第一篇：超聲波探傷操作工藝規(guī)程

超聲波探傷操作工藝規(guī)程 1.主題內(nèi)容與適用范圍

1.1本規(guī)程規(guī)定了檢測人員資格、儀器探頭試塊、檢測范圍、方法和質(zhì)量分級(jí)等。

1.2 本規(guī)程采用A型脈沖反射型超聲探傷儀器對(duì)鋼板、鍛件和焊縫進(jìn)行檢測。

1.3 本規(guī)程按JB4730.3-2005編制，符合《容規(guī)》和GB150-1998的要求。

1.4 檢測工藝卡是本規(guī)程的補(bǔ)充，必要時(shí)由III級(jí)人員按合同要求編制，其檢測參數(shù)規(guī)定的更具體。引用標(biāo)準(zhǔn)

JB4730-2005《承壓設(shè)備無損檢測》

JB/T 7913-1995 《超聲波檢測用鋼制對(duì)比試塊的制作與校驗(yàn)方法》

JB/T 9214-1999《A型脈沖反射式超聲波探傷系統(tǒng)工作性能 測試方法》

JB/T 10061-1999 《A 型脈沖反射式超聲波探傷儀通用技術(shù)條件》

JB/T 10062-1999《超聲探傷用探頭性能測試方法》

JB/T 10063-1999《超聲探傷用1號(hào)標(biāo)準(zhǔn)試塊技術(shù)條件》 GB150-1998《剛制壓力容器》檢測人員

3.1 從事承壓設(shè)備的原材料、零部件和焊接接 頭無損檢測的人員，應(yīng)按照 特種設(shè)備無 損檢測人員考核與監(jiān)督管理規(guī)則 的要求 取得相應(yīng)無損檢測資格。

3.2 無損檢測人員資格級(jí)別分為 Ⅲ（高）級(jí)、Ⅱ（中）級(jí)和 Ⅰ（初）級(jí)。取得不同無損 檢測方法各資格級(jí)別的人員，只能從事與 該方法和該資格級(jí)別相應(yīng)的無損檢測工作，并負(fù)相應(yīng)的技術(shù)責(zé)任。

1.4 儀器、探頭和試塊

1.4.1 儀器和探頭

現(xiàn)使用儀器為汕頭超聲儀器廠生產(chǎn)的CTS-22和CTS-26型儀器以及CTS-2000數(shù)字超聲探傷儀和武漢科聲超聲儀器廠生產(chǎn)KS-1030數(shù)字超聲探傷儀及探頭。

a 儀器和探頭的組合靈敏度：在達(dá)到所檢工件最大聲程時(shí)，其靈敏度余量應(yīng)≥10dB。

b 衰減器精度：80 dB 以上連續(xù)可調(diào)，步進(jìn)級(jí)每檔 不大于2dB 精度為任意相鄰 12 dB 誤差在±1dB 以內(nèi)，最大累計(jì)誤差不大于 1dB。

c 水平線性：水平線性誤差不大于1%。

d 垂直線性：在熒光屏滿刻度的80%范圍內(nèi)呈線性顯示，垂直線性誤差不大于5%。

e 探頭

（1）晶片面積一般不應(yīng)大于 5002mm 且任一 邊長原則上不大于 25 mm。

（2）單斜探頭聲束軸線水平偏離角不應(yīng)大于2。，主聲束垂直方向不應(yīng)有明顯的雙峰。

f 超聲探傷儀和探頭的系統(tǒng)性能

（1）在達(dá)到所探工件的最大檢測聲程時(shí)，其有效靈敏度余量應(yīng)不小于10dB（2）儀器和探頭的組合頻率與公稱頻率誤差 不得大于 ±10%。

（3）儀器和直探頭組合的始脈沖寬度（在基 準(zhǔn)靈敏度下）對(duì)于頻率為5MHz的探頭，寬度不大于10 mm。對(duì)于頻率為 2.5MHz的探頭，寬度不大于15mm。

（4）直探頭的遠(yuǎn)場分辨力應(yīng)不小于30dB斜探頭的遠(yuǎn)場分辨力應(yīng)不小于6dB。

1.4.2 試塊

a 試塊應(yīng)采用與被檢工件相同或近似聲學(xué)性能的材料制成，該材料用直探頭檢測時(shí)，不得有大于φ2mm平底孔當(dāng)量直徑的缺陷。

b 標(biāo)準(zhǔn)試塊的其他制造要求應(yīng)符合JB/T10063和JB/T7913-1995 的規(guī)定。c 現(xiàn)場檢測時(shí)，也可采用其他形式的等效試塊。

1.5 檢測的一般方法

1.5.1 檢測復(fù)蓋率

檢測時(shí)，探頭的每次掃查復(fù)蓋率應(yīng)大于探頭直徑的15%。

1.5.2探頭的移動(dòng)速度

探頭的掃查速度不應(yīng)超過150mm/s。當(dāng)采用自動(dòng)報(bào)警裝置掃查時(shí)，不受此限。

1.5.3掃查靈敏度

掃查靈敏度通常不低于基準(zhǔn)靈敏度。

1.5.4耦合劑

采用機(jī)油、漿糊、甘油和水等透聲性好，且不損傷檢測表面的耦合劑。

1.5.5檢測面

a檢測面和檢測范圍的確定原則上應(yīng)保證檢查到工件被檢部分的整個(gè)體積。對(duì)于鋼板和鍛件應(yīng)檢查到整個(gè)工件；而對(duì)熔接焊縫則應(yīng)檢查到整條焊縫。

b檢測面應(yīng)經(jīng)外觀檢查合格，所有影響超聲檢測的銹蝕、飛濺和污物都應(yīng)予以清除，其表面粗糙度應(yīng)符合檢測要求。

1.6 校準(zhǔn)

校準(zhǔn)應(yīng)在基準(zhǔn)試塊上進(jìn)行，校準(zhǔn)中應(yīng)使超聲主聲束垂直對(duì)準(zhǔn)反射體的軸線，以獲得穩(wěn)定的和最大的反射信號(hào)。

1.6.1儀器校準(zhǔn)

在儀器開始使用時(shí)，應(yīng)對(duì)儀器的水平線進(jìn)行測定，測定方法按JB/T10061的規(guī)定進(jìn)行。在使用過程中，每隔三個(gè)月至少應(yīng)對(duì)儀器的水平線和垂直線性進(jìn)行一次測定。

1.6.2探頭校準(zhǔn)

在探頭開始使用時(shí)，應(yīng)對(duì)探頭進(jìn)行一次全面的校準(zhǔn)。測定方法按JB/T10062的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。

a斜探頭校準(zhǔn)

使用前，斜探頭至少應(yīng)進(jìn)行前沿距離、K值、主聲束偏離、靈敏度余量和分和辨力等的校準(zhǔn)。使用過程中，每個(gè)工作日應(yīng)校準(zhǔn)前沿距離、K值和主聲束偏離。

b直探頭校準(zhǔn)

直探頭的靈敏度余量和分辨力應(yīng)每隔一個(gè)月檢查一次。

1.6.3儀器和探頭系統(tǒng)的復(fù)核

a復(fù)核時(shí)機(jī)

每次檢測前均應(yīng)對(duì)掃描線，靈敏度進(jìn)行復(fù)核，遇有下述情況應(yīng)隨時(shí)對(duì)其進(jìn)行重新核查：

（1）校準(zhǔn)后的探頭，耦合劑和儀器調(diào)節(jié)旋紐發(fā)生改變時(shí)：

（2）開路電壓波動(dòng)或者檢測者懷疑靈敏度有變化時(shí)；

（3）連續(xù)工作４h以上時(shí)；

（4）工作結(jié)束時(shí)；

b 掃描量程的復(fù)核

如果距離-波幅曲線上任意一點(diǎn)在掃描線上的偏移超過掃描讀數(shù)的１０％，則掃描量程應(yīng)予以修正，并在檢測記錄中加以說明。

c 距離-波幅曲線的復(fù)核

復(fù)核時(shí)，校核應(yīng)不少于３點(diǎn)。如曲線上任何一點(diǎn)幅度下降2dB則應(yīng)對(duì)上一次以來所有的檢測結(jié)果進(jìn)行復(fù)驗(yàn)；如幅度上升2dB,則應(yīng)對(duì)所有的記錄信號(hào)進(jìn)行重新評(píng)定。

1.7報(bào)告存檔

按統(tǒng)一表樣由Ⅱ級(jí)以上人員填寫報(bào)告，經(jīng)責(zé)任工程師認(rèn)可。鋼板，鍛件報(bào)告送委托人轉(zhuǎn)技術(shù)質(zhì)量部存檔；壓力容器焊縫檢測報(bào)告，與其它檢測報(bào)告一起交技術(shù)質(zhì)量部存檔。資料存檔不少于七年。壓力容器鋼板超聲檢測

2.1檢測范圍和一般要求

本條適用于板厚為6～250mm的鋼制壓力容器用板的超聲檢測和缺陷等級(jí)評(píng)定。奧氏體鋼板材的超聲檢測也可以參照本條執(zhí)行。

2.2探頭選用

探頭的選用應(yīng)按JB4730-2005表1的規(guī)定執(zhí)行。

2.3標(biāo)準(zhǔn)試塊

2.3.1用雙晶直探頭檢測壁厚小于或等于20mm的鋼板時(shí)，采用標(biāo)準(zhǔn)試塊如JB4730-2005圖1所示CBI標(biāo)準(zhǔn)試塊。

2.3.2用單直探頭檢測板厚大與20mm的鋼板時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)試塊應(yīng)符合JB4730-2005圖2和表2規(guī)定的CBII試塊。試塊厚度應(yīng)與被檢鋼板厚度相近。

2.4檢測靈敏度

2.4.1板厚小于或等于20mm時(shí)，用CBI試塊將工件等厚部位第一次底波高度調(diào)整到滿刻度的50％，再提高10dB作為檢測靈敏度。

2.4.2板厚大于20mm時(shí)，應(yīng)將CBII試塊Φ5平底孔第一次反射波高調(diào)整到滿刻度的50％作為檢測靈敏度。

2.4.3板厚不小于探頭的3倍近場區(qū)時(shí)，也可取鋼板無缺陷的完好部位的第一次底波來校準(zhǔn)靈敏度。其結(jié)果應(yīng)與2.4.2條的要求一致。

2.5檢測方法

2.5.1檢測面

JB4730-2005表2

試塊編號(hào)

被檢鋼板厚度

檢測面平底孔的距離 S 試塊厚度 T CBII-1 CBII-2 CBII-3 CBII-4 CBII-5

CBII-6 >20-40 >40-60 >60-100 >100-160 >160-200 >200-250 15 30 50 90 140

190 ≥20 ≥40 ≥65 ≥110 ≥170 ≥220 可選鋼板的任一扎制平面進(jìn)行檢測。若檢測人員認(rèn)為需要或設(shè)計(jì)上有要求時(shí)，也可對(duì)鋼板的上下兩扎制平面分別進(jìn)行檢測。

2.5.2掃查方式

a探頭沿垂直于鋼板壓延方向，間距為100mm的平行線進(jìn)行掃查。在鋼板坡口預(yù)定線兩側(cè)各50mm(當(dāng)板厚超過100mm,以板厚的一半為準(zhǔn))內(nèi)應(yīng)作100%掃查，掃查示意圖如JB4730-2005圖3所示。

b根據(jù)合同，技術(shù)協(xié)議書或圖樣的要求，也可進(jìn)行其它形式的掃查。

2.6缺陷記錄

2.6.1在檢測過程中，發(fā)現(xiàn)下列三種情況之一者即作為缺陷：

a 缺陷第一次反射波（F1）波高大于或等于波刻度的50%,即F1≥50%者。

b 當(dāng)?shù)酌娴谝淮畏瓷洳ǎ˙1）波高未達(dá)到滿刻度，此時(shí)，缺陷第一次反射波（F1）波高與底面第一次反射波（B1）波高之比大于或等于50%,即B1＜100%,而F1/ B1≥50%者。

c 當(dāng)?shù)酌娴谝淮畏瓷洳ǎ˙1）波高低于滿刻度的50%，即B1＜50%者。

2.6.2缺陷的邊界或指示長度的測定方法

a檢出缺陷后,應(yīng)在它的周圍繼續(xù)進(jìn)行檢測，以確定缺陷的延伸。

b用雙晶直探頭確定缺陷的邊界或指示長度時(shí)，探頭的移動(dòng)方向應(yīng)與探頭的聲波分割面相垂直，并使缺陷波下降到檢測靈敏度條件下熒光屏滿刻度的25%或使缺陷第一次反射波高與底面第一次反射波高之比為50%。此時(shí)，探頭中心的移動(dòng)距離即為缺陷的指示長度，探頭中心點(diǎn)即為缺陷的邊界點(diǎn)。兩種方法測得的結(jié)果以較嚴(yán)重者為準(zhǔn)。

c用單直探頭確定缺陷的邊界或指示長度，移動(dòng)探頭，使缺陷波第一次反射波高下降到檢測靈敏度條件下熒光屏滿刻度的25%或使缺陷第一次反射波與底面第一次反射波高之比為50%。此時(shí)，探頭中心移動(dòng)距離即為缺陷的指示長度，探頭中心即為缺陷的邊界點(diǎn)，兩種方法測得的結(jié)果以較嚴(yán)重者為準(zhǔn)。

d確定2.6.1c條缺陷的邊界或指示長度時(shí)，移動(dòng)探頭，使底面第一次反射波升高到熒光屏滿刻度的50%。此時(shí)，探頭中心移動(dòng)距離即為缺陷的指示長度，探頭中心點(diǎn)即為缺陷的邊界點(diǎn)。

e當(dāng)采用第二次缺陷波和第二次底波來評(píng)定缺陷時(shí)，檢測靈敏度應(yīng)以相應(yīng)的第二次反射波來校準(zhǔn)。

2.7缺陷的評(píng)定方法

2.7.1缺陷指示長度的評(píng)定方法

一個(gè)缺陷按其指示的最大長度作為該缺陷的指示長度。

2.7.2單個(gè)缺陷指示面積的評(píng)定規(guī)則

a一個(gè)缺陷按其指示的最大面積作為該缺陷的單個(gè)指示面積，當(dāng)其小于JB4730-2005表3的規(guī)定時(shí)，可不作記錄。

b多個(gè)缺陷其相鄰間距小于100mm或間距小于相鄰小缺陷的指示長度（取其較大值）時(shí)，其各塊缺陷面積之和作為單個(gè)缺陷指示面積。

2.7.3缺陷面積占有率的評(píng)定規(guī)則

在任一1m×1m檢測面積內(nèi)，按缺陷面積所占的百分比來確定。

2.8鋼板缺陷等級(jí)評(píng)定

2.8.1鋼板缺陷等級(jí)劃分見JB4730-2005表3。

2.8.2在坡口預(yù)定線兩側(cè)各50mm（板厚大于100mm時(shí)，以板厚的一半為準(zhǔn)）內(nèi)，缺陷的指示長度大于或等于50mm時(shí)，則應(yīng)評(píng)為V級(jí)。

2.9.3在檢測過程中，檢測人員如確認(rèn)鋼板中有白點(diǎn)、裂紋等危害性缺陷存在時(shí)，應(yīng)評(píng)為V級(jí)。

JB4730-2005表3 等級(jí)

單個(gè)缺陷指示長度 mm 單個(gè)缺陷指示面積cm2 在任一1mX1m檢測面積內(nèi)存在的缺陷面積百分比% 以下單個(gè)缺陷指示面積不計(jì)cm2 I II III

IV <80 <100 <120

<150 <25 <50 <100

<100 ≤3 ≤5 ≤10 ≤10 <9 <15 <25 <25

V 超過 IV級(jí)者

3.壓力容器鍛件超聲檢測

本條適用于壓力容器用碳素鋼和低合金鋼鍛件的超聲檢測和缺陷等級(jí)評(píng)定。

本條不適用于奧氏體鋼等粗晶材料的超聲檢測，也不適用于內(nèi)外半徑之比小于80%的環(huán)形和筒形鍛件的周向橫波檢測。

3.2 試塊

應(yīng)符合1.4.2.條的規(guī)定。

3.2.1 縱橫直探頭標(biāo)準(zhǔn)試塊

試塊應(yīng)采用CS1試塊，也可自行加工，其形狀和尺寸應(yīng)按JB4730-2005表4和JB4730-2005圖4的規(guī)定。

JB4730-2005表4 縱橫直探頭采用的標(biāo)準(zhǔn)試塊尺寸

L 56 100 150 200 D 50 60 80 80

3.2.2縱波雙晶直探頭標(biāo)準(zhǔn)試塊

a.工件檢測距離小于45mm時(shí)，應(yīng)采用縱波雙晶直探頭標(biāo)準(zhǔn)試塊。

b.縱波雙晶直探頭標(biāo)準(zhǔn)試塊的形狀和尺寸按JB4730-2005圖5和表5的規(guī)定。

3.2.3檢測面是曲面時(shí)，應(yīng)采用CSIII對(duì)比試塊來測定由于曲率不同而引起的聲能損失，其形狀和尺寸按JB4730-2005圖6所示。

