超声检测要点.pptx

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1、 理论部分理论部分1.超声检测的物理基础机械振动和机械波a.a.机械振动的概念；机械振动的概念；b.b.机械振动的周期、频率的定义及其相互关系；机械振动的周期、频率的定义及其相互关系；c.c.机械波的概念；机械波的概念；d.d.机械波的产生条件；机械波的产生条件；e.e.机械波的主要物理量（波速、波长、周期、频率的定机械波的主要物理量（波速、波长、周期、频率的定义及其相互关系）。义及其相互关系）。超声波的定义及分类a.a.超声波的分类（根据波型、波形、波振动的持续时间超声波的分类（根据波型、波形、波振动的持续时间等分类）；等分类）；第1页/共44页b.b.惠更斯原理，波的叠加、干涉、衍射；惠更

2、斯原理，波的叠加、干涉、衍射；c.c.超声波的传播速度；超声波的传播速度；d.d.声压、声强、声阻抗的定义及表达式；声压、声强、声阻抗的定义及表达式；e.e.分贝的概念及表达式；分贝的概念及表达式；f.f.常用的分贝数值与声压比值的关系。常用的分贝数值与声压比值的关系。超声波的传播a.a.超声波垂直入射到平界面时声强和声压的反射和透射；超声波垂直入射到平界面时声强和声压的反射和透射；c.c.超声波倾斜入射到平界面时的反射、折射和波型转换；超声波倾斜入射到平界面时的反射、折射和波型转换；临界角的概念；临界角的概念；d.d.端角反射；端角反射；e.e.超声波入射到曲界面的反射和透射；超声波入射到曲

3、界面的反射和透射；f.f.超声波的传播衰减和引起衰减的原因。超声波的传播衰减和引起衰减的原因。第2页/共44页圆盘声源声场a.a.声轴的概念及圆盘声源声轴上声压分布规律；声轴的概念及圆盘声源声轴上声压分布规律；b.b.近场、远场、未扩散区与扩散区的概念及其长度的计近场、远场、未扩散区与扩散区的概念及其长度的计算表达式；算表达式；c.c.声束的指向性概念及其计算。声束的指向性概念及其计算。规则反射体的回波声压a.a.平底孔的回波声压公式；平底孔的回波声压公式；b.b.大平底的回波声压公式；大平底的回波声压公式；c.c.圆柱曲底面回波声压公式。圆柱曲底面回波声压公式。第3页/共44页2.设备和器材

4、检测仪及其性能a.a.检测仪的基本构成、各单元的作用及工作原理；检测仪的基本构成、各单元的作用及工作原理；b.b.检测仪的分类；检测仪的分类；c.c.检测仪的主要旋钮及其作用。检测仪的主要旋钮及其作用。探头及其性能a.a.探头的基本结构及工作原理；探头的基本结构及工作原理；b.b.探头的种类和主要参数；探头的种类和主要参数；c.c.探头的主要性能；探头的主要性能；第4页/共44页耦合剂a.a.耦合剂的作用；耦合剂的作用；b.b.常用耦合剂。常用耦合剂。试块a.a.试块的种类和用途；试块的种类和用途；b.b.常用试块的结构、材质、规格和用途。常用试块的结构、材质、规格和用途。检测系统的性能垂直性

5、能、水平性能、灵敏度、分辨率、信噪比。垂直性能、水平性能、灵敏度、分辨率、信噪比。第5页/共44页3.基本检测技术检测技术分类a.a.脉冲反射法与穿透法；脉冲反射法与穿透法；b.b.接触法与液浸法；接触法与液浸法；c.c.纵波、横波、表面波和兰姆波法。纵波、横波、表面波和兰姆波法。各种检测技术的基本原理、特点及适用范围检测条件选择a.a.仪器选择；仪器选择；b.b.探头选择；探头选择；c.c.耦合剂选用。耦合剂选用。第6页/共44页检测a.a.试块准备；试块准备；b.b.耦合及表面补偿；耦合及表面补偿；c.c.时基线性调节；时基线性调节；d.d.灵敏度调节；灵敏度调节；e.e.基本扫查方式；基

