1、1 綜合知識1.1 無損檢測概論1.1.1 無損檢測通用方法及技術 一、無損檢測的定義：不破壞材料的外形和性能的情況下，檢測該材料的內部結構（組織與不連續）和性能，該技術稱為無損檢測。英文全稱：Non Destructive Testing (NDT) 二、 常用無損檢測方法射線檢測：Radiographic Testing (RT)射線的種類與本質： 射線、射線和中子射線。射線和 射線與無線電波、紅外線、可見光、紫外線一樣，都是電磁波；而中子射線是粒子。X射線的產生：X射線管射線的產生：射線是放射性原子核在衰變時放射出來的電磁波。放射性衰變 #2022/8/121射線檢測：原理、方法與應用射

2、線和射線通過物質時其強度逐漸減弱。 強度衰減公式： II0e-x 利用射線透過物體時產生的吸收和散射現象，檢測材料中因缺陷存在而引起射線強度改變的程度來探測缺陷的方法稱為射線照相法。檢測技術類型：照相法與投影關系；熒光屏法；工業電視法；常用透照方法：縱縫透照方法；環縫透照方法；雙壁單影法；雙壁雙影法透照。檢測對象類型：金屬；非金屬。 焊縫；鑄件。檢測缺陷類型：裂紋；氣孔；未焊透；未融合；夾渣；疏松；冷隔等。#2022/8/122超聲檢測：Ultrasonic Testing (UT)超聲波的本質：機械波，它是由于機械振動在彈性介質中 引起的波動過程，例如水波、聲波、超聲波等超聲波的類型：縱波和

3、橫波 表面波（瑞利波）、板波超聲波的性質： （1）聲速：與材料性質有關、與波的種類有關 （2）波的疊加、干涉及駐波 （3）反射、折射和波型轉換#2022/8/123超聲檢測：原理、方法與應用 超聲波的產生：儀器、探頭 超聲波與工件的接觸：耦合劑 超聲波在工件內的傳播與反射 、波的接收 超聲波檢測原理：探頭發射的超聲波通過耦合劑在工件中傳 播，遇到缺陷時反射回來被探頭接收。根據反射回波在熒光屏上的位置和波輻高低判斷缺陷的大小和位置。 超聲檢測技術的特點：應用范圍廣；穿透能力大；設備輕便； 定量不準確；定性困難。 檢測技術類型：縱波法；橫波法；表面波法；板波法， 常用檢測方法：穿透法；反射法；串列

4、法；液浸（聚焦）法；. 檢測對象類型：金屬；非金屬。 焊縫；板件；管件；鍛件。 檢測缺陷類型：面缺陷；體缺陷。定性困難。 數字化、智能化發展前景寬廣。#2022/8/124磁粉檢測: Magnetic Testing (MT) 漏磁場：鐵磁材料磁化時磁力線由于折射而迤出到材料表面所形成的磁場稱為漏磁場剩磁：鐵磁材料磁化時所具有的磁性在磁化電流取消后繼續存在的性質稱為剩磁 鐵磁材料在磁場中被磁化后，缺陷處產生的漏磁場吸附磁粉而形成磁痕。磁痕的長度、位置、形狀反映了缺陷的狀態。磁粉檢測技術的特點：檢測表面和近表面缺陷；鐵磁材料；常用檢測方法：剩磁法；連續法。檢測對象類型：鐵磁材料。 焊縫；鋼板；鋼

5、管；螺栓等.檢測缺陷類型：裂紋；夾渣等. #2022/8/125滲透檢測：Penetrate Testing (PT) 分子壓強與表面張力：每一個離液面的距離小于分子作用半徑r的分子，都受到一個指向液體內部的力的作用。而這些表面分子及近表面分子組成的表面層，都受到垂直于液面且指向液體內部的力的作用。這種作用力就是表面層對整個液體施加的壓力，該壓力在單位面積上的平均值叫分子壓強。分子壓強是表面張力產生的原因。液體潤濕：液體鋪展在固體材料的表面不呈球形，且能覆蓋表面，此現象稱液體潤濕現象。毛細現象：潤濕液體在毛細管內的自動上升或下降稱為毛細現象。#2022/8/126滲透檢測：原理、方法與應用具有

6、潤濕作用的滲透劑在毛細管作用下滲入表面開口缺陷。在顯象劑作用下由于毛細管作用滲入到開口缺陷內的滲透劑被析出表面形成痕跡。滲透檢測基本操作過程滲透檢測技術的特點：檢測表面開口缺陷；常用檢測方法：著色法；熒光法。檢測對象類型：金屬與非金屬材料。 檢測缺陷類型：裂紋。#2022/8/127渦流檢測：Eddy Current Testing (ET) 由于電磁感應金屬材料在交變磁場作用下產生渦流。金屬材料中存在的裂紋將改變渦流的大小和分布，分析這些變化可檢出鐵磁性和非鐵磁性材料中的缺陷。渦流可用以分選材質、測膜層厚度和工件尺寸以及材料的某些物理性能等。渦流檢測技術的特點：適用于導電材料；檢測近表面缺陷

