超聲波無損檢測專家講座

超聲檢測婁旭耀河南省鍋爐壓力容器安全檢測研究院年6月超聲波無損檢測專家講座第1頁第七章板材和管材超聲檢測7.1鋼板超聲檢測薄板—慣用板波檢測法（5.3.4）；中厚板—垂直入射法（垂直板面入射縱波直 探頭檢測法）板材分類(從超聲檢測角度)：薄板δ<6mm中板6mm≤δ≤40mm厚板δ>40mm超聲波無損檢測專家講座第2頁7.1.1鋼板中常見缺點分層、折疊和重皮、白點、裂紋分層—是板坯中縮孔、夾渣等在軋制過程中未融合而形成分離層。存在于內部分層破壞了鋼板整體連續(xù)性，影響鋼板承受垂直板面拉應力作用強度。這些缺點有是鋼水本身產生，如脫氧時加脫氧劑造成，或煉鋼爐混入鋼水中耐火材料等，這些缺點在鋼錠中位置沒有一定規(guī)律，故出現(xiàn)在鋼板中位置也無序。 分層是以上缺點軋制而成，大多與鋼平行，且含有固定走向。為平面狀缺點，嚴重時形成完全剝離層狀裂紋，對小點狀夾雜物則形成小局部分層。超聲波無損檢測專家講座第3頁折疊和重皮—鋼板表面局部形成相互折合雙層金屬。存在于表面白點—是鋼板在軋制后冷卻過程中氫原子來不及擴散而形成，白點斷裂面呈白色，多出現(xiàn)在厚度大于40mm鋼板中。存在于內部裂紋—軋制工藝和溫度不適當時造成。存在于鋼板表面，偶然在內部。裂紋較少見，如軋制工藝穩(wěn)定，這類缺點不常見。超聲波無損檢測專家講座第4頁7.1.2檢測方法

中厚板普通采取脈沖反射式垂直入射法檢測，耦合方式有直接接觸法和水浸法。采取探頭有聚焦或非聚焦單晶直探頭、雙晶直探頭。采取單晶直探頭檢測，在調整檢測儀掃描線時，普通采取屢次底波反射法，即在示波屏上顯示屢次反射底波。這么不但能夠依據(jù)缺點波來判定缺點情況，而且可依據(jù)底波衰減情況來判定缺點情況。只有當板厚很大時才采取一次底波或二次底波法。一次底波法示波屏上只出現(xiàn)鋼板界面回波與一次底波，只考慮界面回波與底波B1之間缺點波。超聲波無損檢測專家講座第5頁采取底波屢次反射法探傷應滿足下面三條件：1.工件探傷面與底面相互平行，確保產生屢次反射。（如工件加工傾斜就不適當）；2.鋼板材質晶粒度必須均勻，確保無缺點處底面屢次反射波次數(shù)穩(wěn)定。（各次相同）；3.材質對超聲波衰減要小。確保反射底波有足夠數(shù)量，以利探傷觀察。普通碳鋼、不銹鋼均能滿足這些條件。超聲波無損檢測專家講座第6頁無缺點7.1.2.1直接接觸法

探頭經(jīng)過薄層耦合劑與工件接觸進行檢測。當探頭位于被檢對象完好區(qū)（無缺點）時，顯示器上顯示屢次等距離底波，無缺點波。超聲波無損檢測專家講座第7頁小缺點當探頭位于缺點較小區(qū)域（缺點截面小于聲束截面積）時，顯示器上缺點回波與底波共存，底波有所下降。超聲波無損檢測專家講座第8頁大缺點當探頭位于缺點較大區(qū)域（缺點截面大于等于聲束截面積）時，顯示器上只有缺點屢次反射波，底波消失。與液浸法區(qū)分是耦合層較薄，耦合劑/鋼板界面反射波在始脈沖寬度以內在顯示器上看不到。超聲波無損檢測專家講座第9頁在鋼板檢測中值得注意是：當板厚較薄且板中缺點較小時，各次底波之前缺點波開始幾次逐步升高，然后在逐步降低。這種現(xiàn)象是因為不一樣反射路徑聲波相互疊加造成，所以稱為疊加效應，如圖所表示。超聲波無損檢測專家講座第10頁圖中F1只有1條路徑，F(xiàn)2比F1多三條路徑，F(xiàn)3比F1多五條路徑。路徑多，疊加能量多，缺點回波高。但當路徑深入增加時，衰減也快速增加，這時衰減影響比疊加效應更大，所以缺點回波高。但當路徑深入增加時，衰減也快速增加，這時衰減影響比疊加效應更大，所以缺點波升高到一定程度后又逐步降低。在鋼板檢測中，若出現(xiàn)疊加效應，普通應依據(jù)F1來評價缺點。只有當板厚δ＜20mm時，才以F2來評價缺點，這主要是為了減小近場區(qū)影響。疊加效應條件：a小缺點b中心部位c普通25mm以下（10-25）mm。超聲波無損檢測專家講座第11頁7.1.2.2液浸法（充液耦正當）為使鋼板上（耦合液體/鋼）下（鋼板底面）表面屢次反射波不相互干擾，常調整液體層厚度使耦合液體/鋼界面反射波和鋼板底面屢次反射波重合，這種方法稱為屢次重正當,如圖所表示。液浸法是探頭與鋼板經(jīng)過一層耦合液體（慣用水）來耦合如圖所表示。超聲波無損檢測專家講座第12頁

當耦合液體/鋼界面界面波S第2、3、4……次反射波分別與鋼板第1、2、3……次底波一一重合時，稱為一次重正當；當耦合液體/鋼界面第2、3、4……次反射波分別與鋼板第2、4、6……次底波重合時，稱為二次重正當。依這類推超聲波無損檢測專家講座第13頁普通較為慣用是四次重正當。液浸法超聲波檢測中，耦合液體層厚度確實定可由（7.1）式經(jīng)過計算求得：

h－耦合液體層厚度

n－重合次數(shù)（即一次重正當n=1、二次重正當n=2）

c液－耦合液體中聲速

c鋼－鋼中聲速

T－鋼板厚度例1：用超聲波水浸法檢測厚度為32mm鋼板，若采取四次重正當檢測，求水層厚度？

應用水浸屢次重正當檢測不但能夠減小近場區(qū)影響，而且能夠依據(jù)屢次底波衰減情況來判斷缺點嚴重程度，普通慣用四次重正當。超聲波無損檢測專家講座第14頁對充水直探頭要求：

①為滿足屢次重正當要求，水層厚度要連續(xù)可調。②調至不一樣厚度時，必須確保發(fā)射聲束與鋼板表面垂直。③充水探頭內水套管內徑必須大于最大水層厚度時聲束直徑。④進出水口位置應大于最大水層可調厚度，且出水口應小于進水口，確保水套充滿水。⑤探傷時應及時注意排除水中氣泡?；虿扇∠輨┤コ龤馀荨３暡o損檢測專家講座第15頁7.1.3板材超聲波檢測過程

7.1.3.1表面要求鋼板檢測時表面為軋制面，當表面比較粗糙或氧化皮較為嚴重時，應做適當處理，如用鋼絲刷及打磨等。普通選取鋼板任意一個軋制面進行檢測，如有需要也可選上下兩個軋制面進行檢測。

7.1.3.2探頭選取

探頭頻率普通為2.5MHz～5MHz，這是因為鋼板晶粒比較細，較高頻率能夠取得較高分辨力。普通探頭直徑為Φ10mm～Φ30mm，對于較大面積鋼板為提升工作效率可采取較大直徑探頭，對于較薄鋼板為減小近場區(qū)影響應使用雙晶直探頭或采取小直徑探頭,探頭選取應符合表7.1要求。

