超声检测

脉冲反射探伤法通常用于锻件、焊缝等的检测。可发现工件内部较小的裂纹、夹渣、缩孔、未焊透等缺欠。被检测物要求形状较简单，并有一定的表面光洁度。为了成批地快速检查管材、棒材、钢板等型材，可采用配备有机械传送、自动报警、标记和分选装置的超声探伤系统。除探伤外，超声波还可用于测定材料的厚度,使用较广泛的是数字式超声测厚仪,其原理与脉冲回波探伤法相同，可用来测定化工管道、船体钢板等易腐蚀物件的厚度。利用测定超声波在材料中的声速、衰减或共振频率可测定金属材料的晶粒度、弹性模量(见拉伸试验)、硬度、内应力、钢的淬硬层深度、球墨铸铁的球化程度等。此外，穿透式超声法在检验纤维增强塑料和蜂窝结构材料方面的应用也已日益广泛。超声全息成象技术也在某些方面得到应用。

超声波是频率高于20千赫的机械波。在超声探伤中常用的频率为0.5~10兆赫。这种机械波在材料中能以一定的速度和方向传播，遇到声阻抗不同的异质界面(如缺陷或被测物件的底面等)就会产生反射、折射和波形转换。这种现象可被用来进行超声波探伤，最常用的是脉冲反射法，探伤时，脉冲振荡器发出的电压加在探头上(用压电陶瓷或石英晶片制成的探测元件)，探头发出的超声波脉冲通过声耦合介质(如机油或水等)进入材料并在其中传播，遇到缺陷后，部分反射能量沿原途径返回探头，探头又将其转变为电脉冲，经仪器放大而显示在示波管的荧光屏上。根据缺陷反射波在荧光屏上的位置和幅度(与参考试块中人工缺陷的反射波幅度作比较)，即可测定缺陷的位置和大致尺寸。除反射法外，还有用另一探头在工件另一侧接受信号的穿透法以及使用连续脉冲信号进行检测的连续法。利用超声法检测材料的物理特性时，还经常利用超声波在工件中的声速、衰减和共振等特性。

超声检测法的优点是:穿透能力较大，例如在钢中的有效探测深度可达1米以上;对平面型缺陷如裂纹、夹层等，探伤灵敏度较高，并可测定缺陷的深度和相对大小;设备轻便，操作安全，易于实现自动化检验。缺点是:不易检查形状复杂的工件，要求被检查表面有一定的光洁度，并需有耦合剂充填满探头和被检查表面之间的空隙，以保证充分的声耦合。对于有些粗晶粒的铸件和焊缝，因易产生杂乱反射波而较难应用。此外，超声检测还要求有一定经验的检验人员来进行操作和判断检测结果。

书 名: 超声检测

《超声检测》共分为六个单元，内容包括超声波检测的物理基础、超声波检测设备和器材、超声波检测的工艺、超声波检测的应用、超声波检测工艺文件的编制与管理和超声检测实验。在每个单元中，根据内容的相对独立性和知识连贯性，又分为若干模块。在每个单元后面都附有可供选用的复习题，全书最后备有一个超声波检测标准附录，可供读者查阅。

《超声检测》内容的选取体现了"实用、够用"思想，以劳动部超声波检测三级人员的考核知识点为参考，尽量避免了冗杂的文字描述和繁琐的公式推导，而辅之以大量的插图来反映其中的规律，便于读者理解。

