超聲檢測方法分類與特點

第5章超聲檢測方法分類與特點中國特種設備檢測研究院全國特種設備無損考委會鄭暉概述超聲檢測方法分類的方式有多種，較常用的有如下幾種：1、按原理分類：脈沖反射法、衍射時差法（TOFD）、穿透法、共振法。2．按顯示方式分類：A型顯示和超聲成像顯示（可細分為B、C、D、S、P型顯示等）。3．按波型分類：縱波法、橫波法、表面波法、板波法、爬波法等。4、按探頭數目分類：單探頭法、雙探頭法、多探頭法。5、按探頭與試件的接觸方式分類：接觸法、液浸法、電磁耦合法。6、按人工干預的程度分類：手工檢測、自動檢測。每一個具體的超聲檢測方法都是上述不同分類方式的一種組合，如最常用的：單探頭橫波脈沖反射接觸法（A型顯示）。每一種檢測方法都有其特點和局限性，針對每一檢測對象所采用的不同的檢測方法，是根據檢測目的及被檢工件的形狀、尺寸、材質等特征來進行選擇的。2023/5/2325.1按原理分類的超聲檢測方法

超聲檢測方法按原理分類，可分為脈沖反射法、衍射時差法、穿透法和共振法。

脈沖反射法超聲波探頭發(fā)射脈沖波到被檢工件內，通過觀察來自內部缺陷或工件底面反射波的情況來對試件進行檢測的方法，稱為脈沖反射法。脈沖反射法包括缺陷回波法、底波高度法和多次底波法。

缺陷回波法底波高度法多次底波法

2023/5/2335.1.2衍射時差法定義：TimeOfFlightDiffraction衍射時差法超聲檢測TOFD方法利用缺陷端點的衍射波信號探測和測量缺陷的尺寸

TOFD基本結構：一發(fā)一收雙探頭

寬角度縱波斜探頭（通常）2023/5/2342、TOFD檢測設備舉例2023/5/2353、TOFD檢測顯示示例A掃描顯示TOFD圖像2023/5/2364、物理基礎－衍射缺陷上的每一點形成新的子波源稱為衍射入射波2023/5/237衍射（續(xù)）缺陷衍射波衍射波入射波反射波特點：1、全方位2、低能量2023/5/238發(fā)射探頭接收探頭直通波直通波上端點下端點底面反射波底面反射波埋藏缺陷的檢測原理2023/5/239掃查面開口缺陷的檢測原理發(fā)射探頭接收探頭缺陷下尖端底面反射波底面反射波直通波中斷無直通波2023/5/2310底面開口缺陷的檢測原理發(fā)射探頭接收探頭直通波直通波缺陷上尖端底面反射波中斷無底面反射波2023/5/2311層間缺陷的檢測原理發(fā)射探頭接收探頭直通波直通波底面發(fā)射波底面發(fā)射波反射波反射信號2023/5/2312TOFD檢測圖像——灰度圖白+黑-幅度時間時間將每一個A掃描信號轉化為灰度線，沿探頭的運動方向拼接成二維灰度圖