7、。常用檢測方法：穿過式線圈；內通過式線圈；探頭式線圈。檢測對象類型：金屬與非金屬材料。 檢測缺陷類型：裂紋。#2022/8/1281.1.2 常用無損檢測方法的應用 一、應用的部門 航空、航天、機械、核工業、汽車制造、船舶、電子、鋼結構、商檢、進出口等。 二、應用的對象 （1） 缺陷探傷 （2） 厚度測量 （3） 性能測試 #2022/8/1291.1. 3 常用無損檢測方法的范圍及局限性方法 應用范圍 局限性 RT 各類材料的內部缺陷 表面缺陷較難發現 UT 大厚度金屬和部分 僅限于彈性介質 非金屬材料的內部缺陷 定性定量困難 MT 表面和近表面缺陷 僅限于磁性介質 PT 金屬和部分非金屬

8、僅限于表面開口缺陷 材料的表面缺陷 ET 表面和近表面缺陷 僅限于導電材料 #2022/8/12101.2 材料及缺陷1.2.1 金屬及合金的結構一、金屬 （1） 純金屬：單一原子構成的材料 （2）合金：某一金屬元素為基，添加一種或多種其他元素，通過冶金或粉末冶金方法制成的金屬材料。二、 單組元金屬結構 （1）體心立方結構 （2）面心立方結構 （3）密排立方結構 #2022/8/12111.2.1 金屬及合金的結構二、 合金的結構 合金的結構由多種成分組成，不是簡單的體心、面心、六方而是由“相”來表示的： 相：在合金內，一個或多個成份、結構和性質均勻的區域稱為“相”。 一種合金可以有若干種不同

9、的“相”構成，其結構也由“相”所決定。 #2022/8/12121.2.2 材料的性能一、力學性能 （1） 金屬材料的靜拉伸力學性能 強度：金屬抗拉永久變形和斷裂的能力 塑性：又稱范性，斷裂前材料發生不可逆永久變形的能力 韌性：金屬在斷裂前吸收變形能量的能力 （2） 金屬材料的彈性性能 彈性（虎克定律）： （3） 金屬材料在靜加載下的力學性能 扭轉性能 彎曲、壓縮性能 硬度 # 2022/8/1213一、力學性能（4） 金屬材料的沖擊性能（5） 金屬材料的疲勞性能（6） 金屬材料的蠕變性能二、物理性能（1） 密度、比熱量、磁性、導電性、導熱性等（2） 光學性能（3） 聲學性能 #2022/8/

10、12141.2.3 金屬材料中的各種缺陷及不連續性一、不連續性：金屬或合金內部結構的不均勻變化，稱為不連續性。二、缺陷：對金屬材料的性能造成破壞的不連續性稱為缺陷。 常見的焊接缺陷 氣孔、夾渣、未融合、未焊透、裂紋、夾珠、鎢夾雜 夾層等 #2022/8/12151.3 加工及缺陷一、最初加工過程及相關缺陷 （1） 鑄造：將熔融金屬澆注入鑄型型腔，冷卻后形成工件的加工過程； 常見的鑄造缺陷：氣孔、縮孔、疏松、冷裂、熱裂、冷隔、偏析、夾雜。 （2）塑性加工：鍛、軋、拔、鈑金等 常見的塑性加工缺陷：裂紋、折疊、分層、白點（氫脆） #2022/8/1216二、制造加工過程及相關缺陷（1）焊接：通過加熱

11、或加壓，使填充材料熔化、冷卻將工件連接在一起的加工方式稱焊接； 常見的焊接缺陷：氣孔、夾渣、未融合、未焊透、裂紋、夾珠、鎢夾雜（2）表面加工：車、銑、刨、鍍、磨、噴丸、吹砂等 常見的表面加工缺陷：氫脆（3）熱處理：對金屬材料加溫并用不同方法冷卻使其組織結構發生的方法稱熱處理； 常見的熱處理缺陷：淬裂（4）其他熱加工工藝：粉末冶金等 #2022/8/12171.4 在役中的材料1.4.1 在役中材料的行為 受力、受壓、高低溫、摩擦、腐蝕 .1.4.2 在役工況導致缺陷和失效 一、腐蝕：腐蝕裂紋、腐蝕坑、腐蝕減薄 二、疲勞：疲勞裂紋、疲勞斷裂 三、磨損：材料減薄、摩擦裂紋 四、過負載：變形、斷裂

12、五、脆性斷裂：鎘脆、氫脆1.4.3 金屬中破裂發展的概念 一、缺陷的形成 （應力集中） 二、缺陷的發展 （載荷） 三、斷裂 #2022/8/12181.5 質量及標準化1.5.1 質量、質量控制及標準化一、質量的定義：（GB/T 6583-92） 反映產品或服務滿足明確或隱含需要能力的特征和特性的總和。 通常認為，質量有狹義和廣義兩種含義，狹義的質量就是產品質量。對無損檢測而言，可以認為是指無損檢測各種方法檢測結果的正確性和可靠性；廣義的質量除產品質量外，還包括了工作質量。對無損檢測而言，可以認為是指無損檢測人員在實施無損檢測工作過程中，各個方面、各個環節工作的好壞。它取決于工作人員的責任心與

13、技術水平等綜合條件，這些條件直接或間接的影響到無損檢測的結果。 # 2022/8/1219二、質量控制的定義： （GB/T 6583-92） 為達到質量要求所采取的作業技術和活動。 質量控制的目的，監視一個過程并排除不滿意的原因，以取得經濟效益。三、標準化的定義：制定和執行標準的過程 1.5.2 質量體系一、定義：為實施質量管理的組織結構，職責，程序過程和資源。二、質量體系要素 在質量管理中，有關內容可分為若干個質量體系要素。在GB/19004一1SO9004”質量管理和質量體系要素指南”中質量體系要素有20個。這些要素都取決于人的因素、機器的因素、材料的因素、方法的因素以及工作環境的固素。