超聲波無損檢測專家講座第16頁表7.1板材超聲波檢測探頭選取板厚，㎜采取探頭公稱頻率，MHz探頭晶片尺寸6～20雙晶直探頭5晶片面積大于150㎜2＞20～40單晶直探頭5Φ14㎜～Φ20㎜＞40～250單晶直探頭2.5Φ20㎜～Φ25㎜探頭結構形式主要依據(jù)板厚來確定。板厚較大時，常選取單晶直探頭。板厚較薄時可選取雙晶直探頭，因為雙晶直探頭主要用于檢測厚度6~20mm鋼板。超聲波無損檢測專家講座第17頁7.1.3.3試塊選取標準

1、板材檢測使用標準試塊CBⅠ階梯試塊，適合用于板厚小于等于20mm鋼板檢測；超聲波無損檢測專家講座第18頁2、板材檢測使用標準試塊CBⅡ平底孔試塊，適合用于板厚大于20mm鋼板檢測。超聲波無損檢測專家講座第19頁3、當板厚大于三倍近場區(qū)時，且板材上下兩個表面平行也可取鋼板無缺點完好部位第一次底波來校準靈敏度，其結果應與平底孔試塊校準靈敏度要求相一致。

7.1.3.4儀器系統(tǒng)校準1、掃描速度調整（檢測范圍）掃描速度調整應確保足夠檢測范圍，方便能夠觀察屢次底波或缺點波情況。2、靈敏度調整在鋼板檢測中普通用階梯試塊、平底孔試塊、鋼板底波法來進行靈敏度調整。a、

CBⅠ標準試塊法板厚≤20mm時，利用CBⅠ階梯試塊調整檢測靈敏度時，探頭對準試塊與工件等厚（或大于鋼板板厚近似厚度）處將第一次底波高度調整到滿刻度50%，再提升10dB作為基準靈敏度。超聲波無損檢測專家講座第20頁b、CBⅡ標準試塊法利用平底孔試塊調整檢測靈敏度時，探頭對準表7.2要求平底孔，調整儀器使平底孔反射波到達顯示器滿刻度50%作為基準靈敏度。

表7.2CBⅡ標準試塊試塊編號被檢鋼板厚度，㎜檢測面到平底孔距離s，㎜試塊厚度T，㎜CBⅡ-1>20～4015≥20CBⅡ-2>40～6030≥40CBⅡ-3>60～10050≥65CBⅡ-4>100～16090≥110CBⅡ-5>160～200140≥170CBⅡ-6>200～250190≥220c、底波法還可利用屢次底波來調整靈敏度，比如要求示波屏上出現(xiàn)五次底波，那么B5到達50%即可。板厚大于探頭3倍近場區(qū)時，也可取鋼板無缺點完好區(qū)域第一次底波達基準波高（普通為顯示器滿刻度50%），但底波法調整靈敏度應與表7.2要求靈敏度相一致。超聲波無損檢測專家講座第21頁掃查靈敏度—掃查時掃查靈敏度普通在基準靈敏度基礎上提升6dB，在測定缺點當量時應將靈敏度調回基準靈敏度。超聲波無損檢測專家講座第22頁7.1.3.5掃查掃查方式：慣用掃查方式有全方面掃查、列線掃查、邊緣掃查、格子掃查。

1、全方面掃查探頭移動方向沿垂直于鋼板壓延方向對鋼板做100%全方面積掃查，相鄰兩次掃查覆蓋面積普通大于探頭直徑15%，見圖a）。對于要求較高鋼板常采取這種掃查方式。

超聲波無損檢測專家講座第23頁2、列線掃查在鋼板上劃出垂直于鋼板壓延方向等間距平行線（如有需要也可沿平行于鋼板壓延方向進行），普通列線間距小于100mm，見圖b）。探頭沿這些平行線進行掃查，在發(fā)覺缺點時再在缺點周圍擴大掃查范圍，但在鋼板剖口預定線兩側各50mm（當板厚超出100mm時，以板厚二分之一為準）內應作100%掃查。

超聲波無損檢測專家講座第24頁3、邊緣掃查在鋼板邊緣一定范圍內做全方面積掃查，見圖c）。這個范圍普通由相關標準、規(guī)范給出。

超聲波無損檢測專家講座第25頁4、格子劃線掃查在鋼板周圍50mm范圍內做全方面積掃查，其余部分畫成方格子線，普通取100mm×100mm或200mm×200mm，探頭沿格子線掃查，在發(fā)覺缺點時再在缺點周圍擴大掃查范圍。見圖(d）

超聲波無損檢測專家講座第26頁7.1.3.6缺點判別與測定

1.缺點判別在鋼板檢測中普通依據(jù)缺點波和底波來判別鋼板中缺點情況，滿足以下條件之一均作為缺點給予標識和統(tǒng)計：a）

缺點第一次反射波F1≥50%；b）第一次底波B1＜100%，第一次缺點反射波F1與第一

次底波B1之比F1/B1≥50%；c）第一次底波B1＜50%。2.缺點測定檢測中到達要求統(tǒng)計水平缺點應測定其位置、大小、并估判缺點性質。1）缺點位置測定：依據(jù)缺點波對應水平刻度值和掃描速度確定缺點深度，依據(jù)發(fā)覺缺點時探頭位置確定缺點平面位置。超聲波無損檢測專家講座第27頁2）缺點大小測定：普通使用絕對靈敏度法測定缺點大小。在板材超聲波檢測中常按下述方法測定缺點范圍和大小。a）檢出缺點后，應在它周圍繼續(xù)進行檢測，以確定缺點范圍。b）用雙晶直探頭確定缺點邊界范圍或指示長度時，探頭移動方向應與探頭隔聲層相垂直，并使缺點波下降到基準靈敏度條件下顯示器滿刻度25%或使缺點第一次反射波波高與底面第一次反射波高之比為50%。此時探頭中心移動距離即為缺點指示長度，探頭中心點即為缺點邊界點。兩種方法測得結果以較嚴重者為準。c）用單直探頭確定缺點邊界范圍或指示長度，移動探頭使缺點第一次反射波波高低降到基準靈敏度條件下顯示器滿刻度25%或使缺點第一次反射波波高與底面第一次反射波高之比為50%。此時探頭中心移動距離即為缺點指示長度，探頭中心點即為缺點邊界點。兩種方法測得結果以較嚴重者為準。超聲波無損檢測專家講座第28頁d）按底面第一次反射波（B1）波高低于滿刻度50%確定缺點在測定缺點邊界范圍或指示長度時，移動探頭（單直探頭或雙直探頭）使底面第一次反射波升高到顯示器滿刻度50%。此時探頭中心移動距離即為缺點指示長度，探頭中心點即為缺點邊界點。

另外在測定缺點大小時還應注意疊加效應識別。所謂疊加效應是指在薄板中當缺點較小時，缺點反射波從第一次開始，第二次、第三次反射波逐步增高，增高到一定程度以后反射波又逐步降低現(xiàn)象。3.缺點性質識別：依據(jù)缺點反射波和底波特點來預計缺點性質。分層：缺點波形陡直，底波顯著下降或完全消失。折疊：不一定有缺點波，但始脈沖加寬，底波顯著下降或消失。白點：波形密集尖銳活躍底波顯著降低，次數(shù)降低，重復性差，移動探頭，回波此起彼伏。超聲波無損檢測專家講座第29頁7.1.3.7缺點評定與質量分級

