播。
3、超声波的传播速度（固体介质中）（1） E：弹性横量，ρ：密度，σ：泊松比，不同介质E、ρ不一样，波速也不一样。
（2）在同一介质中，纵波、横波和表面波的声速各不相同 CL ＞CS＞C R钢：CL =5900m/s， CS=3230m/s，CR=3007m/s4、波的迭加、干涉、衍射⑴ 波的迭加原理当几列波在同一介质中传播时，如果在空间某处相遇，则相遇处质点的振动是各列波引起振动的合成，在任意时刻该质点的位移是各列波引起位移的矢量和。
几列波相遇后仍保持自己原有的频率、波长、振动方向等特性并按原来的传播方向继续前进，好象在各自的途中没有遇到其它波一样，这就是波的迭加原理，又称波的独立性原理。
⑵ 波的干涉两列频率相同，振动方向相同，位相相同或位相差恒定的波相遇时，介质中某些地方的振动互相加强，而另一些地方的振动互相减弱或完全抵消的现象叫做波的干涉现象。
常用无损探伤及使用原则
工业无损探伤的方法很多,目前国内外最常用的探伤方法有五种,即人们常称的五大常规探伤方法.本文将首先介绍五大常规探伤方法及其特点,并结合电厂管道焊接的特定条件和需求,选出适合探伤方法。
除以上五大常规方法外,近年来又有了红外,声发射等一些新的探伤方法.五大常规方法是指：1、射线探伤法 RT：检测内部有气孔,夹渣、未焊透等体积型缺陷，不易发现裂纹等面积型缺陷。
2、超声波探伤法 UT：纵波,横波适用于探测内部缺陷, 表面波适宜于探测表面缺陷,但对表面的条件要求高.3、磁粉探伤法 MT：能探查气孔, 夹杂,未焊透等体积型缺陷, 但更适于检查因淬火, 轧制, 锻造,铸造,焊接,电镀,磨削,疲劳等引起的裂纹。
4、涡流探伤法 ET：能确定表面及近表面缺陷的位置和相对尺寸5、渗透探伤法 PT。
能确定表面开口缺陷的位置、尺寸和形状。
一、射线探伤方法：射线探伤是利用射线的穿透性和直线性来探伤的方法. 这些射线虽然不会像可见光那样凭肉眼就能直接察知,但它可使照相底片感光,也可用特殊的接收器来接收.常用于探伤的射线有 x 光和同位素发出的γ射线,分别称为x光探伤和γ射线探伤.当这些射线穿过(照射)物质时,该物质的密度越大,射线强度减弱得越多,即射线能穿透过该物质的强度就越小.此时,若用照相底片接收,则底片的感光量就小;若用仪器来接收,获得的信号就弱。
因此,用射线来照射待探伤的零部件时,若其内部有气孔,夹渣等缺陷,射线穿过有缺陷的路径比没有缺陷的路径所透过的物质密度要小得多,其强度就减弱得少些,即透过的强度就大些,若用底片接收,则感光量就大些,就可以从底片上反映出缺陷垂直于射线方向的平面投影; 若用其它接收器也同样可以用仪表来反映缺陷垂直于射线方向的平面投影和射线的透过量。
由此可见,一般情况下,射线探伤是不易发现裂纹的,或者说,射线探伤对裂纹是不敏感的.因此,射线探伤对气孔,夹渣,未焊透等体积型缺陷最敏感.即射线探伤适宜用于体积型缺陷探伤,而不适宜面积型缺陷探伤。
超声探伤技术
超声探伤技术3.1无损探伤3.1.1无损探伤种类及特点无损探伤是在不损坏工件或原材料工作状态前提下，对被检验部件的表面和内部质量进行检查一种测试手段。
常用的无损探伤方法有射线探伤、超声探伤、磁粉探伤、渗透探伤和涡流探伤。
下面分别介绍。
(1) 射线探伤射线探伤（RT）是利用电磁波穿透工件，完好部位与缺陷部位透过剂量有差异，其程度与这两部分的材质、射线强度和透过方向与缺陷尺寸有关，从而形成缺陷影像。
射线探伤的主要特点如下：1）图片上有完好部位与缺陷部位的黑度差形成的缺陷平面投影影象，一般无法测量缺陷的深度；2)基本不受焊缝厚度限制；3)要求焊缝双面靠近，检验成本高，时间长；4)对操作人员有射线损伤射线探伤有利于检验出夹渣、气孔等体积形缺陷。