14、#2022/8/1220二、質量體系要素 即人、機、料、法、環五個因素，無損檢測就是從這五個因素著手去提高質量。對各種檢測方法，其主要內容 ： (1) 無損檢測人員的管理 人員資格：凡從事無損檢測的人員必須按照各行業規定的無損檢測人員資格考核規則（如全國無損檢測學會執行的GB/T 9445：1999 無損檢測人員資格鑒定與認證）參加培訓和考核，取得相應的資洛證書、方可從事該行業相應方法和等級的無損檢測工作。無損檢測資格分為初級（I級）、中級（II級）和高級（III級）三個等級。 培訓考核：培訓可以是長期的或短期的，集中的或分散的，一般應有培訓記錄。一個單位的無損檢測部門或其主管部門，應當制訂培

15、訓計劃，以便于按照人員情況：工作需要進行人員技術培訓。 #2022/8/1221 無損檢測人員的管理 建立無損檢測人員的技術檔案。對每一位從事無損檢測的人員應建立個人技術檔案，內容至少應包括：個人簡歷；檢測質量方面的獎懲情況；檢測人員的工作記錄，包括中斷無損檢測工作的起止時間；接受技術培訓的情況等。 對射線檢測人員還應建立“健康檔案”和射線劑量記錄。射線檢測屬特殊有害工種，為了呆障射線檢測人員的健康與安全，應建立射線檢測人員的健康檔案和進行射線劑量記錄，此項工作應歸口于單位的安全技術和工業衛生部門管理，但為了便于對無損檢測人員的管理，也應同時納入無損撿測部門的質量管理之中。 國際和我國無損檢測

16、人員資格認證現狀。2022/8/1222 (2)無損檢測沒備及器材的管理 該項管理主要是建立設備臺帳和設備使用卡以及設備的周期撿定(周檢)制度,應詳細記錄設備進廠日期和性能、價值及附件情況：檢修和零件更換情況以及設備周檢情況，設備應有專人負責維護保養，設備可以集中管理，也可以分散管理，對于關鍵設備應記錄其使用的頻度 分折設備利用率。 要用好、管好、修好設備，要對操作人員進行培訓、考核，發設備操作許可證后方可上崗。設備應制定安全操作規程，要嚴格按操作規程進行操作,設備發生事故，應填寫事故報告單以分析事故發生的原因和責任者。 無損檢測設備和器材管理的內容主要有: 檢測設備的管理（包話X射線探傷機、

17、超聲波探傷儀、磁粉探傷儀等檢測儀器設備）； #2022/8/1223 無損檢測沒備及器材的管理 輔助設備的管理（黑度計、評片燈、自動洗片機等輔助設備）； 無損檢測器材的管理（滲透劑、射線膠片、象質計、顯定影液、增感屏等器材）。 (3) 無損檢測工藝的管理 檢測工藝的管理是質量管理重要組成部分，無損檢測工藝應符合有關規范，規程和標準，并隨這些標準的變化，按年號修訂以及按新頒標準制定相應的工藝規程。檢測工藝是質量管理和質量保證手冊中一種強制性的要求。對于具體的產品或重要的特殊結構的檢測，還應建立工藝卡，作為射線檢測人員具體操作的指導性工藝文件。 #2022/8/1224(4) 建立無損檢測質量管理

18、制度 無損檢測質量管理制度是質量管理的具體文件。它應對無損檢測整個工作內容，在質量方面作出規定。它是整個質量管理和質量保證體系中的核心內容和文件。其內容應包括：檢測的工作程序，即從檢測項目的委托、編號、檢測操作、標記報告等作出規定。同時, 還應制定檢測設備、檢測人員、工藝規程等管理制度。這些管理制度是以制度的形式，進一步細化整個檢測的質量管理內容。它們應具備具體實施的可操作性。 上述的內容就構成了整個無損檢測質量管理和質量保證體系的基本內容，這些內容又是互相有聯系的一個整體。各個單位可以根據本草位（工廠企業、事業，公司等實體的具體情況，作出補充性的一些質量管理制度。如建立有關工藝紀律監督的制度

19、，以保證工藝規程的正確實施。建立審片制度，以確保評片質量等。以上這些制度正常運作之后，就能夠有效地確保檢測的工作質量。 #2022/8/12251.5.3 檢查、 檢驗、檢測一、檢查（Check ） 對機構、部門執行某個標準、規程或體系與規定的要求進行比較以確定其符合性的活動。 二、檢驗（ Inspection ） 對產品或服務的一種或多種特性進行測量、檢查、試驗、度量，并將這些特性與規定的要求進行比較以確定其符合性的活動。三、檢測（ Test ） 開展檢驗的一種技術活動，通常采用儀器設備或器具，按照規定的程序操作獲取某些技術參數，從而對產品或服務的一種或多種特性做出結論。 #2022/8/1

20、2261.5.4 標準、法規、技術條件及規程一、標準（ Standard ） 二、法規（ Code ） 三、技術條件（Technology Condition ）四、規程（ Procedure ）五、作業指導書（工藝卡 Instruction ） #2022/8/12271.5.5 工藝卡、記錄及報告一、工藝卡（ Instruction ） 根據工藝規程編制的用以指導、級人員實際操作的技術指導書，通常它是以表格的形式出現。實際上工藝卡是工藝規程的濃縮。二、記錄（Record） 、級人員在實際操作時，對操作過程和技術參數所做的原始記錄。三、報告（Report） 級人員在實際操作后對檢測結果的評定

