超声波探伤技术培训PPT幻灯片
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超声波探伤幻灯片课件第二章超声波探伤物理基础
第一章 超声波探伤的物理基础
黄新超
河南省锅炉压力容器安全检测研究院 2010年4月
教学ppt
1
第一章 超声波检测的物理基础
教学ppt
2
超声波是一种机械波，是机械振动在介质中 的传播。
该章主要涉及几何声学和物理声学的基本定律
和概念。 几何声学：反射定律、折射定律、波形转换。 物理声学：波的叠加、干涉、衍射等
位置时，它并没有停止，而是越过平衡位置运动到相反方向的最
大位移；然后，再向平衡位置移动。
教学ppt
4
教学ppt
5
振动的表示：可用周期和频率表示振动的快慢； 用振幅表示振动的强弱。
– 周期T 振动物体完成一次全振动所需要的时间, 称为振动周期.单位：秒（S）
– 频率f 振动特物体在单位时间内完成全振动的 次数,称为振动频率.单位：赫兹（Hz）
ω：圆频率， ω=2πf=2π / T φ：初相位，即t=0时质点的相位 ωt+φ：质点在t时刻的相位 简谐振动方程描述了谐振动物体在任意 时刻的位移情况。
教学ppt
9
• 阻尼振动
– 在机械系统振动时，由于受到摩擦力或其他阻 力的作用，系统的能量会不断损耗，质量振动 的振幅逐渐减小，以至于振动停止。所以，阻 尼振动是一个比较普遍情况，也称为衰减振动。 (不符合机械能守恒)
– 波动是振动状态的传播过程，也是振动能量的传播 过程。这种能量的传播，不是靠质点的迁移来实现 的，而是由各质点的位移连续变化来逐渐传播出去 的。
教学ppt
15
• 机械波的主要物理量 波长 ：λ 单位：mm、m 同一波线上相邻两振动相位相同的质点间的距 离.或者说：沿着波的传播方向，两个相邻的同相 位质点间的距离。
黄新超
河南省锅炉压力容器安全检测研究院 2010年4月
教学ppt
1
第一章 超声波检测的物理基础
教学ppt
2
超声波是一种机械波，是机械振动在介质中 的传播。
该章主要涉及几何声学和物理声学的基本定律
和概念。 几何声学：反射定律、折射定律、波形转换。 物理声学：波的叠加、干涉、衍射等
位置时，它并没有停止，而是越过平衡位置运动到相反方向的最
大位移；然后，再向平衡位置移动。
教学ppt
4
教学ppt
5
振动的表示：可用周期和频率表示振动的快慢； 用振幅表示振动的强弱。
– 周期T 振动物体完成一次全振动所需要的时间, 称为振动周期.单位：秒（S）
– 频率f 振动特物体在单位时间内完成全振动的 次数,称为振动频率.单位：赫兹（Hz）
ω：圆频率， ω=2πf=2π / T φ：初相位，即t=0时质点的相位 ωt+φ：质点在t时刻的相位 简谐振动方程描述了谐振动物体在任意 时刻的位移情况。
教学ppt
9
• 阻尼振动
– 在机械系统振动时，由于受到摩擦力或其他阻 力的作用，系统的能量会不断损耗，质量振动 的振幅逐渐减小，以至于振动停止。所以，阻 尼振动是一个比较普遍情况，也称为衰减振动。 (不符合机械能守恒)
– 波动是振动状态的传播过程，也是振动能量的传播 过程。这种能量的传播，不是靠质点的迁移来实现 的，而是由各质点的位移连续变化来逐渐传播出去 的。
教学ppt
15
• 机械波的主要物理量 波长 ：λ 单位：mm、m 同一波线上相邻两振动相位相同的质点间的距 离.或者说：沿着波的传播方向，两个相邻的同相 位质点间的距离。
第四单元超声波探伤-资料.ppt
2、谐振动
1）定义：最简单最基本的直线振动称为谐振动。
2）特点：
（1）回复力大小与位移成正比，方向总指向平衡位置。
（2）振幅不变，为自由振动，其频率为固有频率。
（3）物体做谐振动时，只有弹性力或重力做功，其它 力不做功，符合机械能守恒的条件，因此谐振物体的能 量遵守机械能守恒。在平衡位置时动能最大势能为零， 在位移最大位置时势能最大动能为零，其总能量保持不 变。
3）共振：受迫振动的振幅与策动力的频率有关，当策动 力频率P与受迫振动物体固有频率w。相同时，受迫振动 的振幅达最大值。这种现象称为共振。
4）共振在超声的应用：设计探头中的压电晶片时，应使 高频电脉冲的频率等于压电晶片的固有频率；从而产生 共振，这时压电晶片的电声能量转换效率最高。
二、波动 1、机械波的产生与传播 1）定义：振动的传播过程。波动分为机械波和 电磁波。 （1）机械波是机械振动在弹性介质中的传播过 程。如水波、声波、超声波等。 （2）电磁波是交变电磁场在空间的传播过程。 如无线电波、红外线、可见光、紫外线、又射线、 y射线等。
第四单元 超声波探伤
目录
▪ 任务一 超声波探伤的物理基础
▪ 任务二 超声波发射声场与规则反射体的 回波声压 ▪ 任务三 仪器、探头和试块
任务一 超声波探伤的物理基础
▪ 第一节 振动与波动 ▪ 第二节 波的类型 ▪ 第三节 超声波的传播速度 ▪ 第四节 波的迭加、干涉、衍射和惠更斯原理 ▪ 第五节 超声场的特征值 ▪ 第六节 分贝与奈培 ▪ 第七节 超声波垂直入射到界面时的反射和透射 ▪ 第八节 超声波倾斜入射到界面时的反射和透射 ▪ 第九节 超声波的聚焦与发散 ▪ 第十节 超声波的衰减
(2)越声波能量高：超声波探伤频率远高于声波，而能 量(声强)与频率平方成正比。
超声波探伤(课堂PPT)
.