对平行于射线方向的开口性缺陷有检出能力(2) 超声探伤超声探伤是利用弹性波在缺陷部位形成反射或衍射的方法提取缺陷信号，其信号强度与波的类型、探伤频率，缺陷的尺寸、取向及其表面状态以及完好部位和缺陷部位的材质有关。
超声探伤的主要特点如下：1)显示器屏幕上缺陷波的幅度与位置代表缺陷的尺寸与深度，一般较难测量缺陷真实尺寸，只有采用衍射波法可测缺陷高度；2)厚度小于8mm时，要求特殊检验方法；3)焊缝只须单面靠近，检验时间短，成本低；4)对操作人员无损害。
超声探伤有利于检出裂纹类面积形缺陷。
（3）磁粉探伤磁粉探伤是将焊缝磁化利用缺陷部位的漏磁通可吸附磁粉的现象得以形成缺陷痕迹以达到探伤效果的检测手段。
磁粉探伤限于检验铁磁材料，要完全接近与工件表面，缺陷性质容易辨认，油漆与电镀面基本不影响检验灵敏度，但应做层膜厚度对灵敏度影响的试验。
磁粉检测可以用来检表面与近表面缺陷。
（4）渗透探伤渗透探伤的原理是利用毛细作用将带有颜色的渗透液喷涂在焊缝表面上，使其渗入缺陷内，清洗后施加显象剂显示缺陷彩色痕迹。
渗透检测适用于各种金属工件，不要电源，缺陷性质容易辨认，渗透操作到显示缺陷约半小时。
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。
无损探伤常用的方法
无损探伤常用的方法五大常规方法是指射线探伤法、超声波探伤法、磁粉探伤法、涡流探伤法和渗透探伤法。
1、射线探伤方法射线探伤是利用射线的穿透性和直线超声波探伤仪性来探伤的方法。
这些射线虽然不会像可见光那样凭肉眼就能直接察知，但它可使照相底片感光，也可用特殊的接收器来接收。
常用于探伤的射线有x光和同位素发出的γ射线，分别称为x光探伤和γ射线探伤。
当这些射线穿过（照射）物质时，该物质的密度越大，射线强度减弱得越多，即射线能穿透过该物质的强度就越小。
此时，若用照相底片接收，则底片的感光量就小；若用仪器来接收，获得的信号就弱。
因此，用射线来照射待探超声波探伤仪伤的零部件时，若其内部有气孔、夹渣等缺陷，射线穿过有缺陷的路径比没有缺陷的路径所透过的物质密度要小得多，其强度就减弱得少些，即透过的强度就大些，若用底片接收，则感光量就大些，就可以从底片上反映出缺陷垂直于射线方向的平面投影；若用其它接收器也同样可以用仪表来反映缺陷垂直于射线方向的平面投影和射线的透过量。
由此可见，一般情况下，射线探伤是不易发现裂纹的，或者说，射线探伤对裂纹是不敏感的。
因此，射线探伤对气孔、夹渣、未焊透等体积型缺陷最敏感。
即射线探伤适宜用于体积型缺陷探伤，而不适宜面积型缺陷探伤。
2、超声波探伤方法人们的耳朵能直接接收到的声波的频率范围通常是20Hz到20kHz，即音（声）频。
频率低于20 Hz 的称为次声波，高于20kHz的称为超声波。
工业上常用数兆赫兹超声波来探伤。
超声波频率高，则传播的直线性强，又易于在固体中传播，并且遇到两种不同介质形成的界面时易于反射，这样就可以用它来探伤。
通常用超声波探头与待探工件表面良好的接触，探头则可有效地向工件发射超声波，并能接收（缺陷）界面反射来的超声波，同时转换成电信号，再传输给仪器进行处理超声波探伤仪。
根据超声波在介质中传播的速度（常称声速）和传播的时间，就可知道缺陷的位置。
当缺陷越大，反射面则越大，其反射的能量也就越大，故可根据反射能量的大小来查知各缺陷（当量）的大小。
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。
无损探伤常用的方法
无损探伤常用的方法无损探伤常用的方法五大常规方法是指射线探伤法、超声波探伤法、磁粉探伤法、涡流探伤法和渗透探伤法。
1、射线探伤方法射线探伤是利用射线的穿透性和直线超声波探伤仪性来探伤的方法。