3.3檢測時(shí)機(jī)

原則上應(yīng)安排在熱處理后，槽、孔、臺(tái)階加工前進(jìn)行。若熱處理后鍛件形狀不適合超聲檢測時(shí)，也可在熱處理前進(jìn)行，但在熱處理后仍應(yīng)對(duì)鍛件進(jìn)行盡可能完全的檢測。檢測面的表面粗糙度Ra為6.3μm。

3.4檢測方法

鍛件一般應(yīng)進(jìn)行縱波檢測。對(duì)筒形鍛件還應(yīng)增加橫波檢測，但掃查部位和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)由供需雙方商定。

3.4.1橫波檢測應(yīng)按JB4730-2005附錄Ⅰ（補(bǔ)充件）的要求進(jìn)行。3.4.2縱波檢測

a.原則上應(yīng)從兩個(gè)相互垂直的方向進(jìn)行檢測，盡可能地檢測到鍛件的全體積。主要檢測方向如JB4730-2005圖7所示。其它形狀的鍛件也可參照進(jìn)行。

b.鍛件厚度超過400mm時(shí)，應(yīng)從相對(duì)兩端面進(jìn)行100%的掃查。3.5檢測靈敏度的確定

3.5.1縱波直探頭檢測靈敏度的確定

當(dāng)被檢測部位的厚度大于或等于探頭的三倍近場區(qū)時(shí)，原則上可選用底波計(jì)算法確定檢測靈敏度。對(duì)由于幾何形狀所限，不能獲得底波或壁厚小于探頭的三倍近場區(qū)時(shí)，可直接采用CSI標(biāo)準(zhǔn)試塊確定基準(zhǔn)靈敏度。

3.5.2縱波雙晶直探頭檢測靈敏度的確定

根據(jù)需要選擇CSII試塊，并依次測試一組不同檢測距離的Φ3mm平底孔（至少三個(gè)）。調(diào)節(jié)衰減器，使其中最高的回波幅度達(dá)到滿刻度的80%。不改變儀器的參數(shù)，測出其它平底孔回波的最高點(diǎn)，將其標(biāo)在熒光屏上，連接這些點(diǎn)，即是對(duì)應(yīng)于不同直徑平底孔的縱波雙晶直探頭的距離-波幅曲線，并以此作為檢測靈敏度。

3.5.3檢測靈敏度一般不得低于最大檢測距離處的φ2mm平底孔當(dāng)量直徑.3.6工件材質(zhì)衰減系數(shù)的測定

3.6.1在工件無缺陷完好區(qū)域，選取三處檢測面與底面平行且有代表性的部位，調(diào)節(jié)儀器使第一次底面回波幅度（B1）為滿刻度的50%，記錄此時(shí)衰減器的讀數(shù)，再調(diào)節(jié)衰減器，使第二次底面回波幅度（B2）為滿刻度的50%，兩次衰減器讀數(shù)之差即為（B1-B2）的dB差值。

3.6.2 衰減系數(shù)的計(jì)算公式為；

（1）衰減系數(shù)計(jì)算公式（T＜3N，且滿足n＞3N/T，m=2n）

α=［（Bn-Bm）-6］/2（m-n）T（2）衰減系數(shù)計(jì)算公式（T≥3N）

α=［（B1-B2）-6］/2T

式中：α--衰減系數(shù)，dB/m（單程）；

（Bn-Bm）、（B1-B2）--兩次衰減器的讀數(shù)之差，dB ；

T--工件檢測厚度，mm。

N--單直探頭近場區(qū)長度，mm m、n--底波反射次數(shù)。

3.6.3 工件上三處衰減系數(shù)的平均值即作為該工件的衰減系數(shù)。

3.7 缺陷當(dāng)量的確定

3.7.1 采用AVG曲線及計(jì)算法確定缺陷當(dāng)量。對(duì)于三倍近場區(qū)內(nèi)的缺陷，可采用單直探頭或雙晶直探頭的距離-波幅曲線來確定缺陷當(dāng)量。也可采用其它等效方法來確定。

計(jì)算缺陷當(dāng)量時(shí)，當(dāng)材質(zhì)衰減系數(shù)超過4dB /m，應(yīng)考慮修正。

3.8 缺陷記錄

3.8.1 記錄當(dāng)量直徑超過φ4mm的單個(gè)缺陷的波幅和位置。

3.8.2密集性缺陷：記錄密集性缺陷中最大當(dāng)量缺陷的位置和分布。餅形鍛件應(yīng)記錄大于或等于φ4mm當(dāng)量直徑的缺陷密集區(qū)，其它鍛件應(yīng)記錄大于或等于φ3mm當(dāng)量直徑的缺陷密集區(qū)。缺陷密集區(qū)面積以50mm×50mm的方塊作為最小量度單位，其邊界可由6dB法決定。應(yīng)按JB4730-2005表6要求記錄底波降低量。

3.8.3 衰減系數(shù)：若供需雙方有規(guī)定時(shí)，應(yīng)記錄衰減系數(shù)。

3.9 缺陷等級(jí)評(píng)定

3.9.1 單個(gè)缺陷的等級(jí)評(píng)定見JB4730-2005表7。

3.9.2 底波降低量的等級(jí)評(píng)定見JB4730-2005表6。

3.9.3 密集區(qū)缺陷等級(jí)評(píng)定見JB4730-2005表8。3.9.4 JB4730-2008表

6、表7和表8的等級(jí)應(yīng)作為獨(dú)立的等級(jí)分別使用。

3.9.5如果被檢測人員判定為危險(xiǎn)性缺陷時(shí)，鍛件質(zhì)量等級(jí)應(yīng)評(píng)定為V級(jí)。

3.9.7 鍛件修補(bǔ)后，應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行檢測和評(píng)定。

4.鋼制壓力容器焊縫超聲檢測

4.1 檢測范圍和一般要求

本條規(guī)定了焊縫缺陷的超聲檢測方法及檢驗(yàn)結(jié)果的等級(jí)評(píng)定。

本條適用于母材厚度為8-400mm全焊透熔化焊對(duì)接焊縫和管座角焊縫的超聲檢測。本條不適用于鑄鋼及奧氏體鋼焊縫，外徑小于159mm的鋼管對(duì)接焊縫，內(nèi)徑小于或等于200mm的管座角焊縫，也不適用于外徑小于250mm或內(nèi)外徑之比小于80%的縱向焊縫檢測。

4.2超聲檢測技術(shù)等級(jí)

超聲檢測技術(shù)等級(jí)分為A、B、C三個(gè)檢測級(jí)別。根據(jù)壓力容器產(chǎn)品的重要程度進(jìn)行選用。

（1）原則上A級(jí)檢測適用于承壓設(shè)備有關(guān)的支承件和結(jié)構(gòu)件焊縫檢測；A級(jí)用1種K值探頭；A級(jí)適用于母材厚度≥8mm～46mm；A級(jí)為單面單側(cè)；對(duì)橫向缺陷的檢測，A級(jí)一般不需檢測橫向缺陷；

（2）B級(jí)檢測適用于一般承壓設(shè)備對(duì)接焊縫檢測；B級(jí)用1種或2

種K值探頭；B級(jí)適用于母材厚度≥8mm～400mm；B級(jí)為單面雙側(cè)或雙面雙側(cè)；B級(jí)應(yīng)檢測橫向缺陷。

（3）C級(jí)檢測適用于重要承壓設(shè)備對(duì)接焊縫檢測；C級(jí)用2種K值探頭；C級(jí)適用于母材厚度≥8mm～400mm；C級(jí)為單面雙側(cè)或雙面雙側(cè)；C級(jí)應(yīng)檢測橫向缺陷

（4）對(duì)焊接接頭余高的要求，A級(jí)、B級(jí)不要求將焊接接

頭的余高磨平，而C級(jí)要求磨平。

（5）對(duì)掃查區(qū)母材的檢測，C級(jí)要求用直探頭對(duì)斜探頭掃查經(jīng)過的母材區(qū)域進(jìn)行檢測。A級(jí)和B級(jí)則不需要。

4.3 試塊

4.3.1 應(yīng)符合1.4.2條的規(guī)定。

4.3.2采用的標(biāo)準(zhǔn)試塊為CSK-ⅠA，CSK-ⅡA、CSK-ⅢA和CSK-IVA。其形狀和尺寸應(yīng)分別符合JB4730-2005圖14`圖

15、圖

16、圖17和表17的規(guī)定。

4.3.3 CSK-ⅠA，CSK-ⅡA和CSK-ⅢA試塊適用壁厚范圍為6-120mm的焊縫，CSK-ⅠA和CSK-IVA系列試塊適用于壁厚范圍大于120-400mm的焊縫。在滿足靈敏度要求時(shí)，也可采用其它形式的等效試塊。

4.3.4檢測曲面工件時(shí)，如檢測面曲率半徑R小于等于W2/4（W為探頭接觸面寬度，環(huán)縫檢測時(shí)為探頭寬度，縱縫檢測時(shí)為探頭長度），應(yīng)采用與檢測面曲率相同的對(duì)比試塊。

4.4 檢測準(zhǔn)備

4.4.1檢測面

a 壓力容器檢測一般采用K值探頭，利用一次反射法在焊縫的單面雙側(cè)對(duì)整個(gè)焊接接頭進(jìn)行檢測。當(dāng)母材厚度大于46mm時(shí)，采用雙面雙側(cè)直射波檢測。對(duì)于要求比較高的焊縫，根據(jù)實(shí)際需要也可將焊縫余高磨平，直接在焊縫上進(jìn)行檢測。

b 檢測區(qū)的寬度應(yīng)是焊縫本身，再加上焊縫兩側(cè)各相當(dāng)于母材厚度 30% 的一段區(qū)域，這個(gè)區(qū)域最小5mm最大為10 mm，見JB4730-2005圖18。

c 探頭移動(dòng)區(qū)應(yīng)清除焊接飛濺、鐵屑、油垢及其它雜質(zhì)。檢測表面應(yīng)平整光滑，便于探頭的自由掃查，起表面粗糙度Ra應(yīng)為6.3цm，一般應(yīng)進(jìn)行打磨。

（1）采用一次反射法或串列式掃查檢測時(shí)，探頭移動(dòng)區(qū)應(yīng)不小于1.25P： P=2TK 或 P=2Ttgβ

式中：P--跨距，mm T--母材厚度，mm K--探頭K值

(2)采用直射法檢測時(shí)，探頭移動(dòng)區(qū)應(yīng)不小于0.75P。

d去除余高的焊縫，應(yīng)將余高打磨到與鄰近母材平齊。保留余高的焊縫，如果焊縫表面有咬邊，較大的隆起和凹陷等也應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)男弈ィ⒆鲌A滑過渡，以免影響檢驗(yàn)結(jié)果的評(píng)定.4.4.2 探頭K值（角度）

斜探頭的K值（角度）選取可參照J(rèn)B4730-2005表18的規(guī)定。條件允許時(shí)，應(yīng)盡量采用較大K值探頭。

4.4.3 母材的效驗(yàn)

a 方法：接觸式脈沖反射法，采用頻率2-5MHz的直探頭，晶片直徑10-25mm；

b 靈敏度：將無缺陷處第二次底波調(diào)節(jié)為熒光屏滿刻度的100%。

c 記錄：凡缺陷信號(hào)幅度超過熒光屏滿刻度20%的部位，應(yīng)在工件表面上作出標(biāo)記，并予以記錄。

4.5 距離-波幅曲線的繪制

4.5.1 距離-波幅曲線按所用探頭和儀器在試塊上實(shí)測的數(shù)據(jù)繪制而成，該曲線族由評(píng)定線、定量線和判廢線組成，評(píng)定線和定量線之間（包括評(píng)定線）為I區(qū)，定量線與判廢線之間（包括定量線）為II區(qū)，判廢線及其以上為III區(qū)。如JB4730-2005圖19所示。

4.5.2距離-波幅曲線的靈敏度選擇

a 壁厚為6-120mm的焊縫，其距離-波幅曲線的靈敏度按JB4730-2005表19的規(guī)定。

b 壁厚大于120-400mm的焊縫，其距離-波幅曲線靈敏度按JB4730-2005表20的規(guī)定。

c檢測橫向缺陷時(shí)，應(yīng)將各線靈敏度均提高6dB.d檢測面曲率半徑R小于或等于W2/4時(shí)，距離-波幅曲線的繪制應(yīng)在曲面對(duì)比試塊上進(jìn)行。

e 工件的表面耦合損失和材質(zhì)衰減應(yīng)與試塊相同。

f掃查靈敏度不低于最大聲程處的評(píng)定線靈敏度。

4.6 檢測方法

4.6.1平板對(duì)接焊縫的檢測

a為檢測縱向缺陷，斜探頭應(yīng)垂直于焊縫中心線放置在檢測面上，做鋸齒型掃查，見JB4730-2005圖20。探頭前后移動(dòng)的范圍應(yīng)保證掃查到全部焊縫截面，在保持探頭垂直焊縫做前后移動(dòng)的同時(shí)，還應(yīng)作10°-15°的左右轉(zhuǎn)動(dòng)。不同檢測技術(shù)等級(jí)對(duì)縱向缺陷檢測技術(shù)的要求見4.2。

b不同檢測技術(shù)等級(jí)對(duì)橫向缺陷檢測技術(shù)的要求見4.2。

c對(duì)電渣焊縫還應(yīng)增加與焊縫中心線成45°的斜向掃查。

d為確定缺陷的位置、方向和形狀，觀察缺陷動(dòng)態(tài)波形和區(qū)分缺陷信號(hào)或偽缺陷信號(hào)，可采用前后、左右、轉(zhuǎn)角、環(huán)繞等四種探頭基本掃查方式，見JB4730-2005圖21。

4.6.2曲面工件對(duì)接焊縫的檢測

a 檢測面為曲面時(shí)，可盡量按平板對(duì)接焊縫的檢測方法進(jìn)行檢測。對(duì)于受幾何形狀限制，無法檢測部分應(yīng)予以記錄。

b 縱縫檢測時(shí)，對(duì)比試塊的曲率半徑與檢測面曲率半徑之差小于10％。

(1)根據(jù)工件的曲率和材料的厚度選擇探頭K值，并考慮幾何臨界角的限制，確保聲束能掃查到整個(gè)焊縫。

(2)探頭接觸面修磨后，應(yīng)注意探頭入射點(diǎn)和K值的變化，并用曲率試塊做實(shí)際測定。

(3)當(dāng)檢測面曲率半徑R大于W2/4且采用平面對(duì)比試塊調(diào)節(jié)儀器時(shí)，應(yīng)注意到熒光屏指示的缺陷深度和水平距離與缺陷實(shí)際的徑向埋藏深度或水平距離弧長的差異，必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行修正。

c 環(huán)縫檢測時(shí)，對(duì)比試塊的曲率半徑應(yīng)為檢測面曲率半徑的0.9-1.5倍。4.6.3管座角焊縫的檢測

a 一般原則

在選擇檢測面和探頭時(shí)應(yīng)考慮到各種類型缺陷的可能性，并使聲束盡可能垂直于焊縫結(jié)構(gòu)中的主要缺陷。

b 檢測方式

根據(jù)焊縫結(jié)構(gòu)形式，管座焊縫的檢測有如下五種探測方式，可選擇其中一種或幾種方式組合實(shí)施檢測。檢測方式的選擇應(yīng)由合同雙方商定，并考慮主要檢測對(duì)象和幾何條件的限制。（JB4730-2005圖

22、圖23）

(1)在接管內(nèi)壁采用直探頭檢測，見JB4730-2005圖22位置1。

(2)在容器內(nèi)壁采用直探頭檢測，見JB4730-2005圖23位置1。在容器內(nèi)壁采用斜探頭檢測，見JB4730-2005圖22位置4。

(3)在接管外壁采用斜探頭檢測，見JB4730-2005圖23位置2。

(4)在接管內(nèi)壁采用斜探頭檢測，見JB4730-2005圖22位置3和JB4730-2005圖23位置3。

(5)在容器外壁采用斜探頭檢測，JB4730-2005圖22位置2。

c 管座角焊縫以直探頭檢測為主，探頭頻率、尺寸及掃查方法應(yīng)按3.3.3條的規(guī)定執(zhí)行。對(duì)直探頭掃查不到的區(qū)域，可采用斜探頭檢測。