25
表面波：当介质表面受到交变应力作用时，产生沿介质
表面传播的波。用R表示，表面波是瑞利在1887年首次 提出的，因此，表面波又称瑞利波。
.
26
表面波在介质表面传播时，质点作椭圆
运动，椭圆长轴垂直于波的传播方向，短
轴平行于波的传播方向。椭圆运动可以视
为纵向振动与横向振动的合成，即纵波和
横波的合成。所以，表面波和横波一样，
超声检测
董金华
IBCC 160816
.
1
第一章 概论
• 1.1 无损检测的定义 无损检测技术(Non-Destructive Testing,简称NDT) 是第 二次世界大战后迅速发展起来的一门新兴的、多学科综合 应用的工程科学。
• 此项技术是在不改变及损伤被检对象的各种性能(其中包 括物理性能、化学性能、几何形状、 表面状态 等)的前提 下，采用多种适用的方法对被检对象进行检测，以确定其 质量，即确定该被检对象的实际使用性能是否能满足事先 设计的需要，以及确定其某些特性，如几何尺寸、所使用 的材料、表面状况、均匀性、密度等。
.
13
• 受迫振动
– 由于振动系统内部的阻尼作用，能量逐渐消耗， 因初始激发引起的自由振动，将因为能量逐渐 损耗，振动逐渐减弱，以至运动停止。要维持 振动必须由另一系统不断给以激发，即不断地 补充能量，这种由外加作用维持的振动，称为 强迫振动。 (不符合机械能守恒)
y=Acos(Pt+φ)
其中：A：振幅，最大水平位移
• 波动是振动状态的传播，如果介质是连续的，那 么介质，中任何质点的振动都将引起邻近质点的 振动，邻近质点的振动又会引起较远质点的振动， 因此波动中任何质点都可以看作是新的波源。据 此惠更斯于1690年提出了著名的惠更斯原理： 介质中波动传播到的各点都可以看作是发射子波 的波源，在其后任意时刻这些子波的包迹就决定 新的波阵面。
焊缝超声波探伤应用PPT课件
第11页/共32页
探头的移动方式
• 焊缝探伤中探头移动的基本方式有左右移动、前后移动、定点转动。但是在实际的探伤过程中，以上几种 方式结合适用，就成为锯齿形扫查。初次之外，为检测横向缺陷，还有斜平行扫查、和在焊缝上代TUD系列全数字智能超声波探伤仪
斜 探 头
存储
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五、数据处理 1) 现场探伤完毕后，回到试验室可将探伤结果记录整理打印，以提供完整、真实、权威的探伤报告。 第27页/共32页
2)检验结果的等级分类
焊缝超声检验结果分为四级： 1）最大反射波幅不超过评定线的缺陷，均评
为Ⅰ级。 2）最大反射波幅超过评定线的缺陷，检验者
判定为裂纹等危害性缺陷时，无论其波幅和尺寸如 何，均评为Ⅳ级。
第14页/共32页
(二) 、探伤实践简介 • 探伤条件和要求如下： • 工件：20mm的45#平板对接焊缝 • 探头：2.5M13×13K2，单晶斜探头 • 试块：CSK-IA，CSK-IIIA • 定位要求： • 声 程 标 度：垂直 • 基准反射体度量：深度 • DAC法 • DAC点数： 3（10、20、30） • 测长线移量：-9 dB • 定量线移量：-3 dB • 判废线移量： 5 dB
第19页/共32页
图2
第20页/共32页
九).做DAC曲线
• （1）使用CSK-IIIA试块，移动探头，使来自某一深度(此深度应为待测各点中深度最浅的一点)的最高回波 为80%（此时要调节增益）。 选4个孔,深度分别是10mm,20mm,30mm,40mm的小孔。
第21页/共32页
• 按 DAC D标A定C 键，开始制作的 DAC曲线。移动斜探头找到 10mm孔最高回波，
件采用大K值，以便避免近场区探伤，提高定 位定量精度；厚工件采用小K值，以便缩短声 程，减小衰减，提高探伤灵敏度。同时还可 减少打磨宽度。在条件允许的情况下，应尽 量采用大K值探头。 • 探头K值常因工件中的声速变化和探头的磨损 而产生变化，所以探伤前必须在试块上实测K 值，并在以后的探伤中经常校验。
探头的移动方式
• 焊缝探伤中探头移动的基本方式有左右移动、前后移动、定点转动。但是在实际的探伤过程中，以上几种 方式结合适用，就成为锯齿形扫查。初次之外，为检测横向缺陷，还有斜平行扫查、和在焊缝上代TUD系列全数字智能超声波探伤仪
斜 探 头
存储
第26页/共32页
五、数据处理 1) 现场探伤完毕后，回到试验室可将探伤结果记录整理打印，以提供完整、真实、权威的探伤报告。 第27页/共32页
2)检验结果的等级分类
焊缝超声检验结果分为四级： 1）最大反射波幅不超过评定线的缺陷，均评
为Ⅰ级。 2）最大反射波幅超过评定线的缺陷，检验者
判定为裂纹等危害性缺陷时，无论其波幅和尺寸如 何，均评为Ⅳ级。
第14页/共32页
