《無損檢測培訓》PPT課件.ppt

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1、無損檢測概論 武進 無損檢測（ NDT)： 就是利用聲 、光、磁和電等特 性，在不損壞或不影響被檢對象使用性能的前提下， 檢測被檢對象中是否存在缺陷或不均勻性，給出缺 陷大小、位置、性質和數(shù)量等信息，進而判定被檢 對象所處技術狀態(tài)（如合格與否、使用壽命等）的 所有技術手段的總稱。無損檢測方法很多（目視檢 測、聲發(fā)射 、 超聲波衍射時差法等），并且隨著科 學技術的不斷發(fā)展，出現(xiàn)了紅外等新的檢測技術手 段，但根據美國國家宇航局調研分析，其認為可分 為六大類約 70余種。但在實際應用中比較常用的， 也就是我們說的 常規(guī) 無損檢測方法仍指為渦流檢測、 磁粉（漏磁）檢測、射線檢測、滲透檢測和超聲檢 測五

2、種。 無損檢測在國民經濟中的地位 無損檢測技術是一門在國民經濟中占有重 要位置的新興技術，它的重要地位是由其 可靠性 、安全性與經濟性所決定的。 （ 1)無損檢測技術的可靠性是指它可以在不 損壞工件（材料）完好性情況下 100%地檢測， 所以不會產生象破壞性取樣檢測方法所固有 的漏檢問題。又由于它可實現(xiàn)在線檢測，所 以可將檢測結果及時提供出來，避免缺陷的 進一步發(fā)展。 （ 2）無損檢測技術的安全性指的是，它 能把隱藏在工件（材料）與結構中的危 害性缺陷檢測出來，因而它的使用會使 被檢工件（材料）能安全使用。 （ 3）無損檢測技術的經濟性，無損檢測 技術的采用與企業(yè)巨大的經濟效益之間 關系已是國

3、內外人所共知的事實。 無損檢測是工業(yè)發(fā)展必不可少的有效工具，在一定 程度上反映了一個國家的工業(yè)發(fā)展水平，其重要性 已得到公認。由于無損檢測技術的三大優(yōu)越性， 無 損檢測 技術已應用到各個行業(yè)和領域。我國在 1978 年 11月成立了全國性的無損檢測學術組織 中國 機械工程學會無損檢測分會以來。冶金 、電力、石 油化工、船舶、宇航、核能等行業(yè)還陸續(xù)成立了各 自的無損檢測學會或協(xié)會。部分省、自治區(qū)、直轄 市和地級市陸續(xù)成立了省（市）級、市地級無損檢 測學會或協(xié)會，東北、華東、西南等區(qū)域還各自陸 續(xù)成立了區(qū)域性的無損檢測學會或協(xié)會。 無損檢測人員資格鑒定與認證 ， GB/T9445-2008 無 損

4、檢測人員資格鑒定與認證 ，技術等級也做了相 關規(guī)定。 無損檢測的應用特點 1）無損檢測的最大特點是能在不損壞試件 （工件 )材質 、結構的前提下進行檢測，所以 實施無損檢測后，產品的檢查率可達 100%， 但是，并不是所有需要測試的項目和指標都 能進行無損檢測，它也存在自身的局限性。 某些試驗只能采用破壞性試驗，因此在目前 無損檢測還不能代替破壞性檢測。也就是說， 對于一個工件、材料、設備的評價，必須與 破壞性試驗結果互相對比和配合，才能作出 準確的評定。 例如中華人民共和國國家質量監(jiān)督檢疫總局和中國 國家標準化管理委員會 2008年 9月 11日發(fā)布的 GB/T7736-2008 鋼的低倍缺

5、陷超聲波檢驗方法 規(guī)定此標準適用于方坯 、矩形、圓型等簡單截面的 軋制、鍛造鋼材（坯）低倍缺陷的超聲波檢驗，也 適用于其他剛直備件、坯料的缺陷檢驗。其中 9.2條： 經超聲波檢驗，凡缺陷波低于判傷界限，該爐批應 判為超聲波低倍檢驗合格，無需做酸蝕試驗，結果 報告按“低倍合格”報出。 9.3條：經超聲波檢驗，凡缺陷波不低于判傷界限， 應按 GB/T226做酸蝕試驗，報告按 酸蝕 試驗結果報 出。 2）正確選用實施無損檢測的時機：在無 損檢測時，必須根據無損檢測的目的， 正確選擇無損檢測實施的時機。 3）正確選用最適當?shù)臒o損檢測方法：由 于各種檢測方法都具有一定特點，為提 高檢測準確結果，應根據設