JB/T4730.3-標準依據(jù)缺點性質、指示長度、指示面積來進行缺點評定與質量分級，要求以下：1.缺點評定1）缺點指示長度評定規(guī)則單個缺點按其指示最大長度作為該缺點指示長度。若單個缺點指示長度小于40㎜時，可不作統(tǒng)計。2）單個缺點指示面積評定規(guī)則單個缺點指示面積=缺點指示長度×缺點指示寬度(與長度方向垂直最大尺寸)a）一個缺點按其指示面積作為該缺點單個指示面積。b）多個缺點其相鄰間距小于100㎜或間距小于相鄰較小缺點指示長度（取其最大值）時，以各缺點面積之和作為單個缺點指示面積。c）指示面積不計單個缺點見表7.3

超聲波無損檢測專家講座第30頁3）缺點面積百分比評定規(guī)則在任一1m×1m檢測面積內，按缺點面積所占百分比來確定。如鋼板面積小于1m×1m，可按百分比折算。

2.質量分級1）鋼板質量分級見表7.3。2）在剖口預定線兩側各50㎜（當板厚超出100㎜時，以板厚二分之一為準）內，缺點指示長度大于或等于50㎜時，應評為Ⅴ級。3）在檢測過程中，檢測人員如確認鋼板中有白點、裂紋等危害性缺點存在時，應評為Ⅴ級。超聲波無損檢測專家講座第31頁表7.3鋼板質量分級等級單個缺點指示長度㎜單個缺點指示面積㎝2在任一1m×1m檢測面積內存在缺點面積百分比%以下單個缺點指示面積不計㎝2Ⅰ＜80＜25≤3＜9Ⅱ＜100＜50≤5＜15Ⅲ＜120＜100≤10＜25Ⅳ＜150＜100≤10＜25Ⅴ超出Ⅳ級者超聲波無損檢測專家講座第32頁7.2復合鋼板超聲波檢測7.2.1復合鋼板加工及主要缺點

復合板是由基板和復合層板組成?；逋ǔ２扇√间?、低合金鋼板或不銹鋼板，復合層板通常采取不銹鋼、鈦及鈦合金、鋁及鋁合金、鎳及鎳合金、銅及銅合金板。復合層板用來提升耐磨、耐腐蝕等性能，基板用來確保復合板強度?；搴蛷秃蠈影褰Y合采取軋制法、爆炸復正當和堆焊法等。

復合板中缺點主要是復合層板和基板結合層界面上未結合，未結合部分缺點呈完全脫開或不完全脫開狀態(tài)。超聲波檢測主要是檢測基板和復合層板結合狀態(tài)。

脫層（脫接）復合不良超聲波無損檢測專家講座第33頁7.2.2復合鋼板超聲波檢測過程

7.2.2.1探頭選取探頭選取應按表7.1要求進行。慣用單晶直探頭或雙晶直探頭進行縱波檢測，檢測頻率2.5—5.0MHz，探頭直徑普通小于Φ25mm。7.2.2.2耦合方式

耦合方式可采取直接接觸法或液浸法。7.2.2.3檢測面

普通從基板側表面進行檢測，需要時也能夠從復合板材側進行檢測。7.2.2.4掃查方式

a)掃查方式可采取100%掃查或沿鋼板寬度方向，間隔為50mm平行線掃查；b)依據(jù)協(xié)議、技術協(xié)議書或圖樣要求，采取其它掃查形式；c)在坡口預定線兩側各50mm內應作100%掃查。

超聲波無損檢測專家講座第34頁7.2.2.5基準靈敏度確實定

將探頭置于復合鋼板完全結合部位，調整第一次底波高度為顯示器滿刻度80%。以此作為基準靈敏度。7.2.2.6未結合區(qū)測定

第一次底波高度低于顯示器滿刻度5%，且顯著有未結合缺點反射波存在時（≥5%），該部位稱為未結合區(qū)。移動探頭，使第一次底波升高到顯示器滿刻度40%，以此時探頭中心作為未結合區(qū)邊界點。7.2.2.7未結合缺點評定和質量分級

不一樣標準對未結合缺點評定與質量分級有不一樣要求，JB/T4730.3-標準對未結合缺點評定和質量分級要求以下：1.缺點指示長度評定一個缺點按其指示最大長度作為該缺點指示長度。若單個缺點指示長度小于25mm時，可不作統(tǒng)計。超聲波無損檢測專家講座第35頁2.缺點面積評定多個相鄰未結合區(qū)，當其最小間距小于等于20mm時，應作為單個未結合區(qū)處理，其面積為各個未結合區(qū)面積之和。3.未結合率評定未結合區(qū)總面積占復合板總面積百分比。

4.質量分級評定1)復合鋼板質量分級評定按表7.4要求。

表7.4復合鋼板質量等級評定等級單個未結合指示長度，mm單個未結合區(qū)面積，cm2未結合率，%Ⅰ000Ⅱ≤50≤20≤2Ⅲ≤75≤45≤5Ⅳ大于Ⅲ級者2)在剖口預定線兩側各50mm范圍內，未結合指示長度大于或等于25mm時，定級為Ⅳ級。

超聲波無損檢測專家講座第36頁7.2.3復合鋼板超聲波檢測反射波分析

復合板基板和復合層板即使完全結合，因為復合層板聲阻抗和基板聲阻抗普通不相同，所以對復合板作縱波垂直檢測時，在基板和復合層板結合界面上會產生反射波，超聲波檢測儀顯示器上同時收到界面反射波和底面反射波。復合板縱波垂直檢測時超聲波傳輸路徑和檢測圖形見示意圖，圖中I、I1為界面反射波，

I2為界面屢次反射波；B為底面反射波，B1傳輸路徑較為復雜：一條是I1經(jīng)復合板表面反射然后在界面處透射，而后經(jīng)基板底面反射，這個反射波在界面處透射最終回到復合板表面；另一條是B經(jīng)復合板表面反射后，在界面處再次反射并回到復合板表面。設界面聲壓反射率（取決對值）為r,按第二章第六節(jié)講述理論，即：超聲波無損檢測專家講座第37頁鈦復合鋼板縱波垂直檢測時超聲傳輸路徑和反射波示意圖7.4超聲波無損檢測專家講座第38頁表7.5表示由計算得出基板和幾個復合層材料組成界面聲壓反射率。這里基材（鋼）聲阻抗取46×106kg/m2s。

表7.5基板（鋼）和復合層板界面聲壓反射率復合層板Z2/m2sZ1/Z2r鎳53.50.8600.07518-8不銹鋼47.71.0070.0035銅44.61.0310.152鈦27.41.6790.253鋁17.32.6590.453在圖7.5中,如以I1/B或I/B作表示界面反射波大小指標,則其間關系以下:超聲波無損檢測專家講座第39頁用表7.4中數(shù)值用式（5-3）計算I/B,結果見表7.5表7.5界面反射波大小復合層板I/BI/B分貝值鎳0.0755-22.5dB18-8不銹鋼0.0035-49.1dB銅0.155-18.2dB鈦0.270-11.4dB鋁0.570-4.9dB由此表可知,復合層板是18-8不銹鋼復合板,界面反射波極小,幾乎看不到.而復合層板是鋁和鈦復合板,界面反射波就相當大.圖7.4是按復合層板是鈦情況畫出來超聲波無損檢測專家講座第40頁7.3無縫鋼管超聲波檢測鋼管按其加工方法分為無縫鋼管和焊接管，無縫鋼管加工有熱軋和冷拔兩種方法，焊接管加工有螺旋焊縫和直縫電焊鋼管兩種方法，本節(jié)介紹碳鋼和低合金鋼及奧氏體不銹鋼無縫鋼管超聲波檢測。7.3.1無縫鋼管常見缺點無縫鋼管加工方法有熱軋（擠壓無縫鋼管）和冷拔，無縫鋼管中缺點與加工方法相關。無縫鋼管中常見缺點有裂紋、折迭、分層等；折迭屬表面缺點；裂紋存在于無縫鋼管內部和表面；分層屬內部缺點，本節(jié)介紹超聲波檢測方法不適合用于分層缺點檢測。超聲波無損檢測專家講座第41頁7.3.2無縫鋼管慣用檢測方法

