《超声波探伤讲义》课件

超声波探伤讲义超声波探伤是一种重要的无损检测技术，在工业制造、机械加工、材料科学等领域应用广泛该技术利用超声波在材料内部的传播特性，通过分析超声波信号，判断材料内部是否存在缺陷或异常超声波探伤概述非破坏性检测声波原理广泛应用超声波探伤是一种常用的非破坏性检测方利用高频声波在材料中的传播特性，通过分超声波探伤应用于各种工业领域，如焊接、法，用于检测材料内部的缺陷析声波的反射和透射情况，来判断材料内部铸造、锻造、热处理等，用于检测材料的质是否存在缺陷量和安全性超声波的基础知识声波的产生超声波的特点超声波是一种机械波，由物体振动产生超声波具有方向性好、穿透能力强、能量振动频率高于20kHz的声波，人耳无法听集中、易于聚焦等特点到这些特点使超声波在工业探伤、医疗诊振动频率越高，声波的能量越大，穿透力断、无损检测等领域得到广泛应用也越强声波的传播和衰减传播介质声波在不同介质中的传播速度不同，比如固体中最快，其次是液体，气体中最慢声波在传播过程中会遇到阻力，导致能量损失，即衰减频率的影响频率越高，衰减越快高频声波在材料内部传播时，更容易被散射和吸收，导致能量损失更大材料特性材料的密度、弹性模量和粘度等因素也会影响声波的传播速度和衰减程度温度的影响温度升高会降低材料的密度，从而加快声波的传播速度同时，温度也会影响材料的粘度，进而影响衰减程度声波的反射和折射反射1声波遇到障碍物时，一部分能量被反射回来折射2声波从一种介质传播到另一种介质时，传播方向会发生改变反射角3入射角等于反射角折射角4折射角取决于两种介质的声速和入射角超声波探伤中，反射和折射是重要的现象它们允许我们利用声波来检测材料内部的缺陷超声波探伤仪器超声波探伤仪器是利用超声波的特性来检测材料内部缺陷的仪器它包含脉冲发生器、发射接收电路、显示系统等超声波探伤仪器可分为便携式、台式、在线式等类型便携式探伤仪器操作简便，适用于现场检测台式探伤仪器功能强大，适用于实验室和工厂检测探伤仪器的选择应根据检测目标、材料特性、缺陷类型等因素综合考虑探头的特性和选择频率尺寸

11.

22.探头的频率会影响声束的穿透探头的大小决定了声束的大小深度和分辨率高频探头穿透和形状大尺寸探头声束宽，能力弱，但分辨率高；低频探适合检测较大缺陷；小尺寸探头穿透能力强，但分辨率低头声束窄，适合检测较小缺陷材料类型

33.