6、備材質、制 造方法、工作介質、使用條件和失效模 式，預計可能產生的缺陷種類、形狀、 部位和取向，選擇核實的無損檢測方法 。 4） 綜合應用各種無損檢測方法 :任何一種無損檢測 方法都不是萬能的，每種方法都有各自的優(yōu)點和缺 點。應盡可能多用幾種檢測方法，互相取長補短， 以保障試件（工件）產品質量。例如有些企業(yè)引進 渦流、超聲聯(lián)合 自動化 檢測線或漏磁、超聲聯(lián)合 自 動化 檢測線等，此外，在無損檢測的應用中，我們 還應充分認識到，檢測的目的不是片面的追求過高 要求的“高質量”，而是應充分保證安全性和合適 風險率的前提下，著重考慮其經濟性。只有這樣， 無損檢測的應用才能達到預期的目的。 五大常規(guī)無損

7、檢測介紹 渦流檢測（ ET）法的簡介 渦流檢測法 指運用電磁 感應原理，通過確定被測 工件內部感應渦流的變化 來檢測缺陷，探頭內的電 流變化的大小反映了缺陷 的情況。 優(yōu)點：對管材而言，渦流探傷是可取代水壓試驗的 檢測方法之一。渦流檢測時線圈不需要與被檢物直 接接觸，易于 實現(xiàn)自動化 ， 可進行 高速檢測 （ 100m/min)?？蛇M行脫碳層 、涂層、鍍層的無接 觸測厚，可根據電導率磁導率來分選鋼種及合金種 類，測量硬度等。 缺點：不適用于形狀復雜的工件，而且只能檢測導 電材料表面和近表面缺陷，缺陷深度一般不大于 5mm,渦流檢測必須有高頻信號存在，給信號處理帶 來一定困難，容易引起信號相互干

8、涉。檢測結果也 易受到材料本身及檢測儀器功能和檢測條件等其它 因素干擾。 漏磁（磁粉）檢測（ MT）（ MFT）法的簡介 漏磁（磁粉） 檢測 其原理是將一鐵磁性工件置于磁場中被磁化后，由 于不連續(xù)性的存在，使工件表面和近表面的磁力線 發(fā)生局部畸變而產生漏磁場，通過檢測漏磁場來發(fā) 現(xiàn)缺陷的。 從檢測漏磁場方式來分，人們習慣上把用通過磁粉 被 漏磁場 吸附來檢測漏磁場方式稱磁粉檢測。而把 用傳感器將此漏磁通檢測出來的方式稱為漏磁檢測。 優(yōu)點和缺點 (局限性） 1）磁粉檢測適用于鐵磁性材料表面和近表面尺寸很 小 、間隙窄，目視難于看到的不連續(xù)性。 2）可對原材料、半成品、成品工件和在役的零部件 檢測

9、，還可對板材、型材、棒材、鍛件等進行檢測。 3）可發(fā)現(xiàn)裂紋、夾雜、發(fā)紋、白點等缺陷。 4） 漏磁 法可實現(xiàn)缺陷的初步量化。 5） 漏 磁法中的檢測漏磁場 的傳感器（ 檢測漏磁場的 “磁敏元件”主要有線圈 、霍爾元件、磁阻元件及 磁阻二級管等） 反映速度高 ，據相關資料查閱，探 傷速度 120m/min.所以 很適于自動探傷 。 5）缺陷不能檢測奧氏體不銹鋼材料和用奧氏體不銹 鋼焊條焊接的焊縫。對于表面淺的劃線，埋藏較深 的孔洞和與工件表面夾角小于 20o的分層和折疊難于 發(fā)現(xiàn)。 6） 磁粉探傷 很容易探出深度為 0.05mm或更小表面 和近表面缺陷 ， 漏磁探傷靈敏度不如磁粉探傷靈敏 度 。但