4.7 缺陷定量檢測

4.7.1 靈敏度應(yīng)調(diào)到定量線靈敏度。

4.7.2 對(duì)所有反射波幅超過定量線的缺陷，均應(yīng)確定其位置、最大反射波幅和缺陷當(dāng)量。

4.7.3 缺陷定量

應(yīng)根據(jù)缺陷最大反射波幅確定缺陷當(dāng)量直徑φ或缺陷指示長度△L。

a 缺陷當(dāng)量直徑φ，用當(dāng)量平底孔直徑表示，主要用于直探頭檢測，可采用公式計(jì)算，距離-波幅曲線和試塊對(duì)比來確定缺陷當(dāng)量尺寸。

b 缺陷指示長度△L的測定采用以下方法：

(1)當(dāng)缺陷反射波只有一個(gè)高點(diǎn)，且位于II區(qū)時(shí)，用6dB法測其指示長度

(2)當(dāng)缺陷反射波峰值起伏變化，有多個(gè)高點(diǎn)，且位于II區(qū)或II區(qū)以上時(shí)，使波幅降到熒光屏滿刻度的80%后，應(yīng)以端點(diǎn)6dB法測其指示長度。

(3)當(dāng)缺陷反射波峰位于I區(qū)，如認(rèn)為有必要記錄時(shí)，將探頭左右移動(dòng)，使波幅降到評(píng)定線，以此測定缺陷指示長度。

4.8 缺陷評(píng)定

4.8.1 超過評(píng)定線的信號(hào)應(yīng)注意其是否具有裂紋等危害性缺陷特征，如有懷疑時(shí)，應(yīng)采取改變探頭K值、增加檢測面、觀察動(dòng)態(tài)波型并結(jié)合結(jié)構(gòu)工藝特征作判斷。

4.8.2 缺陷指示長度小于10mm時(shí)按5mm計(jì)。

4.8.3 相鄰兩缺陷在一直線上，其間距小于其中較小的缺陷長度時(shí)，應(yīng)作為一條缺陷處理，以兩缺陷長度之和作為其指示長度（不考慮間距）

4.8缺陷等級(jí)評(píng)定

焊接接頭質(zhì)量分級(jí)應(yīng)根據(jù)JB4730-2005表23的規(guī)定予以評(píng)定。.記錄和報(bào)告

5．1檢測過程記錄的格式由技術(shù)質(zhì)量部負(fù)責(zé)編制，經(jīng)技術(shù)負(fù)責(zé)人審核批準(zhǔn)后執(zhí)行。

5．2檢測過程記錄由檢測工程部檢測人員參照工藝卡或者按照?qǐng)?bào)告內(nèi)容按統(tǒng)一要求填寫，技術(shù)負(fù)責(zé)人審核。

5．3檢測過程記錄應(yīng)包括足夠的信息，必要時(shí)試驗(yàn)復(fù)現(xiàn)，應(yīng)做到準(zhǔn)確、全面、清晰、及時(shí)。

5.4檢測過程記錄不允許重抄，記錄要“原始”，不能追記，不應(yīng)直接記錄計(jì)算的結(jié)果。

5．5超聲波檢測紀(jì)錄及報(bào)告的內(nèi)容和格式必須符合有關(guān)規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定要求，填寫必須正確、完整、齊全。

5．6檢測報(bào)告由檢測人員按統(tǒng)一格式填發(fā)并編號(hào)，無損檢測責(zé)任師審核。

5．7 檢測結(jié)果必須準(zhǔn)確、清晰、完整、客觀地在報(bào)告中表述。

5．8檢測報(bào)告應(yīng)包括為說明檢測結(jié)果所必須的各種信息以及檢測方法所要求的全部信息。

5．9 檢測資料和底片由檢查科存查,至少保存七年.

第二篇：超聲波探傷作業(yè)指導(dǎo)書

超聲波探傷作業(yè)指導(dǎo)書 適用范圍

本作業(yè)指導(dǎo)書適用于母材厚度不小于8mm的鐵素體類鋼全焊透熔化焊對(duì)接焊縫脈沖反射法手工超聲波檢驗(yàn)。不適用于鑄鋼及奧氏體不銹鋼焊接，外徑小于159mm鋼管對(duì)接焊縫，內(nèi)徑小于等于200mm的管座角焊縫及外徑小于250mm和內(nèi)徑小于80％的縱向焊縫。2 引用標(biāo)準(zhǔn)

JB4730-94《壓力容器無損檢測》

GBll345-89《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果分級(jí)法》 GB50205-2001《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》 3 試驗(yàn)項(xiàng)目及質(zhì)量要求

3.1 試驗(yàn)項(xiàng)目：內(nèi)部缺陷超聲波探傷。3.2 質(zhì)量要求 3.2.1 檢驗(yàn)等級(jí)的分級(jí)

根據(jù)質(zhì)量要求檢驗(yàn)等級(jí)分A、B、C三級(jí)，檢驗(yàn)的完善程度A級(jí)最低，B級(jí)一般，C級(jí)最高。檢驗(yàn)工作的難度系數(shù)按A、B、C順序逐級(jí)增高，應(yīng)按照工種2的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、焊接方法，使用條件及承受荷載的不同，合理的選用檢驗(yàn)級(jí)別。檢驗(yàn)等級(jí)應(yīng)按產(chǎn)品的技術(shù)條件和有關(guān)規(guī)定選擇或經(jīng)合同雙方協(xié)商選定。3.2.2 焊縫質(zhì)量等級(jí)及缺陷分級(jí) 表3.2.2 焊縫質(zhì)量等級(jí)

一級(jí)

評(píng)定等級(jí) 檢驗(yàn)等級(jí) 探傷比例

II B級(jí) 100%

二級(jí) III B級(jí) 20% 內(nèi)部缺陷 超聲波探傷

3.2.3 探傷比例的計(jì)數(shù)方法

探傷比例的計(jì)數(shù)方法應(yīng)按以下原則確定：①對(duì)工廠制作焊縫，應(yīng)按每條焊縫計(jì)算百分比，且探傷長度不應(yīng)小于200mm，當(dāng)焊縫長度不足200mm時(shí)，應(yīng)對(duì)整條焊縫進(jìn)行探傷；②對(duì)現(xiàn)場安裝焊縫，應(yīng)按同一類型，同一施焊條件的焊縫條數(shù)計(jì)算百分比，探傷長度應(yīng)不小于200mm，并應(yīng)不少于l條焊縫。3.2.4 檢驗(yàn)區(qū)域的選擇

3.2.4.1 超聲波檢測應(yīng)在焊縫及探傷表面經(jīng)外觀檢查合格后方可進(jìn)行，應(yīng)劃好檢驗(yàn)區(qū)域，標(biāo)出檢驗(yàn)區(qū)段編號(hào)。

3.2.4.2 檢驗(yàn)區(qū)域的寬度應(yīng)是焊縫本身再加上焊縫兩側(cè)各相當(dāng)于母材厚度30％的一般區(qū)哉，這區(qū)域最小10mm，最大20m。3.2.4.3 接頭移動(dòng)區(qū)應(yīng)清除焊接飛濺、鐵屑、油垢及其它外部雜質(zhì)。探傷區(qū)域表面應(yīng)平整光滑，便于探頭的自由掃查，其表面粗糙度不應(yīng)超過6.3um，必要時(shí)進(jìn)行打磨。a、采用一次反射法或串列式掃查探傷時(shí)，探頭移動(dòng)區(qū)應(yīng)大于2.5δk，(其中，δ為板厚，k為探頭值)；b、采用直射法探傷時(shí)，探頭移動(dòng)區(qū)域應(yīng)大于1.5δk。

3.2.4.4 去除余高的焊接，應(yīng)將余高打磨到與臨鄰近母材平齊。保留余高焊縫，如焊縫表面有咬邊，較大的隆起和凹陷等也應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)修磨，并做圓滑過渡以免影響檢驗(yàn)結(jié)果的評(píng)定。3.2.5 檢驗(yàn)頻率

檢驗(yàn)頻率f一般在2-5MHZ的范圍內(nèi)選擇，推薦選用2—2.5MHZ區(qū)稱頻率檢驗(yàn)，特殊情況下，可選用低于2MHZ區(qū)或高于2.5MHZ的檢驗(yàn)頻率，但必須保證系統(tǒng)靈敏度的要求。3.2.6 檢驗(yàn)等級(jí)，探傷面及使用k值(折射角)見表3.2.6 表3.2.6

板厚mm 探傷面 A 單面單 側(cè)

B

C

探傷法

使用折射角或k值

直射法及一 次性反射法 直射法

70°(k2.5、k2.o)70°或60°(k2.5、k2.o、k1.5)45°或60°;45°和60°，≤25 >25—50

單面雙側(cè)或 雙面單側(cè)

45°和70°并用(k1.o或k1.5，>50—100 >100 ／

(k1.o和k1..5，k1．0和k2．O并用)

／

雙面雙側(cè)

45°和60°并用(k1．0和k1．5或k2．O)儀器、試塊、耦合劑、探頭

4.1 儀器CTS-2000筆記本式數(shù)據(jù)超聲波探傷儀 4.2 試塊 CSK-IA 試塊 CSK-ⅡA 試塊 4.3 耦合劑

應(yīng)選用適當(dāng)?shù)囊后w或模糊狀物作耦合劑。耦合劑應(yīng)具備有良好透聲性和適宜流動(dòng)性，不應(yīng)對(duì)材料和人體有損傷作用。同時(shí)應(yīng)便于檢驗(yàn)后清理。典型耦合劑為水、機(jī)油、甘油和漿糊。在試塊上調(diào)節(jié)儀器和產(chǎn)品檢驗(yàn)應(yīng)采用相同的耦合劑。4.4 探頭：斜探頭、直探頭 5 儀器的調(diào)整的校驗(yàn) 5.1 基線掃描的調(diào)節(jié)

熒光屏?xí)r基線刻度可按比例調(diào)節(jié)為代表缺陷的水平距離ι，深度h或聲程S。

5.1.1 探傷面為平面時(shí)，可在對(duì)比試塊上進(jìn)行時(shí)基線掃描調(diào)節(jié)，掃描比例依據(jù)工作厚度和選用的探頭角度來確定，最大檢驗(yàn)范圍應(yīng)調(diào)到時(shí)基線滿刻度的2／3以上。

5.1.2 探傷面曲率半徑R大于W2／4時(shí)，可在平面對(duì)比試塊上或探傷面曲率相近的曲面對(duì)比試塊上，進(jìn)行時(shí)基線掃描調(diào)節(jié)。5.1.3 探傷面曲面半徑R小于等于W2／4時(shí)，探頭楔塊應(yīng)磨成與工件曲面相吻合，按GBll345-89第6.2.3條在對(duì)比試塊上作時(shí)基線掃描調(diào)節(jié)。

5.2 距離一波幅(DAC)曲線的繪制

5.2.1 距離一波幅曲線由選用的儀器、探頭系統(tǒng)在對(duì)比試塊上實(shí)測數(shù)據(jù)繪制，曲線由判廢線、定量線、評(píng)定線組成，不同驗(yàn)收級(jí)別各線靈敏度見表5.2.1 表中DAC是以上φ2mm標(biāo)準(zhǔn)反射體繪制的距離一波副曲線，即DAC基準(zhǔn)線。評(píng)定線以上定量線以下為I區(qū)，定量線至判廢線以下的Ⅱ區(qū)，判廢線及以上區(qū)域?yàn)棰髤^(qū)(判廢區(qū))距離——波幅曲線的靈敏度 表5.2.1

級(jí)別 板厚mm DAC 判廢線 定量線 評(píng)定線

DAC-4dB DAC-12dB DAC-18dB

DAC+2dB DAC-8dB DAC-14dB

DAC DAC-6dB DAC-12dB

A

B

C

8—46 >46-120 >46-120

5.2.2 探測橫向缺陷時(shí)，應(yīng)將各線靈敏度均提高6dB。

5.2.3 探傷面曲率半徑R小于等于W2／4時(shí)，距離一波幅曲線的繪制應(yīng)在曲線面對(duì)比試塊上進(jìn)行。

5.2.4 受檢工件的表面耦合損失及材質(zhì)衰減應(yīng)與試塊相同，否則應(yīng)進(jìn)行傳輸損失修整，在1跨距聲程內(nèi)最大傳輸損差在2dB以內(nèi)可不進(jìn)行修整。

5.2.5 距離一波幅曲線可繪制在坐標(biāo)紙上，也可直接繪制在熒光屏刻板上。5.3 儀器調(diào)整的校驗(yàn)

5.3.1 每次檢驗(yàn)前應(yīng)在對(duì)比試塊上，對(duì)時(shí)基線掃描比例和距離一波幅曲線<靈敏度>進(jìn)行調(diào)整或校驗(yàn)。校驗(yàn)點(diǎn)不少于兩點(diǎn)。5.3.2 在檢驗(yàn)過程中每4h之內(nèi)檢驗(yàn)工作結(jié)束后應(yīng)對(duì)時(shí)基線掃描和靈敏度進(jìn)行校驗(yàn)，校驗(yàn)可在對(duì)比試塊或其他等效試塊上進(jìn)行。

5.3.3 掃描調(diào)節(jié)校驗(yàn)時(shí)，如發(fā)現(xiàn)校驗(yàn)點(diǎn)反射波在掃描線上偏移超過原校驗(yàn)點(diǎn)刻度讀數(shù)的10％或滿刻度5％(兩者取較小值)，則掃描比例應(yīng)重新調(diào)整，前次校驗(yàn)后已經(jīng)記錄的缺點(diǎn)，位置參數(shù)應(yīng)重新測定，并予以更正。

5.3.4 靈敏度校驗(yàn)時(shí)，如校驗(yàn)點(diǎn)的反射波幅比距離一波幅曲線降低20％或2dB以上，則儀器靈敏度應(yīng)重新調(diào)整，而前次校驗(yàn)后，已經(jīng)記錄的缺陷，應(yīng)對(duì)缺陷尺寸參數(shù)重新測定并予以評(píng)定。6 初始檢驗(yàn) 6.1 一般要求

6.1.1 超聲檢驗(yàn)應(yīng)在焊縫及探傷表面經(jīng)外觀檢查合格并滿足GBll345-89第8.1.3條的要求后方可進(jìn)行。

6.1.2 檢驗(yàn)前，探傷人員應(yīng)了解受檢工件的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、曲率、厚度、焊接方法、焊縫種類、坡口形式、焊縫余高及背面襯墊、溝槽等情況。

6.1.3 探傷靈敏度應(yīng)不低于評(píng)定線靈敏度。

6.1.4 掃查速度不應(yīng)大于150mm／S，相鄰兩次探頭移動(dòng)間隔保證至少有探頭寬度10％的重疊。

6.1.5 對(duì)波幅超過評(píng)定線的反射波，應(yīng)根據(jù)探頭位置、方向、反射波的位置及6.1.2條了解焊縫情況，判斷其是否為缺陷。判斷缺陷的部位在焊縫表面作出標(biāo)記。6.2平板對(duì)接焊縫的檢驗(yàn)

6.2.1 為探測縱向缺陷，斜探頭垂直于焊縫中心線放置在探傷面上，作鋸齒型掃查。探頭前后移動(dòng)的范圍應(yīng)保證掃查到全部焊縫截面及熱影響區(qū)。在保持垂直焊縫作前后移動(dòng)的同時(shí)，還應(yīng)作10°～15°左右移動(dòng)。

6.2.2 為探測焊縫及熱影響區(qū)的橫向缺陷應(yīng)進(jìn)行平行和斜平行掃查。B級(jí)檢驗(yàn)時(shí)，可在焊縫兩側(cè)邊緣使探頭與焊縫中心線成10°～20°斜平行掃查。C級(jí)檢驗(yàn)時(shí)，可將探頭放在焊縫及熱影響區(qū)上作兩方向的平行掃查，焊縫母材厚度超過lOOmm時(shí)，應(yīng)在焊縫的兩面作平行掃查或者采用兩種角度探頭(45°和60°或45°和70°并用)作單位兩個(gè)方向平行掃查，亦可用兩個(gè)45°探頭作串列式平行掃查。對(duì)電渣焊縫還應(yīng)增加與焊縫中心線45°的斜想向掃查。

6.2.3 為確定缺陷的位置、方向、形狀、觀察缺陷動(dòng)態(tài)波形或區(qū)分缺陷訊號(hào)與偽訊號(hào)，可采用前后、左右、轉(zhuǎn)角、環(huán)繞等四種探頭基本掃查方式。6.3 曲面工作對(duì)接焊縫的檢驗(yàn)

6.3.1 探傷面為曲面時(shí)，按規(guī)定選用對(duì)比試塊，并采用6.2條的方法進(jìn)行檢驗(yàn)。C級(jí)檢驗(yàn)時(shí)，受工件幾何形狀限制，橫向缺陷探測無法實(shí)施時(shí)，應(yīng)在檢驗(yàn)記錄中予以注明。

6.3.2 環(huán)縫檢驗(yàn)時(shí)，對(duì)比試塊的曲率半徑為探傷面曲率0.9-1.5倍的對(duì)比試塊，均可采用，對(duì)比試塊的采用。探測橫向缺陷時(shí)按6.3.3條的方法進(jìn)行。