44.探头材料的选择要考虑其与被探头类型很多，常见的包括直测材料的声阻抗匹配关系声探头、斜探头、双晶探头、相阻抗匹配越好，声波能量传递控阵探头等选择合适的探头效率越高，检测效果越好类型取决于被测材料和缺陷的特点探伤接合剂和耦合技术探伤接合剂耦合技术探伤接合剂用于改善探头与被测耦合技术主要包括水耦合、油耦材料之间的声学耦合，确保声波合、膏状耦合等，不同的耦合方能够有效地传递到材料内部，提法适用于不同的探伤环境和材高探伤精度料选择原则选择合适的探伤接合剂和耦合技术需要考虑材料的特性、探头的频率、探伤环境等因素，以确保探伤效果最佳超声波检测方法脉冲回波法1发送超声波脉冲，接收反射回波，分析回波信号穿透法2测量超声波穿过工件的时间，判断缺陷的存在声程差法3通过比较两个传感器接收到的信号时间差，确定缺陷的位置共振法4利用超声波与缺陷共振的现象，检测缺陷的存在斜射探伤技术探头角度缺陷检测探头以一定角度照射，以探测倾斜表面或内部缺陷该技术适用于检测表面缺陷、焊接缺陷和内部裂缝123声波路径声波以斜角进入材料，并以不同角度反射回来多角度探伤检测不同角度1使用多个探头缺陷定位2不同角度探测缺陷形状3更准确地识别检测结果4更可靠多角度探伤技术可以更全面地检测缺陷，提高缺陷识别的准确性通过多角度探测，可以获得更多关于缺陷的信息，例如缺陷的位置、大小、形状等受探材料的影响因素材料的声阻抗材料的声速材料的衰减系数材料的纹理和结构声阻抗差异影响声波反射，影声速影响声波传播速度，影响衰减系数影响声波传播距离，材料的纹理和结构影响声波的响缺陷信号的强度缺陷信号的到达时间影响缺陷信号的强度传播路径，影响缺陷信号的识别声波束的形成与聚焦声波聚焦1通过透镜或反射镜聚焦声波束方向性2使声波集中传播声波发射器3产生超声波振动超声波探伤4检测材料内部缺陷声波束的形成和聚焦是超声波探伤的关键技术之一通过声波聚焦，可以将超声波能量集中到目标区域，提高检测灵敏度和精度时间传播法原理发射超声波1超声波探伤仪发射超声波，进入被检测材料传播时间测量2探伤仪测量超声波在材料中的传播时间缺陷位置计算3根据传播时间和声速，计算缺陷的位置时间传播法应用实例时间传播法可用于检测各种缺陷，如裂纹、孔洞、夹层等例如，在检测钢板焊接质量时，时间传播法可以识别焊缝中的气孔、未熔合、裂纹等缺陷通过分析超声波信号的波形和到达时间，可以判断缺陷的位置、尺寸和形状时间传播法也可以用于检测材料的厚度和内部结构例如，在检测管道壁厚时，时间传播法可以精确测量管道壁厚，并判断其是否有腐蚀或磨损幅值衰减法原理信号强度超声波束在材料中传播时，会因材料的吸收和散射而逐渐衰减缺陷会反射部分声波，导致探头接收到的信号强度降低衰减程度缺陷反射的声波强度取决于缺陷的大小、形状、位置和材料的声学特性缺陷判断通过比较缺陷反射信号的强度与正常区域的信号强度，可以判断缺陷的存在以及大小幅值衰减法应用实例焊接缺陷检测铸造件缺陷检测金属材料缺陷检测幅值衰减法可用于检测焊接接头的裂纹、气铸造件内部可能存在气孔、夹杂物等缺陷，幅值衰减法可以用于检测金属材料中的各种孔等缺陷通过分析超声波信号的幅值衰减幅值衰减法可以帮助检测这些缺陷，确保铸缺陷，如裂纹、夹杂物、空洞等，为材料的情况，可以确定缺陷的存在和位置造件的质量质量评估提供依据声程差法原理声程差法是一种常用的超声波探伤方法它利用缺陷引起的声波传播路径变化来确定缺陷的位置声程差1缺陷的存在改变了声波的传播路径，导致到达接收探头的声波时间差声程差测量2利用超声波探伤仪测量声程差，并根据声程差计算缺陷的位置缺陷定位3通过声程差计算得出缺陷在材料中的位置这种方法的原理简单，易于操作，在实际探伤工作中应用广泛声程差法应用实例声程差法是超声波探伤中常见的应用方法之一它适用于检测材料内部存在缺陷或不均匀性声程差法通过测量声波在材料中传播的时间差来判断缺陷的位置和大小该方法对缺陷的尺寸和形状要求较高，适用于检测较为规则的缺陷•例如，声程差法常用于检测管道的裂纹、焊缝中的气孔等•该方法也常用于检测金属板材中的层状缺陷、夹杂物等缺陷的类型和特征裂纹气孔裂纹通常是细长，线状或不规则气孔是指材料内部的小孔或空形状的缺陷它们可能出现在材腔它们通常是由于铸造或焊接料表面或内部裂纹可以是由于过程中气体捕获造成的气孔会材料的疲劳或应力集中造成的降低材料的强度和韧性夹杂物疏松夹杂物是指材料内部的杂质或异疏松是指材料内部的空隙或空物它们可以是金属或非金属，洞它们通常是由于铸造或焊接例如沙粒或氧化物夹杂物会降过程中液态金属凝固时体积收缩低材料的强度和耐腐蚀性造成的疏松会导致材料强度下降缺陷的大小评估超声波探伤可以评估缺陷的大小和形状测量缺陷的长度、宽度和深度是评估缺陷严重程度的关键步骤缺陷的大小评估方法取决于缺陷的类型和位置，常用的方法包括•时间传播法•幅值衰减法•声程差法这些方法通过测量声波在缺陷周围传播的时间、幅值或路径的变化来评估缺陷的大小缺陷的位置确定超声波探伤可以准确地确定缺陷的位置通过测量声波从探头到缺陷再到接收器的传播时间，可以计算出缺陷到探头的距离对于复杂的结构，可以使用多种探伤方法，例如斜射探伤或多角度探伤，来确定缺陷的位置探伤软件可以将探伤结果显示在屏幕上，并可以根据需要生成探伤报告缺陷的类型识别裂纹孔洞夹杂物焊缝缺陷裂纹是材料中常见的缺陷，形孔洞是指材料内部存在的空夹杂物是指材料中存在的异焊缝缺陷是指焊接过程中产生状和尺寸各不相同，影响材料洞，会导致材料的强度下降，物，会影响材料的性能和外的缺陷，如未焊透、焊瘤等，的强度和可靠性易于发生断裂观会影响焊缝的强度和密封性探伤代码与标准代码规范技术规范