(二) 、探伤实践简介 • 探伤条件和要求如下： • 工件：20mm的45#平板对接焊缝 • 探头：2.5M13×13K2，单晶斜探头 • 试块：CSK-IA，CSK-IIIA • 定位要求： • 声 程 标 度：垂直 • 基准反射体度量：深度 • DAC法 • DAC点数： 3（10、20、30） • 测长线移量：-9 dB • 定量线移量：-3 dB • 判废线移量： 5 dB
第19页/共32页
图2
第20页/共32页
九).做DAC曲线
• （1）使用CSK-IIIA试块，移动探头，使来自某一深度(此深度应为待测各点中深度最浅的一点)的最高回波 为80%（此时要调节增益）。 选4个孔,深度分别是10mm,20mm,30mm,40mm的小孔。
第21页/共32页
• 按 DAC D标A定C 键，开始制作的 DAC曲线。移动斜探头找到 10mm孔最高回波，
件采用大K值，以便避免近场区探伤，提高定 位定量精度；厚工件采用小K值，以便缩短声 程，减小衰减，提高探伤灵敏度。同时还可 减少打磨宽度。在条件允许的情况下，应尽 量采用大K值探头。 • 探头K值常因工件中的声速变化和探头的磨损 而产生变化，所以探伤前必须在试块上实测K 值，并在以后的探伤中经常校验。
超声波焊缝探伤操作简述ppt课件
DAC主菜单，按“打印”键，此时记录了第一个回波参考
点，并画出第一段曲线。
精品课件
返回12
仪器的调校
3）、重复2项操作，依次记录20mm、30mm、40mm、 50mm等由
浅到深的孔的回波，在记录完成所需回波参考点后，一组
DAC曲线制作完成。
4）、按GB11345标准B级，在（DAC主菜单）将评定线、定量
返回10
仪器的调校
3、探头K值的测定
1）、设置[计测]菜单中[反射孔深度]=30.0mm， [孔径]=φ50.0mm， [工件厚度]=100.0mm。
2）、用斜探头对着CSK-IA试块上圆心距离探测面30mm的 φ50mm孔进行扫射，找到最高回波，固定探头， 使a闸门套住该回波，调节[角度测量]=on， 此时测量结果显示在[角度]和[K值]中，屏幕下 方提示“是否刷新？”，再按一次▲键就保存了测量 结果。
线、判废线分别设定为:“DAC-16dB”、“DAC-10dB”、
“DAC-4dB”。
5）、在DAC主菜单“曲线选择”设为“定量线”，另外工件表
面补偿一般要3、4dB,所以“增益校正”应设置为“3、
4dB”。
6）、在保存主菜单保存当前仪器状态设定及DAC曲线到空白的
数据集内，记录好该曲线的储存号。
精品课件
扫查速度不应大于150mm/s, 相邻两次探头移动间隔保证 至少有探头宽度10%的重叠。
对波幅超过评定线的反射波，应根据探头位置、方向、反
射波的位置及焊缝情况，判断其是否为缺陷，判断为缺陷
的部位应在焊缝表面作出标记。
为探测纵向缺陷,斜探头垂直于焊缝中心线在探伤面上作 锯齿型扫查，探头前后移动的范围应保证扫查到全部焊缝
斜探头K值的选择等 , K值一般情况会按下表选择。
超声波探伤ppt课件
c =f λ
表3－1 几中材料的声学特性
材料 钢 CL (m/s) 58805950 Cs (m/s) 1.25MHz 3230 4.7 λL (mm) 2.5MHz 2.36 5MHz 1.18
铝
有机玻 璃 空气
6260
2720 344
3080
1460
5.0
2.18
2.53
1.09
1.26
0.55
3.15 CSK-IB试块
其主要用途： 1）利用R100圆弧面测定斜探头入射点和前 沿长度，利用Φ50孔的反射波测定斜探头折 射角值。 2)校验探伤仪水平线性和垂直线性 3)利用Φ1.5横孔的反射波调整探伤灵敏度 利用R100圆弧面调整探测范围
L 介质
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。
所谓衰减系数是因散射和吸收而导致的平面波声 能损耗程度的常数 在金属材料的超声波探伤中，主要考虑散射引起 的衰减，其规律为：
px=poe-αx
px－－离压电晶片表面为X处的声压。 po－－超声波原始声压 e—自然对数的底 α－金属材料的（散射）衰减系数
x –超声波在材料中传播的距离
研究指出：散射衰减系数α根据晶粒大小（d） 与波长（λ）之比分为三种：
3.6超声波纵波倾斜入射时的反射与折射（Z1＜Z2）
超声波探伤培训课件
其中：A：振幅，最大水平位移
ω：圆频率， ω=2πf=2π / T
φ：初相位，即t=0时质点的相位
ωt+φ：质点在t时刻的相位
简谐振动方程描述了谐振动物体在任意时刻 的位移情况。
34
质点谐振动等效图
弹簧振子的运动可以用振动图像直观地表示出来，如图2-2 所示。以横轴表示时间，纵轴表示质点位移，则振动图像 表示了振动质点的位移随时间变化的规律。
超声检测在船舶行业的典型应用
典型应用
原材料、零部件 焊接接头
钢板、钢锻件、铝及铝合金板材 、钛及钛合金板材、复合板、无 缝钢管、钢螺栓、坯件、锻件、 棒材、铸件等。
钢制对接接头（包括管座角焊缝 、T型焊接接头，支撑件和结构件 ）钛及钛合金、铝及铝合金对接 接头、T、K、Y管节点焊缝。