6.3.3 縱縫檢驗(yàn)時(shí)，對(duì)比試塊的曲率半徑與探傷面曲率半徑之差應(yīng)小于10％。

6.3.3.1 根據(jù)工件的曲率和材料厚度選擇探頭角度，并考慮幾何臨界角的限制，確保聲束能掃查到整個(gè)焊縫厚度；條件允許時(shí)，聲束在曲底面的入射角度不應(yīng)超過70°。

6.3.3.2 探頭接觸面修磨后，應(yīng)注意探頭入射點(diǎn)和折射點(diǎn)角或K值的變化，并用曲面試塊作實(shí)際測定。

6.3.3.3 當(dāng)R大于W2／4采用平面對(duì)比試塊調(diào)節(jié)儀器，檢驗(yàn)中應(yīng)注意到熒光屏指示的缺陷深度或水平距離與缺陷實(shí)際的徑向埋藏深度或水平距離弧長的差異，必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行修正。6.4 其它結(jié)構(gòu)焊縫的檢驗(yàn)

盡可能采用平板焊縫檢驗(yàn)中已經(jīng)行之有效的各種方法。在選擇探傷面和探頭時(shí)應(yīng)考慮到檢測各種類型缺陷的可能性，并使聲束盡可能垂直于該結(jié)構(gòu)焊縫中的主要缺陷。7 規(guī)定檢驗(yàn) 7.1 一般要求

7.1.1 規(guī)定檢驗(yàn)只對(duì)初始檢驗(yàn)中被標(biāo)記的部位進(jìn)行檢驗(yàn)。

7.1.2 對(duì)所有反射波幅超過定量線的缺陷，均應(yīng)確定其位置，最大反射波幅所在區(qū)域和缺陷指示長度。表7.1.2mm

檢驗(yàn)等級(jí)

A

靈敏度 評(píng)定靈敏度 定量靈敏度 判廢靈敏度

7.2 最大反射波幅的測定

7.2.1 對(duì)判定的缺陷的部位，采取6.2.3條的探頭掃查方式，增加探傷面、改變探頭折射角度進(jìn)行探測，測出最大反射波幅并與距離一波幅曲線作比較，確定波幅所在區(qū)域，波幅測定的允許誤差為2dB。

Φ3 Φ4 Φ6

Φ2 Φ3 Φ6

Φ2 Φ3 Φ4

B

C

7.1.3 探傷靈敏度應(yīng)調(diào)節(jié)到評(píng)定靈敏度，見表7.1.2直探頭檢驗(yàn)等級(jí)評(píng)定。7.2.2 最大反射波幅A與定量線SL的dB差值記為SL±——dB 7.3 位置參數(shù)的測定

7.3.1 缺陷位置以獲得缺陷最大反射波的位置來表示，根據(jù)相應(yīng)的探頭位置和反射波在熒光屏上的位置來確定如下全部或部分參數(shù)。

a、縱坐標(biāo)L代表缺陷沿焊縫方向的位置。以檢驗(yàn)區(qū)段編號(hào)為標(biāo)證基準(zhǔn)點(diǎn)(即原點(diǎn))建立坐標(biāo)。坐標(biāo)正方向距離上表示缺陷到原點(diǎn)的距離。

b、深度坐標(biāo)h代表缺陷位置到探傷面的垂直距離(mm)，以缺陷最大反射波位置的深度值表示。

c、橫坐標(biāo)q代表缺陷位置離開焊縫中心線的垂直距離，可由缺陷最大反射波位置的水平距離或簡化水平距離求得。7.3.2 缺陷的深度和水平距離(或簡化水平距離)兩數(shù)值中的一個(gè)可由缺陷最大反射波在熒光屏上的位置直接讀出，另一個(gè)數(shù)值可采用計(jì)算法、曲線法、作圖法或缺陷定位尺求出。

第三篇：大型養(yǎng)路機(jī)械及軌道車輛車軸超聲波探傷工藝規(guī)程(試行)

附件17：

大型養(yǎng)路機(jī)械、軌道車輛車軸 超聲波探傷工藝規(guī)程（試行）總則

1.1 車軸是各種大型養(yǎng)路機(jī)械、軌道車輛的重要部件。對(duì)大型養(yǎng)路機(jī)械、軌道車輛車軸的軸頸、輪座、防塵板座及齒輪座等應(yīng)力集中部位實(shí)行超聲波探傷是發(fā)現(xiàn)各種車軸內(nèi)部缺陷及疲勞裂紋，防止斷裂事故、確保行車安全的可靠措施。為了規(guī)范車軸的探傷工作，保證探傷質(zhì)量，特制定本規(guī)程。

1.2 本規(guī)程適用于大型養(yǎng)路機(jī)械（包括D08-32型自動(dòng)抄平起撥道搗固車、SRM80型全斷面道碴清篩機(jī)、WD-320型動(dòng)力穩(wěn)定車和SPZ-200型雙向道床配碴整形車）、軌道平車及160HP以上軌道車等走行軸的超聲波探傷。其它車輛車軸的超聲波探傷可參照本規(guī)程。

1.3 大型養(yǎng)路機(jī)械、軌道車輛的車軸探傷應(yīng)貫徹預(yù)防為主、質(zhì)量第一的工作方針。

1.4 對(duì)大型養(yǎng)路機(jī)械、軌道車輛車軸實(shí)施探傷的過程中，探傷人員應(yīng)根據(jù)具體的車軸型號(hào)，結(jié)合本規(guī)程中的相關(guān)參數(shù)及規(guī)定進(jìn)行。1.5 本規(guī)程未做規(guī)定者，按國家和鐵道部有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。1.6 本規(guī)程由北京鐵路局起草，由鐵道部運(yùn)輸局基礎(chǔ)部提出并歸 —3— 口。2 探傷范圍

2.1 凡大型養(yǎng)路機(jī)械、軌道車輛車軸屬于下列情況之一者，均需按本規(guī)程實(shí)行超聲波探傷檢查。2.1.1 大型養(yǎng)路機(jī)械每年進(jìn)行一次。

2.1.2 軌道車、軌道平車走行3000km～5000km或行駛滿一年。2.1.3 車輛顛覆或脫線。2.1.4 車輛大修。

2.1.5 單獨(dú)更換車軸或輪對(duì)。

2.2 判為輕傷的車軸，下次探傷時(shí)間縮短為正常周期的一半，并由司乘人員加強(qiáng)檢查。3 探傷人員

3.1 大型養(yǎng)路機(jī)械、軌道車輛車軸超聲波探傷人員，必須取得鐵道部門無損檢測資格鑒定考核委員會(huì)頒發(fā)的超聲Ⅱ級(jí)或以上級(jí)別資格證書方可獨(dú)立工作。

3.2 探傷人員應(yīng)熟悉被探車軸的材質(zhì)、制造工藝，以及易于產(chǎn)生缺陷的部位、性質(zhì)、形狀及分布情況和車軸幾何尺寸。3.3 探傷人員應(yīng)熟知有關(guān)被探車軸的內(nèi)部質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)技術(shù)條件。

3.4 探傷人員應(yīng)了解大型養(yǎng)路機(jī)械和軌道車輛在運(yùn)行中車軸應(yīng)力集中的部位及范圍。4 主要設(shè)備及性能

—3— 4.1 超聲波探傷儀

4.1.1 六通道超聲波探傷儀應(yīng)有六個(gè)通道同時(shí)顯示和每通道單獨(dú)顯示功能，并有足夠的顯示亮度。

4.1.2 每個(gè)通道靈敏度余量均應(yīng)≥46dB；K1斜探頭探測壓裝部深度為 1mm 的人工傷余量應(yīng)≥26dB。4.1.3 水平線性誤差≤2%。4.1.4 垂直線性誤差≤6%。4.1.5 每道衰減器總量≥80dB。4.1.6 動(dòng)態(tài)范圍≥26dB。

4.1.7 分辨力（縱波縱向）≥26dB。4.1.8 探測深度（縱波）≥3m。4.1.9 適用于交流、直流兩種電源。4.2 試塊

4.2.1 車軸超聲波探傷TZS-R型專用標(biāo)準(zhǔn)試塊一套，見圖1。4.2.2 各種軸型半軸實(shí)物試塊各一件，如圖

2、圖

3、圖

4、圖5所示。按各種軸型加工的半軸實(shí)物試塊的人工傷部位見附錄三規(guī)定，人工傷深度應(yīng)符合TB/T2494.1—94和TB/T2494.2—94要求，并在1/2軸長度的端面上鉆Φ10mm、深60mm的平底孔。

4.2.3 GDC型專用試塊一套，如圖

6、圖

7、圖

8、圖9所示。4.3 ZHT-1型組合探頭

4.3.1 探頭頻率為2.5MHz-5MHz。4.3.2 回波頻率為f ±15%。

—3— 4.3.3 直探頭聲軸偏角≤1.5°。4.3.4 斜探頭折射角誤差Δβ： 4.3.4.1 β≤45°時(shí)，Δβ≤1.5°。4.3.4.2 β＞45°時(shí)，Δβ≤2°。

4.3.5 超聲波小角度縱波探頭探傷參數(shù)，見附錄二。4.3.6 超聲波縱波探傷參數(shù)，見附錄三。

4.3.7 以超聲橫波檢查輪座、齒輪座鑲?cè)氩科诹鸭y使用K0.7～K1.6橫波斜探頭，如圖

10、圖

11、圖12所示，超聲波橫波探傷參數(shù)見附錄四。5 探傷前準(zhǔn)備

5.1 專用組合探頭由6個(gè)不同角度的單個(gè)特殊探頭組成，探傷前應(yīng)按被探軸型組配每個(gè)單探頭的角度。6個(gè)單探頭按逆時(shí)針方向，依次全軸、齒軸座內(nèi)側(cè)、齒輪座外側(cè)、輪座內(nèi)側(cè)、輪座外側(cè)、軸頸順序排列（對(duì)應(yīng)于六通道探傷儀1～6道）。

5.2 檢查橫波斜探頭的入射點(diǎn)和K值，按TZS-R型車軸標(biāo)準(zhǔn)試塊使用說明規(guī)定方法進(jìn)行。

5.3 了解被探車軸的型號(hào)、幾何尺寸、走行公里數(shù)、組裝年限。5.4 擦試探測面。為了保證探傷過程中有良好的聲耦合，拆除軸箱蓋和銷釘后，還必須除去軸端面的銹污和毛刺。5.5 測距的標(biāo)定

5.5.1 縱波探傷測距的標(biāo)定：

5.5.1.1 使用專用組合探頭檢查各種車軸時(shí)，應(yīng)按探測長度進(jìn)行標(biāo) —3— 定（相關(guān)參數(shù)見附錄三），具體調(diào)整方法是把 0 度探頭置于TZS-R型標(biāo)準(zhǔn)試塊C面上，將第五次底波前沿用儀器粗調(diào)和微調(diào)旋鈕調(diào)至熒光屏刻度第4大格，如圖7所示，此時(shí)屏幕上刻度每大格（1cm）代表車軸實(shí)際長度250mm（詳見TZS-R型車軸超聲波探傷標(biāo)準(zhǔn)試塊使用說明書）。

5.5.1.2 用半軸實(shí)物試塊直接標(biāo)定。以軸承脂做耦合劑，將第一次底面回波用深度粗調(diào)和微調(diào)旋鈕調(diào)至熒光屏刻度相對(duì)應(yīng)的格數(shù)（半軸實(shí)物試塊長度÷250 = 格數(shù)），屏幕上每一大格代表車軸實(shí)際長度250mm。

5.5.1.3 用GDC型試塊標(biāo)定。用儀器調(diào)節(jié)旋鈕，將第一至第四次底波前沿調(diào)至示波管顯示屏機(jī)械刻度第2、4、6、8大格，此時(shí)，每大格代表試塊（或車軸）實(shí)際尺寸250mm。5.5.2 橫波斜探頭測距的標(biāo)定：

5.5.2.1 將K值探頭置于TZS-R標(biāo)準(zhǔn)試塊R面上，調(diào)節(jié)儀器微調(diào)和水平旋鈕，使A面下棱角最高反射波前沿和A面上棱角最高反射波的前沿分別對(duì)準(zhǔn)熒光屏水平刻度的第2與第4大格上，見圖8。此時(shí)，儀器刻度每大格代表探測深度H為40mm，其水平距離L和聲程S可用式1和式2計(jì)算。

L＝K H

（1）

S＝H√K2 ＋1

（2）

5.5.2.2 斜探頭置于半軸實(shí)物試塊軸身上，將半軸實(shí)物試塊輪座（或齒輪座）內(nèi)側(cè)（或外側(cè)）人工傷反射波前沿用水平（或延遲）—3— 和微調(diào)旋鈕調(diào)至熒光屏刻度適當(dāng)位置（例第五大格，見圖9），根據(jù)公式3～5計(jì)算出屏幕上每大格代表的實(shí)際探測深度H、水平距離L及聲程S值（詳見TZS-R型車軸超聲波標(biāo)準(zhǔn)試塊技術(shù)說明）。

Φ1 ＋ Φ2

H ＝ ─────

（3）

Φ1 ＋ Φ2

L ＝ K（─────）＝ K H

（4）

Φ1 ＋ Φ2 2

______

_______

S ＝ ───── √K2 ＋1 ＝ H √K2 ＋1

（5）

式中：K＝Tgβ；

β＝探頭折射角；

L＝從探頭入射點(diǎn)至人工傷的垂直距離（mm）;

S＝橫波聲程（mm）;

Φ1＝輪座（或齒輪座）直徑；

Φ2＝探頭所在位置的直徑。

水平（L）／格數(shù)——每格代表的水平距離 ；

深度（H）／格數(shù)——每格代表的深度；

聲程（S）／格數(shù)——每格代表的聲程。探測程序 6.1 縱波探傷

6.1.1 縱波探傷靈敏度的確定：

6.1.1.1 使用GDC型專用試塊調(diào)整探傷靈敏度。將與被探測車軸相 —3— 對(duì)應(yīng)的專用組合探頭置于涂有耦合劑的GDC型專用試塊端面上，如圖10所示，依次調(diào)整穿透（一通道）、齒輪座內(nèi)側(cè)（二通道）、齒輪座外側(cè)（三通道）、輪座內(nèi)側(cè)（四通道）、輪座外側(cè)（五通道）、軸頸（六通道）等部位探測靈敏度。

6.1.1.2 全軸穿透探測靈敏度的調(diào)整。使用GDC型專用試塊調(diào)整全軸穿透探傷靈敏度，儀器“增益”最大、“抑制”關(guān)，調(diào)整探傷儀第一通道衰減器控制鍵（詳見CZT-1型超聲波車軸探傷儀使用說明書），使GDC型試塊端面直徑φ5mm平底孔反射波高度為熒光屏滿刻度的80%，再增益16dB～20dB（軸端直徑＜φ120mm，增益20dB；軸端直徑≥φ120mm，增益16dB）作為車軸超聲波穿透檢查的探傷靈敏度。

6.1.1.3 齒輪座內(nèi)側(cè)探傷靈敏度的調(diào)整。儀器“增益”最大、“抑制”關(guān)，調(diào)整儀器第二通道衰減器控制鍵，使人工傷反射波高度為熒光屏滿刻度的80%，然后增益18dB～22dB，作為判傷靈敏度，再增益4dB作為掃查靈敏度。

6.1.1.4 齒輪座外側(cè)探傷靈敏度的調(diào)整方法與6.1.1.3相同，先增益16dB～20dB作為判傷靈敏度，再增益4dB作為掃查靈敏度。6.1.1.5 輪座內(nèi)側(cè)探傷靈敏度的調(diào)整。調(diào)整儀器第四通道衰減器控制鍵，使人工傷反射波高度為熒光屏滿刻度的80%，然后增益14dB～18dB作為輪座內(nèi)側(cè)判傷靈敏度，再增益4dB作為掃查靈敏度。

6.1.1.6 輪座外側(cè)探傷靈敏度的確定。調(diào)整方法與6.1.1.5相同，先 —3— 增益12dB～16dB作為輪座外側(cè)判傷靈敏度，再增益4dB作為掃查靈敏度。

6.1.1.7 軸頸探傷靈敏度的確定。儀器“增益”最大、“抑制”關(guān)，調(diào)整儀器第六通道衰減器控制鍵，使人工傷反射波高度為熒光屏滿刻度的80%，然后增益8dB～12dB作為軸頸判傷靈敏度，再增益4dB作為掃查靈敏度。

6.1.1.8 使用半軸實(shí)物試塊調(diào)整全軸穿透探傷靈敏度。儀器“增益”最大、“抑制”關(guān)，調(diào)整探傷儀第一通道衰減器控制鍵（詳見CZT-1型超聲波車軸探傷儀使用說明書），使半軸實(shí)物試塊端面直徑10mm平底孔反射波高度為熒光屏滿刻度的80%，再增益16dB作為車軸超聲波穿透檢查的探傷靈敏度。