2023/5/2313TOFD掃查方式

非平行掃查平行掃查偏置非平行掃查發(fā)射探頭接收探頭探頭架移動方向XY+Y－焊縫發(fā)射探頭接收探頭探頭架移動方向XY+Y－焊縫發(fā)射探頭接收探頭探頭架移動方向XY+Y－焊縫2023/5/23141、表面開口裂紋212023/5/23152、X形坡忽口根部是未焊剖透21123420維23訂/5智/1患8163、V形坡基口根部覽未焊格透根部賤未焊膛透12320胃23沿/5絮/1適8174、密純集氣孔1220顆23么/5州/1楚8185、橫向甜裂紋123412320尖23捆/5稻/1睬8196、根部秒未焊孝滿12320論23陽/5倉/1洞8207、層間景未熔痛合20育23股/5移/1促8218、根部掩未熔茫合TO齊FD領t刮ec測hn氣iq霉ueLa指ck風o解f壇ro失ot慢f唱us浴io誼n汽de姐fe吳ct20蹄23癢/5預/1星8229、根部宿凹陷TO女FD紅t絡ec陜hn禿iq掘ueRo幕ot哲C押on松ca蔬vi歡ty隆d督ef趙ec漸t20員23勇/5銅/1暗82310、根部脆過厚TO士FD勿t蠟ec唉hn膠iq無ueOv捏er傭p笑en計et按ra妹ti爹on糖d搭ef抹ec繞t20奸23念/5俘/1練824TO嚇FD優(yōu)點與脈可沖反叔射法周超聲抗檢測效和射愚線檢殺測相滲比，TO危FD的主降要優(yōu)忍點在冶于：（1）能擴探測所不利煌取向夏的缺閃陷，挽缺陷絞檢出癥率高顏；（2）超嚷聲波蜂束覆飄蓋區(qū)喂域大逢；（3）缺砌陷高旬度測牌量精纏確；（4）實挽時成清像，企快速歉分析漂；（5）非愉基于端波幅度，波鏈幅影寬響小菊；（6）快向速、詠安全覺、方加便。20院23幣/5紡/1必825荷蘭穿焊接霧協會做的對片比試稠驗PO攝D缺陷康檢出勞率FC粱R誤報武率R可靠柜性20綱23尚/5登/1圣826TO朱FD局限如性（1）由則于TO劣FD的直得通波襲和底馬面反景射波那均有踩一定而的寬也度，互處于興此范截圍的晃缺陷苦波難在以被組發(fā)現圓，因刷此在尊掃查撤面和廚底面余存在測幾毫林米的宋表面寄盲區(qū)塑；（2）TO頂FD信號零較弱虹，易遺受噪扛聲影偶響；（3）傾濃向于苗“過阿分夸做大”腳中壁幣缺陷忙和部磁分良米性缺剛陷，息比如心氣孔北、夾霞層等貿；（4）TO菜FD數據偉分析漁對檢醉測人內員要肅求高咬。20船23螞/5樓/1鄰8275.婚1.倆3穿透下法穿透祖法是轎采用索一發(fā)礎一收膽雙探占頭分季別放份置在健試件蹄相對喊的兩喬端面誓，依給據脈紹沖波張或連陶續(xù)波映穿透帆試件礙之后迅的能盈量變撐化來騙檢測騰試件練缺陷膊的方艷法。20含23飼/5罩/1慘8285.胃1.搞4共振酷法依據淡試件潛的共爪振特味性來旦判斷聚缺陷你情況兔和工過件厚惜度變抗化情惑況的禮方法杯稱為永共振中法。僅常用寄于試塔件測喂厚。共振乞法測盡厚的誰原理拘見4.死1.畜6，目探前已詠很少幅使用啞共振于法測似厚。20汗23嫌/5巴/1耕8295.艦2軍A型顯每示和鉆超聲墳成像按超趴聲信匹號的害顯示成方式毯，可啟將超姥聲檢渣測方宇法分炒為A型顯耐示和殃超聲籍成像救方法適，其禽中超義聲成外像顯鎮(zhèn)示按帝成像堂方式裁的不互同又迅可再僚分為B、C、D、S、P型顯飾示等鋪。5.謊1.猾1餡A型顯然示如4.關1.管1中所夸述，A型顯店示是凱一種嘗波形掠顯示舉，是慰將超避聲信哲號的翁幅度鳴與傳裝播時硬間的芒關系露以直撿角坐某標的潮形式闊顯示幼出來猛，橫膏坐標剝代表筍聲波叫的傳敬播時婦間，堅縱坐沙標代杰表信則號幅胳度。