超音波探傷儀原理技術

超音波探傷儀原理技術是無損探傷是在不損壞工件或原材料工作狀態的前提下，對被檢驗部件的表面和內部質量進行檢查的一種測試手段。

基本介紹

• 中文名：超音波探傷儀原理技術

產品簡介

同樣（1）無損探傷是在不損壞工件或原材料工作狀態的前提下，對被檢驗部件的表面和內部質量進行檢查的一種測試手段。

（2）無損檢測：Nondestructive Testing（縮寫 NDT）

超音波探傷儀檢測

探傷方法

答：無損檢測方法很多據美國國家宇航局調研分析，認為可分為六大類約70餘種。但在實際套用中比較常見的有以下幾種：

常規無損檢測方法有：

●超聲檢測 Ultrasonic Testing（縮寫 UT）；

●射線檢測 Radiographic Testing（縮寫 RT）；

●磁粉檢測 Magnetic particle Testing（縮寫 MT）；

●滲透檢驗 Penetrant Testing （縮寫 PT）；

●渦流檢測Eddy current Testing（縮寫 ET）；

非常規無損檢測技術有：

●聲發射Acoustic Emission（縮寫 AE）；

●泄漏檢測Leak Testing（縮寫 UT）；

●光全息照相Optical Holography；

●紅外熱成象Infrared Thermography；

●微波檢測 Microwave Testing

基本原理

答：超音波探傷儀的種類繁多，但在實際的探傷過程，脈衝反射式超音波探傷儀套用的最為廣泛。一般在均勻的材料中，缺陷的存在將造成材料的不連續，這種不連續往往又造成聲阻抗的不一致，由反射定理我們知道，超音波在兩種不同聲阻抗的介質的交界面上將會發生反射，反射回來的能量的大小與交界面兩邊介質聲阻抗的差異和交界面的取向、大小有關。脈衝反射式超音波探傷儀就是根據這個原理設計的。

超音波探傷儀

目前攜帶型的脈衝反射式超音波探傷儀大部分是A掃描方式的，所謂A掃描顯示方式即顯示器的橫坐標是超音波在被檢測材料中的傳播時間或者傳播距離，縱坐標是超音波反射波的幅值。譬如，在一個鋼工件中存在一個缺陷，由於這個缺陷的存在，造成了缺陷和鋼材料之間形成了一個不同介質之間的交界面，交界面之間的聲阻抗不同，當發射的超音波遇到這個界面之後，就會發生反射（見圖1 ），反射回來的能量又被探頭接受到，在顯示螢幕中橫坐標的一定的位置就會顯示出來一個反射波的波形，橫坐標的這個位置就是缺陷在被檢測材料中的深度。這個反射波的高度和形狀因不同的缺陷而不同，反映了缺陷的性質。

其他

4.超音波探傷與X射線探傷相比較有何優的缺點？

答：超音波探傷比X射線探傷具有較高的探傷靈敏度、周期短、成本低、靈活方便、效率高，對人體無害等優點；缺點是對工作表面要求平滑、要求富有經驗的檢驗人員才能辨別缺陷種類、對缺陷沒有直觀性；超音波探 傷適合於厚度較大的零件檢驗。

5、超音波探傷的主要特性有哪些？

答：（1）超音波在介質中傳播時，在不同質界面上具有反射的特性，如遇到缺陷，缺陷的尺寸等於或大於超音波波長時，則超音波在缺陷上反射回來，探傷儀可將反射波顯示出來；如缺陷的尺寸甚至小于波長時，聲波將繞過缺陷而不能反射；