10、查閱相關資料，有企業(yè)引進德國的漏磁探傷 設備可以檢測棒材表面 0.1（深） mm* 0.1（寬） mm * 10（長） mm裂紋。 7） 成品檢測需要退磁。 8） 對 被檢工件檢測結果影響較多，例如提離 值 、磁化強度、材料表面狀態(tài)、輥道的傳送 精度等都會影響工件的漏磁信號。需要在實 際檢查過程中更多方面考慮各種影響因素 ， 綜合調節(jié) ，才能得到準確的檢測結果。 9）漏磁檢測不適合開口很窄的裂紋，尤其是 閉合缺陷。 10）由于采用傳感器檢測漏磁場，漏磁檢測 不適合檢測形狀復雜的試件（工件）。 射線檢測（ RT）法的簡介 射線 檢測 是指用 x射線和 r射線（中子射線 也逐漸用于探傷，但還不普遍

11、）透射試件 （工件 )，以膠片作為記錄信息的器材的無損 檢測方法。該方法是最基本的 、應用最廣泛 的一種非破壞性檢驗方法。 射線檢測原理：射線能透過肉眼無法穿 透的物質使膠片感光，當 x射線和 r射線 照射膠片時，與普通光線一樣，能使膠 片乳劑層中的溴化銀產生潛影，由于不 同密度的物質對射線的吸收系數(shù)不同， 照射到膠片各處的射線能量也就會產生 差異，便可根據暗室處理后的底片各處 黑度差來判別缺陷。 射線檢測法的優(yōu)點缺點（局限性）： 1）可以獲得缺陷的直觀圖像，定性準確， 對長度 、寬度的定量也比較準確。 2）檢測結果有直接記錄，可以長期保存。 3）對體積性缺陷（氣孔、夾渣、咬邊、 凹坑等）檢測

12、手段很高。對面積性缺陷 （未焊透、裂紋等），如果照相角度不 適當，容易漏檢。 4）適宜檢驗厚度較薄的工件而不宜較厚 的工件，因為檢驗厚工件需要高能量射 線設備，而且隨著厚度增加，其檢驗靈 敏度也會下降。 5）適宜檢驗對接焊縫，不適宜檢驗板材、 棒材和鍛件等 6）對缺陷在工件厚度中的位置 、尺寸（高度） 的缺定比較困難。 7）檢測成本高，檢測速度慢。 8）具有輻射生物效應，能夠殺死生物細胞， 損害生物組織，危機生物器官的正常功能。 總的來說，射線檢測法是定性準確，有可靠 長期保存的直觀圖像，總體成本相對較高， 而且射線對人體有害，檢驗速度會較慢。 滲透檢測（ PT）法的簡介 滲透 檢測 滲透 檢

13、測 是指利用某些液體（ 滲透劑） 涂刷 在被檢工件表層，由于浸潤作用和毛細現(xiàn)象， 這些液體會滲入被檢工件表面開口的狹縫間 隙，隨后在毛細管作用下， 液體（ 滲透劑） 被顯象劑吸附顯像，通過放大，表面缺陷圖 像形狀和分布狀態(tài)在一定光源（紫外線或白 光）下可以被肉眼識別。 滲透 法優(yōu)點 1）可以檢測各種材料，金屬 、非金屬材 料；磁性、非磁性材料；焊接、鍛造、 軋制等加工方式。 2）滲透 法的靈敏度很高，一般，深為 0.02mm寬為 0.001mm的表面裂紋是容 易發(fā)現(xiàn)的 3）顯示直觀、操作方便 。 缺點（局限性） 1）只能檢出表面開口的缺陷。 2）不適于檢查多孔疏松性材料制成的工 件和粗糙表面的

14、工件。 3）只能檢出缺陷的表面分布，難于確定 缺陷的實際深度，因而很難對缺陷做出 定量評價，檢測結果受操作者影響也較 大。 4）成本較高，場地環(huán)境污染大 。 超聲檢測（ UT）法 超聲檢測是五大常規(guī)無損檢測技術之一，是 目前國內外應用最廣泛 、使用頻率最高且發(fā) 展較快的一種無損檢測技術。它是產品制造 中實現(xiàn)質量控制、節(jié)約原材料、改進工藝、 提高勞動生產率的重要手段，也是設備維護 中不可或缺的手段之一。 超聲檢測的定義：通過超聲波與試件 （工件）相互作用，就反射 、透射和散 射的波進行研究，對試件（工件）進行 宏觀缺陷檢測、幾何特性測量、組織結 構和力學性能變化的檢測和表征，并進 而對其特定應用