《超声检测》可作为高职、高专、各类成人教育金属材料检测类专业教材或培训用书，也可供有关技术人员参考。

前言

第一单元 超声检测的物理基础

模块一 机械振动与机械波

一、机械振动

二、机械波

模块二 机械波的衍射与干涉

一、惠更斯原理

二、波的衍射 三、波的叠加

四、波的干涉

五、驻波

模块三 机械波的类型

一、按照介质质点的振动方式分类

二、按照波的形状分类

三、按照波源振动的持续时间分类

模块四 超声波的产生

模块五 超声场的特征

一、超声场的特征值

二、圆盘声源辐射的超声纵波声场

三、矩形声源辐射的纵波声场

四、横波声场

五、实际声场与理想声场

模块六 超声波在介质中的传播

一、超声波的传播速度

二、超声波的反射、折射

三、超声波的衰减

模块七 规则反射体的回波声压

一、平底孔的回波声压

二、长横孔的回波声压

三、短横孔的回波声压

四、球孔的回波声压

五、大平底的回波声压

六、圆柱形曲底面的回波声压

综合训练

第二单元 超声检测设备和器材

模块一 超声检测仪器

一、超声探伤仪的分类

二、A型显示脉冲反射式超声波探伤仪的工作原理

三、数字式超声探伤仪

四、仪器的维护

五、自动检测系统

六、超声相控阵检测系统

模块二 探头

一、超声探头的种类

二、压电效应与压电材料

三、压电材料的主要性能参数

四、探头的种类和结构

五、探头型号

模块三 试块

一、试块的作用

二、试块的分类

三、试块的要求和维护

四、常用标准试块

五、常用对比试块

模块四 超声探伤仪、探头及其组合性能与测试

一、超声探伤系统的性能及其测试

二、超声探头的基本性能及其测试

综合训练

第三单元 超声检测的工艺

模块一 超声检测方法概述

一、按照检测原理分类

二、按照使用的波型分类

三、按照探头的接触方式分类

四、按照使用探头的数目分类

模块二 超声检测设备的选择

一、超声探伤仪的选择

二、探头的选择

模块三 耦合与补偿

一、影响声耦合的因素

二、耦合损耗的测定与补偿

模块四 缺陷位置的测定

一、扫描速度的调节

二、缺陷定位

三、横波周向检测圆柱形工件时的缺陷定位

四、影响缺陷定位的因素

模块五 缺陷大小的测定

一、AVG曲线绘制

二、距离-波幅曲线绘制

三、检测灵敏度的调节

四、缺陷大小的测定

五、影响缺陷定量的因素

模块六 缺陷的性质分析

一、根据加工工艺分析缺陷性质

二、根据缺陷特征分析缺陷性质

三、根据缺陷波形分析缺陷性质

模块七 非缺陷波的识别

一、三角反射波

二、迟到波

三、61°反射

四、其他非缺陷回波

综合训练

第四单元 超声检测的应用

模块一 板材的超声检测

一、板材的生产工艺过程

二、板材中的常见缺陷

三、板材的超声检测方法与技术

模块二 锻件的超声检测

一、锻件的生产工艺过程

二、锻件中的常见缺陷及波形分析

三、锻件的超声检测方法与技术

模块三 焊缝的超声检测

一、焊接加工过程

二、焊缝中的常见缺陷

三、焊缝的超声检测方法与技术

模块四 管材的超声检测

一、管材的生产工艺过程

二、管材的主要缺陷

三、管材的超声检测方法与技术

模块五 铸件的超声检测

一、铸件的生产工艺过程

二、铸件的特点

三、铸件的超声检测方法与技术

四、铸件的超声检测应用

综合训练

第五单元 超声检测工艺文件的编制与管理

模块一 工艺规程的编制

一、超声检测工艺规程

二、超声检测工艺规程的内容与编制要求

三、超声检测工艺规程示例

模块二 超声检测工艺卡的编制

一、超声检测工艺卡

二、超声检测工艺卡的内容及编制要求

三、超声检测工艺卡示例

模块三 超声检测工艺文件的管理

一、超声检测引用的相关标准、技术文件、参考资料

二、检测过程控制和操作监督的相关文件

三、超声检测工艺规程、工艺卡或检测报告

综合训练

第六单元 超声检测实验

实验一 超声检测仪的使用

一、实验目的

二、实验设备和器材

三、实验内容

四、实验步骤

五、思考题

实验二 水平线性和垂直线性测定

一、实验目的

二、实验设备和器材

三、实验内容

四、实验步骤

五、思考题

实验三 斜探头性能测试

一、实验目的

二、实验设备和器材

三、实验内容

四、实验步骤

五、思考题

实验四 AVG曲线的绘制

一、实验目的

二、实验设备和器材

三、实验内容

四、实验步骤

五、思考题

实验五 锻件的超声检测

一、实验目的

二、实验设备和器材

三、实验内容

四、实验步骤

五、思考题

实验六 焊缝的超声检测

一、实验目的

二、实验设备和器材

三、实验内容

四、实验步骤

五、思考题

JB/T4730-2005《承压设备无损检测》

DL/T820-2002《管道焊接接头超声波检测技术规程》

GB11345-2013《焊缝无损检测技术》

DL/T694-2012《高温紧固螺栓超声检测技术导则》

GB/T11344-2008《接触式超声脉冲回波法测厚方法》