（2）波聲的方向性好，頻率越高，方向性越好，以很窄的波束向介質中輻射，易於確定缺陷的位置。

（3）超音波的傳播能量大，如頻率為1MHZ（100赫茲）的超生波所傳播的能量，相當于振幅相同而頻率為1000HZ（赫茲）的聲波的100萬倍。

6、超生波探傷板厚14毫米時，距離波幅曲線上三條主要曲線的關係怎樣？

答：測長線 Ф1 х 6 －12dB

定量線 Ф1 х 6 －6dB

判度線 Ф1 х 6 －2dB

7、用超生波探傷時，底波消失可能是什麼原因造成的？

答：（1）近表表大缺陷；（2）吸收性缺陷；（3）傾斜大缺陷；（4）氧化皮與鋼板結合不好。

8、簡述超生波探傷中，超生波在介質中傳播時引起衰減的原因是什麼？

答：（1）超音波的擴散傳播距離增加，波束截面愈來愈大，單位面積上的能量減少。

（2）材質衰減一是介質粘滯性引起的吸收；二是介質界面雜亂反射引起的散射。

9、CSK－ⅡA試塊的主要作用是什麼？

答：（1）校驗靈敏度；（2）校準掃描線性。

10、用超音波對餅形大鍛件探傷，如果用底波調節探傷起始靈敏度對工作底面有何要求？

答：（1）底面必須平行於探傷面；

（2）底面必須平整並且有一定的光潔度。

11．超音波探傷選擇探頭K值有哪三條原則？

答：（1）聲束掃查到整個焊縫截面；

（2）聲束儘量垂直於主要缺陷；

（3）有足夠的靈敏度。

12、超音波探傷儀主要有哪幾部分組成？

答：主要有電路同步電路、發電路、接收電路、水平掃描電路、顯示器和電源等部份組成。

13、發射電路的主要作用是什麼？

答：由同步電路輸入的同步脈衝信號，觸發發射電路工作，產生高頻電脈衝信號激勵晶片，產生高頻振動，並在介質內產生超音波。

14、超音波探傷中，晶片表面和被探工件表面之間使用耦合劑的原因是什麼？

答：晶片表面和被檢工件表面之間的空氣間隙，會使超音波完全反射，造成探傷結果不準確和無法探傷。

15、JB1150－73標準中規定的判別缺陷的三種情況是什麼？

答：（1）無底波只有缺陷的多次反射波。

（2）無底波只有多個紊亂的缺陷波。

（3）缺陷波和底波同時存在。

16、JB1150－73標準中規定的距離――波幅曲線的用途是什麼？

答：距離――波幅曲線主要用於判定缺陷大小，給驗收標準提供依據它是由判廢線、定量線、測長線三條曲線組成；

判廢線――判定缺陷的最大允許當量；

定量線――判定缺陷的大小、長度的控制線；

測長線――探傷起始靈敏度控制線。

17、什麼是超聲場？

答：充滿超聲場能量的空間叫超聲場。

18、反映超聲場特徵的主要參數是什麼？

答：反映超聲場特徵的重要物理量有聲強、聲壓聲阻抗、聲束擴散角、近場和遠場區。

19、探傷儀最重要的性能指標是什麼？

答：分辨力、動態範圍、水平線性、垂直線性、靈敏度、信噪比。

20、超音波探傷儀近顯示方式可分幾種？

答：（1）A型顯示示波屏橫坐標代表超音波傳遞播時間（或距離），縱坐標代表反射回波的高度；（2）B型顯示示波屏橫坐標代表超音波傳遞播時間（或距離），這類顯示得到的是探頭掃查深度方向的斷面圖；（3）C型顯示儀器示波屏代表被檢工件的投影面，這種顯示能繪出缺陷的水平投影位置，但不能給出缺陷的埋藏深度。

21、超音波探頭的主要作用是什麼？

答：1、探頭是一個電聲換能器，並能將返回來的聲波轉換成電脈衝；2、控制超音波的傳播方向和能量集中的程度，當改變探 頭入射 角或改變超音波的擴散角時，可使聲波的主要能量按不同的角度射入介質內部或改變聲波的指向性，提高解析度；3、實現波型轉換；4、控制工作頻率；適用於不同的工作條件。

22、為什麼要加強超波探傷合錄和報告工作？

答：任何工件經過超音波探傷後，都必須出據檢驗報告以作為該工作質量好壞的憑證，一份正確的探傷報告，除建立可靠的探測方法和結果外，很大程度上取決於原始記錄和最後出據的探傷報告是非常重要的，如果我們檢查了工件不作記錄也不出報告，那么探傷檢查就毫無意義。

23、無損檢測有哪些套用

套用時機：設計階段；製造過程；成品檢驗；在役檢查。

套用對象：各類材料（金屬、非金屬等）；各種工件（焊接件、鍛件、鑄件等）；各種工程（道路建設、水壩建設、橋樑建設、機場建設等）。

24、超音波焊縫探傷時為缺陷定位儀器時間掃描線的調整有哪幾種方法？

答：有水平定位儀、垂直定位、聲程定位三種方法

25、在超音波探傷中把焊縫中的缺陷分幾類？怎樣進行分類？

答：在焊縫超音波探傷中一般把焊縫中的缺陷 分成三類：點狀缺陷、線狀缺陷、面狀缺陷。

在分類中把長度小於10mm的缺陷叫做點狀缺陷；一般不測長，小於10mm的缺陷按5mm計。把長度大於10mm的缺陷叫線狀缺陷。把長度大於10mm高度大於3mm的缺陷叫面狀缺陷。