6、本扫查方式；f.f.缺陷回波的识别。缺陷回波的识别。缺陷评定a.a.缺陷位置的测定；缺陷位置的测定；b.b.缺陷定量的方法；缺陷定量的方法；c.c.影响检测结果的因素。影响检测结果的因素。其他检测技术简要介绍a.a.相控阵检测技术；相控阵检测技术；b.b.衍射声时（衍射声时（TOFDTOFD）技术。）技术。第7页/共44页金属制件制造工艺及其缺陷特点，主要检测技术及其实施a.板材板材钢板常见缺陷钢板常见缺陷分层、折叠、白点等。分层和折叠缺陷大都平行于板面。分层、折叠、白点等。分层和折叠缺陷大都平行于板面。检测方法：纵波垂直入射法检测方法：纵波垂直入射法直接接触法和水浸法直接接触法和水浸法直接接

7、触法：直接接触法：无缺陷、小缺陷、大缺陷的反射波情况。无缺陷、小缺陷、大缺陷的反射波情况。水浸法：水浸法：多次重合法水层厚度多次重合法水层厚度H与钢板与钢板的关系。的关系。JB/T 4730-.3-2005 规定规定检测灵敏度检测灵敏度缺陷的判别缺陷的判别缺陷位置的测定缺陷位置的测定缺陷定量缺陷定量第8页/共44页b.管材管材 薄壁管：壁厚与管外径之比薄壁管：壁厚与管外径之比不大于不大于0.2；厚壁管：壁厚与管外径之比大于厚壁管：壁厚与管外径之比大于0.2。管材主要缺陷：管材主要缺陷：无缝钢管：裂纹、折叠、分层、夹杂等；无缝钢管：裂纹、折叠、分层、夹杂等；锻轧管：裂纹、白点、重皮等；锻轧管：裂

8、纹、白点、重皮等；检测方法检测方法周向扫查的斜入射横波检测（主要方式）周向扫查的斜入射横波检测（主要方式）沿管材轴线方向的斜入射检测沿管材轴线方向的斜入射检测垂直入射检测垂直入射检测管材中为纯横波的条件下，声束可到达内壁的前提条件：管材中为纯横波的条件下，声束可到达内壁的前提条件：小直径管水浸法检测：小直径管水浸法检测：偏心距偏心距x的选择条件：的选择条件：0.251Rx0.458r第9页/共44页c.锻件锻件常见缺陷：缩孔、缩松、夹杂物、裂纹、折叠、白点。常见缺陷：缩孔、缩松、夹杂物、裂纹、折叠、白点。缺陷特点：除裂纹外，多数缺陷常常是沿金属流线方向分布。缺陷特点：除裂纹外，多数缺陷常常是沿

9、金属流线方向分布。检测技术：纵波直入射检测、纵波斜入射检测、横波检测。检测技术：纵波直入射检测、纵波斜入射检测、横波检测。声束入射面和入射方向选择声束入射面和入射方向选择纵波直入射法检测面：原则上应从两个相互垂直的方向进行纵波直入射法检测面：原则上应从两个相互垂直的方向进行检测。并尽可能地检测到锻件的全体积。检测。并尽可能地检测到锻件的全体积。检测灵敏度检测灵敏度底波调节法（底波调节法（x 3N）试块比较法试块比较法试块计算法试块计算法（x 3N）缺陷位置和大小的测定缺陷位置和大小的测定当量法、测长法、底波高度法。当量法、测长法、底波高度法。缺陷回波的判断缺陷回波的判断单个缺陷、分散缺陷、密集

10、缺陷。单个缺陷、分散缺陷、密集缺陷。第10页/共44页d.焊接接头焊接接头焊接接头：金属熔化焊焊接部位的总称。焊接接头：金属熔化焊焊接部位的总称。接头形式及接头形式及坡口形式坡口形式常见焊接缺陷：裂纹、孔穴、夹杂、未焊透及未熔合。常见焊接缺陷：裂纹、孔穴、夹杂、未焊透及未熔合。检测方法和检测条件选择检测方法和检测条件选择检测技术等级检测技术等级检测面检测面探头探头K值（角度）的选择：三方面要求值（角度）的选择：三方面要求斜探头的声束应能扫查到整个检测区截面；斜探头的声束应能扫查到整个检测区截面；斜探头的声束中心线应尽量与该焊缝可能出现的危险性缺陷垂直；斜探头的声束中心线应尽量与该焊缝可能出现的