21、意見。 # 工藝卡、記錄及報告2022/8/12283 檢測技術及它們的局限性3.1 檢測方法3.1.1 穿透法穿透法是依據脈沖波或連續波穿透試件之后的能量變化來判斷缺陷情況的一種方法，如圖所示。穿透法常采用兩個探頭，一個作發射用，一個作接收用，分別放置在試件的兩側進行探測，圖中顯示三種情況：無缺陷時的波形；缺陷阻擋部分聲束時的波形；缺陷阻擋全部聲束時的波形。3.1.2 脈沖反射法 超聲波探頭發射脈沖波到被檢試件內，根據反射波的情況來檢測試件缺陷的方法，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。 #2022/8/12293.1.2 脈沖反射法一、缺陷回波法： 根據儀器示

22、波屏上顯示的缺陷波形進行判斷的方法，稱為缺陷回波法。該方法是反射法的基本方法。 圖示是缺陷回波探傷法的基本原理，當試件完好時，超聲波可順利傳播到達底面。若試件中存在缺陷，在探傷波形中，底面回波前有缺陷回波和底面回波兩個信號。二、多次底波法：當透入試件的超聲波能量較大，而試件厚度較小時，超聲波可在探測面與底面之間往復傳播多次，示波屏上出現多次底波B1、B2、B3。如果試件存在缺陷，則由于缺陷的反射以及散射而增加了聲能的損耗，底面回波次數減少，在底面回波之間出現缺陷回波F1、F2、F3。如圖 #2022/8/12303.1.3 共振法 一、原理 若聲波（頻率可調的連續波）在被檢工件內傳播，當工件的

23、厚度為超聲波的半波長的整數倍時，將引起共振，儀器顯示出共振頻率，若工件內存在缺陷則共振頻率發生變化，利用共振頻率之差，判斷工件內部狀態。 二、膠接件的聲振動檢測 航空航天器上常用膠接結構，脫膠處常用聲振檢測方法檢測。 #2022/8/12313.1.4 自動和半自動法一、鋼管自動檢測線 原理、方法與應用照片二、相控陣技術 三、焊縫多探頭檢測技術 #2022/8/12323.2 探頭3.2.1 探頭的基本知識一、壓電效應與壓電材料 某些單晶體和多晶體陶瓷材料在應力（壓縮力和拉伸力）作用下產生應變時引起晶體電荷不對稱分配，異種電荷向正反兩面集中，材料的晶體中就產生電場，這種效應稱為正壓電效應。相反

24、，當壓電材料處于交變電場中時，產生壓縮或拉伸的應力和應變，這種效應稱為逆壓電效應，如圖所示。 常用的壓電單晶有石英又稱二氧化硅（SiO2）、硫酸鋰（LiS04H20）、碘酸鋰LiIO3）、鈮酸鋰（LiNbO3）等，除石英外，其余幾種人工培養的單晶制造工藝復雜、成本高。 #2022/8/12333.2.1 探頭的基本知識 常用的壓電陶瓷有鈦酸鋇（BaTi03）、鋯鈦酸鉛（PZT）、鈦酸鉛（PbTiO3)、偏鈮酸鉛（PbNb2O4）等。二、探頭的編號方法 2.5 P 20 Z 5 Q 66 K3 | | | | | | | | 頻率 材料 直徑 直探頭 頻率 材料 矩形 K=3材料： P-鋯鈦酸鉛

25、；B-鈦酸鋇；T-鈦酸鉛；L-鈮酸鋰； I-碘酸鋰；N-其他探頭類型： Z-直探頭； K-斜探頭； SJ-水浸探頭； FG-分隔探頭；BM-表面探頭；KB-可變角探頭； #2022/8/1234三、探頭的基本結構 壓電超聲探頭的種類繁多，用途各異，但它們的基本結構有共同之處，如圖所示。它們一般均由晶片、阻尼塊、保護膜（對斜探頭來說是有機玻璃透聲楔）組成。此外，還必須有與儀器相連接的高頻電纜插件、支架、外殼等。 #2022/8/12353.2.2 直探頭一、直探頭的保護膜 壓電陶瓷晶片通常均由保護膜來保護晶片不與工件直接接觸以免磨損。常用保護膜有硬性和軟性兩類。氧化鋁（剛玉）、陶瓷片及某些金屬都

26、屬于硬性保護膜，它們適用于工件表面光潔度較高、且平整的情況。用于粗糙表面時聲能損耗達2030dB。 軟性保護膜有聚胺酯軟性塑料等，用于表面光潔度不高或有一定曲率的表面時，可改善聲耦合，提高聲能傳遞效率，且探傷結果的重復性較好，磨損后易于更換，它對聲能的損耗達67dB。 保護膜材料應耐磨、衰減小、厚度適當。為有利于阻抗匹配，其聲阻抗Zm應滿足一定要求。 試驗表明：所有固體保護膜對發射聲波都會產生一定的畸變，使分辨率變差、靈敏度降低，其中硬保護膜比軟保護膜更為嚴重。因此，應根據實際使用需要選用探頭及其保護膜。與陶瓷晶片相比，石英晶片不易磨損，故所有石英晶片探頭都不加保護膜。 #2022/8/123