26、超音波試塊的作用是什麼？

答：超音波試塊的作用是校驗儀器和探頭的性能，確定探傷起始靈敏度，校準掃描線性。

27、什麼是斜探頭折射角β的正確值？

答：斜探頭折射角的正確值稱為K值，它等於斜探頭λ射點至反射點的水平距離和相應深度的比值。

28、當局部無損探傷檢查的焊縫中發現有不允許的缺陷時如何辦？

答：應在缺陷的延長方向或可疑部位作補充射線探傷。補充檢查後對焊縫質量仍然有懷疑對該焊縫應全部探傷。

29、超音波探傷儀中同步信號發生器的主要作用是什麼？它主要控制哪二部分電路工作？

答：同步電路產生同步脈衝信號，用以觸發儀器各部分電路同時協調工作，它主要控制同步發射和同步掃描二部分電路。

30、無損檢測的目的？

答：1、改進制造工藝；2、降低製造成本；3、提高產品的可能性；4、保證設備的安全運行。

31.超探儀的作用及主要套用行業

超探儀是一種攜帶型工業無損探傷儀器，它能夠快速便捷、無損傷、精確地進行工件內部多種缺陷（焊縫、裂紋、夾雜、摺疊、氣孔、砂眼等）的檢測、定位、評估和診斷。既可以用於實驗室，也可以用於工程現場。本儀器能夠廣泛地套用在製造業、鋼鐵冶金業、金屬加工業、化工業等需要缺陷檢測和質量控制的領域，也廣泛套用於航空航天、鐵路交通、鍋爐壓力容器等領域的在役安全檢查與壽命評估。它是無損檢測行業的必備儀器。

編號	套用行業
1	電力
2	鍋爐與壓力容器
3	機械
4	鋼鐵工業
5	鋼結構
6	石油
7	化工
8	鐵路
9	航天航空
10	船舶
11	管道
12	高校
13	永磁
14	科研院所
15	軍工
16	陶瓷

32.有關超音波探傷的國家標準和行業標準

超音波探傷國家標準和行業標準有： 1、QB/T 無損檢測術語 超聲檢測; 2、JB/T 10061-1999 A型脈衝反射式超聲探傷儀通用技術條件; 3、JJG 746-91 超聲探傷儀 中華人民共和國國家計量檢定規程

33.斜探頭K值與角度的對應關係

NO.	K值	對應角度
1	K1	對應45度
2	K1.5	對應56.3度
3	K2	對應63.4度
4	K2.5	對應68.2度
5	K3	對應71.6度

34. 焊縫探傷超音波探頭的選擇方案參考

編號	被測工件厚度	選擇探頭和斜率	選擇探頭和斜率
1	4—5mm	6×6 K3	不鏽鋼：1.25MHz; 鑄鐵：0.5—2.5 MHz; 普通鋼：5MHz
2	6—8mm	8×8 K3
3	9—10mm	9×9 K3
4	11—12mm	9×9 K2.5
5	13—16 mm	9×9 K2
6	17—25 mm	13×13 K2
7	26—30 mm	13×13 K2.5
8	31—46 mm	13×13 K1.5
9	47—120 mm	13×13（ K2—K1）
10	121—400 mm	18×18 （ K2—K1）; 20×20 （ K2—K1）

注:以上方案僅作參考,各企業可視具體情況稍作改動

35.探頭型號表

註：下表所列探頭型號僅供探傷時參考

產品名稱	頻率（MHZ）	晶片面積（mm2）	說明
直探頭（硬保護膜）	0.5～10	Φ8 Φ10 Φ14 Φ20 Φ24Φ30
直探頭（軟保護膜）	0.5～5	Φ10 Φ14 Φ20 Φ24
雙晶片直探頭	2.5～5	10×12×2Φ14×2Φ20×2	F5 F10 F15 F20 F30
斜探頭	1～5	9×9 8×8 10×12 Φ14; 12×15 14×16 13×13Φ20	30o40o50oK1 K1.5 K2 K2.5 K3
斜探頭	1～5	18×18
雙晶片斜探頭	2.5 5	8×8×2 10×12×2	K1 K2 K3; F10 F20 F30
表面波探頭	2.5 5	9×9 10×12 13×13	HB-50
回波探頭
小角管探頭	2.5 5	Φ14 Φ20
小角管探頭	5	6×6 5×7	K1 K2 K2.5 K3
小角管探頭	5	雙晶曲面片
板波探頭	1～5	20×20? 30×30	入射角由用戶定
爬波探頭	1～5
薄波探頭	5		可檢測5MM以下薄板
可變角探頭	2.5 5	10×10	角度可變範圍0o～90o
液浸式探頭	1～5	Φ10 Φ12 Φ14 Φ20
充水探頭	1～5	Φ14 Φ20
雙晶充水探頭	1～5	Φ14 Φ20	交距由用戶定
液浸聚焦探頭	1～5	Φ14 Φ20	點聚焦線聚焦
接觸式聚焦直探頭	2.5? 5	Φ14 Φ20	焦距10～60
接觸式聚焦斜探頭	2.5? 5	Φ14 Φ20	焦距10～60
常規測厚探頭	1～5
小徑管測厚探頭	1～5	Φ8
中溫測厚探頭	1～5		上限300℃
高溫測厚探頭	1～5		上限500℃
深水探頭	1～5		用於水下超聲探傷

常用試驗塊

超音波探傷儀試驗塊