在用设备
原材料、零部件、对接接头等
• 1915年，M.Constantin Chilowsky 为探测潜艇提出方 案——声波测距，后来Paul Langevin利用石英压电 换能器可探测1500米远的潜艇。
• 1929年，苏联的S.Y.Sokolov 和德国的Q.Muhlhauser 首先提出用超声波以穿透法来寻找金属中隐藏的不连 续性。
周期和频率互为倒数关系，即 T＝1/f
也是描述质点振动快慢的物理量
例如：人说话的频率为200 Hz，则声带的振动周 期为：T＝1/200＝0.005s
(3)振幅A 振动物体离开平衡位置的最大距离，叫做 振动的振幅，用A表示。
32
三. 谐振动
1.定义：在没有任何阻力影响的情况下，质点振动的振 幅和频率始终保持不变的振动。（动力学） 可定义为位移随时间的变化符合余弦（或正弦）规律 的振动（运动学）
洋工程、金属结构件等）
ω：圆频率， ω=2πf=2π / T
φ：初相位，即t=0时质点的相位
ωt+φ：质点在t时刻的相位
简谐振动方程描述了谐振动物体在任意时刻 的位移情况。
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质点谐振动等效图
弹簧振子的运动可以用振动图像直观地表示出来，如图2-2 所示。以横轴表示时间，纵轴表示质点位移，则振动图像 表示了振动质点的位移随时间变化的规律。
超声检测在船舶行业的典型应用
典型应用
原材料、零部件 焊接接头
钢板、钢锻件、铝及铝合金板材 、钛及钛合金板材、复合板、无 缝钢管、钢螺栓、坯件、锻件、 棒材、铸件等。
钢制对接接头（包括管座角焊缝 、T型焊接接头，支撑件和结构件 ）钛及钛合金、铝及铝合金对接 接头、T、K、Y管节点焊缝。
在用设备
原材料、零部件、对接接头等
• 1915年，M.Constantin Chilowsky 为探测潜艇提出方 案——声波测距，后来Paul Langevin利用石英压电 换能器可探测1500米远的潜艇。
• 1929年，苏联的S.Y.Sokolov 和德国的Q.Muhlhauser 首先提出用超声波以穿透法来寻找金属中隐藏的不连 续性。
周期和频率互为倒数关系，即 T＝1/f
也是描述质点振动快慢的物理量
例如：人说话的频率为200 Hz，则声带的振动周 期为：T＝1/200＝0.005s
(3)振幅A 振动物体离开平衡位置的最大距离，叫做 振动的振幅，用A表示。
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三. 谐振动
1.定义：在没有任何阻力影响的情况下，质点振动的振 幅和频率始终保持不变的振动。（动力学） 可定义为位移随时间的变化符合余弦（或正弦）规律 的振动（运动学）
洋工程、金属结构件等）
《超声探伤方法讲义》课件
《超声探伤方法讲义 》ppt课件
目 录
• 超声探伤基础 • 超声探伤设备与技术 • 超声探伤标准与规范 • 超声探伤案例分析 • 超声探伤的未来发展
01
超声探伤基础
超声波的特性
超声波的频率
超声波的波形
高于20kHz，是一种人耳无法听到的 声波。
有多种波形，如纵波、横波、表面波 等。
超声波的传播速度
超声探伤设备
超声波探头
用于产生和接收超声波，是超声探伤系统的核心部件。
超声波信号处理系统
用于处理和放大超声波信号，提取有用的信息。
显示和记录设备
用于显示和记录检测结果，便于分析和存档。
超声探伤技术
脉冲反射法
通过发射脉冲信号并检测反射回 来的信号，分析回波时间、幅度 等信息，判断缺陷的存在和大小
。
国外标准与规范
国际上，如美国、欧洲等国家和地区也制定了相应的超声探 伤标准和规范，如美国的ASTM系列标准和欧洲的EN系列标 准。这些标准和规范在国际上具有较高的认可度和影响力。
标准与规范的应用
实际操作中的应用
超声探伤的标准和规范在实际操作中具有重要的指导意义。检测人员需遵循相 关标准和规范，正确选用仪器、探头，设置合理的参数，以确保检测结果的准 确性和可靠性。
无损检测
在不影响材料性能的前提 下，对材料进行全面或局 部的检测，确保材料的质 量和可靠性。
03
超声探伤标准与规范
国内外标准与规范
国内标准与规范
我国在超声探伤领域制定了一系列的标准和规范，如《金属 材料超声探伤方法》、《压力容器无损检测》等。这些标准 和规范为国内的超声探伤工作提供了指导和依据。
国际交流与合作
加强国际交流与合作，借鉴国外先进的标准和规范，也是促进我国超声探伤领域 发展的重要途径。通过参与国际标准的制定和修订，可以提高我国在该领域的国 际地位和影响力。
目 录
• 超声探伤基础 • 超声探伤设备与技术 • 超声探伤标准与规范 • 超声探伤案例分析 • 超声探伤的未来发展
01
超声探伤基础
超声波的特性
超声波的频率
超声波的波形
高于20kHz，是一种人耳无法听到的 声波。
有多种波形，如纵波、横波、表面波 等。