15、性進行評價的技術 。 超聲波檢測工作原理 超聲檢測主要是基于超聲波在工件中的傳播 特性，如聲波在通過材料時能量會損失，在 遇到聲阻抗不同的兩種介質分界面時會發(fā)生 反射等。其工作原理是： 1）聲源產生超聲波，采用一定的方式使超聲 波進入工件。 2）超聲波在工件中傳播并與工件材料以及其 中的缺陷相互作用，使其傳播方向或特征改 變。 3）改變后的超聲波通過檢測設備被接收， 并可對其進行處理和分析。 4）根據接收的超聲波的特征，評估工件 本身及其內部是否存在缺陷及缺陷的特 征。 以脈沖反射式模擬探傷儀為例 A型脈沖反射式模擬超聲波檢測儀的主要組成部分是 :同步電路 、掃描電 路、發(fā)射電路、接受放大器電

16、路、顯示器和電源電路等。 儀器工作原理：同步電路產生觸發(fā)脈沖同時加至掃描電路和發(fā)射電路， 掃描電路受觸發(fā)開始工作，產生鋸齒波掃描電壓，加至示波管水平偏轉 板，使電子束發(fā)生水平偏轉，在熒光屏上產生一條水平掃描線。與此同 時，發(fā)射電路受觸發(fā)產生高頻脈沖，施加至探頭，激勵壓電晶片振動， 在工件中產生超聲波，超聲波在工件中以一定方式和速度向前傳播，遇 到缺陷或底面產生反射，返回探頭時，又被 壓電 晶片轉變?yōu)殡娦盘?，?接收放大和檢波，加至示波管垂直偏轉板上，使電子束發(fā)生垂直偏轉， 在水平掃描線的相應位置上產生缺陷回波和底波。 通常 用來發(fā)現(xiàn)缺陷和對其進行評估的基本信息為： 1）是否存在來自缺陷的超聲波

17、信號及其幅度。 2）入射聲波與接收聲波之間的傳播時間。 3)超聲波通過材料以后能量的衰減 。 A型脈沖反射法 原理 及 A型顯示圖示： A型 顯示 -是將超聲信號的幅度與傳播時間的關系以直角坐標的形式 顯示出來。 橫坐標代表聲波傳播時間，縱坐標代表信號幅度 。 超聲波檢測優(yōu)點： 1）適用與金屬 、非金屬和復合材料等多種試件（工件 )的無 損檢測工作。 2)穿透能力強?？蓪^大范圍內的試件（工件）內部缺陷進 行檢測。如對金屬材料，可檢測厚度 1 2mm的薄壁管材和板 材，也可檢測幾米厚的鍛件。 3）缺陷定位較準確。 4）對面積性缺陷的檢出率較高。 5）靈敏度高，可檢測試件（工件 )內部尺寸很小的

18、缺陷。 6）從檢測缺陷部位來說，既可以使表面缺陷，也可以是內 部缺陷。 7）檢測成本低、速度快對人體及環(huán)境無害。便攜式儀器設 備輕便，現(xiàn)場使用方便。 超聲波檢測缺點（局限性）： 1）對試件（工件）中的缺陷進行精確的定性 、定量 仍需做深入研究。 2）對具有復雜形狀和不規(guī)則外形的試件（工件 )進 行超聲波檢測有困難。 3）缺陷位置、取向和形狀對檢測結果有一定影響。 4）材質、晶粒度等對檢測有較大影響。 5）以常用的 A型手工脈沖反射法檢測時檢測結果顯 示不直觀，且檢測結果無直接見證記錄。 基本常識 次聲波、聲波 、超聲波 次聲波、聲波 、 超聲波都是在彈性介質（質點間以彈性力 連接在一起的介質稱