無縫鋼管中缺點按其方向有縱向缺點和橫向缺點，鋼管檢測主要針對縱向缺點。檢測縱向缺點時超聲聲束應由鋼管外圓橫截面中心線一側傾斜入射，在管壁內沿周向呈鋸齒形傳輸（如圖7.6所表示）。檢測橫向缺點時超聲聲束應沿軸向傾斜入射呈鋸齒形傳輸（如圖7.7所表示）。在實際檢測時，通常希望管材中存在波形單一，形成A型顯示波形清楚簡單，方便于缺點信號正確判斷和解釋。所以將管材檢測傾斜入射聲束入射角選擇在第一臨界角和第二臨界角之間，使管材中只存在橫波進行檢測且聲束軸線能掃查到內壁。無縫鋼管檢測按耦合方式分為接觸法和液浸法，下面介紹兩種方法特點。圖7.6管壁內聲束周向傳輸圖7.7管壁內聲束軸向傳輸超聲波無損檢測專家講座第42頁7.3.2.1接觸法檢測

接觸法檢測使用與鋼管表面吻合良好斜探頭。管材曲率半徑小時，接觸法檢測耦合不良，聲束嚴重擴散，靈敏度低，普通采取聚焦探頭、將有機玻璃斜楔塊加工成與管材表面吻合良好曲面,也可在探頭前加裝與管材吻合良好滑塊（見圖7.8）等方法提升檢測靈敏度。接觸法檢測效率低、探頭損耗大適合用于單件小批量及規(guī)格多情況。超聲波無損檢測專家講座第43頁接觸法檢測為確保管材內只有橫波并使橫波掃查到管材內壁（見圖7.9）斜探頭折射角按下面方法確定：1.材內只有橫波2.橫波檢測到管材內壁

3.時滿足管材內只有橫波并檢測到內壁條件為式中：CL有—有機玻璃中縱波聲速CS鋼—鋼中橫波聲速r—檢測管內徑R—檢測管外徑例題2：用單斜探頭直接接觸法檢測Φ325×40mm無縫鋼管，求探頭最大K值？已知：D0=325mmT=40mm求:

解:滿足檢測鋼管內壁最大折射角

超聲波無損檢測專家講座第44頁例題2：用單斜探頭直接接觸法檢測Φ325×40mm無縫鋼管，求探頭最大K值？已知：D0=325mmT=40mm解:滿足檢測鋼管內壁最大折射角

答:探頭最大K值為1.15。求:

超聲波無損檢測專家講座第45頁7.3.2.2液浸法

將液浸縱波探頭置于液體中，利用縱波傾斜入射到液體/鋼界面，當入射角α在第一臨界角和第二臨界角之間時，在管材內對縱向缺點進行全橫波檢測，見圖7.10（圖中所表示反射波表示是相對位置，實際檢測中它們不會同時出現(xiàn)在顯示器上）。液浸法耦合效果好、檢測速度快、靈敏度高、探頭損耗小、尤其適合用于對小徑管全周長自動化檢測。這里簡單介紹一下液浸法幾個工藝參數(shù)選擇：1.偏心距：探頭聲束軸線與管材中心軸線水平距離。控制偏心距就能夠控制入射角α。偏心距范圍由兩個條件決定，一是確保聲束軸線能夠檢測到管材內壁，二是確保全橫波檢測。超聲波無損檢測專家講座第46頁聲束軸線檢測內壁條件：全橫波檢測條件：同時滿足上述條件時：∵∴偏心距范圍耦合液體假如用水，將水和鋼中聲速代入有實際工作總常取偏心距平均值即式中：cL液－液體中縱波聲速cL鋼－鋼中縱波聲速cS鋼－鋼中橫波聲速R－小徑管外半徑r－小徑管內半徑X－偏心距超聲波無損檢測專家講座第47頁2.液體層厚度：液體層厚度要確保液體/鋼界面第二次反射波位于管子內壁缺點一次波和二次波之后，這么便于對缺點識別。假如用水作為耦合液體話，由水和鋼聲速可知水層厚度大于管材中橫波聲程二分之一就能滿足上述要求，即：3.焦距f:4.聚焦探頭聲透鏡曲率半徑：以有機玻璃探頭水耦合為例式中：—聲透鏡中縱波聲速—藕合液體中縱波聲速—藕合液體中焦距超聲波無損檢測專家講座第48頁7.3.3無縫鋼管超聲波檢測過程