11、危险性缺陷垂直；尽量使用一次波判别缺陷，减少误判并保证有足够的检测灵敏度。尽量使用一次波判别缺陷，减少误判并保证有足够的检测灵敏度。双面焊焊缝：双面焊焊缝：单面焊焊缝：单面焊焊缝：扫描速度的调节：声程法、水平法、深度法。扫描速度的调节：声程法、水平法、深度法。第11页/共44页距离距离波幅曲线波幅曲线按所用的探头和仪器在试块上实按所用的探头和仪器在试块上实测的数据绘制而成。测的数据绘制而成。该曲线由评定线（该曲线由评定线（ELEL）、定量线）、定量线（SLSL）和判废线（）和判废线（RLRL）组成。）组成。分区规定。分区规定。距离距离dBdB曲线的应用曲线的应用了解反射体波高与距离了解反射体波

12、高与距离之间的对应关系；之间的对应关系；调整检测灵敏度：检测调整检测灵敏度：检测灵敏度不低于评定线；灵敏度不低于评定线；比较缺陷大小；比较缺陷大小；确定缺陷所在的区域。确定缺陷所在的区域。第12页/共44页检测灵敏度的选择检测灵敏度的选择灵敏度选择与检测方法、被检件壁厚有关。灵敏度选择与检测方法、被检件壁厚有关。检测横向接头应将各线灵敏度均检测横向接头应将各线灵敏度均6dB6dB。工件表面耦合损失和材质衰减与试块不同时应进行传输修正。工件表面耦合损失和材质衰减与试块不同时应进行传输修正。距离距离 dB dB曲线的绘制曲线的绘制衰减型探伤仪的绘制衰减型探伤仪的绘制增益型增益型探伤仪的绘制探伤仪的

13、绘制距离距离 面板曲线的绘制面板曲线的绘制扫查方式扫查方式缺陷的评定和质量分级缺陷的评定和质量分级第13页/共44页JB/T 4730.3-2005 5.1.9第14页/共44页反射波幅位于区的单个缺陷质量分级评定第15页/共44页第16页/共44页 实际操作部分实际操作部分1.检测技术的选择和操作条件的确定 根据有关标准和被检件的要求，选择适当的超声检根据有关标准和被检件的要求，选择适当的超声检测方法和技术，确定所需仪器、探头、试块的参数及扫测方法和技术，确定所需仪器、探头、试块的参数及扫查参数。查参数。2.检测仪器调节 按检测工艺规程的要求，正确地设置仪器状态，熟按检测工艺规程的要求，正确

14、地设置仪器状态，熟练地进行仪器的时基线调节、灵敏度调节、制作距离练地进行仪器的时基线调节、灵敏度调节、制作距离-波波幅曲线；材质衰减和表面耦合补偿、检测分辨力校验。幅曲线；材质衰减和表面耦合补偿、检测分辨力校验。3.检测的执行 按检测工艺规程规定的检测面、扫查方式、扫查速按检测工艺规程规定的检测面、扫查方式、扫查速度及扫查间距进行扫查；度及扫查间距进行扫查；第17页/共44页4.缺陷检测、评定及记录a.a.能检出所要求的缺陷；能检出所要求的缺陷；b.b.按检测要求，正确、熟练地进行缺陷当量尺寸、按检测要求，正确、熟练地进行缺陷当量尺寸、位置、指示长度（或面积）、间距测定，并能完整位置、指示长度

15、（或面积）、间距测定，并能完整准确记录检测结果。准确记录检测结果。c.c.按标准要求评定缺陷：能根据验收标准与缺陷的按标准要求评定缺陷：能根据验收标准与缺陷的评定结果，对被检工件做出合格与否的正确判定。评定结果，对被检工件做出合格与否的正确判定。5.后处理工序 按要求进行检测后的工件清理以及仪器、探头、按要求进行检测后的工件清理以及仪器、探头、试块的清洁和整理。试块的清洁和整理。6.检测报告的编写 编写、审查检测报告，检测报告应包括检测条件、编写、审查检测报告，检测报告应包括检测条件、检测结果与评定结论等，检测报告应完整、正确。检测结果与评定结论等，检测报告应完整、正确。第18页/共44页 检

16、测工艺卡编制检测工艺卡编制检测工艺卡是实施具体产品检测作业的指导性文件，检测工艺卡是实施具体产品检测作业的指导性文件，一般采用表格、卡片的形式。一般采用表格、卡片的形式。特种设备检测工艺卡是针对特种设备某一具体产品或特种设备检测工艺卡是针对特种设备某一具体产品或产品上某一部件，依据超声检测通用工艺规程、被检产品上某一部件，依据超声检测通用工艺规程、被检工件的技术要求和工件的技术要求和JB/T 4730.3-2005JB/T 4730.3-2005等检测标准而专等检测标准而专门制定的有关技术细节和具体参数的工艺文件。门制定的有关技术细节和具体参数的工艺文件。检测工艺卡的一般要求：内容完整，技术方