19、為彈性介質。一般固體、液體 、氣體 都可視為彈性介質 ）中傳播的機械波（機械振動在彈性介 質中的傳播過程） 機械振動 -物體（或質點）在某一平衡位置附近作來回 往復的運動稱為機械振動。如彈簧振子、 擺輪、音叉以及 蒸汽機活塞的往復運動等。 人們把能引起聽覺的機械波稱為 聲波，頻率在 20 20000Hz之間。頻率低于 20Hz的機械波稱 為次聲波，頻率高于 20000Hz機械波 稱為超聲波 。 1）介質中質點振動方向與波的傳播方向互相 平行的波稱為縱波。 凡能承受拉伸或壓縮應力的介質都能傳播縱波。固體介質能承受拉伸或 壓縮應力，因此固體介質可以傳播縱波。液體和氣體雖然不能承受拉伸 應力，但能承

20、受壓應力產生的體積變化，因此液體和氣體介質也可以傳 播縱波。 2）介質中質點的振動方向與波的傳播方向互相垂直的波，稱為橫波。 橫波中介質質點受到交變剪切應力作用并產生形變。只有固 體介質才能承受剪切應力，液體和氣體不能承受剪切應力， 故橫波只能在固體介質中傳播，不能在液體和氣體介質中傳 播。 超聲波 波型不同時介質彈性形變形式不同，聲速也不一樣。 固體介質中的聲速與介質的密度和彈性模量等有關，不同的 介質，聲速不同，介質的彈性模量越大，密度越小，則聲速 越大。 一般鋼中縱波聲速為 5900M/S 鋼中橫波聲速為 3230M/S 根據 =C/f 可知，相同頻率相同材質縱波 大于橫波 縱波直探頭和

21、橫波斜探頭主要用途 探頭與工件的接觸方式： 1）直接接觸法 探頭與工件檢測面之間，涂 有很薄耦合劑層因此可以看作兩者直接接觸，故稱 為直接接觸法。 耦合劑的作用 當工件和探頭之間有一層空氣時，超聲波的反射率 幾乎為 100%，即使很薄的一層空氣也可阻止超聲波 出入工件。因此，排除探頭與工件之間的空氣非常 重要。耦合劑可以填充探頭與空氣間的間隙，使超 聲波能夠傳入工件，這是耦合劑的主要目的。除此 之外，耦合劑油潤滑作用，可以減少探頭與工件之 間的摩擦，防止工件表面磨損探頭，并使探頭便于 移動。 水可以作為耦合劑，但容易流失，有時不易潤濕工 件表面。直接接觸法中不作為主要選擇。 2） 液浸法 將探

22、頭和工件浸入水中，以液體作為耦合劑進 行檢測的方法。耦合劑可以使水也可以是油。當為水時，稱 為水浸法 。 1）檢測面的選擇和準備 針對一個確定的工件，當存在多個可能的入 射面時，檢測面的選擇首先要考慮缺陷的最 大可能取向。如果缺陷的主反射面與工件的 某一表面近似平行，則選用從改表面入射的 垂直入射縱波，這樣使聲束軸線與缺陷的主 反射面接近垂直。這對缺陷的檢測是最有力 的。 為了 保證檢測面能提供良好聲耦合，進行超聲波檢 測前應進行目視檢查工件表面，去除氧化皮 、 毛刺 等。 2）探頭頻率的選擇 超聲波檢測頻率一般在 0.5 10MHz，選擇范圍大， 但在選擇頻率時要考慮以下幾點。 A，由于波的

23、繞射，使超聲波檢測靈敏度約為 /2. 因此提高頻率有利于發(fā)現(xiàn)更小的缺陷。 B.頻率高，衰減越大，對金屬材料，若頻率過高或 晶粒粗大時，衰減很顯著，此時由于晶界的散射還 會出現(xiàn)草狀回波，信噪比下降，從而導致缺陷檢出 困難。 中棒作業(yè)區(qū)小規(guī)格直徑圓鋼及扁鋼手工接觸法檢測 選擇單晶縱波直探頭主要缺點和選擇雙晶縱波探頭 優(yōu)點。 在用單晶縱波直探頭以脈沖發(fā)射法進行檢測時，由 于發(fā)射脈沖自身有一點寬度，加上放大器阻塞現(xiàn)象， 在靠近始波的一段時間范圍內，所要求發(fā)現(xiàn)的缺陷 往往不能發(fā)現(xiàn)，具體到被檢工件中，這段時間所對 應的由入射面進入工件的深度距離稱為盲區(qū)。 雙晶探頭優(yōu)點 A靈敏度高。 B克服阻塞消除發(fā)射壓電