超声波的传播速度
超声探伤设备
超声波探头
用于产生和接收超声波，是超声探伤系统的核心部件。
超声波信号处理系统
用于处理和放大超声波信号，提取有用的信息。
显示和记录设备
用于显示和记录检测结果，便于分析和存档。
超声探伤技术
脉冲反射法
通过发射脉冲信号并检测反射回 来的信号，分析回波时间、幅度 等信息，判断缺陷的存在和大小
。
国外标准与规范
国际上，如美国、欧洲等国家和地区也制定了相应的超声探 伤标准和规范，如美国的ASTM系列标准和欧洲的EN系列标 准。这些标准和规范在国际上具有较高的认可度和影响力。
标准与规范的应用
实际操作中的应用
超声探伤的标准和规范在实际操作中具有重要的指导意义。检测人员需遵循相 关标准和规范，正确选用仪器、探头，设置合理的参数，以确保检测结果的准 确性和可靠性。
无损检测
在不影响材料性能的前提 下，对材料进行全面或局 部的检测，确保材料的质 量和可靠性。
03
超声探伤标准与规范
国内外标准与规范
国内标准与规范
我国在超声探伤领域制定了一系列的标准和规范，如《金属 材料超声探伤方法》、《压力容器无损检测》等。这些标准 和规范为国内的超声探伤工作提供了指导和依据。
国际交流与合作
加强国际交流与合作，借鉴国外先进的标准和规范，也是促进我国超声探伤领域 发展的重要途径。通过参与国际标准的制定和修订，可以提高我国在该领域的国 际地位和影响力。
超声波探伤完整2ppt课件
电源
精品课件
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：
精品课件
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
精品课件
16
扫描电路
产生锯齿波电压，加在示波管水平偏转板 上
精品课件
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
精品课件
26
三、探头种类 和结构
直探头 斜探头 表面波探头 双晶探头 聚焦探头 高温探头 、电磁探头……
精品课件
27
探头种类 和结构
直探头用于发射和接收纵波，主 要用于探测与探测面平行的缺陷， 如板材、锻件探伤等。
精品课件
28
探头种类 和结构
斜探头可分为纵波斜探头、横波斜探头和表面波斜探头，常用的是横 波斜探头。
CSK-ⅡA、 CSK-ⅢA、CSK-ⅣA
精品课件
37
精品课件
38
精品课件
39
精品课件
40
精品课件
41
对比试块
对比试块是用于检测校准的试块；
对比试块的外形尺寸应能代表被检工 件的特征，试块厚度应与被检工件的 厚度相对应。如果涉及到两种或两种 以上不同厚度部件焊接接头进行检测 时，试块的厚度由其最大厚度来确定。
直径为D的圆形晶片激发波长为的超声波时 的半扩散角表示为θ=70λ/D(度)
边长为a的正方晶片激发波长为超声波时的 半扩散角表示为 θ=57λ/a(度)
精品课件
5
θ0
副瓣
12 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
第7章钢轨超声波探伤 ppt课件
13
PPT课件
（5）焊筋轮廓波：焊接接头的轨头下颚都有焊筋 轮廓存在，尤其是铝热焊头，70°探伤时有回波显 示，一般显示在一二次波交替范围，但应仔细区分 在同一位置上轨头内裂的异常伤波显示。 （6）侧面锯齿波：由于液压调缝器卡钳的作业， 轨头侧面有条束状印痕，在示波屏4.0刻度左右显 示连续、短促、重复的回波。 （7）表面擦伤波：若擦伤较浅，在靠近基线刻度 附近显示不规则跳跃波和短回波，若擦伤有一定深 度，则显示在二次波范围内，应仔细探测校正。
24
PPT课件
1. 螺孔回波
37°探头探伤扫查中，距离螺孔中心77mm左右 ，仪器荧光屏刻度4.0左右出现螺孔回波。为 检查出螺孔不同象限的裂纹，钢轨探伤仪均配 置两只37°探头，一个朝仪器推行前方发射的 称为前37°探头，另一个朝仪器推行后方发射 的称为后37°探头。由于两个探头声束方向不 同，螺孔波显示移动过程正好相反,前37°探 头螺孔波从荧光屏大刻度向小刻度移动,后 37°探头螺孔波从小刻度向大刻度移动。
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PHale Waihona Puke T课件28PPT课件
（1）37°探头探测遇到第一螺孔时，一般 在荧光屏刻度4.0左右显示完整的第一螺孔回波 （上图 探头位置1）。
（2）探头入射点移至距轨端约100mm处，在 荧光屏刻度8.0左右有时会显示轨头顶角波（上 图 探头位置2），该回波是由轨颏和轨面多次 反 射 至 端 角 上 产 生 的 回 波 ， 由 于 43Kg/m 、 60Kg/m轨下颏的斜度大，反射波的途径有所不 同，因此，显示回波有一定差异。
10
PPT课件