6.1.1.9 使用TZS-R型標(biāo)準(zhǔn)試塊調(diào)整全軸穿透探傷靈敏度。將探頭置于試塊C面，調(diào)整第一通道衰減器控制鍵，使第一次底波為熒光屏滿刻度的80%，在此基礎(chǔ)上檢查平軸端車軸時(shí)，提高增益45dB，作為車軸超聲穿透檢查的探傷靈敏度；檢查軸端帶螺紋或軸徑直徑＜120mm的車軸，提高增益50dB，作為車軸超聲穿透檢查的探傷靈敏度。

6.1.2 縱波探傷操作程序：

6.1.2.1 用儀器控制鍵輸入車型、軸號(hào)、探頭角度等有關(guān)參數(shù)（參見附錄三）。

6.1.2.2 將與被探軸相對(duì)應(yīng)的組合探頭置于涂好耦合劑（油脂）的軸端面上，使6個(gè)單探頭均有良好的聲接觸。儀器置于六通道同時(shí) —3— 顯示狀態(tài)下，向探頭體施以均勻壓力，觀察第一通道掃描線上應(yīng)出現(xiàn)底波的位置是否有軸端面反射波出現(xiàn)，如有幅度足夠高的反射波，表示組合探頭接觸良好，否則應(yīng)重新檢查組合探頭的彈簧是否正常。然后勻速順時(shí)針旋轉(zhuǎn)組合探頭360°，觀察六條掃描線是否有異常反射波出現(xiàn)，如有異常反射波出現(xiàn)，則應(yīng)使用單通道顯示鍵依次顯示第一通道和出現(xiàn)異常波的相應(yīng)通道，判斷該軸是否有傷和傷的大小。判傷時(shí)除周向旋轉(zhuǎn)探頭判斷傷的周向長度外，還要單獨(dú)上、下移動(dòng)有異常波的探頭，以提高判傷的準(zhǔn)確性和判斷傷的尺寸及位置。

6.1.2.3 車軸全軸探傷必須從兩端進(jìn)行，嚴(yán)禁僅從單端探測。6.1.2.4 判傷

6.1.2.4.1 0 度探頭穿透探測全軸超聲波的衰減情況時(shí)，如果軸端面反射波高＜50%，則認(rèn)為該軸透聲不良。如果發(fā)現(xiàn)始波與底面回波間有傷波出現(xiàn)、且波高≥80%，應(yīng)根據(jù)傷波在熒光屏上所處的格數(shù)，計(jì)算出傷在車軸上的位置，再將探頭放到軸另一端面上探測，如果亦有傷波出現(xiàn)，而且傷在軸上所處位置與前者相對(duì)應(yīng)，則判該軸有超過標(biāo)準(zhǔn)的傷，應(yīng)予落輪檢查。

6.1.2.4.2 車軸各應(yīng)力區(qū)疲勞裂紋判斷。當(dāng)在顯示六條掃描線時(shí)發(fā)現(xiàn)某部位有可疑反射波出現(xiàn)，則應(yīng)將儀器轉(zhuǎn)換成單道顯示狀態(tài)，根據(jù)反射波的位置和特點(diǎn)進(jìn)行判斷。車軸疲勞裂紋反射波的特點(diǎn)是波峰尖銳、反射干脆、猛烈，當(dāng)探頭周向旋轉(zhuǎn)時(shí)，有一定的周向長度，裂紋反射波幅度由低變高再由高變低，有規(guī)律地逐漸變化，無突變 —3— 現(xiàn)象，反射波沒有明顯的位置變化。當(dāng)探頭在軸端面上作上、下掃查時(shí)，裂紋反射波的位置隨著探頭上、下掃查，在掃描線上左右移動(dòng)，其幅度由低──高──低有規(guī)律逐漸變化，無突變現(xiàn)象，并且探頭向上掃查比向下掃查時(shí)波幅下降速度快。6.2 橫波探傷

6.2.1 在探測落輪的車軸探傷時(shí)，可采用橫波探傷方法探測各應(yīng)力區(qū)疲勞裂紋。

6.2.2 橫波探傷靈敏度的確定：

6.2.1.1 將帶弧形的K值（0.7～1.6）探頭置于涂有耦合劑的半軸實(shí)物試塊的軸身上，調(diào)整儀器衰減器控制鍵，使輪座（或齒輪座）人工傷反射波高度達(dá)熒光屏滿刻度80%，再提高增益10dB～18dB作為輪座內(nèi)、外側(cè)（或齒輪座內(nèi)外側(cè)）的橫波探傷靈敏度。6.2.1.2 將帶弧形K值（0.7～1.6）探頭置于TZS-R標(biāo)準(zhǔn)試塊R面上，按圖

7、圖8所示方法，探測TZS-R試塊上1毫米深的人工傷，調(diào)整儀器衰減器控制鍵，使人工傷反射波高度為熒光屏滿刻度的80%，然后再提高增益12dB～18dB作為輪座內(nèi)、外側(cè)或齒輪座內(nèi)外側(cè)的橫波探傷靈敏度。6.2.2 橫波探傷操作程序：

6.2.2.1 用儀器控制鍵輸入車型、軸號(hào)、探頭K值等有關(guān)參數(shù)（參 見附錄四）。

6.2.2.2 探頭掃查區(qū)域。以橫波探測不退軸承和齒輪的車軸輪座內(nèi)、外側(cè)和齒輪座內(nèi)、外側(cè)時(shí)，均在軸身上進(jìn)行（探頭K值的大小 —3— 視幾何尺寸而定）。探頭的掃查區(qū)域必須保證輪座（或齒輪座）內(nèi)、外側(cè)探測區(qū)域之和大于輪座全長，即必須保證探頭主聲束掃查整個(gè)輪座（或齒輪座）全長，如圖9所示。

6.2.2.3 斜探頭移動(dòng)方法。使用橫波斜探頭探傷時(shí)，使探頭均勻受力（0.2kg～0.5kg），以20mm/s～50mm/s的速度在軸身上沿軸向往復(fù)移動(dòng)。6.2.2.4 判傷

車軸疲勞裂紋是一種金屬表面斷裂，內(nèi)部含有氣體，多出現(xiàn)在輪座和齒輪座的壓合線上或卸荷槽的底部，呈線性分布，有一定的周向長度和深度，其反射波的特點(diǎn)是干脆、波峰尖銳、猛烈、根部粗些。又因?yàn)榱鸭y有一定深度，當(dāng)探頭前后移動(dòng)時(shí)，反射波在掃描線上左右移動(dòng)，而且波幅有從低到高再到低的逐漸變化規(guī)律，沒有突變現(xiàn)象。在車軸幾何尺寸和探頭K值一定時(shí)，其聲程為常數(shù)，故疲勞裂紋反射波波幅最大時(shí)的前沿所對(duì)應(yīng)的刻度不變。探頭周向掃查時(shí)，裂紋反射紋僅有幅度的逐漸連續(xù)高低變化，沒有位置變化。車軸探傷中除根據(jù)裂紋反射波特點(diǎn)判斷外，還應(yīng)注意觀察輪心反射波或臺(tái)階反射波的變化，當(dāng)出現(xiàn)裂紋反射波時(shí)，周向移動(dòng)探頭，由于疲勞裂紋的存在，輪心或臺(tái)階反射波會(huì)隨著裂紋反射波的升高而降低。如果裂紋較深時(shí)，輪心或臺(tái)階波消失。7 車軸超聲波探傷中常見雜波及其特點(diǎn)

7.1 在大型養(yǎng)路機(jī)械、軌道車輛車軸超聲波探傷中，常見的雜波主要是由壓裝部的腐蝕坑、腐蝕溝、刀痕、透油透銹、臺(tái)階和卸荷 —3— 槽底部等引起的反射波。

7.2 腐蝕溝的反射波。腐蝕溝是多個(gè)腐蝕坑連成的，多出現(xiàn)在使用年限較長的車軸表面的疲勞裂紋區(qū)域內(nèi)，有時(shí)與裂紋重合，長度不等。一般在橫波探傷時(shí)有較明顯的反射波形，其特點(diǎn)是較寬，多峰前后移動(dòng)探頭時(shí)反射波在掃描線上左右移動(dòng)，其移動(dòng)距離較裂紋波小，且有交替起伏現(xiàn)象。

7.3 刀痕反射波。超聲束在車軸壓裝部表面遇到粗糙刀痕時(shí)，在熒光屏上會(huì)出現(xiàn)數(shù)條反射波，且彼此間距相等，波峰尖銳，探頭周向移動(dòng)時(shí)，一周均有這種波形；前后移動(dòng)探頭，刀痕反射波有此起彼落現(xiàn)象。

7.4 輪轂孔內(nèi)表面缺陷反射波。由于車輪制造過程中在其內(nèi)部存在缺陷，如果缺陷恰好存在于車輪內(nèi)孔表面，在緊箍力足夠大的條件下，則會(huì)出現(xiàn)很強(qiáng)的缺陷反射波，其在熒光屏上出現(xiàn)的位置比車軸表面裂紋反射波略靠右，移動(dòng)探頭時(shí)，這種內(nèi)孔缺陷波很快消失。7.5 透油透銹反射波。輪對(duì)經(jīng)過長期運(yùn)用后，壓裝部有時(shí)會(huì)發(fā)生透油透銹現(xiàn)象。輪座處的透油透銹實(shí)際上是一種表面夾雜物，一般在間隙較大時(shí)，會(huì)造成油泥銹垢固化后緊貼在車軸表面，這些緊貼在軸表面的油銹混合物，在探傷時(shí)會(huì)引起較強(qiáng)的反射波。透油透銹反射波前后沿不規(guī)則，比疲勞裂紋反射波寬的多，波峰不尖銳，幅度低，嚴(yán)重者會(huì)形成所謂的“空心波”。探頭前后掃查時(shí)，有起伏變化，但無左右移動(dòng)現(xiàn)象。因?yàn)橥赣屯镐P的存在，一般輪心波或臺(tái)階波波幅很小，甚至消失。

—3— 7.6 輪心反射波。車軸探傷時(shí)，超聲束穿透軸與輪心的壓裝面到達(dá)輪心上表面棱角處所反射回來的反射波，稱為“輪心波”。其特點(diǎn)是反射比較強(qiáng)，根部較裂紋波寬，探頭前后掃查一定距離后很快消失。如果降低探測頻率，輪心波波幅增大，提高探測頻率波幅減小或消失。輪心反射波出現(xiàn)在裂紋反射波之后，探頭周向掃查時(shí)，只有幅度變化而無位置變化，且一周都存在。

7.7 臺(tái)階波。輪對(duì)在不落輪條件下軸探傷時(shí)，在超聲傳播路徑上，遇到車軸幾何尺寸突變的臺(tái)階時(shí)，會(huì)出現(xiàn)臺(tái)階（輪座、齒輪座前后肩和卸荷槽等部位）反射波。其特點(diǎn)是波幅高、反射強(qiáng)、猛烈，波的前后沿干凈無雜波。探頭前后掃查時(shí)，反射波在掃描線上左右移動(dòng)；探頭周向掃查時(shí)，一周都存在。8 探傷記錄及管理

8.1 車軸探傷結(jié)束后，如果發(fā)現(xiàn)車軸有傷，且傷波高度≥80%，超過TB/T24—94標(biāo)準(zhǔn)的疲勞裂紋或透聲不良時(shí)，判為重傷；凡傷波高度＞40%、＜80%者判為輕傷。判為有傷的車軸，必須用白鉛油在軸身上注明缺陷部位和長度。

8.2 探傷結(jié)束后，探傷人員應(yīng)認(rèn)真填寫車軸探傷記錄表（詳見附錄一）。探傷記錄的填寫，應(yīng)做到字跡清晰、整齊、不涂不改。8.3 探傷前認(rèn)真輸入有關(guān)車軸探傷參數(shù)；探測后，用探傷儀所帶打印機(jī)打印每根軸的探傷結(jié)果。

二、附錄一：軌道車、軌道平車、大型養(yǎng)路機(jī)械車軸超聲波探傷 —3— 記錄表（表1）

三、附錄二：超聲波小角度縱波探頭探傷參數(shù)（表2）

四、附錄三：軌道車、軌道平車、大型養(yǎng)路機(jī)械車軸超聲縱波探傷參數(shù)（表3-1～6）

五、附錄四：軌道車、軌道平車、大型養(yǎng)路機(jī)械車軸超聲橫波探

傷參數(shù)（表4-1～7）

六、附錄五：GDC型試塊示意圖

七、附錄六：軌道車、軌道平車、大型養(yǎng)路機(jī)械車軸示意圖

—3—

第四篇：超聲波探傷技術(shù)工作總結(jié)

小徑管超聲波探傷技術(shù)

開封空分集團(tuán)有限公司--姜海

小徑管指管徑較?。―N100以內(nèi)），管壁較薄（一般為3.5mm～8mm）的小徑管。過去對(duì)這些小徑管焊縫多采用射線檢測，但射線探傷方法有其自身的局限性；如裂紋、未熔合等,特別是當(dāng)其與射線束方向夾角較大時(shí)，不易發(fā)現(xiàn)，容易漏檢。而超聲波探傷由于不受場地、環(huán)境限制，并且對(duì)那些面狀缺陷檢出率高、且價(jià)格低廉并可與其他工種進(jìn)行交叉作業(yè)，可以大大提高效率而在管道探傷中得到了較好的應(yīng)用，下面我結(jié)合自己的工作實(shí)踐，主要對(duì)小徑管探傷存在問題、探傷方法、要點(diǎn)及缺陷波識(shí)別等，談?wù)勛约旱囊恍┱J(rèn)識(shí)：

一 小徑管對(duì)接焊縫超聲波探傷存在以下問題： 1）小徑管壁薄，壁厚較薄時(shí)超聲波聲束在管壁中產(chǎn)生的聲程較短，易受聲壓不規(guī)則的近場區(qū)干擾，給缺陷定性，定量帶來困難。2）管壁曲率較大，管內(nèi)外表面聲能損失較大，聲束傳輸路徑更復(fù)雜，經(jīng)過多次發(fā)散，聚集聲壓反射異于常規(guī)，使聲能有一定量損失，降低了探傷靈敏度。3）焊縫焊波高度、焊瘤尺寸與管壁厚度為同一數(shù)量級(jí)，在較高靈敏度探傷時(shí)雜波多，這給缺陷的識(shí)別增加了難度。4）同一截面管子在壁厚上有時(shí)存在較大的公差，因而給缺陷定位帶來了一定的困難。

二

小徑管對(duì)接焊縫超聲波探傷方法及要點(diǎn)： 小徑管對(duì)接焊縫進(jìn)行超聲波探傷時(shí)，探頭應(yīng)使用高阻尼、短前沿、大K值的單晶橫波探頭；晶片尺寸一般不大于6mm×6mm，前沿距離≤5mm，偏差＜0.5mm，工作頻率為5 MHZ。探傷中要注意如下幾點(diǎn)：（1）探頭耦合問題：

為保證探頭與工件表面充分耦合，探頭耦合面應(yīng)修磨成圓弧，使其曲率半徑與小徑管外表面盡量一致，不同管徑的小徑管焊縫探傷，應(yīng)配備專用的探頭，避免混用。如果探傷前不認(rèn)真修磨探頭耦合面，而是不同外徑的管子混用一個(gè)探頭，其結(jié)果不但使探傷工作受到油面波、變形表面波的干擾，更重要的是隨著探頭的磨損，使超聲場特性發(fā)生較大變化，使探傷結(jié)果變的不可信；另外，打磨準(zhǔn)備工作也是保證探傷順利進(jìn)行的重要環(huán)節(jié)，如飛濺物消除不徹底，會(huì)使探頭與管壁耦合不好，在檢查過程中出現(xiàn)“不起波”或“起雜波‘，必須認(rèn)真去打磨探頭移動(dòng)區(qū)，消除飛濺物、銹斑、油垢等，以便于探頭掃查。（2）關(guān)于探頭參數(shù)的測定及復(fù)核

準(zhǔn)確測定探頭的重要參數(shù)，是超聲波探傷的重要基礎(chǔ)，如果探頭參數(shù)測量不準(zhǔn)，就會(huì)造成缺陷定位、定性的困難，甚至造成誤判或漏判，在小徑管探傷檢驗(yàn)中，由于工件尺寸小，對(duì)缺陷定位更要求準(zhǔn)確，對(duì)探頭主要參數(shù)的 測定，準(zhǔn)確性尤為重要，在探傷前，探傷人員必須認(rèn)真測定探頭參數(shù)，在探傷過程中，對(duì)探頭主要參數(shù)和探傷靈敏度必須復(fù)核。（3）關(guān)于探傷靈敏度