24、晶片與延遲塊 之間反射雜波，雜波少盲區(qū)小 。 C工件中近場區(qū)長 度小。 D 檢測范圍可調。 T 探頭靜態(tài)實物展示 檢測靈敏度的調整 檢測靈敏度是指在確定的聲程范圍內發(fā)現(xiàn)規(guī)定大小 缺陷的能力。一般根據產品技術要求或有關標準確 定，可通過調節(jié)儀器上的增益 、 衰減器 、發(fā)射強度 等靈敏度旋鈕來實現(xiàn)。 調整靈敏度的目的在于發(fā)現(xiàn)工件中規(guī)定大小的缺陷， 并對缺陷定量。檢測靈敏度太高或太低都對檢測不 利。靈敏度太高，示波屏上雜波多，缺陷判斷困難。 太低，容易發(fā)生漏檢。 調整靈敏度的常用方法有試塊調整法和工件底波調 整法兩種 。 近場區(qū)概念 波源附近由于波的干涉而出現(xiàn)一系列聲壓極大值極小值的區(qū) 域，稱為超聲

25、波近場區(qū)。波源軸線上最后一個聲壓極大值至 波源的距離稱為近場區(qū)長度，用 N表示。 N=D2/4 在近場區(qū)檢測定量是不利的，處于聲壓極大 值處的小缺陷回波可能較高，處于 聲壓 極小 值 處的小缺陷回波可能 較低，這樣容易引起 誤判，甚至漏檢。因此盡可能避免在近場區(qū) 檢測定量。 1）試塊調整法 對于工件厚度 X3N或 不能獲得底波時，采用試塊調整法 較為 適宜，因為 X3N時不符合計算法的適用 條件，而且幅度隨距離的變化不是單調 的。 方法是，根據工件規(guī)格和對靈敏度的要 求選擇相應的試塊，將探頭對準試塊上 的人工反射體，調整儀器上相關靈敏度 旋鈕，使示波屏上人工反射體的最高反 射回波達到基準高度。

26、 T 試塊調整法靜態(tài)展示 2）工件底波調整法 利用試塊調整靈敏度，操作簡單方便，但需加工不 同聲程不同當量尺寸的試塊，成本高，攜帶不便。 工件底波 調整法調整靈敏度是根據工件底面回波與 同深度的人工缺陷（如平底孔）回波分貝差為定值 的原理進行的，其定值由相關理論公式，輸入檢測 缺陷當量 、 聲波類型波長和被檢工件規(guī)格等計算出 來。 其操作方法是將探頭對準工件底波，調整旋鈕使底 波最高達基準高度，然后用衰減器增益計算得出的 定值。 工件底波調整法只能用于厚度 X3N 的工件，同時要 求工件具有平行底面或圓柱曲底面，且底面光潔干 凈。 缺陷的評定 當超聲檢測發(fā)現(xiàn)缺陷顯示信號后，要對缺陷進行評定，以

27、判 斷是否危害使用。缺陷評定的內容主要是缺陷位置的確定和 缺陷尺寸的評定。缺陷位置的確定包括缺陷平面位置和埋藏 深度的確定；缺陷尺寸的評定包括缺陷回波幅度的評定、當 量尺寸的評定和缺陷延伸長度（或面積）的測量。 一 缺陷位置的確定 二缺陷尺寸的評定在實際檢測中，由于自然缺陷的形狀、性 質多種多樣，要通過超聲回波信號確定缺陷的真實尺寸還是 比較困難，目前主要是利用來自缺陷的反射波高、沿工件表 面測出的缺陷延伸范圍以及存在缺陷時底面回波的變化來評 定。 缺陷尺寸評定方法主要有回波高度法 、當量評定法和長度測 量法， 1.回波高度法 根據回波高度給缺陷定量的方法稱為回 波高度法。 （ 1)缺陷回波高