1. 伤波的显示 70°探头检测轨头伤损的一般显示规律： （1）伤波显示在一、二次波交替范围，表面轨头 下颚有伤，但在焊缝部位，应注意区分焊筋轮廓 波； （2）伤波显示在二次波范围，表明轨头内外测上 角或近表面有伤，应注意区分表层剥离掉块和鱼 鳞伤； （3）既有一次波，又有二次波，表明轨头内有较 大核伤，伤损位于一、二次重叠扫查区； （4）如果伤波显示近似与轨端断面回波，表明核 伤直径已经很大。
超声波探伤(00002)ppt课件
齿轮检测探头分布图
2018/11/22 10
1．齿顶面入射检测
齿顶面入射检测主要是探测每个轮齿内部的缺陷，由于轮齿是顶部到
齿根为近似梯形。
图2 齿顶面入射检测轮齿内部示意图 因此若采用纵波垂直入射只能检测每个轮齿内部的检测2区的那一部分如图b2所 示。为了对1区、3区检测需采用纵波小入射角斜入射检测，如图 (a)、(c)所示。通 过三种入射角度的超声纵波检测，将完整地探知每个轮齿内部的缺陷。
2018/11/22
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射线探伤也可以实现齿轮检测，但是辐射生物效 应对人体有一定的伤害，而且检验成本较高，操 作不便。 与涡流探伤、磁粉探伤、射线探伤相比，超声波 探伤方法具有指向性好、高灵敏度、性能稳定、 不受电磁干扰的特点，目前在裂纹探伤方面有广 泛的应用。
2018/11/22
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一种齿轮缺陷超声自动检测系统的简介
13
超声波检测原理：
超声波无损智能检测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时间的能量的影响 变化来检验材料内部缺陷的无损检测方法。
201的数
目及探头接触方式来分类。按显示方式分类，有A型显示、B 型显示和C型显示；按波型分类，有纵波法、横波法、表面波 法和板波法；按探头数目分类，有单探头法、双探头法和多 探头法；按耦合方式分类，有接触法和液浸法；按入射角度 分类，有直射声束法和斜射声束法。按原理分类，有脉冲反 射法、穿透法和共振法；
查磨削裂纹的
2018/11/22
4
齿轮传动过程中产生的缺陷
齿轮在传动过程中出现的缺陷一般表现为：啮合齿轮
副磨损、断齿、轮毂孔和键槽磨损、齿圈和轮幅开裂 等。
其中大部分缺陷都是从齿轮内部或表面的微小裂纹开
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超声波探伤技术培训
1
目录
超声波基础知识
P3
超声波检测设备
P4—P9
超声波斜探头校准步骤
P10—P16
斜探头焊缝探伤应用
P17—P24
超声波探伤记录
P25—P27
超声波探伤标准要求
P28—P31
直探头校准及探伤应用
P32
开展无损检测研究与实践的意义 P33
超声波探伤检测优、缺点
P34
2P2
1、 超声波基础知识
7P7
2.3、 超声波探伤工作原理
超声波仪器在传播过程只有遇到界 面才会有回波，所以有缺陷必定有 回波，但是有回波不一定是缺陷， 只有在焊缝范围内才算是缺陷。
同步电路
扫描电路
发射电路
接受放大电路
电源
探头
8P8
2.4、 超声波探伤工作原理
声检测的基本原理是： 利用超声波在界面（声阻抗不同的两种介质的结
斜探头K值校准准备：探伤仪、CSK-ⅠA试块、斜 探头、探头线、耦合剂
校准步骤： 1、按下“K值”栏，选择K值的测量方式自动，
依次 输入测试孔径50mm和测试孔深度 30mm。 2、将探头放置在CSK-IA试块上，对准￠50 mm孔。 3、按“校调” 键，将测量范围调整到合适的 值，使孔￠50mm孔的回波显示区内，左右 旋转旋钮使闸门锁定此回波，利用增益功能调 节波高到80％左右。按“波峰记忆”键，前后移 动探头以便锁定此回波的最大值。
9P9
3、 斜探头前沿校准
斜探头前沿校准准备：探伤仪、CSK-ⅠA试块、斜 探头、探头线、耦合剂、150m钢尺 校准步骤： 1、按下仪器面板操作键“自动校准”依次
选好材料的声速3240m/s、超始距离： 50mm、终止距离：100mm参数并分 别按“确认”键。 2、将斜头探头放置在CSK-IA试块的R50 和R100的圆心处，来回移动探头，直 到两面回波同时出现在波形显示区内， 按下波峰记忆寻找最高波。
1P313
3.4、 DAC曲线制作
制作DAC曲线准备：探伤仪、CSK-ⅢA试块、斜 探头、探头线、耦合剂 制作步骤： 1、按“曲线”按钮进入曲线制作栏。 2、在相应的“制作”菜单单击旋钮，用闸门移位锁定测试点。 3、将探头放置在CSK-IIIA试块上，对准第一个测试孔（10mm深的孔），移动探头直 到找出最高的回波，移动闸门锁定此回波，按“自动增益”调节回到80%显示范围。再 按“波峰记忆”锁定闸门内的最大回波。按“确认”键完成该点的测试。 4、重复上面“第3步”的步骤依次完成（20mm、30mm、40mm……）点的测试， 最少测试3个点。测试完后按“确认”键结束测试，完成第一条曲线的制作。 5、跟据实际的测量参照JB/T4730.3-2005标准进行相关参数的设置，按“参数”键， 转动旋钮选择“评定”栏，单击进行各数值的输入，包括“定量” 、“判废” “表面 补偿” 的标准值，最后按参数键返回探伤界面后自动显示3条曲线。