在超聲波探傷中，確定探傷靈敏度是一個(gè)關(guān)鍵的步驟，它將直接影響到探傷結(jié)果，在小徑管焊縫探傷中同樣顯的極為重要。小徑管探頭由于晶 片尺寸較小，發(fā)射功率較低加上探頭前沿尺寸小，加工困難相應(yīng)增大，因而，探頭在探傷靈敏度下雜波很多，但有時(shí)在探傷時(shí)為了便于觀察，往往不適當(dāng)?shù)亟档土颂絺`敏度其結(jié)果必然造成漏檢，因此，做對(duì)比試塊時(shí)，須選用外徑、壁厚以及內(nèi)外粗糙度與被探管子相同或基本相近的材料。（4）小徑管焊縫探傷由于探頭晶片尺寸較小，容易產(chǎn)生漏檢，所以一定要在焊縫兩側(cè)探傷。三

缺陷波的識(shí)別與判定： 1 缺陷反射波的識(shí)別

當(dāng)采用一次波探傷時(shí)主要觀察儀器熒光屏上一次波標(biāo)記點(diǎn)前面出現(xiàn)的反射波，因?yàn)椴ㄊ鴴哌^焊縫下半部，如果有反射波一般為缺陷反射（除盲區(qū)雜波外）。其次是位于一次波最大深度標(biāo)記點(diǎn)上（焊縫根部）的反射波，當(dāng)焊縫不存在錯(cuò)口時(shí)，要確定反射波對(duì)應(yīng)的反射點(diǎn)的位置，如果反射點(diǎn)位于焊縫中心點(diǎn)或探頭側(cè)則判為缺陷。當(dāng)發(fā)現(xiàn)焊縫根部出現(xiàn)一定高度的反射波時(shí)、應(yīng)對(duì)該處焊縫兩側(cè)的壁厚進(jìn)行準(zhǔn)確測定，儀器的掃描速度要準(zhǔn)確調(diào)整，以準(zhǔn)確定位，并根據(jù)探頭所在的位置對(duì)反射波進(jìn)行認(rèn)真分析，缺陷位置出現(xiàn)在一次波最大深度標(biāo)記點(diǎn)處或以前，對(duì)應(yīng)的反射體位于焊縫中心或探頭側(cè)。

當(dāng)采用二次波探傷時(shí)，在一次波標(biāo)記點(diǎn)和二次波標(biāo)記點(diǎn)之間出現(xiàn)的反射波，可能為缺陷波，也可能是雜波，在這個(gè)區(qū)域之前或之后出現(xiàn)的反射波則為非缺陷波。缺陷波可用下述方法來判斷：

（1）如果二次波聲束在內(nèi)壁上的轉(zhuǎn)折點(diǎn)位于焊縫區(qū)外，反射點(diǎn)位于焊縫中，則該反射波可判為缺陷波。（2）二次波聲束在內(nèi)壁上的轉(zhuǎn)折點(diǎn)在焊縫區(qū)內(nèi)則該反射波不能作為判傷的依據(jù)應(yīng)根據(jù)位置、波形等其它情況綜合判斷。

當(dāng)從焊縫兩側(cè)探傷發(fā)現(xiàn)反射波，若反射波出現(xiàn)在焊縫的同一位置，反射波高相同或不同則反射波判為缺陷波。2． 雜波的識(shí)別

小徑管對(duì)接焊縫超聲波探傷時(shí)，除了缺陷反射波外，還會(huì)有一些雜波信號(hào)，這些信號(hào)干擾了缺陷的判定，易產(chǎn)生誤判，因此要認(rèn)真分析。（1）縫根部成形影響：

當(dāng)焊縫根部成形較好時(shí)，一般在在一次波標(biāo)記點(diǎn)附近無反射波或反射波強(qiáng)度很弱，當(dāng)焊縫根部成形不良如存在焊瘤、表面不規(guī)則時(shí)，從焊縫兩側(cè)探傷一般均有反射信號(hào)，其位置與根部缺陷很相似，其強(qiáng)度隨根部成形所構(gòu)成的反射條件而異，稍不注意易判為缺陷，可 用下述方法區(qū)分： a.準(zhǔn)確地調(diào)整掃描速度以便從聲程差上比較，焊瘤反射波深度略大于一次波標(biāo)記點(diǎn)，有必要再次強(qiáng)調(diào)精確測量管子壁厚。

b.用水平定位法識(shí)別:如焊瘤反射波在偏離焊縫中心線遠(yuǎn)離探頭的一側(cè)，而根部缺陷水平位置則應(yīng)在焊縫中心線上或偏離焊縫中心線靠近探頭一側(cè)。

c.通過轉(zhuǎn)動(dòng)探頭觀察波形變化也可鑒別，移動(dòng)探頭找到最大反射波后慢慢左右轉(zhuǎn)動(dòng)探頭，觀察波形變化，缺陷波漲落大，瞬間消失，焊瘤波升降較緩慢、平穩(wěn)，同時(shí)焊瘤處除產(chǎn)生反射波外，多數(shù)還會(huì)產(chǎn)生變形縱波或變形橫波，并傳到焊縫加強(qiáng)面產(chǎn)生回波信號(hào)，水平位置在一，二次波標(biāo)記點(diǎn)中間或二次波標(biāo)記點(diǎn)附近，可用沾油的手指拍打加強(qiáng)面來識(shí)別。(1)焊縫錯(cuò)邊反射波：

當(dāng)焊縫有錯(cuò)邊出現(xiàn)時(shí)，聲束和錯(cuò)邊方位將產(chǎn)生反射波，其水平定位在焊縫中心，但從另一側(cè)探傷時(shí)因無反射條件則無反射信號(hào)。(2)擴(kuò)散聲束引起的加強(qiáng)面反射波的識(shí)別：

由于小徑管壁薄，當(dāng)一次波主聲束后面的擴(kuò)散聲束經(jīng)底面反射到焊縫加強(qiáng)面時(shí)，在加強(qiáng)面處產(chǎn)生反射波，正好出現(xiàn)在一，二次波標(biāo)記點(diǎn)之間，有時(shí)易誤判為焊縫中上部缺陷，可根據(jù)探頭位置和水平定位或用沾油的手指拍打加強(qiáng)面識(shí)別，必要時(shí)，用其它檢測手段做輔助檢查，(1)變形波：

當(dāng)聲束掃查到焊縫根部時(shí)，在一定條件下將產(chǎn)生變形波，可根據(jù)探頭位置和水平定位進(jìn)行區(qū)別，一般情況下變形波水平定位點(diǎn)在焊縫之外。四． 試驗(yàn)驗(yàn)證及結(jié)論

通過對(duì)不同管徑，不同壁厚管子經(jīng)超聲波探傷和射線探傷比較，二者結(jié)果是基本吻合的，現(xiàn)場實(shí)際應(yīng)用也證明，小徑管對(duì)接超聲波探傷不僅切實(shí)可行，而且也具有較強(qiáng)的可靠性。小徑管對(duì)接超聲波探傷可以克服射線探傷的缺點(diǎn)，但在探傷過程中一定要從焊縫兩側(cè)探傷，認(rèn)真分析波形，對(duì)探頭參數(shù)、儀器一定要調(diào)準(zhǔn)。

第五篇：超聲波探傷培訓(xùn)教程

培訓(xùn)教材之理論基礎(chǔ)------

滲透檢測適用于金屬制品及其零部件表面開口缺陷的檢測，包括熒光和著色滲透檢測。

渦流檢測適用于管材檢測，如圓形無縫鋼管及焊接鋼管、鋁及鋁合金拉薄壁管等。

磁粉、滲透和渦流統(tǒng)稱為表面檢測。

波長?：同一波線上相鄰兩振動(dòng)相位相同的質(zhì)點(diǎn)間的距離稱為波長，波源或介質(zhì)中任意一質(zhì)點(diǎn)完成一次全振動(dòng)，波正好前進(jìn)一個(gè)波長的距離，常用單位為米(m)；頻率f：波動(dòng)過程中，任一給定點(diǎn)在1秒鐘內(nèi)所通過的完整波的個(gè)數(shù)稱為頻率，常用單位為赫茲(Hz)；波速C：波動(dòng)中，波在單位時(shí)間內(nèi)所傳播的距離稱為波速，常用單位為米/秒（m/s）。

由上述定義可得：C=? f，即波長與波速成正比，與頻率成反比；當(dāng)頻率一定時(shí)，波速愈大，波長就愈長；當(dāng)波速一定時(shí)，頻率愈低，波長就愈長。

次聲波、聲波和超聲波都是在彈性介質(zhì)中傳播的機(jī)械波，在同一介質(zhì)中的傳播速度相同。它們的區(qū)別在主要在于頻率不同。頻率在20~20000Hz之間的能引起人們聽覺的機(jī)械波稱為聲波，頻率低于20Hz的機(jī)械波稱為次聲波，頻率高于20000Hz的機(jī)械波稱為超聲波。次聲波、超聲波不可聞。

超聲探傷所用的頻率一般在0.5~10MHz之間，對(duì)鋼等金屬材料的檢驗(yàn)，常用的頻率為1~5MHz。超聲波波長很短，由此決定了超聲波具有一些重要特性，使其能廣泛用于無損探傷。

1.方向性好：超聲波是頻率很高、波長很短的機(jī)械波，在無損探傷中使用的波長為毫米級(jí)；超聲波象光波一樣具有良好的方向性，可以定向發(fā)射，易于在被檢材料中發(fā)現(xiàn)缺陷。

2.能量高：由于能量（聲強(qiáng)）與頻率平方成正比，因此超聲波的能量遠(yuǎn)大于一般聲波的能量。

3.能在界面上產(chǎn)生反射、折射和波型轉(zhuǎn)換：超聲波具有幾何聲學(xué)的上一些特點(diǎn)，如在介質(zhì)中直線傳播，遇界面產(chǎn)生反射、折射和波型轉(zhuǎn)換等。

4.穿透能力強(qiáng)：超聲波在大多數(shù)介質(zhì)中傳播時(shí)，傳播能量損失小，傳播距離大，穿透能力強(qiáng)，在一些金屬材料中其穿透能力可達(dá)數(shù)米。

互相垂直的波，稱為橫波，用S或T表示。

當(dāng)介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)受到交變的剪切應(yīng)力作用時(shí)，產(chǎn)生剪切形變，從而形成橫波；只有固體介質(zhì)才能承受剪切應(yīng)力，液體和氣體介質(zhì)不能承受剪切應(yīng)力，因此橫波只能在固體介質(zhì)中傳播，不能在液體和氣體介質(zhì)中傳播。鋼中橫波聲速一般為3230m/s。橫波一般應(yīng)用于焊縫、鋼管探傷。3.表面波R 當(dāng)介質(zhì)表面受到交變應(yīng)力作用時(shí)，產(chǎn)生沿介質(zhì)表面?zhèn)鞑サ牟?，稱為表面波，常用R表示。又稱瑞利波。

表面波在介質(zhì)表面?zhèn)鞑r(shí)，介質(zhì)表面質(zhì)點(diǎn)作橢圓運(yùn)動(dòng)，橢圓長軸垂直于波的傳播方向，短軸平行于波的傳播方向；橢圓運(yùn)動(dòng)可視為縱向振動(dòng)與橫向振動(dòng)的合成，即縱波與橫波的合成，因此表面波只能在固體介質(zhì)中傳播，不能在液體和氣體介質(zhì)中傳播。

表面波的能量隨深度增加而迅速減弱，當(dāng)傳播深度超過兩倍波長時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的振幅就已經(jīng)很小了，因此，一般認(rèn)為表面波探傷只能發(fā)現(xiàn)距工件表面兩倍波長深度內(nèi)的缺陷。表面波一般應(yīng)用于鋼管探傷。4.板波

在板厚與波長相當(dāng)?shù)谋“逯袀鞑サ牟?，稱為板波。根據(jù)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向不同可將板波分為SH波和蘭姆波。板波一般應(yīng)用于薄板、薄壁鋼管探傷。

二．超聲波聲速測量

對(duì)探傷人員來說，用探傷儀測量聲速是最簡便的，用這種方法測聲速，可用單探頭反射法或雙探頭穿透法；可用于測縱波聲速和橫波聲速。

1.反射法測縱波聲速 聲速按下式計(jì)算：

聲速 C=2d/(T1-t)； t = 2T1 – T2 式中 d------工件厚度；

t------由探頭晶片至工件表面?zhèn)鬏敃r(shí)間；

T1------由探頭晶片至工件底一次波傳輸時(shí)間；

T2------由探頭晶片至工件底二次波傳輸時(shí)間；

2.穿透法測縱波聲速 聲速按下式計(jì)算：

聲速 C=d/(T1-t)； t = 2T1 – T2 式中 d------工件厚度；

t------由探頭晶片至工件表面?zhèn)鬏敃r(shí)間；

T1------由探頭晶片至工件底一次波傳輸時(shí)間；

T2------由探頭晶片至工件底二次波傳輸時(shí)間；

3.反射法測橫波聲速

用半圓弧測橫波聲速，按下式計(jì)算： 聲速 C=2d/(T1-t)； t = 2T1 – T2 式中 d------半圓半徑長度；

t------由探頭晶片至半圓弧探測面?zhèn)鬏敃r(shí)間；

T1------由探頭晶片至圓弧面一次波傳輸時(shí)間；

T2------由探頭晶片至圓弧面二

次波傳輸時(shí)間；

動(dòng)中任何質(zhì)點(diǎn)都可以看作是新的波源。據(jù)此惠更斯提出了著名的惠更斯原理：介質(zhì)中波動(dòng)傳播到的各點(diǎn)都可以看作是發(fā)射子波的波源，在其后任意時(shí)刻這些子波的包跡就決定新的波陣面。2.波的衍射（繞射）

波在傳播過程中遇到與波長相當(dāng)?shù)恼系K物時(shí)，能繞過障礙物邊緣改變方向繼續(xù)前進(jìn)的現(xiàn)象，稱為波的衍射或波的繞射。如右圖，超聲波（波長為?）在介質(zhì)中傳播時(shí)，AB（其尺寸為D）遇到缺陷，據(jù)惠更斯原理，缺陷邊緣可以看作是發(fā)射子波的波源，使波的傳播改變，從 而使缺陷背后的聲影縮小，反射波降低。

當(dāng)D<>?時(shí)，反射強(qiáng)，繞射弱，聲波幾乎全反射。

波的繞射對(duì)探傷即有利又不利。由于波的繞射，使超聲波產(chǎn)生晶料繞射順利地在介質(zhì)中傳播，這對(duì)探傷有利；但同時(shí)由于波的繞射，使一些小缺陷回波顯著下降，以致造成漏檢，這對(duì)探傷不利。一般超聲波探傷靈敏度約為?/2。

三． 超聲場的特征值

充滿超聲波的空間或超聲振動(dòng)所波及的部分介質(zhì)，叫超聲場；超聲場具有一定的空間大小和形狀，只有當(dāng)缺陷位于超聲場內(nèi)時(shí)，才有可能被發(fā)現(xiàn)。描述超聲場的特征植（即物理量）主要有聲壓、聲強(qiáng)和聲

阻抗。1.聲壓P 超聲場中某一點(diǎn)在某一時(shí)刻所具有的壓強(qiáng)P1與沒有超聲波存在時(shí)的靜態(tài)壓強(qiáng)P0之差，稱為該點(diǎn)的聲壓，用P表示（P = P1-P0）。

聲壓幅值 p = ?cu = ?c(2?fA)其中 ?----介質(zhì)的密度;c----波速;u----質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度； A----聲壓最大幅值； f----頻率。

超聲場中某一點(diǎn)的聲壓的幅值與介質(zhì)的密度、波速和頻率成正比。在超聲波探傷儀上，屏幕上顯示的波高與聲壓成正比。2.聲阻抗Z 超聲場中任一點(diǎn)的聲壓p與該處質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度u之比稱為聲阻抗，常用Z表示。

Z = p / u = ?cu / u = ?c 由上式可知，聲阻抗的大小等于介質(zhì)的密度與波速的乘積。由u = P/Z可知，在

同一聲壓下，Z增加，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度下降。因此聲阻抗Z可理解為介質(zhì)對(duì)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的阻礙作用。超聲波在兩種介質(zhì)組成的界面上的反射和透射情況與兩種介質(zhì)的聲阻抗密切相關(guān)。3.聲強(qiáng)I 單位時(shí)間內(nèi)垂直通過單位面積的聲能稱為聲強(qiáng)，常用I表示。

22I = Z u/2 = P/(2Z)當(dāng)超聲波傳播到介質(zhì)中某處時(shí)，該處原來靜止不動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)，因而具有動(dòng)能；同時(shí)該處介質(zhì)產(chǎn)生彈性變形，因而也具有彈性位能；聲能為兩者之和。

聲波的聲強(qiáng)與頻率平方成正比，而超聲波的頻率遠(yuǎn)大于可聞聲波。因此超聲波的聲強(qiáng)也遠(yuǎn)大于可聞聲波的聲強(qiáng)。這是超聲波能用于探傷的重要原因。