28、度法 在確定的檢測條件下，缺陷尺寸 越大，反射聲壓就越大，對于垂直線性好的儀器，聲壓與回 波高度成正比，因此，缺陷的大小可以用缺陷的回波高度來 表示。 回波 高度法在自動化或半自動化檢測時十分方便。在實際檢 測是，用規(guī)定的反射體調好檢測靈敏度后，以缺陷回波高度 是否高于基準回波高度，作為判定工件是否合格的依據，通 過閘門高度的設定，可以進行自動報警與紀錄。 （ 2）底面 回波高度法 2.當量評定法 當量評定法是將缺陷回波幅度與規(guī) 則形狀的人工反射體的回波幅度進行比較的方法。 如果兩者埋藏深度相同，反射波高相等，則稱該人 工反射體的反射面尺寸為缺陷的當量尺寸。 但由于影響缺陷反射體回波幅度的因素

29、很多，所以 當量法確定的當量尺寸并不是缺陷的真實尺寸。因 為人工反射體是一個規(guī)則形狀缺陷，且界面反射率 較大，通常情況下實際缺陷的實際尺寸要大于當量 尺寸。 當量評定法有試塊對比法 、當量計算法和 AVG曲線法 （ 1）試塊對比法 試塊對比法是將缺陷波幅直接 與對比試塊中同聲程的人工反射體回波幅度相比較， 兩者相等時以該人工反射體尺寸作為缺陷當量。 試塊 對比法給缺定量時，要保持檢測條件相同，即 所用試塊材質 、表面粗糙度和形狀等都要與被檢工 件相同或相似，試塊中平底孔的埋藏深度與缺陷的 埋藏深度相同，并且所用儀器、探頭和對探頭施加 的壓力也要相同。如果缺陷的埋藏深度與所用對比 試塊中平底孔的

30、埋藏深度不同，則可用兩個埋藏深 度與之相近的平底孔，用插值法進行評定。 試塊對比法的優(yōu)點是明確直觀，結果可靠，又不受 近場區(qū)限制，對儀器對水平線性和垂直線性要求也 不高，因此，對于要求給缺陷回波幅度準確定量的 重要工件或要在 X3N情況下給缺陷定量時常采用試 塊對比法。 缺點最主要是需要制作一系列含不同聲程不同直徑 人工缺陷的試塊。造價較高。 （ 2）當量計算法 是根據超聲檢測中測得的缺陷 回波與基準波高（或底波）的分貝差值，利用各種 規(guī)則反射體的理論回波聲壓公式進行計算，求出缺 陷當量尺寸的定量方法。其應用前提是缺陷位于 3N 以外。 （ 3） AVG曲線法 3.缺陷延伸長度的測定 對于面積

31、大于聲束截 面直徑的缺陷，可根據檢測到缺陷的移動范 圍來確定缺陷的大小，通常稱為缺陷指示長 度的測量。 缺陷指示長度測定的原理是：當聲束整個寬 度全部入射到大于聲束截面的缺陷上時，缺 陷反射波幅為其最大值，當聲束一部分離開 缺陷時，缺陷反射面積減小，回波幅度降低， 完全離開時，缺陷回波不在顯現(xiàn)，這樣，就 可以根據缺陷最大回波高度降低 情況和探頭的移動距離來確定缺陷的邊 緣或長度。實際檢測時，缺陷的回波完 全消失的臨界位置難于界定，所以，按 規(guī)定的方法測定的缺陷長度稱為缺陷的 指示長度，由于實際工件中缺陷的取向 、 性質、表面狀況都會影響缺陷回波高度， 因此，缺陷的指示長度總與缺陷的實際 長度有

32、一定的差別 影響定量的一些因素 1） 耦合 與衰減的影響 耦合的影響：在實際檢測中，對探頭施加的壓力大小都會影 響缺陷回波高度，進而影響缺陷的定量。 2）缺陷表面粗糙度的影響：對于粗糙表面的缺陷，當聲波 垂直入射時，聲波散亂反射，同時各部分反射波由于有相位 差而產生干涉，使回波波高隨粗糙度的增大而下降。 3）缺陷位置的影響：缺陷位于近場區(qū)內，同樣大小的缺陷 會隨位置不同而起伏變化，定量誤差大。所以實際檢測中盡 量避免在近場區(qū)中檢測。 4）缺陷的方位：實際缺陷表面相對于超聲波入射方向往往 不垂直，因此對缺陷幾何尺寸估計偏小可能性很大。 5）缺陷性質的影響 超聲成像方法 2）超聲成像方法 -就是利