低于20Hz
20－20000Hz 大于20000Hz
次声波
声波
超声波
次声波和超声波，人是听不到的。
何为超声波？ 频率高于20000Hz的机械波称为超声波，无损
检测用的超声波频率范围为0.2—25MHz，其中最 常用的频率段为0.5—10MHz。
3P3
2、 超声波探伤设备——探伤仪
探头线: 仪器和 探头的连接线， 用于传输信号。
1P414
3.5、JB\T4730.3-2005 DAC曲线标准
根据实际探伤板材厚度选择合适的灵敏度
试块类型 CSK-ⅢA
பைடு நூலகம்
波幅曲线的灵敏度
板厚，mm 6—15
＞15—46 ＞46—120
平定线 Φ1×6-12dB Φ1×6-9dB Φ1×6-6dB
定量线 Φ21×6-6dB Φ21×6-3dB
Φ21×6
K=tanβ= L+し0 -35 30
4、按“确认”仪器将自动计算K值，并在屏幕的 下方显示K值的大小。
1P111
3.2、 仪器校准练习
通过仪器校准探头前沿值、K值，对CSK—ⅢA试块进行检测。
1P212
3.3、 仪器校准练习
CSK—ⅢA试块
2# Φ1×20
1# Φ1×10
4# Φ1×40 3# Φ1×30
合面）处的反射和折射以及超声波在介质中传播过 程中的衰减，由发射的探头向被检件发射超声波， 由接收探头接收从界面（缺陷或本底）处反射回来 的超声波（反射法）或透过被检件后的透射波（透 射法），以此检测被检件内部是否存在缺陷，并对 缺陷进行定位、定性、定量，对工件进行宏观缺陷 检测、几何特性测量、组织结构和力学性能变化的 检查和表征，并进而对其特性进行评价的技术。
判废线 Φ1×6+2dB Φ1×6+5dB Φ1×6+10dB
既：平定线：-12dB、定量线：-6dB、判废线：+2dB
因工件表面粗造度、耦合损失和材质的衰减与试块不同，可适当对传 输损失进行表面补偿，补偿应在2—6dB。
1P515
3.6、 DAC曲线
探头的种类：1、纵波直探头；2、横波 斜探头；3、双晶探头；4、聚焦探头； 5、高温探头；6、电磁超声探头；7、 爬坡探头。
2.5 Z 8X12 K 2.5
K值 折射角
晶片尺寸
晶片材料
频率
6P6
2.3、 超声波探伤耦合剂
什么是耦合剂：为了改善探头与工件间声能的传递，而在探头和检测面之间的 液体。 耦合剂的作用：填充探头与工件之间的空气；润滑作用，可以减小探头和工件 之间的摩擦，防止工件表面磨损探头，并使探头便于移动。 常用的耦合剂：水、甘油、机油、化学浆糊、变压器油等。
探伤仪：作用是产 生电振荡并加于 探头上激励探头 产生超声波
探头:作用超声波 的发射和接受
A型显示超声波探伤仪 4P4
2.1、 超声波探伤设备——试块
试块的作用 主要是校准 仪器、探头
CSK—IA试块
CSK—IIIA试块
5P5
2.2、 超声波探伤设备——探头
直探头
斜探头
以转换器为主要元件组装成具有一定特 性的超声波发射、接受器件，称为探头。
3、按“自动调校”后设备开始自动校准，校准完后会滚动出一个“自动校准完毕！” 的提示信息，如果校准不成功请解决问题后按上面的步骤再校一次。
4、测量前沿值，用手固定探头不动，用钢尺测量出探头前端到CSK-IA试块R100端边 距离X，100-X就是探头的前沿值，并在参数栏里填好前沿值。
1P010
3.1、 斜探头K值校准
1
目录
超声波基础知识
P3
超声波检测设备
P4—P9
超声波斜探头校准步骤
P10—P16
斜探头焊缝探伤应用
P17—P24
超声波探伤记录
P25—P27
超声波探伤标准要求
P28—P31
直探头校准及探伤应用
P32
开展无损检测研究与实践的意义 P33
超声波探伤检测优、缺点
P34
2P2
1、 超声波基础知识
7P7
2.3、 超声波探伤工作原理
超声波仪器在传播过程只有遇到界 面才会有回波，所以有缺陷必定有 回波，但是有回波不一定是缺陷， 只有在焊缝范围内才算是缺陷。
同步电路
扫描电路
发射电路
接受放大电路
电源
探头
8P8
2.4、 超声波探伤工作原理
声检测的基本原理是： 利用超声波在界面（声阻抗不同的两种介质的结
斜探头K值校准准备：探伤仪、CSK-ⅠA试块、斜 探头、探头线、耦合剂
校准步骤： 1、按下“K值”栏，选择K值的测量方式自动，
依次 输入测试孔径50mm和测试孔深度 30mm。 2、将探头放置在CSK-IA试块上，对准￠50 mm孔。 3、按“校调” 键，将测量范围调整到合适的 值，使孔￠50mm孔的回波显示区内，左右 旋转旋钮使闸门锁定此回波，利用增益功能调 节波高到80％左右。按“波峰记忆”键，前后移 动探头以便锁定此回波的最大值。