这些射线虽然不会像可见光那样凭肉眼就能直接察知，但它可使照相底片感光，也可用特殊的接收器来接收。
常用于探伤的射线有x光和同位素发出的γ射线，分别称为x光探伤和γ射线探伤。
当这些射线穿过（照射）物质时，该物质的密度越大，射线强度减弱得越多，即射线能穿透过该物质的强度就越小。
此时，若用照相底片接收，则底片的感光量就小；若用仪器来接收，获得的信号就弱。
因此，用射线来照射待探超声波探伤仪伤的零部件时，若其内部有气孔、夹渣等缺陷，射线穿过有缺陷的路径比没有缺陷的路径所透过的物质密度要小得多，其强度就减弱得少些，即透过的强度就大些，若用底片接收，则感光量就大些，就可以从底片上反映出缺陷垂直于射线方向的平面投影；若用其它接收器也同样可以用仪表来反映缺陷垂直于射线方向的平面投影和射线的透过量。
由此可见，一般情况下，射线探伤是不易发现裂纹的，或者说，射线探伤对裂纹是不敏感的。
因此，射线探伤对气孔、夹渣、未焊透等体积型缺陷*敏感。
即射线探伤适宜用于体积型缺陷探伤，而不适宜面积型缺陷探伤。
2、超声波探伤方法人们的耳朵能直接接收到的声波的频率范围通常是20Hz到20kHz，即音（声）频。
频率低于20Hz的称为次声波，高于20kHz的称为超声波。
工业上常用数兆赫兹超声波来探伤。
超声波频率高，则传播的直线性强，又易于在固体中传播，并且遇到两种不同介质形成的界面时易于反射，这样就可以用它来探伤。
通常用超声波探头与待探工件表面良好的接触，探头则可有效地向工件发射超声波，并能接收（缺陷）界面反射来的超声波，同时转换成电信号，再传输给仪器进行处理超声波探伤仪。
根据超声波在介质中传播的速度（常称声速）和传播的时间，就可知道缺陷的位置。
当缺陷越大，反射面则越大，其反射的能量也就越大，故可根据反射能量的大小来查知各缺陷（当量）的大小。
表面波探伤的原理及其应用
表面波探伤的原理及其应用1. 简介表面波探伤是一种常见的无损检测技术，可以用于检测材料内部的缺陷和结构变化。
它利用表面波在材料中传播的特性，通过测量其传播速度和损耗情况，判断材料的质量和完整性。
本文将介绍表面波探伤的原理、基本方法和应用领域。
2. 表面波探伤的原理表面波探伤利用材料中的表面波（Surface Wave）传播特性来检测材料的内部缺陷和结构变化。
表面波是一种沿着表面传播的机械波，其能量主要集中在材料表面以及与表面较近的区域。
表面波的传播速度和衰减程度与材料的物理特性和结构有关。
表面波主要有两种类型：横波（Rayleigh波）和横纵波（Love波）。
横波是一种沿表面传播的横振动波，其振动方向与传播方向相垂直；横纵波是一种同时包含纵向和横向振动的波，其振动方向既与传播方向垂直也与传播方向平行。
3. 表面波探伤的方法表面波探伤可以使用不同的方法进行。
以下是一些常见的表面波探伤方法：•超声表面波探伤：利用超声波在材料表面产生和接收表面波，通过测量表面波的传播速度和衰减程度推测材料的缺陷情况。
•激光超声表面波探伤：使用激光超声技术产生表面波，通过激光光束在材料表面产生超声波并接收反射信号，以检测材料的缺陷。
•电磁超声表面波探伤：利用电磁超声技术产生表面波，并通过检测电磁信号的变化来判断材料的缺陷情况。
•热激励表面波探伤：通过施加热源在材料表面产生温度变化，通过测量表面波的传播速度和损耗情况来检测材料的缺陷。
4. 表面波探伤的应用表面波探伤在工业领域有着广泛的应用。
以下是一些常见的应用领域：•材料缺陷检测：表面波探伤可以用来检测和评估材料中的缺陷，如裂纹、孔洞、夹杂物等。
这对于保证材料的质量和结构完整性非常重要。
•汽车制造业：表面波探伤可以应用于汽车零部件的制造和质量控制过程中。
通过检测零部件表面和接触面的缺陷，可以预防潜在故障，并提高汽车的安全性和可靠性。