33、用超聲波獲得物體可見 圖像的方法。可提供直觀和大量信息，直接顯示物 體內部情況， 重復性高，可對缺陷進行定量動態(tài)監(jiān) 控。一般而言，超聲成像方法是基于 A型顯示形成的 工件不同截面的圖像顯示，大都具有自動數(shù)據采集、 自動數(shù)據處理，部分還具有自動做出評價的功能。 超聲成像方法發(fā)展到今天，主要采用掃描接收信號、 再進行圖像重構的方式，因此又稱為超聲掃描成像 技術，起初主要為 B、 C掃描，隨后為檢測焊縫而開 發(fā)出 D、 P(投影掃描成像）掃描；因為相控陣技術的 出現(xiàn)，又出現(xiàn) S掃描（扇形掃描成像）等。 B、 C、 D顯示大致原理 A掃描顯示中，示波管的電子束是振 幅調制的，若將 示波管的 電子束做

34、強度調制，即用熒光屏上的每一點 代表被檢出工件某個截面上的一點， 而用該點的亮度大小代表從工件內 對應點測得的回波振幅大小，就得 到 B、 C、 D顯示方式。 示波管的電子束 P掃描是專門為焊縫檢測而開發(fā)的，兩個 斜探頭位于焊縫兩側按事先規(guī)劃好方式 進行手動或自動掃查，測得得聲波以 1db 甚至更小的精度記錄于硬盤，然后將測 得結果送入 P掃描處理器，以聲線理論為 基礎進行計算，并將計算結果以兩個投 影圖方式顯示， P掃描實際上是一種同 時顯示 C掃描圖像（俯視）和 D掃描圖像 （側視） 的商品化成像技術。 P掃描顯示時，在兩個視圖的下方有 一個附加的顯示圖。該圖顯示出以 db（分貝）標度的回

35、波振幅大小， 該振幅是沿焊縫寬度方向測得的所 有回波振幅的最大值，顯示圖中的 虛線表示兩個視圖中的顯示閥值， 該顯示圖有些類似 A掃描顯示。 由兩張視圖及附加圖可大致估計 焊縫中缺陷的形狀呵空間位置。 使用不同的顯示閥值，這相當于 不同的靈敏度，會得到差別很大 的顯示圖形。確定正確的顯示閥 值通常要依靠經驗的積累。 相控陣和 S掃描成像 雷達 電磁波相控陣 技術 -相 控陣雷達 是由許多 輻射 單元排成陣 列組成，通過控制陣列天線中各單 元的幅度和相位，調整 電磁波 的輻 射方向，在一定空間范圍內合成靈 活快速的聚焦掃描的雷達 波束去捕 捉空中目標。 超聲相控陣技術的基本思想來自于 雷達 電磁

36、波相控 陣技術 。 如同 相控陣雷達 是由許多 輻射 單元排成陣列 組成一 樣，超聲 相控陣 換能器 也 不再是個整體，而是由 多 個獨立的壓電晶片組成陣列 縱波直探頭 超聲相控陣換能器的工作原理是基于惠更斯 -菲涅爾 原理。當各陣元被同一頻率的脈沖信號激勵時，它 們發(fā)出的聲波是相干波，即空中一些點的聲壓幅度 因為聲波同相疊加而得到增強，另一些點的聲壓幅 度由于聲波的反相抵消而減弱，從而在空間中形成 穩(wěn)定的超聲場（充滿超聲波的空間），超聲相控陣 換能器的結構是由多個相互獨立的壓電晶片組成陣 列，每個晶片稱為一個單元，按一定的規(guī)則和時序 用電子系統(tǒng)控制激發(fā)各個單元，使陣列中的給個單 元發(fā)射的超聲波疊加形成一個新的波陣面， 同樣接受反射波時，按一定的規(guī)則和時序控制接收 單元并進行信號合成和顯示。因此可以通過單獨控 制相控陣探頭中 每個晶片的激發(fā)時間，從而控制產 生波束的角度 、聚焦位置和焦點尺寸。 常規(guī)超聲探傷特點 -一次只能單一角度的超聲 波發(fā)射和接收 扇形掃描 成像 相控陣 可實現(xiàn)多種掃描成像，如前所述 B、 C、 D掃描 成像，較為特殊的是還可形成 S掃描成像，即在某一 入射點形成一定角度的扇形掃查范圍，又稱扇形掃 描成像。 謝謝大家