27、62直探頭的吸收塊 為提高晶片發射效率，其厚度均應保證晶片在共振狀態下工作，但共振周期過長或晶片背面的振動干擾都會導致脈沖變寬、盲區增大。為此，在晶片背面充填吸收這類噪聲能量的阻尼材料，使干擾聲能迅速耗散，降低探頭本身的雜亂的信號。目前，常用的阻尼材料為環氧樹脂和鎢粉。 # 2022/8/12373.2.3 斜探頭一、結構與類型2022/8/12382022/8/1239二、透聲楔 斜探頭都習慣于用有機玻璃作斜楔，以形成一個所需的聲波入射角，并達到波型轉換的目的。一發一收型分割式雙直探頭和雙斜探頭也都以有機玻璃作為透聲楔，這是因為有機玻璃聲學性能良好、易加工成形，但它的聲速隨溫度的變化有所改變

28、又易磨損，所以對探頭的角度應經常測試和修正。水浸聚焦探頭常以環氧樹脂等材料作為聲透鏡材料。三、晶片的厚度 壓電晶片的振動頻率f即探頭的工作頻率，它主要取決于晶片的厚度T和超聲波在晶片材料中的聲速。晶片的共振頻率（即基頻）是其厚度的函數。可以證明，晶片厚度T為其傳播波長一半時即產生共振，此時，在晶片厚度方向的兩個面得到最大振幅，晶片中心為共振的駐點。 #2022/8/1240三、晶片的厚度 通常把晶片材料的頻率f和厚度T的乘積稱為頻率常數Nt，若T=/2，則 Nt = f T = C/2 式中：C為晶片材料中的縱波聲速。常用晶片材料如PZT的Nt =18002000m/s，石英晶片的Nt285O

29、m/s，鈦酸鋇晶片的Nt2520m/s，鈦酸鉛晶片的Nt=2120m/s。 由式（2.65）可知，頻率越高，晶片越薄，制作越困難，且Nt小的晶片材料不宜用于制作高頻探頭。 #2022/8/12413.2.4 特殊探頭一、水浸聚焦探頭二、可變角探頭三、充水探頭2022/8/12423.3 超聲檢測技術3.3.1 串列技術2022/8/12433.3.2 聚焦探頭技術一、平面聲波聚焦和發散的條件 平面聲波聚焦和發散的原因是聲波在介質分界面的折射； 介質分界面二邊的聲速決定了平面聲波是聚焦還是發散； 聚焦的條件 聲波進入凹面：入射介質內聲速C1折射介質內聲速C2 聲波進入凸面：入射介質內聲速C1折射

30、介質內聲速C2 發散的條件聲波進入凹面：入射介質內聲速C1 折射介質內聲速C2聲波進入凸面：入射介質內聲速C1折射介質內聲速C2 #2022/8/1244二、聲透鏡三、聚焦探頭：直探頭 + 聲透鏡 （楔塊聲透鏡或壓電體聲透鏡） #2022/8/12453.3.3 雙晶探頭技術一、雙晶探頭的種類雙晶縱波探頭雙晶橫波探頭（縱波全反射）二、應用：板材探傷 / 分層缺陷三、優點：靈敏度高雜波少、盲區小近場區長度小2022/8/12463.3.4 表面波探頭技術在曲率處轉彎。曲率愈大，反射強烈。2022/8/12473.3.5 液浸技術一、一般技術 探頭和工件浸于液體中以液體作耦合劑進行探傷的方法，稱為

31、液浸法。耦合劑可以是水，也可以是油。當以水為耦合劑時，稱為水浸法。 液浸法探傷時，探頭不直接接觸試件，所以此方法適用于表面粗糙的試件，探頭也不易磨損，耦合穩定，探測結果重復性好，便于實現自動化探傷。 液浸法按探傷方式不同又分為全浸沒式和局部浸沒式。 根據探頭與試件探測面之間液層的厚度，液浸法又可分為高液層法和低液層法。 #2022/8/1248二、充水法與水層計算如圖，由于水層關系水界面一次回波（S）先于鋼板底面回波（B）；鋼板底面第一回波（B1）與水界面二次回波（S2）重合稱為一次重合法 ；鋼板底面第二回波（B2）與水界面二次回波（S2）重合稱為二次重合法 ；水界面一次回波（S1）由于聲程差

32、無法與鋼板底面回波重合； 2022/8/1249水層厚度計算 C水 C水、 C鋼：縱波速度 H=n-=n- n：重合次數 C鋼 4 ：鋼板厚度例：水浸法探30毫米厚的鋼板，采用4次重合法水層厚度應為多少？解： 30 H=n-=4-= 30 毫米 4 4 2022/8/12505 檢測系統的校準5.1 設備的校準5.1.1 水平線性一、定義：儀器水平線性是示波屏上時基線的水平刻度與實際聲程之間成正比的程度，即示波屏上多次底波等距離的程度。 水平線性用水平線性誤差表示。二、測試步驟： （1）將直探頭置于CSK-1A試塊的25mm厚大平底面上； （2）通過微調水平脈沖位移等按鈕，使屏上出現5次底波

33、B1-B5，當底波B1和B5的幅度分別為50滿刻度時，將它們的前沿分別對準刻度2.0和10.0。B1和B6的前沿位置在調整中如相互影響，則應反復進行調整。2022/8/12515.1.1 水平線性 a2、a3、a4分別為B2、B3、B4與4.0、6.0、8.0的偏差。（3）水平線性誤差計算： |amax| amax： a2、a3、a4中的最大值 =-100% b為示波屏水平滿刻度值 0.8b * ZBY230-84規定：儀器的水平線性誤差2%例：用IIW或CSK-1A試塊測儀器的水平線性，現測得B1對準2.0，B5對準10.0時，B2、B3、B4與4.0、6.0、8.0的偏差分別為0.5、0.