A型顯屈示是征最基堂本的霉一種猴信號富顯示唇方式撈。此時牧，示從波管嚷的電呢子束誓是振汪幅調少制的恐。換批言之卸，A型顯易示的和內容偵是探扯頭駐欄留在噴工件逐上某進一點妥時，柿沿聲遠束傳販播方幕向的桿回波嶺振幅多分布探。結合總脈沖聽放射疑法的A型顯貸示超繩聲檢膏測是翻目前央用的坦最多稈的一嶺種方規(guī)法，鳥目前歉特種也設備擾行業(yè)獵常用蛛的JB轉/T肝4邪73鋒0.撫3－20目05標準矩規(guī)定荷的就話是A型脈拳沖反沙射法驢超聲榨檢測平，采糟用該涂方法呆時，芹檢測葵結果查受檢禁測人游員的馬素質腫、經碑驗等計人為功因素且影響煩較大徹。20殃23基/5避/1研8305.櫻1.沒2超聲惹成像粉方法超聲燦成像主就是泥用超齒聲波宏獲得牌物體貢可見榜圖像剝的方聾法。膊由于餓聲波臣可以歇穿透動很多頂不透防光的圈物體射，故你利用庫聲波尖可以破獲得父這些餓物體伏內部囑結構管聲學撿特性他的信昏息，挨超聲菌成像治技術下將這輝些信管息變半成人吸眼可洞見的肅圖像抗，即禮可以撒獲得裙不透允光物完體內催部聲反學特酒性分脫布的問圖像苗。物柿體的住超聲劣圖像脈可提釣供直笛觀和存大量勤的信泛息，礦直接恭顯示紛物體賢內部察情況第，且鑒可靠拌性、飼復現句性高泰，可儀以對寒缺陷巴進行貝定量羞動態(tài)她監(jiān)控損。一碎般而丙言，矮超聲蜻成像嶺方法進是基男于A型顯贈示形偏成的孫工件胃不同拘截面分的圖快像顯勿示，鑰大都麗具有鋤自動差數據羊采集晨、自蜻動數丟據處素理和慢自動怒作出董評價網的功復能。超聲無成像所的研嘩究歷女史超聲滲成像湯方法鎖發(fā)展摔到現冬代，鴉主要混采用江掃描吸接收屯信號佳、再鍛進行接圖像旅重構下的方律式，冠因此里又稱摧為超藥聲掃判描成岡像技嗽術，冬起初纏主要斯為B、C掃描抽成像霸，隨悠后為茫檢測稍焊縫保而開紹發(fā)出D、P掃描檢（投雕影掃斃描成毀像）滾；因款為相言控陣源技術斑的出味現，活又出制現S掃描王（扇節(jié)形掃累描成絮像）商等。溉而對盛應的瓜，A型顯京示又偽可稱訴為A掃描罩顯示菜。20呀23指/5津/1量8311．B、C、D掃描謎成像B、C、D掃描符成像晨設備李較簡找單、榆操作嚇容易爺，已堵成為勁最普賢及的曉三種揮超聲公成像腎方法跪。其蠢中的B掃描宿廣泛且用于罰醫(yī)療索診斷咳，俗明稱B超。愛現在隱用于匯無損隆檢測零也取才得了爐良好世的效乒果。20輪23鳥/5啟/1草8322.庫P掃描耗成像20紐奉23衰/5瓶/1費8333.蕉A辭LO樹K超聲脖成像20昌23趣/5革/1非8344相控摟陣和S掃描但成像相控儲陣技擁術(2巷00棵9年3級復憂試）.pp臨t20徹23源/5潔/1儀8355.姜3按波習型分贊類的生超聲舟檢測帶方法縱波備法、茫橫波恥法、溜表面剪波法闖、板畝波法開、爬逮波法征等5.截3.拴1縱波階法使用曠縱波邪進行艱檢測揉的方復法，瀉稱為糊縱波杰法。1．縱恢波直邊探頭遣法單晶顧直探糠頭脈戰(zhàn)沖反罰射法浙、雙棋晶直屬探頭泄脈沖撞反射白法和搜穿透他法垂直放法主描要用的于鑄禍造、造鍛壓跳、軋尚材及萄其制躍品的膜檢測2.縱波嘴斜探傍頭法將縱這波傾蹲斜入幼射至原試件幫探測嗓面，婚利用毫折射行縱波誘進行寨檢測全的方異法探頭厲移動木范圍鄰較小聲、檢綢測范勒圍較嗚深的銹一些角部件;粗晶舟材料;恢TO巷FD20宗23廁/5慌/1辨8365.鍋3.拔2橫波番法將縱燒波傾狐斜入咐射至存試件撤探測辨面，讓利用另波型瘡轉換響得到飽橫波未進行執(zhí)檢測技的方辯法，伏稱為脫橫波鼻法。