•飞机制造业：表面波探伤可以应用于飞机材料的检测和监测中。
超声波探伤检测
• 热裂纹产生的原因是：焊接时熔池的冷却 速度很快，造成偏析；焊缝受热不均匀产 生拉应力。 • 防止措施：限制母材和焊接材料中易偏析 元素和有害杂质的含量，主要限制硫含量， 提高锰含量；提高焊条或焊剂的碱度，以 降低杂质含量，改善偏析程度；改进焊接 结构形式，采用合理的焊接顺序，提高焊 缝收缩时的自由度。
超声波探伤检测
超声波
• 声波频率超过人耳听觉，频率比20千赫兹高的声 波叫超声波。 • 用于探伤的超声波，频率为0.4-25兆赫兹，其中 用得最多的是1-5兆赫兹。 • 利用声音来检测物体的好坏，这种方法早已被人 们所采用。 • 例如，用手拍拍西瓜听听是否熟了；医生敲敲病 人的胸部，检验内脏是否正常；用手敲敲瓷碗， 看看瓷碗是否坏了等等。但这些依靠人的听觉来 判断声响的检测法，比声响法要客观和准确，而 且也比较容易作出定量的表示。
• 由于超声波探伤具有探测距离大，探伤装 置体积小，重量轻，便于携带到现场探伤， 检测速度快，而且探伤中只消耗耦合剂和 磨损探头，总的检测费用较低等特点，目 前建筑业市场主要采用此种方法进行检测。
超声波探伤的原理
• 超声波探伤是利用材料及其缺陷的声学性 能差异对超声波传播波形反射情况和穿透 试件的能量变化来检验材料内部缺陷的无 损检验方法。 • 利用现在广泛采用的是观测声脉冲在材料 中反射情况的超声脉冲反射法，此外还有 观测穿过材料后的入射声波振幅变化的穿 透法和共振法。常用的频率在0.5～5MHz 之间。
超声波探伤
电源
整理课件
14
主要组成部分及作用 ➢ 同步电路： ➢ 扫描电路： ➢ 发射电路： ➢ 接收电路： ➢ 显示电路： ➢ 电源：
整理课件
15
同步电路 产生数十至数千个脉冲， 触发探伤仪扫描电路和发射电路
整理课件
16
扫描电路
产生锯齿波电压，加在示波管水平偏转板 上
整理课件
17
发射电路
产生几百至上千伏的电脉冲，加于发 射探头，激励压电晶片振动，发射超声波
双晶探头具有以下优点：
➢灵敏度高
➢杂波少盲区小
➢工件中近场区长度小
➢探测范围可调
双晶探头主要用于探伤近表面 缺陷。
整理课件
30
探头种类 和结构
整理课件
31
探头型号的组成
基本频率 晶片材料 晶片尺寸 探头种类 特征 2.5P20Z 5P6×6K2.5
整理课件
32
第四节 试块
1、确定探伤灵敏度
超声波探伤灵敏度太高或太低都不好，太高杂波多，判伤困难，太低会引起
6
非扩散区b
在波源附近存在着这样一个区域，声波并没有扩 展，声束可以看成是一个圆柱体，离波源不同距 离处的平均声压基本不变，就称为非扩散区。
非扩散区是一个圆柱形区域，其长度b=1.64N，N 为近场区长度。在非扩散区（x≤b），超声波的 波阵面为ห้องสมุดไป่ตู้面，形成平面波声场，其声压不随与 声源的距离的变化而变化。
居里温度Tc
整理课件
25
超声波探头对晶片的要求
➢ 机电耦合系数K较大，以便获得较高的转换效率； ➢ 机械品质因子θm较小，以便获得较高的分辨率和较
小的盲区； ➢ 压电应变常数d33和压电电压常数g33较大，以便获
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
表面波探伤法
对于近表面缺陷的检查，表面波十分有效。
正如理论论述的那样，由于表面波的能量集中于表面下2个波长之内，检查表面裂纹灵敏度极高。
表面波的位置分布可分解为与表面垂直和平行两个方向的振动，即纵波与横波所组成的椭圆形振动。
表面下2个波长深度范围之内集中总能量的99%（40dB）。
表面波的声速约为纵波的1/2，比横波稍小（见表1）。