在同一介質(zhì)中，超聲波的聲強(qiáng)與聲壓的平方成正比。

四． 分貝的概念與應(yīng)用

1.概念

由于在生產(chǎn)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中，所遇到的聲強(qiáng)數(shù)量級(jí)往往相差懸殊，如引起聽覺的聲-16 2– 4 強(qiáng)范圍為10~ 10瓦/厘米，最大值與最小值相差12個(gè)數(shù)量級(jí)。顯然采用絕對(duì)量來度量是不方便的，但如果對(duì)其比值（相對(duì)量）取對(duì)數(shù)來比較計(jì)算則可大簡化運(yùn)算。分貝就是兩個(gè)同量綱的量之比取對(duì)數(shù)后的單位。

通常規(guī)定引起聽覺的最弱聲強(qiáng)為I1 = 10 2–16 瓦/厘米 作為聲強(qiáng)的標(biāo)準(zhǔn)，另一聲強(qiáng)I2與標(biāo)準(zhǔn)聲強(qiáng)I1 之比的常用對(duì)數(shù)稱為聲強(qiáng)級(jí)，單位是貝爾(BeL)。實(shí)際應(yīng)用時(shí)貝爾太大，故常取1/10貝爾即分貝（dB）來作單位。（如取自然對(duì)數(shù)，則單位為奈培NP）

? = lg(I2/I1)(Bel)=10 lg(I2/I1)= 20 lg(P2/P1)(dB)在超聲波探傷中，當(dāng)超聲波探傷儀的垂直線性較好時(shí)，儀器屏幕上的波高與聲壓

成正比。這時(shí)有

? = 20 lg(P2/P1)= 20 lg(H2/H1)(dB)這時(shí)聲壓基準(zhǔn)P1或波高基準(zhǔn)H1可以任意選取。2.應(yīng)用

分貝用于表示兩個(gè)相差很大的量之比顯得很方便，在聲學(xué)和電學(xué)中都得到廣泛的應(yīng)用，特別是在超聲波探傷中應(yīng)用更為廣泛。例如屏上兩波高的比較就常常用dB表示。

例如，屏上一波高為80％，另一波高為20％，則前者比后者高

? = 20 lg(H2/H1)= 20 lg(80/20)= 12（dB）

用分貝值表示回波幅度的相互關(guān)系，不僅可以簡化運(yùn)算，而且在確定基準(zhǔn)波高以后，可直接用儀器的增益值（數(shù)字機(jī)）或衰減值（模擬機(jī)）來表示缺陷波相對(duì)波高。

超聲波從一種介質(zhì)傳播到另一種介質(zhì)時(shí)，在兩種介質(zhì)的分界面上，一部分能量反射回原介質(zhì)內(nèi)，稱為反射波；另一部分能量透過界面在另一種介質(zhì)內(nèi)傳播，稱為透射波。在界面上聲能（聲壓、聲強(qiáng)）的分配和傳播方向的變化都將遵循一定的規(guī)律。

一． 單一界面的反射和透射

聲能的變化與兩種介質(zhì)的聲阻抗密切相關(guān)，設(shè)波從介質(zhì)1（聲阻抗Z1）入射到介質(zhì)2（聲阻抗Z2），有以下幾種情況： 1.Z2 > Z1

聲壓反射率小于透射率。如水/鋼界面。2.Z1> Z2

聲壓反射率大于透射率。如鋼/水界面。聲強(qiáng)反射率及透射率只與Z1、Z2的數(shù)值有關(guān)，與從哪種介質(zhì)入射無關(guān)。3.Z1>> Z2

聲壓（聲強(qiáng)）幾乎全反射，透射率趨于0。如鋼/空氣界面。

4.Z1? Z2

此時(shí)幾乎全透射，無反射。因此在焊縫探傷中，若母材與填充金屬結(jié)合面沒有任何缺陷，是不會(huì)產(chǎn)生界面回波的。

二． 薄層界面的反射和透射

此情況主要對(duì)探頭保護(hù)膜設(shè)計(jì)具有指導(dǎo)意義。

當(dāng)超聲波依次從三種介質(zhì)Z1、Z2、Z3(如晶片—保護(hù)膜—工件)中穿過，則當(dāng)薄層厚度等于半波長的整數(shù)倍時(shí)，通過薄層的聲強(qiáng)透射與薄層的性質(zhì)無關(guān)，即好象不存在薄層一樣；當(dāng)薄層厚度等于四分之一波長的奇數(shù)倍且薄層聲阻抗為其兩側(cè)介質(zhì)

1/2 聲阻抗幾何平均值（Z2 =（Z2 Z3））時(shí)，超聲波全透射

三． 波型轉(zhuǎn)換和反射、折射定律 當(dāng)超聲波傾斜入射到界面時(shí)，除產(chǎn)生同種類型的反射和折射波外，還會(huì)產(chǎn)生不同類型的反射和折射波，這種現(xiàn)象稱為波型

轉(zhuǎn)換。

1.縱波斜入射

2.橫波入射

四． 超聲波的衰減 超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，隨著距離增加，超聲波能量逐漸減弱的現(xiàn)象叫做超聲波衰減。引起超聲波衰減的主要原因是波束擴(kuò)散、晶粒散射和介質(zhì)吸收 1.擴(kuò)散衰減

超聲波在傳播過程中，由于波束的擴(kuò)散，使超聲波的能量隨距離增加面逐漸減弱的現(xiàn)象叫做擴(kuò)散衰減。超聲波的擴(kuò)散衰減僅取決于波陣面的形狀，與介質(zhì)的性質(zhì)無關(guān)。

2.散射衰減

超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，遇到聲阻抗不

同的界面產(chǎn)生散亂反射引起衰減的現(xiàn)象，稱為散射衰減。散射衰減與材質(zhì)的晶粒密切相關(guān)，當(dāng)材質(zhì)晶粒粗大時(shí)，散射衰減嚴(yán)重，被散射的超聲波沿著復(fù)雜的路徑傳播到探頭，在屏上引起林狀回波（又叫草波），使信噪比下降，嚴(yán)重時(shí)噪聲會(huì)湮沒缺陷波。

3.吸收衰減

超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，由于介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)間內(nèi)磨擦（即粘滯性）和熱傳導(dǎo)引起超聲波的衰減，稱為吸收衰減或粘滯衰減 通常所說的介質(zhì)衰減是指吸收衰減與散射衰減，不包括擴(kuò)散衰減。

較遠(yuǎn)處軸線上的聲壓與距離成反比，與波源面積成正比。1.近場區(qū)

波源附件由于波的干涉而出現(xiàn)一系列聲壓極大極小值的區(qū)域，稱為超聲場的近場區(qū)。近場區(qū)聲壓分布不均，是由于波源各點(diǎn)至軸線上某點(diǎn)的距離不同，存在波程差，互相迭加時(shí)存在位相差而互相干涉，使某些地方聲壓互相加強(qiáng)，另一些地方互相減弱，于是就出現(xiàn)聲壓極大極小值的點(diǎn)。

波源軸線上最后一個(gè)聲壓極大值至波源的距離稱為近場區(qū)長度，用N表示。22 N =（Ds-?）/(4?)? Ds/(4?)2.遠(yuǎn)場區(qū)

波源軸線上至波源的距離x >N的區(qū)域稱為遠(yuǎn)場區(qū)。遠(yuǎn)場區(qū)軸線上的聲壓隨距離增加單調(diào)減少。當(dāng) x >3N時(shí)，聲壓與距離成反比，近似球面波的規(guī)律。因?yàn)榫嚯xx足夠大時(shí)，波源各點(diǎn)至軸線上某一點(diǎn)的波程差很小，引起的相位差也很小，這樣干涉

現(xiàn)象可以略去不計(jì)，所以遠(yuǎn)場區(qū)不會(huì)出現(xiàn)聲壓極大極小值。

3.近場區(qū)在兩種介質(zhì)中分布

實(shí)際探傷時(shí)，有時(shí)近場區(qū)分布在兩種不同的介質(zhì)中，如水浸探傷，超聲波先進(jìn)入水，然后再進(jìn)入鋼中，當(dāng)水層厚度較小時(shí)，近場區(qū)就會(huì)分布在水、鋼兩種介質(zhì)中。設(shè)水層厚度為L，則鋼中剩余近場區(qū)長度N為 N = Ds/(4?)– Lc1/c2 式中 c1----介質(zhì)1水中波速；

c2----介質(zhì)2鋼中波速；

?----介質(zhì)2鋼中波長。

在近場區(qū)內(nèi)，實(shí)際聲場與理想聲場存在明顯區(qū)別，實(shí)際聲場軸線上聲壓雖也存在極大極小值，但波動(dòng)幅度小，極值點(diǎn)的數(shù)量也明顯減少。

二． 橫波聲場

目前常用的橫波探頭，是使縱波斜入射到界面上，通過波形轉(zhuǎn)換來實(shí)現(xiàn)橫波探傷

的，當(dāng)入射角在

超聲波探傷中常用的規(guī)則反射體有平底孔、長橫孔、短橫孔、球孔和大平底面等?；夭晧汗剑紤]介質(zhì)衰減因素）：

四． AVG曲線

AVG曲線是描述規(guī)則反射體的距離、回波高及當(dāng)量大小之間關(guān)系的曲線；A、V、G是德文距離、增益和大小的字頭縮寫，英文縮寫為DGS。AVG曲線可用于對(duì)缺陷定量和靈敏度調(diào)整。

以橫坐標(biāo)表示實(shí)際聲程，縱坐標(biāo)表示規(guī)則反射體相對(duì)波高，用來描述距離、波幅、當(dāng)量大小之間的關(guān)系曲線，稱為實(shí)用AVG曲線。實(shí)用AVG曲線可由以下公式得到： 不同距離的大平底回波dB差

Δ=20lgPB1/PB2=20lgX2/X1 不同距離的不同大小平底孔回波dB差

Δ=20lgPf1/Pf2=40lgDf1X2/Df2X1 同距離的大平底與平底孔回波dB差

Δ=20lgPB/Pf=20lg2λX/πDfDf 用以上公式計(jì)算繪制實(shí)用AVG曲線時(shí)，要統(tǒng)一靈敏度基準(zhǔn)。

坐標(biāo)代表反射波的幅度。由反射波的位置可以確定缺陷位置，由反射波的幅度可以估算缺陷大小。B型：B型顯示是一種圖象顯示，屏幕的橫坐標(biāo)代表探頭的掃查軌跡，縱坐標(biāo)代表聲波的傳播距離，因而可直觀地顯示出被探工件任一縱截面上缺陷的分布及缺陷的深度。C型：C型顯示也是一種圖象顯示，屏幕的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)都代表探頭在工件表面的位置，探頭接收信號(hào)幅度以光點(diǎn)輝度表示，因而當(dāng)探頭在工件表面移動(dòng)時(shí)，屏上顯示出被探工件內(nèi)部缺陷的平面圖象，但不能顯示缺陷的深度。

目前，探傷中廣泛使用的超聲波探傷儀都是A型顯示脈沖反射式探傷儀。

3.A型脈沖反射式模擬超聲波探傷儀的一般原理

二． 探頭

超聲波的發(fā)射和接收是通過探頭來實(shí)現(xiàn)的。下面介紹探頭的工作原理、主要性能及其及結(jié)構(gòu)。1.壓電效應(yīng)

某些晶體材料在交變拉壓應(yīng)作用下，產(chǎn)生交變電場的效應(yīng)稱為正壓電效應(yīng)。反之當(dāng)晶體材料在交變電場作用下，產(chǎn)生伸縮變形的效應(yīng)稱為逆壓電效應(yīng)。正、逆壓電效應(yīng)統(tǒng)稱為壓電效應(yīng)。

超聲波探頭中的壓電晶片具有壓電效應(yīng)，當(dāng)高頻電脈沖激勵(lì)壓電晶片時(shí)，發(fā)生逆壓電效應(yīng)，將電能轉(zhuǎn)換為聲能(機(jī)械能)，探頭發(fā)射超聲波。當(dāng)探頭接收超聲波時(shí)，發(fā)生正壓電效應(yīng)，將聲能轉(zhuǎn)換為電能。不難看出超聲波探頭在工作時(shí)實(shí)現(xiàn)了電能和聲能的相互轉(zhuǎn)換，因此常把探頭叫做換能器。

2.探頭的種類和結(jié)構(gòu)

直探頭用于發(fā)射和接收縱波，主要用于探測與探測面平行的缺陷，如板材、鍛件探傷等。

斜探頭可分為縱波斜探頭、橫波斜探頭和表面波斜探頭，常用的是橫波斜探頭。橫波斜探頭主要用于探測與探測面垂直或成一定角度的缺陷，如焊縫、汽輪機(jī)葉輪等。

當(dāng)斜探頭的入射角大于或等于

基本頻率-晶片材料-晶片尺寸-探頭種類-特征

三． 試塊

按一定用途設(shè)計(jì)制作的具有簡單幾何形狀人工反射體的試樣，通常稱為試塊。試塊和儀器、探頭一樣，是超聲波探傷中的重要工具。

1． 試塊的作用（1）確定探傷靈敏度

超聲波探傷靈敏度太高或太低都不好，太高雜波多，判傷困難，太低會(huì)引起漏檢。因此在超聲波探傷前，常用試塊上某一特定的人工反射體來調(diào)整探傷靈敏度。（2）測試探頭的性能

超聲波探傷儀和探頭的一些重要性能，如放大線性、水平線性、動(dòng)態(tài)范圍、靈敏度余量、分辨力、盲區(qū)、探頭的入射點(diǎn)、K值等都是利用試塊來測試的。（3）調(diào)整掃描速度

利用試塊可以調(diào)整儀器屏幕上水平刻度

值與實(shí)際聲程之間的比例關(guān)系，即掃描速度，以便對(duì)缺陷進(jìn)行定位。（4）評(píng)判缺陷的大小

利用某些試塊繪出的距離-波幅-當(dāng)量曲線（即實(shí)用AVG）來對(duì)缺陷定量是目前常用的定量方法之一。特別是3N以內(nèi)的缺陷，采用試塊比較法仍然是最有效的定量方法。此外還可利用試塊來測量材料的聲速、衰減性能等。2.試塊的分類（1）按試塊來歷分為：標(biāo)準(zhǔn)試塊和參考試塊。（2）按試塊上人工反射體分：平底孔試塊、橫孔試塊和槽形試塊 3.試塊的要求和維護(hù)

4.常用試塊簡介（儀器使用時(shí)重點(diǎn)講解）

IIW(CSK-IA)CS-1 CSK-IIIA

3.動(dòng)態(tài)范圍

動(dòng)態(tài)范圍是指儀器屏幕容納信號(hào)大小的能力。

二． 探頭的性能及其測試 1.斜探頭入射點(diǎn)

斜探頭的入射點(diǎn)是指其主聲束軸線與探測面的交點(diǎn)。入射點(diǎn)至探頭前沿的距離稱為探頭的前沿長度。測定探頭的入射點(diǎn)和前沿長度是為了便于對(duì)缺陷定位和測定探頭的K值。

注意試塊上R應(yīng)大于鋼中近場區(qū)長度N，因?yàn)榻鼒鰠^(qū)同軸線上的聲壓不一定最高，測試誤差大。

2.斜探頭K值和折射角

斜探頭K值是指被探工件中橫波折射角的正切值。

注意測定斜探頭的K值或折射角也應(yīng)在近場區(qū)以外進(jìn)行。

3.探頭主聲束偏離和雙峰

探頭實(shí)際主聲束與其理論幾何中心軸線

的偏離程度稱為主聲束的偏離。

平行移動(dòng)探頭，同一反射體產(chǎn)生兩個(gè)波峰的現(xiàn)象稱為雙峰。

探頭主聲束偏離和雙峰，將會(huì)影響對(duì)缺陷的定位和判別。4.探頭聲束特性

探頭聲束特性是指探頭發(fā)射聲束的擴(kuò)散情況，常用軸線上聲壓下降6dB時(shí)探頭移動(dòng)距離（即某處的聲束寬度）來表示。

三． 儀器和探頭的綜合性能及其測試 1.靈敏度

超聲波探傷中靈敏度一般是指整個(gè)探傷系統(tǒng)（儀器和探頭）發(fā)現(xiàn)最小缺陷的能力。發(fā)現(xiàn)缺陷愈小，靈敏度就愈高。

儀器的探頭的靈敏度常用靈敏度余量來衡量。靈敏度余量是指儀器最大輸出時(shí)（增益、發(fā)射強(qiáng)度最大，衰減和抑制為0），使規(guī)定反射體回波達(dá)基準(zhǔn)高所需衰減的衰減總量。靈敏度余量大，說明儀器與探頭的靈敏度高。靈敏度余量與儀器和探頭