34、6、0.8;求其水平誤差為多少？解： 0.8 =-100%=1% 0.81002022/8/12525.1.2 垂直線性一、定義：儀器垂直線性是示波屏上波高與探頭接收的信號幅值之間成正比的程度。 垂直線性用垂直線性誤差表示。二、測試步驟： （1）抑制至零，衰減器保留30dB衰減余量； （2）將直探頭置于CSK-1A試塊的25mm厚大平底面上， 恒定壓力壓住； （3）調節儀器使試塊上某次底波位于示波屏中央，并達到100%幅度，作為“0”dB; （4）固定增益和其他旋鈕，調衰減器，每次衰減2dB,并記下相應的波高H填入表中，直到底波消失；2022/8/1253二、測試步驟 Hi(衰減idB后波高)

35、上表中：實測相對波高%=-100% H0(衰減0dB后波高) 理想相對波高是i=2、4、6dB時的波高比（如i=6dB時的理想相對波高是50.1%）2022/8/1254三、計算垂直線性誤差 D=（ |d1|+|d2| ） 式中： d1-實測值與理想值的最大正偏差 d2-實測值與理想值的最大負偏差* ZBY230-84規定：儀器的垂直線性誤差D8%2022/8/12555.2 探頭的驗證5.2.1 試塊一、試塊的用途 測試或校驗儀器和探頭的性能； 確定探測靈敏度和缺陷大小； 調整探測距離和確定缺陷位置； 測定材料的某些聲學特性。二、試塊的分類（主要分二類） 標準試塊 對比試塊（參考試塊） 其他

36、叫法：校驗試塊、靈敏度試塊；平底孔試塊、橫孔試塊、槽口試塊；鍛件試塊、焊縫試塊等。2022/8/1256三、試塊簡介1. 荷蘭試塊 1955年荷蘭人提出；1958年國際焊接學會通過并命名為IIW試塊；ISO組織推薦使用。 類似的有：中國CSK-IA、日本STB-A1、英國BS-A、西德DIN545212. IIW2試塊（三角形試塊、牛角試塊） 適用于現場檢驗（體積小、輕、方便）； 用途較IIW少3. CSK-IA試塊：中國的改型試塊4. CS-1和CS-2 1986年通過，CS-1全套26塊，CS-2全套66塊； 要求：2022/8/1257 （1）D/L比不能太小，否則產生側壁效應； （2）

37、平底孔應足以分辨； （3）材質衰減要小。 注：鑄鋼件試塊與此形狀相同、尺寸不同5. CSK-IIA / CSK-IIIA6. RB-1、RB-2、RB-37. 鋼板試塊8. 半圓試塊9. 管子試塊2022/8/12585.2.2 探頭靈敏度一、調節靈敏度的幾個旋鈕發射強度 調節發射脈沖的輸出幅度，發射強度大靈敏度高，但分辨率低；增益 調節接收放大器的放大倍數，增益大靈敏度高；抑制 限制檢波后信號的輸出幅度，主要用于抑制雜波、提高信噪比。使用抑制會使儀器的垂直線性變壞，動態范圍變小。 抑制增加，靈敏度降低，盡量不要用 抑制；衰減器 電路內專用器件，用于定量地調節示波屏上的波高，它是步進旋鈕。分：

38、粗調細調二檔， 粗調步長10-20dB, 細調步長1-2dB。CTS-6型總衰減量50db;CTS-22型則為80dB;2022/8/1259調節靈敏度的幾個旋鈕ZB Y230-84 A型脈沖反射超聲探傷通用技術條件中規定：總衰減量不小于60dB;衰減誤差：1dB / 12dB.二、直探頭 + 儀器的靈敏度余量測試探頭對準200 / 2平底孔；抑制：0； 發射強度 增益：最大；調衰減器使2孔最高回波達滿刻度的50%（基準高），這時衰減值為N1dB;提起探頭，用衰減器將電噪聲電平衰減到10%以下，這時衰減值為N2dB;靈敏度余量 N=N1-N2（dB）; 直探頭的靈敏度余量要求30dB2022/

39、8/1260三、斜探頭 + 儀器的靈敏度余量測試探頭對準IIW試塊R100園弧面；抑制：0； 發射強度 增益：最大；調衰減器使R100回波達滿刻度的50%（基準高），這時衰減值為N1dB;提起探頭，用衰減器將電噪聲電平衰減到10%以下，這時衰減值為N2dB;靈敏度余量 N=N1-N2（dB）; 斜探頭的靈敏度余量要求40dB2022/8/1261四、探頭盲區測定 1 概念盲區是指從探測面到能夠發現缺陷處的最小距離，即始脈沖寬度覆蓋區的距離。盲區與近場區的區別：盲區是始脈沖寬度與放大器引起的，而近場區是波的干涉引起的。盲區內缺陷一概不能發現，而近場區內缺陷可以發現但很難定量。 2 測定方法 方法