1、表面波的产生
表面波产生方法有着原理不同的两种方法。
即Y切割石英晶体和透声楔方法。
常用的表面波探头采用与斜探头相似的楔块，当横波折射角为90°时，即产生表面波（见图1）。
2、表面波在表面的传播规律
2.1、在平面上的传播
2.1.1、油的影响
若在反射波传播的表面上涂上油，那么所传播的波几乎完全衰减。
用手压也一样。
这是因为理论上在试件的一侧为真空下求解，而有液体处理方法截然不同。
另一种观点可以理解为表面波的垂直分量在液体层中引起衰减所致。
用手按传播表面可以判断表面是否是裂纹或棱边的反射。
同时也说明，探伤中探头前面不得有油污的重要性。
2.1.2、表面波的反射
表面波遇到表面或近表面缺陷会产生反射。
作为缺陷，有裂纹或体积状缺陷（气孔、夹渣）。
表面波重点检查裂纹。
这里不讨论体积型缺陷。
(1)槽矩形槽的反射（裂纹）
与裂纹相似的人工伤，一般刻矩形槽缺陷。
（见图2）。
刻槽深度与回波高度关系绘于图3中。
（2）棱边反射
如表面波传播中遇到工件的棱边会产生反射波，也有一部能量超过棱边继续传播（见图4）。
表面波在棱边上的反射理论上无法解释，但实验却十分简单。
棱边为直角时，反射率最高。
（3）带曲率的棱边反射
如果棱边倒角，其曲率半径为r，反射回波降低。
图5画出反射率与曲率半径的关系。
从图中可以看出直角边（r=0）反射率52%；r=5时，反射率约为6%。
即可以有更多能量通过圆弧面。
在A、D棱边反射信号中间，有时会出现其他回波信号B、C。
这可能是入射波与回波干涉的结果。
改变探伤频率，结果会不同。
2.1.3、表面波所产生的变型波
（1）表面波在边角处会产生的变型横波（S），如图7所示。
其表面有一定曲率时，表面波的产生是逐点进行的（如图C所示）。
产生变型波会使表面波产生衰减，变型波也会影响回波波形判断。
有时也可加以利用。
2.1.4、横波所产生的变型表面波
当横波传播过程中，主声束与内孔或圆角相切时会产生变型表面波。
变型表面波强度较大。
变型表面波的产生会影响探伤波型的判断。
图8是利用变型表面波探伤的实例。
汽轮机叶片的叶根可利用的探伤面较少，也较窄。
利用合适角度的斜探头，使之声束与圆弧面相切，此时会产生较强的表面波，表面波沿表面传播，这样检测出F1、F2处裂纹就成为可能。
我们在实验室中试验和现场应用均取得较理想的效果。
3、表面波探伤时仪器调整
3.1、扫描速度调整
扫描速度调整方法与普通斜探头不一样。
入射点按探头前沿（即探头端头）计算。
调扫描速度时，将探头对准试块棱边，回波信号按水平距离调节成一定比例，一般前后移动探头，改变L值。
例如L1=20mm，L2=40mm等，利用深度旋钮，水平旋钮，当L1=20mm调节水平刻度20位置；L2=40mm，调整水平刻度40位置，即完成1：1调整。
也可利用棱边A、B一次调整完成。
3.2、探伤灵敏度调整
探头对准直角棱边，调整棱边回波高度达到标准值，例如满屏的60%，再增益21dB作为探伤灵敏度。
对于5MHz的探头，此灵敏度相当于发现0.1mm深的裂纹。
4、应用实例
4.1、深度1mm以下裂纹测深度
在探伤灵敏度下，当回波高度等于21dB时，说明裂纹深度大于1mm。
此时裂纹再深，回波不会再增加。
当回波幅度小于21dB时，可查曲线（见图10）得知裂纹深度。
例如回波幅度10dB（5MHz）探头，裂纹深度为0.3mm。
实用证明此法测深较准确。
4.2、深度大于1mm裂纹测深
深度大于1mm，回波已饱和，不再随裂纹深度增加而增加，此时裂纹测深方法有两种。
4.2.1、单探头法
测深原理如图11所示，回波B为裂纹端反射。
A、B之间声程差，即为裂纹深度。
试块上，切口面平滑，B波清晰可见，人工裂纹测量精度可达±1mm。