掃由于舊入射求聲束保與探夕測面疊成一語定夾判角，乓所以短又稱為斜射伐法。產生蛇的兩需種方慢式橫波跟法主跡要用絨于焊建接接粘頭和明管材母的檢脆測，杠是目朝前特估種設動備行太業(yè)中紐奉應用沉最多靜的一宅種方刊法。季檢測談其它炸試件烤時，拳則作廊為一腐種有疫效的揉輔助顆手段鏡，用杠以發(fā)乖現與絞檢測戶面有勢一定念傾角嚴的缺問陷。20故23害/5舌/1暢8375.掌3.湯3表面介波檢揉測使用針表面任波進水行檢蛋測的捏方法峰，稱惜為表僚面波李法。蓄表面腹、近型表面寬缺陷1．表低面波域的性稍質傳播運動彼狀態(tài)速度能量壟分布2、表晉面波萬的產爐生（1）Y切石偷英法（2）縱墻波折隊射法3．人存工反厭射體犧的反巨射特章點（1）柱攀孔（2）橫陣孔（3）溝杜槽（4）棱陵邊的間反射20膝23蔽/5爭/1拾8385.慈3.晨3表面緒波檢將測4．影善響表姜面波沿傳播痕的其掛他因膀素油表面代光潔犬度和孟材料太組織圓柱積曲面5．表佛面波給檢測階的應縣用（1）強使度法畫檢測責表面儉裂紋掃描會速度簡調整靈敏堅度調漠整和裝定量旱直阻角棱捷邊反比射波（2）時腸延法友測量塘表面廚裂紋專的縱貝向尺眼寸特點蘇：利釋用裂閘紋開蚊口處萍的反異射信煮號和隔裂紋問尖端饒?zhí)幍年J反射愉信號糟在傳美播時戲間上協的差疼值作弊為測舍定裂嚴紋縱這向尺慣寸的佳信息插，而劣不是漲裂紋旋反射朵信號徒的強狀度。雙探辰頭法單探責頭法只適喂用于量測量則表面狠開口顫缺陷20咸23紅/5渠/1牛8395.拜3.豎4板波納檢測使用晨板波膀進行勝檢測遍的方紹法，渴稱為勝板波估法。績主要迎用于柴薄板軍、薄襯壁管測等形喂狀簡練單的斗試件緒檢測濁。板車波充腸塞于齊整個訂試件定，可你以發(fā)識現內捧部的豪和表死面的健缺陷搬。但由是檢蘇出靈敲敏度賤除取壘決于稼儀器艷工作努條件慣外，戰(zhàn)還取速決于哈波的房誠形式崇。1．板麻波的種類使用駱板波監(jiān)進行膽檢測沒的方羊法，祥稱為壩板波尚法。效主要逃用于半薄板蓋、薄泛壁管獄等形喪狀簡蜂單的壯試件跟檢測媽。板波砌充塞葛于整窯個試瞞件，祖可以魯發(fā)現宇內部稻的和幼表面臺的缺譽陷。嘩但是辜檢出婆靈敏榆度除取決捎于儀暴器工誓作條勞件外吵，還蛾取決躬于波沸的形槽式。根據駁質點龜振動將情況晉分類根據口邊界鴨條件筋分類根據盈板的蔬變形環(huán)分類2．板冊波的盟產生選擇紹不同鋸的板墻波型踩式——探頭域入射航角入射縣角可紛根據咐被探顯測工陳件的恰板厚離乘所柄用頻四率和選糊用的授波型滅，由寫特定員的曲席線圖樸上查購出20乎23怖/5膊/1暫8405.飄3.捎4板波脅檢測3．蘭僻姆波鵝的傳橋播特慚點（1）衰俗減的揪非單頂調變且化（2）反念射時際蘭姆豪波波供型的稼變化（3）板慕波回責波信夾號的黑寬度4．板炎波檢端測的慚一般慈程序a、盡貍可能違選用輛寬的獄發(fā)射向脈沖b、制勉作一荒個與麻被測影板材啟料相極同的租對比優(yōu)試塊c、選編擇合占適的叢波型欺根工據波圈型、叨頻率紹乘板竹厚的驗數值栗，從煎相應券的圖稅中查鄭得入值射角d、根辟據入返射角互選擇宜合適裳的探愈頭，堂在試婚塊上鑼調整拔掃描胸速度e、根肚據人食工缺扛陷的還反射僻，選劉擇合旅適的巖探測隆靈敏意度f、檢餅測時丈注意警點20爐23成/5概/1香8415.昂3.搭5.爬波胃法產生鋪：第規(guī)一臨必界角柳附近柴入射概念優(yōu)點20鴨23蓬/5革/1棄8425.半4按探臘頭數辦目分廟類的介檢測離方法5.裁4.排1單探柄頭法使用扣一個貧探頭急兼作娛發(fā)射潮和接幸收超題聲波妨的檢范測方庸法稱縮慧為單窯探頭漿法。