管材超聲波檢測以縱向缺點為主，普通當協(xié)議雙方有約定或技術文件有要求時才進行橫向缺點檢測。這里主要介紹縱向缺點檢測。7.3.3.1探頭選?。阂航z測使用線聚焦或點聚焦縱波探頭。接觸法檢測使用與鋼管表面吻合良好斜探頭或聚焦斜探頭。單個探頭壓電晶片長度或直徑小于或等于25mm。探頭頻率為2.5MHz～7.0MHz。7.3.3.2試塊選取選取與被檢管材規(guī)格相同，材質、熱處理及表面狀態(tài)相同或相同管材制成，試塊上不得有影響人工反射體顯示缺點。對比試塊上人工反射體為尖角槽，尖角槽位置和尺寸如圖3.27和表7.7所表示。超聲波無損檢測專家講座第49頁7.3.3.3基準靈敏度確實定直接接觸法橫波基準靈敏度確實定，可直接在對比試樣上將內壁人工V形槽反射波高度調到顯示器滿刻度80%，再移動探頭，找出外壁人工V形槽最大反射波，在顯示器上標出，連接兩點即為距離-波幅曲線，作為檢測時基準靈敏度。液浸法基準靈敏度按下述方法確定：1.水層距離應依據(jù)橫波在鋼中聲程和聚焦探頭焦距（）來確定；超聲波無損檢測專家講座第50頁表7.7鋼管超聲波檢測縱向缺點人工試塊上人工反射體尺寸級別長度l，mm深度t占壁厚百分比，%Ⅰ405（0.2mm≤t≤1mm）Ⅱ408（0.2mm≤t≤2mm）Ⅲ4010（0.2mm≤t≤3mm）超聲波無損檢測專家講座第51頁超聲波無損檢測專家講座第52頁2.調整時，一面用適當速度轉動管子，一面將探頭慢慢偏心，使對比試樣管內、外表面人工反射體所產生反射波幅度均到達顯示器滿刻度50%，以此作為基準靈敏度。如不能到達此要求，也可在內、外槽設置不一樣報警電平。7.3.3.4掃查方式探頭沿徑向按螺旋線進行掃查。一個是探頭作軸向移動，管材作轉動；一個是管材不動，探頭沿螺旋線運動。探頭相對鋼管螺旋進給螺距應確保超聲聲束對鋼管進行100%掃查時，有大于15%覆蓋率。超聲波無損檢測專家講座第53頁7.3.3.5靈敏度設定掃查時在基準靈敏度基礎上提升6dB作為掃查靈敏度。每根管材應從管材兩端沿相反方向各檢驗一次。7.3.3.6無縫鋼管驗收要求管材檢測驗收級別由供需雙方或相關技術文件確定。在檢測中當發(fā)覺缺點時，儀器應調回到基準靈敏度，對于缺點反射波幅度≥基準靈敏度，則該管材為不合格。不合格品允許在公差范圍內進行修磨，修磨后復檢。超聲波無損檢測專家講座第54頁8.1鍛件超聲波檢測8.1.1鍛件加工及常見缺點8.1.1.1鍛件加工鍛件是由熱態(tài)鋼錠經(jīng)鍛壓變形而成。鍛壓過程包含加熱、變形和冷卻。鍛壓方式大致分為鐓粗、拔長和滾壓。鐓粗是鑄造時壓力施加于坯料兩端，形變發(fā)生在橫截面上。拔長是鑄造時壓力施加于坯料外圓，形變發(fā)生在長度方向。滾壓是先鐓粗坯料，然后沖孔再插入芯棒并在外圓施加壓力。滾壓現(xiàn)有縱向形變，又有橫向形變。其中鐓粗主要用于餅類鍛件，拔長主要用于軸類鍛件，而筒類鍛件普通先鐓粗，后沖孔，再鐓壓。為了改進鍛件組織性能，鍛后需要進行正火、退火或調質等熱處理工藝。8.1鍛件超聲波檢測8.1.1鍛件加工及常見缺點8.1.1.1鍛件加工鍛件是由熱態(tài)鋼錠經(jīng)鍛壓變形而成。鍛壓過程包含加熱、變形和冷卻。鍛壓方式大致分為鐓粗、拔長和滾壓。鐓粗是鑄造時壓力施加于坯料兩端，形變發(fā)生在橫截面上。拔長是鑄造時壓力施加于坯料外圓，形變發(fā)生在長度方向。滾壓是先鐓粗坯料，然后沖孔再插入芯棒并在外圓施加壓力。滾壓現(xiàn)有縱向形變，又有橫向形變。其中鐓粗主要用于餅類鍛件，拔長主要用于軸類鍛件，而筒類鍛件普通先鐓粗，后沖孔，再鐓壓。為了改進鍛件組織性能，鍛后需要進行正火、退火或調質等熱處理工藝。超聲波無損檢測專家講座第55頁8.1.1.2鍛件中缺點鍛件缺點可分為鑄錠原材料缺點、鑄造缺點和熱處理缺點。鑄錠原材料缺點主要有：縮孔、疏松、夾雜、白點、裂紋等。鑄造缺點主要有：折疊、裂紋等。熱處理缺點主要有：裂紋等。超聲波無損檢測專家講座第56頁8.1.2鍛件檢測方法概述鍛件檢測可分為原材料檢測和制造過程中檢測，產品檢驗及在役檢驗。原材料檢測和制造過程中檢測目標是及早發(fā)覺缺點，方便及時采取辦法防止缺點發(fā)展擴大造成報廢。產品檢驗目標是確保產品質量。在役檢驗目標是監(jiān)督運行后可能產生或發(fā)展缺點，主要是疲勞裂紋。鍛件檢測應進行縱波檢測，對筒形和環(huán)形鍛件還應增加橫波檢測。超聲波無損檢測專家講座第57頁8.1.2.1縱波檢測1.標準上應從兩個相互垂直方向進行檢測，盡可能地檢測到鍛件全體積。2.鍛件厚度超出400mm時，應從相對兩端面進行100%掃查。8.1.2.2橫波檢測鍛件進行橫波檢測時，檢測方法按JB/T4730.3—標準附錄C（規(guī)范性附錄）要求進行。超聲波無損檢測專家講座第58頁8.1.2.3各類鍛件檢測方法1.軸類鍛件檢測軸類鍛件鑄造工藝主要以拔長為主，因而大部分缺點取向與軸線平行，這類缺點檢測以縱波直探頭從徑向檢測效果最正確?？紤]到缺點會有其它分布及取向，所以軸類鍛件檢測，必要時還應輔以直探頭軸向檢測和斜探頭周向檢測及軸向檢測。⑴直探頭徑向和軸向檢測：如圖8.1所表示，直探頭作徑向檢測時將探頭置于軸外緣，沿外緣作全方面掃查，以發(fā)覺軸類鍛件中常見縱向缺點。圖8.1軸類鍛件直探頭徑向、軸向檢測直探頭作軸向檢測時，探頭置于軸端頭，并在軸端作全方面掃查，以檢出與軸線相垂直橫向缺點。但當軸長度太長或軸有多個直徑不等軸段時，會有聲束掃查不到死區(qū)，因而此方法有一定不足。超聲波無損檢測專家講座第59頁⑵斜探頭周向及軸向檢測：鍛件中若存在片狀軸向（尺寸較小且靠近圓周面）及徑向缺點或軸上有幾個不一樣直徑軸段，用直探頭徑向及軸向檢測都難以檢出，則必須使用斜探頭在軸外圓作周向及軸向檢測?？紤]到缺點取向，檢測時探頭應作正、反兩個方向全方面掃查，如圖8.2所表示。2.長方體鍛件檢測長方體鍛件鑄造工藝主要是以鐓粗為主，拔長為輔，缺點主要平行于鍛件長端面。采取直探頭在垂直兩端面進行檢測為主，以檢測與端面平行缺點如圖8.3（1）（3）位置所表示。鍛件側面檢測為輔，以檢測與端面垂直缺點。如圖8.3（2）位置所表示。超聲波無損檢測專家講座第60頁（a）周向檢測（b）軸向檢測圖8.2軸類鍛件斜探頭周向、軸向檢測圖8.3長方體鍛件檢測超聲波無損檢測專家講座第61頁3.餅類、碗類鍛件檢測餅類和碗類鑄造工藝主要以鐓粗為主，缺點分布主要平行于端面，所以用直探頭在端面檢測是檢出缺點最正確方法。對于餅類鍛件，從端面進行檢測為主，以檢測出與端面平行缺點。鍛件側面檢測為輔，以檢測與端面垂直軸向缺點。如圖8.4（a）所表示。碗類鍛件檢測，參考餅類及長方體方法進行檢測。如圖8.4（b）所表示。超聲波無損檢測專家講座第62頁4.筒類鍛件檢測筒類鍛件鑄造工藝是先鐓粗，后沖壓，再滾壓。所以，缺點取向比軸類和餅類鍛件中缺點取向復雜。但因為鑄錠中質量最差中心部分已被沖孔時去除。因而筒類鍛件質量普通很好。其缺點主要取向仍與筒類外圓表面平行，所以筒類鍛件檢測仍以直探頭外圓面檢測為主，但對于筒壁較厚筒類鍛件，須增加斜探頭檢測。1）直探頭檢測：如圖8.5所表示，用直探頭從筒體外圓面或端面進行檢測。外圓檢測主要是發(fā)覺與軸線平行周向缺點。端面檢測主要是發(fā)覺與軸線垂直橫向缺點。2）雙晶探頭檢測：如圖8.5所表示，為了檢測筒體近表面缺點，需采取雙晶探頭從外圓面或端面檢測。超聲波無損檢測專家講座第63頁3）斜探頭檢測：對于一些主要筒形鍛件還要增加斜探頭從外圓進行軸向和周向檢測，如圖8.6所表示。軸向檢測為了發(fā)覺與軸線垂直徑向缺點。周向檢測為了發(fā)覺與軸線平行徑向缺點。超聲波無損檢測專家講座第64頁7.其它類型鍛件，可參考上述鍛件檢測方法進行檢測。8.1.3檢測條件選擇鍛件檢測采取脈沖反射式超聲波探傷儀進行檢測（模擬式儀器或數(shù)字式儀器），普通情況下以縱波直探頭檢測為主，對于有特殊要求鍛件，應輔以縱波雙晶探頭或橫波探頭進行檢測。8.1.3.1探頭選擇鍛件超聲波檢測時，主要使用縱波直探頭，晶片尺寸為Φ14～Φ25mm，慣用Φ20mm。對于較小鍛件，考慮近場區(qū)和耦合損耗原因，普通采取小晶片探頭。有時為了檢測與檢測面成一定傾角缺點，也可采取一定K值斜探頭進行檢測。對于近距離缺點，因為直探頭盲區(qū)和近場區(qū)影響，常采取雙晶直探頭檢測。超聲波無損檢測專家講座第65頁鍛件晶粒普通比較細小，所以可選取較高檢測頻率，單晶直探頭采取2.5～5MHz。對于少數(shù)材質晶粒粗大衰減嚴重鍛件，為了防止出現(xiàn)“林狀回波”，提升信噪比，應選取較低頻率，普通為1.0～2.5MHz。雙晶探頭頻率采取5MHz。8.1.3.2耦合劑選擇在鍛件檢測時，為了實現(xiàn)很好耦合，普通要求檢測面表面粗造度Ra不高于8.3μm，表面平整均勻，無劃傷、油垢、污物、氧化皮、油漆等。鍛件檢測時，慣用機油、漿糊等作耦合劑，也可采取專用耦合劑。當鍛件表面較粗造時也可選取甘油作耦合劑。超聲波無損檢測專家講座第66頁8.1.3.3掃查方式選擇鍛件檢測時，標準上應在兩個相互垂直檢測面上進行全方面掃查。掃查覆蓋面應為探頭晶片直徑15％。探頭移動速度小于150mm/s。8.1.3.4材質衰減系數(shù)測定在鍛件尺寸較大時，材質衰減對缺定量有一定影響。尤其是材質衰減嚴重時，影響愈加顯著。所以，在鍛件檢測中應進行材質衰減系數(shù)測定。衰減系數(shù)測定參考1.3.8.2相關要求。8.1.3.5試塊選擇鍛件檢測中，要依據(jù)探頭和檢測面情況選擇試塊。超聲波無損檢測專家講座第67頁1.單直探頭標準試塊采取CSⅠ試塊，其形狀及尺寸應符合第3章圖3.23要求，尺寸應符合表1要求。表1CSⅠ標準試塊尺寸mm試塊序號CSⅠ-1CSⅠ-2CSⅠ-3CSⅠ-4L50100150200D50608080超聲波無損檢測專家講座第68頁2.雙晶直探頭試塊