9P9
3、 斜探头前沿校准
斜探头前沿校准准备：探伤仪、CSK-ⅠA试块、斜 探头、探头线、耦合剂、150m钢尺 校准步骤： 1、按下仪器面板操作键“自动校准”依次
选好材料的声速3240m/s、超始距离： 50mm、终止距离：100mm参数并分 别按“确认”键。 2、将斜头探头放置在CSK-IA试块的R50 和R100的圆心处，来回移动探头，直 到两面回波同时出现在波形显示区内， 按下波峰记忆寻找最高波。
1P313
3.4、 DAC曲线制作
制作DAC曲线准备：探伤仪、CSK-ⅢA试块、斜 探头、探头线、耦合剂 制作步骤： 1、按“曲线”按钮进入曲线制作栏。 2、在相应的“制作”菜单单击旋钮，用闸门移位锁定测试点。 3、将探头放置在CSK-IIIA试块上，对准第一个测试孔（10mm深的孔），移动探头直 到找出最高的回波，移动闸门锁定此回波，按“自动增益”调节回到80%显示范围。再 按“波峰记忆”锁定闸门内的最大回波。按“确认”键完成该点的测试。 4、重复上面“第3步”的步骤依次完成（20mm、30mm、40mm……）点的测试， 最少测试3个点。测试完后按“确认”键结束测试，完成第一条曲线的制作。 5、跟据实际的测量参照JB/T4730.3-2005标准进行相关参数的设置，按“参数”键， 转动旋钮选择“评定”栏，单击进行各数值的输入，包括“定量” 、“判废” “表面 补偿” 的标准值，最后按参数键返回探伤界面后自动显示3条曲线。
低于20Hz
20－20000Hz 大于20000Hz
次声波
声波
超声波
次声波和超声波，人是听不到的。
何为超声波？ 频率高于20000Hz的机械波称为超声波，无损
检测用的超声波频率范围为0.2—25MHz，其中最 常用的频率段为0.5—10MHz。
3P3
2、 超声波探伤设备——探伤仪
探头线: 仪器和 探头的连接线， 用于传输信号。
1P414
3.5、JB\T4730.3-2005 DAC曲线标准
根据实际探伤板材厚度选择合适的灵敏度
试块类型 CSK-ⅢA
பைடு நூலகம்
波幅曲线的灵敏度
板厚，mm 6—15
＞15—46 ＞46—120
平定线 Φ1×6-12dB Φ1×6-9dB Φ1×6-6dB
定量线 Φ21×6-6dB Φ21×6-3dB
Φ21×6
K=tanβ= L+し0 -35 30
4、按“确认”仪器将自动计算K值，并在屏幕的 下方显示K值的大小。
1P111
3.2、 仪器校准练习
通过仪器校准探头前沿值、K值，对CSK—ⅢA试块进行检测。
1P212
3.3、 仪器校准练习
CSK—ⅢA试块
2# Φ1×20
1# Φ1×10
4# Φ1×40 3# Φ1×30
合面）处的反射和折射以及超声波在介质中传播过 程中的衰减，由发射的探头向被检件发射超声波， 由接收探头接收从界面（缺陷或本底）处反射回来 的超声波（反射法）或透过被检件后的透射波（透 射法），以此检测被检件内部是否存在缺陷，并对 缺陷进行定位、定性、定量，对工件进行宏观缺陷 检测、几何特性测量、组织结构和力学性能变化的 检查和表征，并进而对其特性进行评价的技术。
判废线 Φ1×6+2dB Φ1×6+5dB Φ1×6+10dB
既：平定线：-12dB、定量线：-6dB、判废线：+2dB
因工件表面粗造度、耦合损失和材质的衰减与试块不同，可适当对传 输损失进行表面补偿，补偿应在2—6dB。
1P515
3.6、 DAC曲线
探头的种类：1、纵波直探头；2、横波 斜探头；3、双晶探头；4、聚焦探头； 5、高温探头；6、电磁超声探头；7、 爬坡探头。
2.5 Z 8X12 K 2.5
K值 折射角
晶片尺寸
晶片材料
频率
6P6
2.3、 超声波探伤耦合剂
什么是耦合剂：为了改善探头与工件间声能的传递，而在探头和检测面之间的 液体。 耦合剂的作用：填充探头与工件之间的空气；润滑作用，可以减小探头和工件 之间的摩擦，防止工件表面磨损探头，并使探头便于移动。 常用的耦合剂：水、甘油、机油、化学浆糊、变压器油等。
探伤仪：作用是产 生电振荡并加于 探头上激励探头 产生超声波
探头:作用超声波 的发射和接受
A型显示超声波探伤仪 4P4
2.1、 超声波探伤设备——试块
试块的作用 主要是校准 仪器、探头
CSK—IA试块
CSK—IIIA试块
5P5
2.2、 超声波探伤设备——探头
直探头
斜探头
以转换器为主要元件组装成具有一定特 性的超声波发射、接受器件，称为探头。
3、按“自动调校”后设备开始自动校准，校准完后会滚动出一个“自动校准完毕！” 的提示信息，如果校准不成功请解决问题后按上面的步骤再校一次。
4、测量前沿值，用手固定探头不动，用钢尺测量出探头前端到CSK-IA试块R100端边 距离X，100-X就是探头的前沿值，并在参数栏里填好前沿值。
1P010
3.1、 斜探头K值校准