40、（1）：先將直探頭在靈敏度試塊上用1平底孔調80%基準高。將直探頭放于盲區試塊上，能獨立顯示1平底孔回波的最小深度為盲區。 2022/8/1262盲區測定方法方法（2）：用IIW試塊估算將直探頭放于IIW上方：能獨立顯示回波的，盲區5mm。無獨立回波的，盲區5mm。將直探頭放于IIW左側：能獨立顯示回波的，盲區510mm。無獨立回波的，盲區10mm。 2022/8/12635.2.3 探頭分辨率一、概念：示波屏上區分相鄰二缺陷的能力，能區分的相鄰二缺陷的距離愈小，分辨率就愈高。分辨率與儀器和探頭的質量有關。二、縱波直探頭分辨率測定直探頭放于IIW試塊85、91、100處，抑制為0，左右移動探頭

41、，使屏上出現A、B、C波；若A、B、C不能分開，先將A、B等高，并取a1、b1值 求： a1 X=20 lg- (dB) b1 然后用衰減器使B、C等高，取相應的a2、b2值 求： a2 Y=20 lg- (dB) b2X、Y值愈大分辨率愈高，一般X、Y 15dB2022/8/1264三、橫波斜探頭分辨率測定如圖,平行移動探頭，使A、B等高則分辨率： h1 X=20lg- (dB) h2平行移動探頭，使B、C等高則分辨率： h3 Y=20lg- (dB) h4要求：X或Y 6dB實測時，衰減器將h1衰減到h2即為X值，將h3衰減到h4即為Y值。2022/8/12655.2.4 斜探頭的校準一、

42、入射點、前沿測試如圖，斜探頭入射到R100圓弧上，左右移動探頭找到最大反射回波；如果試塊上有圓心刻度，則刻度對應處為入射點；如果試塊上無圓心刻度則用鋼尺量，使鋼尺100處對準試塊圓弧端，鋼尺0點即為入射點；使鋼尺0點對準探頭前端點，差值即為前沿。二、斜探頭K值測試如圖，斜探頭分別入射到試塊的二個圓上，左右移動探頭找到最大反射回波；探頭入射點所對應的刻度即K三、聲束偏轉角測定概念：主聲束中心線與聲軸間的夾角稱為聲軸偏轉角。測定：探頭置于試塊面上，旋轉移動找到最大回波，測定探頭中心線與試塊上表面垂線間的夾角。5.3 對曲面工件的校準 （略）2022/8/12665.4 距離-波幅曲線及校準一、概念

43、： 描述同一反射體在不同聲程時，其反射回波幅值關系的曲線稱為距離-波幅曲線。二、距離-波幅（分貝）曲線的繪制 1.測探頭入射點、K值。調掃描速度（通常調深度1：1）； 2.衰減器值定52dB（設定），在CSK-IIIA試塊上調增益使10mm深的16孔的最高回波達基準的60%，依次測20、30,填入下表，并依次數據畫出曲線 2022/8/1267三、距離-波幅（面板）曲線的繪制1.測探頭入射點、K值。調掃描速度（通常調深度1：1）；2. 在CSK-IIIA試塊上調增益找到10mm深的16孔的最高回波達基準的100%，在面板上標記,記下dB值（例如選定30dB）。3.固定增益衰減器，分別測得20、

44、30、4090處的16孔的最高回波并標注出相應的,連接各點便成面板曲線。該曲線為16缺陷。4. 衰減器值調到30-9=21dB,為評定線即16 - 95. 衰減器值調到30-3=27dB,為定量線即16 - 36. 衰減器值調到30+5=35dB,為判廢線即16+52022/8/1268四、距離-波幅曲線的校準掃描量程的復核 如果距離波幅曲線上任意一點在掃描線上的偏移超過掃描讀數的10，則掃描量程應予以修正，并在檢測記錄中加以標明。距離波曲線的復核 復核時，校核應不少于3點。如曲線上任何一點幅度下降2d，則應對上一次以來所有的檢測結果進行復檢；如幅度上升2d，則應對所有的記錄信號進行重新評定。

45、2022/8/12695.4 AVG（DGS）曲線一、概念 表示回波聲程、幅度（dB）和缺陷之間關系的曲線稱為AVG曲線。可用于鍛件檢測時缺陷的面積當量計算。 聲程以直探頭的近場區為單位，用A表示 缺陷以探頭的直徑為單位，用G表示 幅值以初始波高為單位，用V表示 -缺陷回波幅值 Vf -大平底回波幅值 Vb 換算關系為： 2022/8/12702022/8/1271二、AVG曲線的類型 （1）通用AVG 按以上計算公式算得一組數據做出的曲線圖稱為通用AVG曲線。 （2）實用AVG 實用AVG曲線是在通用AVG曲線的基礎上經坐標轉換后得到的。 實用AVG曲線的坐標均以十進制。 2022/8/12

46、72三、AVG曲線的應用例：2022/8/12735.6 耦合介質一、概念為了提高耦合效果，在探頭與工件表面之間施加的一層透聲介質稱為耦合劑。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到探傷的目的。此外耦合劑還有減少摩擦的作用。二、耦合效果與聲阻抗有關，聲阻抗大耦合性能好。三 、耦合介質的種類甘油聲阻抗高，耦合性能好，常用于一些重要工件的精確探傷，但價格較貴，對工件有腐蝕作用。水玻璃的聲阻抗較高，常用于表面粗糙的工件探傷，但清洗不太方便，且對工件有腐蝕作用。水的來源廣，價格低，常用于水浸探傷，但易使工件生銹。機油和變壓器油粘度、流動性、附著力適當，對工件無腐蝕、價