11.

22.探伤代码提供统一的标准和要求，确保探伤结果的一致性和详细阐述探伤仪器、探头、耦合剂、操作流程等方面的要可靠性求缺陷标准报告要求

33.

44.定义不同类型缺陷的评级标准，用于判定缺陷是否可接受规定探伤报告的格式和内容，确保信息的完整性和可追溯性探伤结果的记录记录内容记录格式包括探伤日期、探伤部位、探伤方法、探伤人员、缺陷类型、缺探伤结果记录可以用纸质表格、电子表格或数据库等形式记录陷位置、缺陷大小等信息此外，探伤结果记录还需包含探伤仪器型号、探头型号、探伤标记录格式应规范、统一，便于保存和查询准、探伤结果的评价等信息报告编写要求格式规范内容完整签字盖章时间记录使用标准报告模板，内容完包括探伤目的，探伤方法，探报告需由探伤人员签字，并加记录探伤时间，确保报告的时整，格式规范，排版整齐，便伤结果，缺陷分析等内容，确盖单位公章，保证报告的真实效性，便于追踪和管理于阅读保信息完整清晰性和有效性探伤结果的分析与评价数据分析分析探伤数据，寻找缺陷的位置，大小和类型缺陷评估根据缺陷类型，大小和位置，评估其对材料性能的影响结果评价综合分析探伤结果，判断材料是否合格，是否需要进行修复超声波探伤的精度与可靠性精度可靠性取决于探头频率、声束宽度、缺陷受探测方法、仪器性能、操作人员大小和材料特性等因素技术水平和环境条件等影响影响探伤结果的准确性决定探伤结果的可信度提高探伤精度需要选择合适的探增强可靠性需要严格的仪器校准、头、优化探测方法和进行精确的测操作规范和质量控制量超声波探伤的局限性材料限制几何形状某些材料的特性可能影响超声波的传播，如多孔材料或粗糙表面复杂的形状或难以到达的区域可能会限制探头放置和声波传输缺陷类型操作员技术超声波探伤无法检测到所有类型的缺陷，例如表面缺陷或非常小的探伤结果的准确性取决于操作员的经验和技术水平缺陷超声波探伤的发展趋势智能化多功能化

11.

22.超声波探伤仪器将更加智能，超声波探伤技术将与其他检测实现自动缺陷识别、定位和尺技术相结合，实现多功能检寸测量测小型化高精度化

33.

44.超声波探伤仪器将更加小型超声波探伤技术的精度将不断化，便于携带和操作提高，满足更苛刻的检测要求总结与问答本讲义系统介绍了超声波探伤的原理、方法、应用和发展趋势，并对常见问题进行了解答超声波探伤是一种重要的无损检测技术，可用于发现材料内部的缺陷，确保产品质量和安全。