a)工件檢測距離小于45mm時，應采取CSⅡ標準試塊。

b)CSⅡ試塊形狀及尺寸應符合圖3.24要求，尺寸符合表2要求。3．檢測面是曲面時，應采取CSⅢ標準試塊來測定因為曲率不一樣而引發(fā)聲能損失并給予賠償，其形狀和尺寸如第3章圖3.25所表示。

表2CSⅡ標準試塊尺寸mm

試塊序號孔徑檢測距離L123456789CSⅡ-1Φ251015202530354045CSⅡ-2Φ3CSⅡ-3Φ4CSⅡ-4Φ6超聲波無損檢測專家講座第69頁8.1.3.6檢測時機鍛件超聲波檢測應在熱處理后進行，因為熱處理能夠細化晶粒，降低衰減。另外，還能夠發(fā)覺熱處理過程中產生缺點。對于帶孔、槽和臺階鍛件，超聲波檢測應在孔、槽、臺階加工前進行。因為孔、槽、臺階對檢測不利，輕易產生各種非缺點反射波。當熱處理后材質衰減仍較大且對于檢測結果有較大影響時，應重新進行熱處理。8.1.4掃描速度和靈敏度調整超聲波無損檢測專家講座第70頁8.1.4.1掃描速度調整⒈鍛件檢測前，普通依據(jù)鍛件要求檢測范圍來調整掃描速度，方便發(fā)覺缺點，并對缺點定位。⒉掃描速度調整可在試塊上進行，也可在鍛件上尺寸已知部位上進行，在試塊上調整掃描速度時，試塊材質應與工件相同或聲學性能相近。⒊掃描速度調整方法是依據(jù)檢測范圍利用已知尺寸試塊或工件上兩次不一樣反射體反射回波(或一個反射體兩次反射回波)前沿,分別對準對應水平刻度值即可。注意，不能利用一次反射波與始波進行掃描速度調整。調整掃描速度時，普通要求第一次底波前沿位置不超出水平極限刻度80％，以利于觀察一次底波后一些信號情況。⒋鍛件檢測普通情況下是采取縱波進行檢測，所以掃描速度以縱波聲程按1：n百分比進行調整。超聲波無損檢測專家講座第71頁8.1.4.1掃描速度調整⒈鍛件檢測前，普通依據(jù)鍛件要求檢測范圍來調整掃描速度，方便發(fā)覺缺點，并對缺點定位。⒉掃描速度調整可在試塊上進行，也可在鍛件上尺寸已知部位上進行，在試塊上調整掃描速度時，試塊材質應與工件相同或聲學性能相近。⒊掃描速度調整方法是依據(jù)檢測范圍利用已知尺寸試塊或工件上兩次不一樣反射體反射回波(或一個反射體兩次反射回波)前沿,分別對準對應水平刻度值即可。注意，不能利用一次反射波與始波進行掃描速度調整。調整掃描速度時，普通要求第一次底波前沿位置不超出水平極限刻度80％，以利于觀察一次底波后一些信號情況。⒋鍛件檢測普通情況下是采取縱波進行檢測，所以掃描速度以縱波聲程按1：n百分比進行調整。超聲波無損檢測專家講座第72頁例：超聲波檢測200mm厚工件，怎樣校準掃描速度？1）依據(jù)工件厚度選擇掃描百分比：若取1:1，則有τ:200=1:1；τ=200，超出顯示器范圍，說明此百分比不行；若取1:2，則有τ:200=1:2；τ=100，在顯示器范圍，可取此百分比?；蛞罁?jù)顯示器范圍進行百分比，顯示器范圍為100，則：100:200=1:2,即檢測此工件掃描百分比為1:2注意：掃描百分比選擇時，是依據(jù)被檢工件厚度且確保底波在顯示器范圍內進行確定。2）詳細調整方法步驟：可利用ⅠA試塊尺寸為100mm進行調整，

a確定B１、Ｂ２波位置。τ:100=1:2；τ=50，即B1波在顯示器50位置，同理B2波在100位置。超聲波無損檢測專家講座第73頁

b、校準：調整時將直探頭對準ⅠA試塊上厚度為100mm底面，調整儀器上相關旋鈕將B１、Ｂ２前沿同時分別對準顯示器上水平刻度值50、100，此時，時基掃描線百分比恰好為1:2。8.1.4.2檢測靈敏度調整鍛件檢測靈敏度是由鍛件技術要求或相關標準確定。普通不低于Φ2平底孔當量直徑。調整鍛件檢測靈敏度方法有兩種，一個是波高比較法來調整，另一個是曲線比較法來調整。1.波高比較法有底波調整法與試塊調整法兩種超聲波無損檢測專家講座第74頁1）底波調整法當鍛件被檢部位厚度≥，且鍛件含有平行底面或圓柱曲面時，慣用底波來調整檢測靈敏度。底波調整首先要計算或查AVG曲線求得底面反射波與某平底孔反射波分貝差，然后再進行調整。a)計算：對于平底面或實心圓柱體底面，同距離處底波與平底孔反射波分貝差為：

（8.1）式中—波長；—被檢部位厚度；—平底孔直徑。

超聲波無損檢測專家講座第75頁對于空心圓柱體，同距離處圓柱曲底面與平底孔反射波分貝差為：（8.2）

式中—空心圓柱體內徑；—空心圓柱體外徑；“+”—外圓徑向檢測，內孔凸柱面反射；“-”—內孔徑向檢測，外圓凹柱面反射。b)調整：探頭對準工件完好區(qū)底面，找到反射回波，在確保衰減器有效儲存（+5～10）dB及以上時，調“增益”使底波B1達基準波高，然后用“衰減器”增益ΔdB，這時靈敏度就調整完成。實際檢測時為了便于發(fā)覺缺點可再增益5～10dB作為檢測靈敏度，即掃查靈敏度。超聲波無損檢測專家講座第76頁例1，用2.5P20Z探頭徑向檢測Φ500mm實心圓柱體鍛件，CL=5900m/s，問怎樣利用底波調整500/Φ2靈敏度？解：由題意得：①計算：500mm處底波與Φ2平底孔反射波分貝差為：2調整：探頭對準工件完好區(qū)圓柱底面，找出反射回波，在確保衰減器有效儲存量后，用“衰減器”衰減55dB，調“增益或衰減器”使底波B1達基準50％高，然后用“衰減器”增益46dB，這時Φ2靈敏度就調整好了。超聲波無損檢測專家講座第77頁例2，用2.5P20Z探頭徑向檢測外徑為Φ1000mm，內徑為Φ100mm空心圓柱體鍛件，CL=5900m/s，問怎樣利用內孔回波調整450/Φ2靈敏度？解：由題意得：