47、格也不貴，因此是目前應用最廣的耦合劑 2022/8/12745.6 耦合介質超聲波探傷中常用耦合劑有機油、變壓器油、甘油、水、水玻璃等。它們的聲阻抗Z 如下： 耦合劑 機油 水 水玻璃 甘油 Z106kg/m2s 1.28 1.5 2.17 2.43 此外，近年來化學漿糊也常用來作耦合劑，耦合效果比較好。 影響耦合的主要因素有：耦合層的厚度，耦合劑的聲阻抗，工件表面粗糙度和工件形狀。2022/8/12757. 法規、標準、技術條件和規程7.1 與超聲檢測特別有關的法規、標準和技術條件（1）GB/T 11345-89 鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結果的分級（2）JB4730-94 壓力容器無損

48、檢測（將修訂為鍋爐、容器和管道標準）壓力容器原材料和另部件的超聲檢測，共有六個標準：鋼板、鍛件、復合鋼板、高壓無縫鋼管、高壓螺栓、奧氏體鋼鍛件壓力容器焊縫的超聲檢測，共有三個標準： 鋼焊縫、不銹鋼堆焊層焊縫、鋁焊縫 （3）GB/T 15830-95 鋼制管道對接環焊縫超聲波探傷方法和檢驗結果的分級 2022/8/1276與超聲檢測特別有關的法規、標準和技術條件 （4）ZBJ 04 001 A型脈沖反射式超聲探傷系統工作性能測試方法 （5）ZBY 230 A型脈沖反射式超聲探傷儀通用技術條件 （6）ZBY 231 超聲探傷用探頭性能測試方法 （7）ZBY 232 超聲探傷用1#標準試塊技術條件7

49、.2 缺陷評定的相關標準 （1）焊縫：JB 4730-94 標準P45：9.1.6- （2）鍛件：JB 4730-94 標準P28：8.2.7 （3）鑄件：GB 7233-87 鑄鋼件超聲探傷及質量評級方法 標準匯編（I） P151 JB 5439-91 壓縮機球墨鑄鐵零件的超聲波探傷 標準匯編（II） P1122022/8/12777.3 檢測規程7.3.1 檢測規程制定和執行程序無損檢測工程師和無損檢測 III 級人員具有制定檢測規程的資格；制定-審核-批準-使用修定-審核-批準-使用7.3.2 檢測規程的內容與格式被檢件相關參數檢測標準人員資格設備與器材（儀器型號、探頭、耦合劑等）方法與

50、技術（采用、掃查方式）驗收標準其他事項2022/8/12787.3.3 工藝卡 一、工藝卡的生成二、工藝卡的執行2022/8/12798.結果的記錄和評定8.1 記錄8.2 評定 按JB 4730-94解釋標準8.3 報告2022/8/12809 特殊技術9.1 自動和半自動技術9.2 數字技術一、模擬信號與數字信號 模擬信號：振幅隨時間連續變化的脈沖信號稱為模擬信號 數字信號：按一定時間間隔記錄脈沖幅值的一組數據稱為數字信號 模擬信號與數字信號之間的轉換-A/D轉換2022/8/1281二、數字（智能）超聲儀A型儀的特點顯示：模擬量（連續波）；定位：線性對比；定量：當量法。優點：操作方便；成

51、本低；實時性強。局限：檢測結果不能保存；定位、定量誤差較大。數字儀的特點和功能顯示：數字量（連續波）；定位：數學計算；定量：數學計算。優點：檢測結果能保存；定位、定量誤差較小。局限：操作復雜；成本較高；2022/8/1282復習一、基礎知識1.超聲振動。超聲場的概念，什么是超聲場？超聲波產生與傳播的條件？正、負壓電效應。2.超聲波的臨界角概念及計算。鋁的臨界角計算。3.聲場特性：指向性、近場區、擴散角、頻率與晶片厚度的關系、。2022/8/12834.影響聲速的主要因素。5.超聲聚焦的條件、應用。6.規則反射體距離改變、直徑改變與回波的關系。7.儀器上各旋鈕的作用。“增益”“抑制”“衰減器”的

52、作用。2022/8/12848.超聲頻率與儀器重復頻率的概念。9.二種介質分界面上垂直入射聲波的聲壓關系（反射與透過聲壓），與Z的關系。10.超聲A、B、C掃描的概念。11.超聲檢測對缺陷的敏感性 ：點狀、面狀缺陷；垂直、平行入射。2022/8/128512.MT、PT、ET能檢測哪類缺陷？13.衰減器抑制 增益的作用。14.牛角試塊和半圓試塊的聲程走向及時基線調節。15.超聲衰減的原因16.粗糙表面探頭的選擇17.用大平底校靈敏度的條件18.指向角x中，x的含義。2022/8/1286二、計算1.聲透鏡計算2.入射角與折射角（K值、臨界角）計算3.厚壁管直探頭在外徑上探，用內壁調節靈敏度的計算4.不同深度平底孔回波計算5.水層計算6.缺陷聲程定位（一、二次波）計算7.近場計算8. 頻率常數計算：若T=/2，則：Nt = f T = C/2 2022/8/1287三、標準1. JB4730-94 中的UT缺陷評定2. 人員認證的職責 2022/8/12882022/8/12892022/8/12902022/8/1291實用AVG返回2022/8/1292分貝曲線返回2022/8/1293面板曲線返回2022/8/1294X射線產生示意圖返回 管電壓決定射線的穿透力： 硬射線、軟射線2022/8/129