的綜合性能有關(guān)，因此又叫儀器與探頭的綜合靈敏度。

2.盲區(qū)與始脈沖寬度

盲區(qū)是指從探測面到能夠發(fā)現(xiàn)缺陷的最小距離。盲區(qū)內(nèi)的缺陷一概不能發(fā)現(xiàn)。始脈沖寬度是指在一定的靈敏度下，屏幕上高度超過垂直幅度20％時(shí)的始脈沖延續(xù)長度。始脈沖寬度與靈敏度有關(guān)，靈敏度高，始脈沖寬度大。3.分辨力

儀器與探頭的分辨力是指在屏幕上區(qū)分相鄰兩缺陷的能力。能區(qū)分的相鄰兩缺陷的距離愈小，分辨力就愈高。4.信噪比

信噪比是指屏幕上有用的最小缺陷信號(hào)幅度與無用的噪聲雜波幅度之比。信噪比高，雜波少，對(duì)探傷有利。信噪比太低，容易引起漏檢或誤判，嚴(yán)重時(shí)甚至無法進(jìn)行探傷。

發(fā)生變化時(shí)，將改變?cè)嚰墓舱耦l率，依據(jù)試件的共振頻率特性，來判斷缺陷情況和工件厚度變化情況的方法稱為共振法。共振法常用于試件測厚。

二． 按波形分類

根據(jù)探傷采用的波形，可分為縱波法、橫波法、表面波法、板波法、爬波法等。1.縱波法

使用直探頭發(fā)射縱波進(jìn)行探傷的方法，稱為縱波法。此時(shí)波束垂直入射至試件探測面，以不變的波型和方向透入試件，所以又稱為垂直入射法，簡稱垂直法。垂直法分為單晶探頭反射法、雙晶探頭反射法和穿透法。常用單晶探頭反射法。垂直法主要用于鑄造、鍛壓、軋材及其制品的探傷，該法對(duì)與探測面平行的缺陷檢出效果最佳。由于盲區(qū)和分辨力的限制，其中反射法只能發(fā)現(xiàn)試件內(nèi)部離探測面一定距離以外的缺陷。

在同一介質(zhì)中傳播時(shí)，縱波速度大于其

它波型的速度，穿透能力強(qiáng)，晶界反射或散射的敏感性較差，所以可探測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傷。2.橫波法

將縱波通過楔塊、水等介質(zhì)傾斜入射至試件探測面，利用波型轉(zhuǎn)換得到橫波進(jìn)行探傷的方法，稱為橫波法。由于透入試件的橫波束與探測面成銳角，所以又稱斜射法。

此方法主要用于管材、焊縫的探傷；其它試件探傷時(shí)，則作為一種有效的輔助手段，用以發(fā)現(xiàn)垂直法不易發(fā)現(xiàn)的缺陷。3.表面波法

使用表面波進(jìn)行探傷的方法，稱為表面波法。這種方法主要用于表面光滑的試件。表面波波長很短，衰減很大。同時(shí)，它僅沿表面?zhèn)鞑?，?duì)于表面上的復(fù)層、油污、不光潔等，反應(yīng)敏感，并被大量地衰減。利用此特點(diǎn)可通過手沾油在聲束傳播方向上進(jìn)行觸摸并觀察缺陷回波高度的

變化，對(duì)缺陷定位。4.板波法

使用板波進(jìn)行探傷的方法，稱為板波法。主要用于薄板、薄壁管等形狀簡單的試件探傷。探傷時(shí)板波充塞于整個(gè)試件，可以發(fā)現(xiàn)內(nèi)部和表面的缺陷。5.爬波法

三． 按探頭數(shù)目分類 1.單探頭法

使用一個(gè)探頭兼作發(fā)射和接收超聲波的探傷方法稱為單探頭法，單探頭法最常用。

2.雙探頭法

使用兩個(gè)探頭（一個(gè)發(fā)射，一個(gè)接收）進(jìn)行探傷的方法稱為雙探頭法，主要用于發(fā)現(xiàn)單探頭難以檢出的缺陷 3.多探頭法

使用兩個(gè)以上的探頭成對(duì)地組合在一起進(jìn)行探傷的方法，稱為多探頭法。

四． 按探頭接觸方式分類 1.直接接觸法

探頭與試件探測面之間，涂有很薄的耦合劑層，因此可以看作為兩者直接接觸，此法稱為直接接觸法。

此法操作方便，探傷圖形較簡單，判斷容易，檢出缺陷靈敏度高，是實(shí)際探傷中用得最多的方法。但對(duì)被測試件探測面的粗糙度要求較高。2.液浸法

將探頭和工件浸于液體中以液體作耦合劑進(jìn)行探傷的方法，稱為液浸法。耦合劑可以是油，也可以是水。

液浸法適用于表面粗糙的試件，探頭也不易磨損，耦合穩(wěn)定，探測結(jié)果重復(fù)性好，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化探傷。

液浸法分為全浸沒式和局部浸沒式。

超聲波探傷中，超聲波的發(fā)射和接收都是通過探頭來實(shí)現(xiàn)的。探頭的種類很多，結(jié)構(gòu)型式也不一樣。探傷前應(yīng)根據(jù)被檢對(duì)象的形狀、衰減和技術(shù)要求來選擇探頭，探頭的選擇包括探頭型式、頻率、晶片尺寸和斜探頭K值的選擇等。1.探頭型式的選擇

常用的探頭型式有縱波直探頭、橫波斜探頭、表面波探頭、雙晶探頭，聚焦探頭等。一般根據(jù)工件的形狀和可能出現(xiàn)缺陷的部位、方向等條件來選擇探頭的型式，使聲束軸線盡量與缺陷垂直。

縱波直探頭波束軸線垂直于探測面，主要用于探測與探測面平行的缺陷，如鍛件、鋼板中的夾層、折疊等缺陷。

橫波斜探頭主要用于探測與探測面垂直可成一定角度的缺陷，如焊縫中未焊透、夾渣、未溶合等缺陷。

表面波探頭用于探測工件表面缺陷，雙晶探頭用于探測工件近表面缺陷，聚焦探頭用于水浸探測管材或板材。

2.探頭頻率的選擇。

超聲波探傷頻率0.5~10MHz之間，選擇范圍大。一般選擇頻率時(shí)應(yīng)考慮以下因素:(1)由于波的繞射，使超聲波探傷靈敏度約為波長的一半，因此提高頻率，有利于發(fā)現(xiàn)更小的缺陷。

(2)頻率高，脈沖寬度小，分辨力高，有利于區(qū)分相鄰缺陷。

(3)頻率高，波長短，則半擴(kuò)散角小，聲束指向性好，能量集中，有利于發(fā)現(xiàn)缺陷并對(duì)缺陷定位。

(4)頻率高，波長短，近場區(qū)長度大，對(duì)探傷不利。

(5)頻率增加，衰減急劇增加。

由以上分析可知，頻率的高低對(duì)探傷有較大的影響，頻率高，靈敏度和分辨力高，指向性好，對(duì)探傷有利；但近場區(qū)長度大，衰減大，又對(duì)探傷不利。實(shí)際探傷中要全面分析考慮各方面的因素，合理選擇頻率。一般在保證探傷靈敏度的前提下盡可

能選用較低的頻率。

對(duì)于晶粒較細(xì)的鍛件、軋制件和焊接件等，一般選用較高的頻率，常用2.5~5MHz；對(duì)晶粒較粗大的鑄件、奧氏體鋼等宜選用較低的頻率，常用0.5~2.5MHz。如果頻率過高，就會(huì)引起嚴(yán)重衰減，屏幕上出現(xiàn)林狀回波，信噪比下降，甚至無法探傷。3.探頭晶片尺寸的選擇

晶片尺寸對(duì)探傷也有一定的影響，選擇晶片尺寸進(jìn)要考慮以下因素：（1）晶片尺寸增加，半擴(kuò)散角減少，波束指向性變好，超聲波能量集中，對(duì)探傷有利。（2）晶片尺寸增加，近場區(qū)長度迅速增加，對(duì)探傷不利。（3）晶片尺寸大，輻射的超聲波能量大，探頭未擴(kuò)散區(qū)掃查范圍大，遠(yuǎn)距離掃查范圍相對(duì)變小，發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)距離缺陷能力增強(qiáng)。

以上分析說明晶片大小對(duì)聲束指向性、近場區(qū)長度、近距離掃查范圍和遠(yuǎn)距離缺

陷檢出能力有較大的影響。實(shí)際探傷中，探傷面積范圍大的工件時(shí)，為了提高探傷效率宜選用大晶片探頭；探傷厚度大的工件時(shí)，為了有效地發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的缺陷宜選用大晶片探頭；探傷小型工件時(shí)，為了提高缺陷定位定量精度宜選用小晶片探頭；探傷表面不太平整，曲率較低較大的工件時(shí)，為了減少耦合損失宜選用小晶片探頭。

4.橫波斜頭K值的選擇

在橫波探傷中，探頭的K值對(duì)探傷靈敏度、聲束軸線的方向，一次波的聲程（入射點(diǎn)至底面反射點(diǎn)的距離）有較大的影響。K值大，一次波的聲程大。因此在實(shí)際探傷中，當(dāng)工件厚度較小時(shí)，應(yīng)選用較大的K值，以便增加一次波的聲程，避免近場區(qū)探傷；當(dāng)工件厚度較大時(shí)，應(yīng)選用較小的K值，以減少聲程過大引起的衰減，便于發(fā)現(xiàn)深度較大處的缺陷。在焊縫探傷中，不要保證主聲束能掃查整個(gè)焊縫截面；對(duì)于單面焊根未焊透，還要考慮端角

反射問題，應(yīng)使K=0.7~1.5,因?yàn)镵<0.7或K>1.5，端角反射很低，容易引起漏檢。

三． 耦合

超聲耦合是指超聲波在探測面上的聲強(qiáng)透射率。聲強(qiáng)透射率高，超聲耦合好。為提高耦合效果，在探頭與工件表面之間施加的一層透聲介質(zhì)稱為而耦合劑。耦合劑的作用在于排除探頭與工件表面之間的空氣，使超聲波能有效地傳入工件，達(dá)到探傷的目的；耦合劑還有減少磨擦的作用。

影響聲耦合的主要因素有：耦合層的厚度，耦合劑的聲阻抗，工件表面粗糙度和工件表面形狀。

四． 表面耦合損耗的補(bǔ)償

在實(shí)際探傷中，當(dāng)調(diào)節(jié)探傷靈敏度用的試塊與工件表面粗糙度、曲率半徑不同時(shí)，往往由于工件耦合損耗大而使探傷靈敏度降低，為了彌補(bǔ)耦合損耗，必須增大儀器的輸出來進(jìn)行補(bǔ)償。

塊來調(diào)節(jié)，如用CSK-IA試塊?50或?1.5的孔。

三． 定量調(diào)節(jié)

定量調(diào)節(jié)一般采用AVG（直探頭）或DAC（斜探頭）。

四． 缺陷定位

超聲波探傷中測定缺陷位置簡稱缺陷定位。

1.縱波（直探頭）定位

縱波定位較簡單，如探頭波束軸線不偏離，缺陷波在屏幕上位置即是缺陷至探頭在垂直方向的距離。2.表面波定位

表面波探傷定位與縱波定位基本類似，只是缺陷位于工件表面，缺陷波在屏幕上位置是缺陷至探頭在水平方向的距離（此時(shí)要考慮探頭前沿）。3.橫波定位

橫波斜探頭探傷定位由缺陷的聲程和探

頭的折射角或缺陷的水平和垂直方向的投影來確定。

4.橫波周向探測圓柱面時(shí)缺陷定位 周向探傷時(shí)，缺陷定位與平面探傷不同。（1）外圓探傷周向探測（2）內(nèi)壁周向探測

當(dāng)量試塊比較法是將工件中的自然缺陷回波與試塊上的人工缺陷回波進(jìn)行比較來對(duì)缺陷定量的方法。此法的優(yōu)點(diǎn)是直觀易懂，當(dāng)量概念明確，定量比較穩(wěn)妥可靠。但成本高，操作也較煩瑣，很不方便。所以此法應(yīng)用不多，僅在x<3N的情況下或特別重要零件的精確定量時(shí)應(yīng)用。2.當(dāng)量計(jì)算法 當(dāng)x>3N時(shí)，規(guī)則反射體的回波聲壓變化規(guī)律基本符合理論回波聲壓公式，當(dāng)量計(jì)算法就是根據(jù)探傷中測得的缺陷波高的dB值，利用各種規(guī)則反射體的理論回波聲壓公式進(jìn)行計(jì)算來確定缺陷當(dāng)量尺寸的定量方法。

3.當(dāng)量AVG曲線法

當(dāng)量AVG曲線法是利用AVG曲線來確定工件中缺陷的當(dāng)量尺寸。

二． 測長法測缺陷大小

當(dāng)工件中缺陷尺寸大于聲束截面時(shí)，一

般采用測長法來確定缺陷的長度。

測長法是根據(jù)缺陷波高與探頭移動(dòng)距離來確定缺陷的尺寸，按規(guī)定的方法測定的缺陷長度稱為缺陷的指示長度。由于實(shí)際工件中缺陷的取向、性質(zhì)、表面狀態(tài)等都會(huì)影響缺陷回波高度，因此缺陷的指示長度總是小于或等于缺陷的實(shí)際長度。根據(jù)測定缺陷長度時(shí)的基準(zhǔn)不同將測長法分為相對(duì)靈敏度法、絕對(duì)靈敏度法和端點(diǎn)峰值法。

三． 底波高度法測缺陷大小

底波高度法是利用缺陷波與底波的相對(duì)波高來衡量缺陷的相對(duì)大小。當(dāng)工件中存在缺陷時(shí)，由于缺陷的反射，使工件底波下降。缺陷愈大，缺陷波愈高，底波就愈低，缺陷波高與底波高之比就愈大。四． 缺陷測高

及其它

目前A型脈沖反射式超聲波探傷儀是根據(jù)屏幕上缺陷波的位置和高度來評(píng)價(jià)被檢工件中缺陷的位置和大小，了解影響因素，對(duì)于提高定位、定量精度是十分有益的。

一．影響缺陷定位的主要因素 1.儀器的影響

儀器的水平線性的好壞對(duì)缺陷定位有一定的影響。2.探頭的影響

探頭的聲束偏離、雙峰、斜楔磨損、指向性等影響缺陷定位。3.工件的影響

工件的表面粗糙度、材質(zhì)、表面形狀、邊界影響、溫度及缺陷情況等影響缺陷定位。

4.操作人員的影響

儀器調(diào)試時(shí)零點(diǎn)、K值等參數(shù)存在誤差或定位方法不當(dāng)影響缺陷定位

二．影響缺陷定量的主要因素 1.儀器及探頭性能的影響

儀器的垂直線性、精度及探頭頻率、型式、晶片尺寸、折射角大小等都直接影響缺陷回波高度。

2.耦合與衰減的影響

耦合劑的聲阻抗和耦合層厚度對(duì)回波高有較大的影響；當(dāng)探頭與調(diào)靈敏度用的試塊和被探工件表面耦合狀態(tài)不同時(shí)，而又沒有進(jìn)行恰當(dāng)?shù)难a(bǔ)償，也會(huì)使定量誤差增加，精度下降。

由于超聲波在工件中存在衰減，當(dāng)衰減系數(shù)較大或距離較大時(shí)，由此引起的衰減也較大，如不考慮介質(zhì)衰減補(bǔ)償，定量精度勢(shì)必受到影響。因此在探傷晶粒較粗大和大型工件時(shí)，應(yīng)測定材質(zhì)的衰減系數(shù)，并在定量計(jì)算時(shí)考慮介質(zhì)衰減的影響，以便減少定量誤差。

3.工件幾何形狀和尺寸的影響

工件底面形狀不同，回波高度不一樣，凸曲面使反射波發(fā)散，回波降低，凹曲面

使反射波聚焦，回波升高；工件底面與探測面的平行度以及底面的光潔度、干凈程度也對(duì)缺陷定量有較大的影響；由于側(cè)壁干涉的原因，當(dāng)探測工件側(cè)壁附近的缺陷時(shí)，會(huì)產(chǎn)生定量不準(zhǔn)，誤差增加；工件尺寸的大小對(duì)定量也有一定的影響。

為減少側(cè)壁的影響，宜選用頻率高、晶片尺寸大且指向性好的探頭探測或橫波探測；必要時(shí)不可采用試塊比較法來定量。

4.缺陷的影響

不同的缺陷形狀對(duì)其回波高度有很大的影響，缺陷方位也會(huì)影響到回波高度，另外缺陷波的指向性與缺陷大小有關(guān)，而且差別較大；另外缺陷回波高度還與缺陷表面粗糙度、缺陷性質(zhì)、缺陷位置等有影響。

三．缺陷性質(zhì)分析

超聲波探傷還應(yīng)盡可能判定缺陷的性質(zhì)，不同性質(zhì)的缺陷危害程度不同，例如裂紋就比氣孔、夾渣大得多。但缺陷定性