①計算：450mm處內孔反射波與Φ2平底孔反射波分貝差為：超聲波無損檢測專家講座第78頁2調整：探頭對準完好內孔表面，找出反射反射波，用“衰減器”衰減45dB，調“增益”使底波B1達基準50％高，然后用“衰減器”增益35dB作為檢測靈敏度，此時，450/Φ2檢測靈敏度調整就完成了。必要時再增益6dB作為掃查靈敏度。注意：采取底波法（計算法）調整靈敏度時，因在工件上進行調整且平底孔與工件底面聲程相同，所以不用考慮材質衰減差。靈敏度調整與實際掃查在同一面上，所以不用考慮表面耦合賠償。2）試塊調整法單直探頭檢測：當鍛件厚度＜或因為幾何形狀所限或底面粗糙時，應利用含有些人工反射體試塊來調整檢測靈敏度，如CSⅠ系列試塊。調整時將探頭對準所需試塊平底孔，調“增益”使平底孔反射波達基準高即可。超聲波無損檢測專家講座第79頁值得注意是，當試塊表面形狀、粗糙度與鍛件不一樣時，要進行耦合賠償。當試塊與工件材質衰減相差較大時，還要考慮介質衰減賠償。例1，用2.5P20Z探頭檢測厚度為50mm小鍛件，采取CSⅠ系列試塊調整50/Φ2靈敏度，試塊與鍛件表面耦合差3dB，問怎樣調整靈敏度？解：利用CSⅠ系列試塊調整靈敏度方法以下：將探頭對準CSⅠ-1試塊Φ2平底孔距離為50mm，衰減10dB，調“增益”使Φ2回波達50％高(或用“衰減器”將Φ2平底孔反射反射波調至滿顯示器50%左右，再用“增益”將回波調至50%高。注意：此時儀器有效靈敏度余量必須儲存3dB＋10dB以上余量)，然后再用“衰減器”增益3dB，這時50/Φ2靈敏度就調整好了。超聲波無損檢測專家講座第80頁例2，用2.5P20Z探頭檢測底面粗糙，厚度為400mm鍛件，問怎樣利用100/Φ4平底孔試塊調整400/Φ2靈敏度？試塊與工件表面耦合差6dB。解：①計算：100/Φ4與400/Φ2回波分貝差：②調整：探頭對準100/Φ4平底孔，找到最高回波后，衰減50dB，調“增益”使Φ4平底孔反射波達基準高(50%)，然后用“衰減器”增益42dB，這時400/Φ2靈敏度就調整好了。這時工件上400/Φ2平底孔缺點反射波恰好達基準高50％。超聲波無損檢測專家講座第81頁2．曲線比較法雙晶直探頭檢測：采取雙晶直探頭檢測時，應用數(shù)字式儀器，依據(jù)圖3.24所表示雙晶探頭平底孔試塊來調整檢測靈敏度。先依據(jù)需要選擇對應平底孔試塊，并測試一組距離不一樣直徑相同平底孔反射波，使其每個孔最高反射波達基準波高，確認后統(tǒng)計對應讀數(shù)值，全部孔測試完成后進行最終確認，從而得到一條平底孔距離——波幅(dB)曲線。并以此方法測出其它孔徑曲線，從而得到一組平底孔距離——波幅(dB)曲線并以此作為靈敏度校核及工件檢測靈敏度。注意：1)采取試塊法調整檢測靈敏度時，應確保試塊材質與被檢工件材質相同或聲學性能相近。2)試塊與被檢工件表面狀態(tài)不一樣時，應進行表面狀態(tài)耦合損失測定，在試塊上調整靈敏度后，將表面耦合損失賠償后再進行工件超聲波檢測。超聲波無損檢測專家講座第82頁3)當工件反射面粗造或與粘有其它油性物質時，應將工件反射面進行清洗或修理，以防止聲波在此面上反射損失。不然應進行反射損失測定，并在實際檢測中進行賠償。4)使用模擬式儀器進行雙晶直探頭檢測時，其距離——波幅曲線繪制可采取面板曲線或dB曲線進行。8.1.5缺點位置及大小測定8.1.7.1缺點位置測定1.在鍛件檢測中，主要采取縱波直探頭進行檢測，所以可依據(jù)顯示器上缺點波前沿所正確水平刻度值和掃描速度1：n來確定缺點在鍛件中位置。缺點至探頭距離（缺點埋藏藏深度）為：（8.3）

超聲波無損檢測專家講座第83頁2.缺點在檢測面上位置測定：a）若缺點尺寸小于聲束截面尺寸，則缺點在探頭所在位置往下距離即為缺點位置。b）若缺點尺寸大于聲束截面尺寸，則以缺點最高波為準，以6dB法（半波高度法）確定缺點邊界點測出缺點指示面積。8.1.7.2缺點大小測定在鍛件檢測中，對于尺寸小于聲束截面缺點普通采取當量法定量。若缺點位于≥區(qū)域內時，慣用當量計算法和當量AVG曲線法確定缺點當量大??；若缺點位于＜區(qū)域內時，慣用試塊比較法或實測AVG曲線法確定缺點當量大小。對于尺寸大于聲束截面缺點普通采取測長法確定缺點指示面積，慣用測長法有6dB法和端點6dB法。必要時還可采取底波高度法來確定缺點相對大小。下面重點介紹當量計算法和6dB法在鍛件檢測中應用。超聲波無損檢測專家講座第84頁1.當量計算法（適合用于尺寸小于聲束截面缺點）當量計算法是利用各種規(guī)則反射體反射波聲壓公式和實際檢測中測得結果（缺點位置和波高）來計算缺點當量大小。當量計算法是當前鍛件檢測中應用最廣一個定量方法。用當量計算法定量時，要考慮調整檢測靈敏度基準。當用平底面和實心圓柱體曲底面調整靈敏度時，不一樣距離處大平底與平底孔回波分貝差為：（8.4）式中—平底孔缺點至檢測面距離；≥

—鍛件底面至檢測面距離；

—材質衰減系數(shù)；

λ—波長；

—平底孔缺點當量直徑；—底波與平底孔缺點反射波分貝差。超聲波無損檢測專家講座第85頁不一樣平底孔回波分貝差為

（8.5）

式中

—平底孔1、2dB差；、—平底孔1、2當量直徑；、—平底孔1、2距離。當用空心圓柱體內孔或外圓曲底面調整靈敏度時，當量計算公式為：（8.6）

式中—空心圓柱體內徑；

—空心圓柱體外徑；“+”—外圓徑向檢測，內孔凸柱面反射；“-”—內孔徑向檢測，外圓凹柱面反射；—圓柱曲底面與平底孔缺點回波分貝差。超聲波無損檢測專家講座第86頁例1，用2.5P20Z探頭檢測Φ600實心圓柱體鍛件，CL=5900m/s，α=0.005dB/mm。利用鍛件底波調整600/Φ2靈敏度，底波達基準高時衰減讀數(shù)為50dB，檢測中在400mm處發(fā)覺一缺點，缺點波達基準高時衰減器讀數(shù)為30dB，求此缺點當量平底孔直徑為多少？解：由題意得：，=D2/4λ=202/4×2.36=42.37(mm)=×42.37=127(mm)≤400(mm)，可進行計算；