對于撈與波木束軸虛線垂駁直的殿片狀獅缺陷襖和立歪體型泊缺陷胳的檢傷出效具果最全好。與波什束軸膊線平共行的懷片狀嗓缺陷遭難以襯檢出醋。當缺閱陷與壺波束拐軸線郵傾斜抬時，奏則根訴據傾榮斜角那度的稼大小謀，能絨夠收源到部縣分回窮波或陪者因夕反射好波束離全部離反射妨在探截頭之羊外而林無法頁檢出蘭。20頁23膏/5獲/1千8435.奴4.轎2雙探染頭法使用岡兩個瞇探頭某（一承個發(fā)錫射，解一個早接收揚）進覽行檢問測的眾方法鍬稱為律雙探下頭法牽。主蛇要用影于發(fā)婚現單點探頭燦法難體以檢偏出的巖缺陷再。雙探押頭法棗又可賭根據勁兩個社探頭陶排列編方式恐和工貸作方鍋式進挨一步仔分為巴并列絞式、使交叉目式、V型串霧列式霜、K型串文列式王、串銹列式擇等。20阿23世/5皇/1曲8445.資4.妖3多探櫻頭法使用研兩個旗以上頃的探陷頭組讓合在白一起快進行楚檢測盼的方低法，拉稱為蹲多探擔頭法損。多探嗽頭法所的應國用，醫(yī)主要變是通軍過增卸加聲愛束來武提高樓檢測版速度監(jiān)或發(fā)屬現各石種取毛向的鑒缺陷喪。通常尤與多膨通道掩儀器睜和自肥動掃每查裝陶置配將合20輸23艱/5覺/1全8455.努5按探亂頭接粘觸方室式分諒類的到檢測遠方法接觸錯法、盾液浸廁法和華電磁直耦合佳法。5.知5.豆1接觸氧法和捧液浸匯法探頭嶺與試仆件探胡測面刑之間侮，涂鈔有很心薄的荷耦合斑劑層罩，因彎此可含以看紹作為休兩者漢直接姜接觸驅，這舅種檢需測方搜法稱屢為直且接接訂觸法漂，或爺簡稱虹接觸薯法。將探火頭和飄工件漁浸于帝液體稈中以獎液體蔑作耦百合劑嫩進行互檢測屬的方投法，淘稱為蓋液浸鐘法。封耦合皆劑可爽以是蟻水，箭也可絲式以是傾油。護當以叢水為巨耦合撲劑時易，稱觀為水跪浸法定。液浸齡法檢排測，汽探頭宋不直泉接接捎觸試慮件，背所以祝此方皂法適洞用于等表面稀粗糙堂的試遺件，膏探頭饒也不差易磨熊損，緊耦合緞穩(wěn)定鋸，探汁測結勒果重讓復性堡好，預便于役實現躬自動蟻化檢語測。20鑼23戚/5甜/1猛8465.息5.端1接觸懷法和感液浸樓法接觸軌法和漿液浸夸法特杯點比粘較：（1）接閣觸法飼優(yōu)點貧：（2）接旅觸法炒缺點味：（3）液胸浸法螞優(yōu)點請：（4）液絡浸法戴缺點送：在實擺際檢壘測時答，應牲根據成應用筐的對墳象、膛目的搬和場沃合，繼結合笑兩種位方法論的優(yōu)斧缺點呼綜合無選擇映。20抓23霸/5青/1舊8475.初5.雀2電磁瓜耦合瀉法采用莊電磁舞超聲殖探頭紙激發(fā)譜和接騰收超房誠聲波圖的檢糞測方落法，盾通常皺稱為喝電磁認超聲掉檢測衣（EM旨AT）。律探頭邀與工遵件之譽間無未耦合蛾劑，潮也不求相互繡接觸嘩。電性磁超粉聲探跟頭結禍構及子工作燙原理駐見4.僵2.捐3。1、電嶄磁超化聲產肺生的疊機理2、電院磁超距聲激浴發(fā)和暗接收3、電痕磁超宋聲的背特點同和現筒狀20啟23友/5劇/1氧8485.肌6手工糟檢測蒜和自次動檢幻玉測按人萍工干饒預的慎程度劈燕分類稈，超許聲檢凈測可皮分為盈手工菊檢測擠和自撿動檢莖測。5.態(tài)6.飯1手工釀檢測手工榆檢測硬一般比指由牽操作雙者手斗持探灣頭進荒行的A型脈織沖反液射式陶超聲鋼檢測難。手工另檢測顛方便渴易操陰作，建大量全應用菌，JB中/T必4騎73磁0.蠅3-絹20罩05主要告的適頂用范擦圍即色為手禽工檢邪測。檢測惱結果選受操強作者妨的人屋為因芽素影飼響是籃較大嘴的檢測釋過程喬中的哄超聲身信號驗無法掠連續(xù)匹記錄檢測古結果貧的可肚靠性展、復宮現性固難以味保證領