，代入公式得：超聲波無損檢測專家講座第87頁==1.1；=∴

答：此缺點當量平底孔直徑為Φ7.6。超聲波無損檢測專家講座第88頁例2，用2.5P20Z探頭沿外圓徑向檢測外徑為Φ1000mm，內徑為Φ100mm空心圓柱體鍛件，CL=5900m/s，α=0.005dB/mm，檢測中在200mm處發(fā)覺一缺點，其反射波比內孔反射波低12dB，求此缺點當量大?。拷猓河深}意得：

,

=D2/4λ=202/4×2.36=42.37(mm)=×42.37=127(mm)≤200(mm)，可進行計算；；代入公式得：超聲波無損檢測專家講座第89頁==1.225；=∴答：此缺點當量平底孔直徑為Φ2.8。另外，鍛件檢測中，還可利用當量AVG曲線法來測定，詳細方法見第二章相關內容。2.測長法（適合用于尺寸大于聲束截面缺點）當缺點尺寸大于聲束截面尺寸時采取半波高度法（6dB法）測量缺點指示長度或指示面積。超聲波無損檢測專家講座第90頁在平面檢測中，超聲波檢測過程中發(fā)覺缺點尺寸大于聲束截面時采取6dB法測定缺點指示面積或指示長度。測量時以缺點最高波為準，探頭以直線向兩側移動，當缺點波高降到二分之一時探頭中心所在點為邊界點，兩邊界點連線距離就是缺點指示長度，如探頭向各方向移動當缺點波高降到二分之一時，測試各點為缺點邊界點，全部邊界點連線即為缺點指示面積。如圖8.7所表示。對圓柱形鍛件進行周向檢測時，探頭移動距離是測量長度而不再是缺點指示長度了，這時要按幾何關系來確定缺點指示長度，如圖8.8所表示。超聲波無損檢測專家講座第91頁外圓周向檢測測長時，缺點指示長度

為：式中

—探頭移動外圓弧長（測量長度）；

—圓柱體外半徑；

—缺點聲程（缺點埋藏深度）。內孔周向檢測測長時，缺點指示長度

為：式中

—探頭移動內圓弧長（測量長度）；

—圓柱體內半徑；

—缺點聲程（缺點埋藏深度）。（8.7）（8.8）超聲波無損檢測專家講座第92頁8.1.6缺點反射波判別在鍛件檢測中，不一樣性質缺點其反射波是不一樣，實際檢測時，可依據(jù)顯示器上缺點反射波情況來分析缺點性質和類型。8.1.8.1單個缺點反射波鍛件檢測中，顯示器上單獨出現(xiàn)缺點反射波稱為單個缺點反射波。如鍛件中單個夾層、裂紋等。檢測中碰到單個缺點時，要測定缺點位置和大小。8.1.8.2分散缺點反射波鍛件檢測中,工件中缺點較多且較分散,缺點彼此間距較大,這種缺點反射波稱為分散缺點反射波.普通在邊長為50mm立方體內少于5個。如分散性夾層。分散缺點普通不太大,所以慣用當量法定量,同時還要測定分散缺點位置。超聲波無損檢測專家講座第93頁8.1.8.3密集缺點反射波鍛件檢測中,顯示器上同時顯示缺點反射波甚多，波與波之間間距甚小，有時波下沿連成一片，這種缺點反射波稱為密集缺點反射波。密集區(qū)缺點定義：在顯示器掃描線相當于50mm聲程范圍內同時有5個或5個以上缺點反射信號；或是在50mm×50mm檢測面上發(fā)覺在同一深度范圍內有5個或5個以上缺點反射信號，其反射波幅均大于某一特定當量缺點基準反射波幅。密集缺點可能是疏松、非金屬夾雜物、白點或成群裂紋等。超聲波無損檢測專家講座第94頁鍛件內不允許有白點缺點存在，這種缺點危害性很大。通常白點分布范圍較大，且基本集中于大鍛件中心部位，它反射波清楚、尖銳，成群白點有時會使底波嚴重下降或完全消失。這些特點是判斷鍛件中心白點主要依據(jù)，如圖8.9。超聲波無損檢測專家講座第95頁8.1.8.4游動反射波

在圓柱形軸類鍛件檢測過程中，當探頭沿著軸外圓移動時，顯示器上缺點波會伴隨該缺點檢測聲程改變而游動，這種游動動態(tài)波形稱為游動反射波。游動反射波產生是因為不一樣聲束射至缺點產生反射引發(fā)。聲束軸線射至缺點時，缺點聲程小，反射波高。左右移動探頭，擴散聲束射至缺點時，缺點聲程大，反射波低。這么同一缺點反射波位置和高度隨探頭移動發(fā)生游動，如圖8.10。超聲波無損檢測專家講座第96頁不一樣檢測靈敏度，同一缺點反射波游動情況不一樣。普通可依據(jù)檢測靈敏度和反射波游動距離來判別游動反射波。普通要求游動范圍達25mm時，才算游動反射波。依據(jù)缺點游動回波包絡線形狀，可粗略地判別缺點形狀。

8.1.8.5底面反射波在鍛件檢測中，有時還可依據(jù)底波改變情況來判別鍛件中缺點情況。當缺點反射波很高，并有屢次重復反射波，而底波嚴重下降甚至消失時，說明鍛件中存在平行于檢測面大面積缺點。當缺點反射波和底波都很低甚至消失時，說明鍛件中存在傾斜大面積缺點或在檢測面附近有大缺點。當顯示器上出現(xiàn)密集相互彼連缺點反射波，底波顯著下降或消失時，說明鍛件中存在密集形缺點。超聲波無損檢測專家講座第97頁8.1.7鍛件質量級別評定8.1.7.1缺點當量確實定1.被檢缺點深度大于或等于探頭3倍近場區(qū)時，采取AVG曲線及計算法確定缺點當量。對于3倍近場區(qū)內缺點，可采取單直探頭或雙晶探頭距離—波幅曲線來確定缺點當量。也可采取其它等效方法來確定。2.統(tǒng)計缺點當量時，若材質系數(shù)超出4dB/m，應考慮修正。8.1.7.2缺點統(tǒng)計1.統(tǒng)計當量直徑超出Φ4mm單個缺點波幅和位置。2.密集區(qū)缺點：統(tǒng)計密集區(qū)缺點中最大當量缺點位置和缺點分布。餅形鍛件應統(tǒng)計大于或等于Φ4mm當量直徑缺點密集區(qū)，其它鍛件應統(tǒng)計大于或等于Φ3mm當量直徑缺點密集區(qū)。缺點密集區(qū)面積以50mm×50mm方塊作為最小量度單位，其邊界可由6dB法決定。超聲波無損檢測專家講座第98頁8.1.7.3質量分級等級評定鍛件檢測中常見缺點有單個缺點和密集缺點兩大類，實際檢測中依據(jù)鍛件中單個缺點當量尺寸，底波降低情況和密集缺點面積占檢測面積百分比不一樣將鍛件質量分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ等五種，其中Ⅰ級最高，Ⅴ級最低。底波降低等級見表6—1，單個缺點等級見表6—2，密集性缺點等級見表6—3。表6—1由缺點引發(fā)底波降低量質量分級等級ⅠⅡⅢⅣⅤ底波降低量BG/BF≤8＞8—14＞14—20＞20—26＞26注：本表僅適適用于聲程大于近場區(qū)長度缺點。超聲波無損檢測專家