17、法正确，检测工艺卡的一般要求：内容完整，技术方法正确，格式规范，符合有关标准要求。格式规范，符合有关标准要求。第19页/共44页工艺卡内容工艺卡内容：a.a.工艺卡编号；工艺卡编号；b.b.产品部分：产品名称和编号，制造、安装或检验编号、特种产品部分：产品名称和编号，制造、安装或检验编号、特种设备类别、规格尺寸、材料牌号、热处理状态及表面状态。设备类别、规格尺寸、材料牌号、热处理状态及表面状态。c.c.检测设备与材料：仪器型号和编号、探头规格参数、试块和检测设备与材料：仪器型号和编号、探头规格参数、试块和耦合剂等；耦合剂等；d.d.检测工艺参数：检测方法、检测比例、检测部位、仪器时基检测工艺参

18、数：检测方法、检测比例、检测部位、仪器时基线比例和检测灵敏度调整等；线比例和检测灵敏度调整等；e.e.检测技术要求：执行标准、验收级别；检测技术要求：执行标准、验收级别；f.f.检测部位示意图；检测部位示意图；g.g.编制人员（资质级别）、审核人员（资质级别）；编制人员（资质级别）、审核人员（资质级别）；h.h.编制日期。编制日期。第20页/共44页现有一筒体，外径为2600mm，内径为2560mm，筒体纵向对接焊缝采用埋弧自动焊、双面焊接，坡口为X形，上焊缝的宽度为34mm，下焊缝的宽度为30mm，纵向结构如图所示。材质为16MnR。工件表面经打磨后，粗糙度达到Ra6.3m。检验要求按JB/

19、T 4730.3-2005标准规定的B级检测技术，合格级别为1级。第21页/共44页可供选择的设备和器材（均已检验合格）如下：1.超声探伤仪：CTS-22型一台 HS600型一台2.斜探头：2.5P88K1 2.5P88K1.5 2.5P88K2 上述探头的尺寸为：12mm30mm，探头前沿均为12mm。2.5P1612K1.5 2.5P1612K2 2.5P1612K2.5 上述探头的尺寸为：20mm50mm，探头前沿均为12mm。3.标准试块：CSKA IIW 试块各一块4.对比试块：CSKA CSKA 试块各一块 根据上述提供的条件，编制一份超声检测工艺卡。第22页/共44页工艺条件选择

20、分析：1.技术检验要求按JB/T 4730.3-2005标准的B级检测技术，B级检测规定：母材厚度为846mm时，采用一种k值探头采用直射波法和一次反射波法在对接焊接接头的单面双侧进行检测。检测方法：直接接触，直射波法和一次反射波法，检测面：选择筒体外侧。2.检测时机：焊后24h后。第23页/共44页3.探头选择(1)探头K值选择：为保证探头主声束能扫查到整个焊缝的横截面，K值应满足：K(a/2+b/2+l0)/T(34/2+30/2+12)/202.2 为保证主声束能扫查到筒体内壁，还应满足：sin-11280/130080 当K为2.5时，68 80，满足要求。因此应选择K2.5探头。(2

21、)探头晶片选择：因筒体外径为2600mm，外径较大，故可选择晶片尺寸较大的探头2.5P1612K2.5。该探头的W为50mm，W2/42500/4，R=2600/2W2/4，按标准5.1.3.4规定，不必使用曲面试块。若：筒体外径为1000mm，选择哪个探头？第24页/共44页4.试块选择：CSK-A、CSK-A。5.检测区域：按标准5.1.4.1a)规定，其宽度为焊缝加上焊缝两侧的 热影响区：3422030%56mm。6.耦合补偿：因工件的表面粗糙度和形状与试块的差异，应实测。7.探头移动区域：因采用一次反射波法检测，探头移动区域：W1.25P1.252KT1.2522.520125mm8.

22、时基线扫描比例调节：按深度2:1，可使最大检测范围在时基线满刻度的80%。9.距离波幅曲线绘制：按检测最大范围确定曲线距离，母材厚度 为20mm，采用一次反射波法检测，所以曲线的最后的一点距离 应超过2T。利用CSK-A上深度为10mm、20mm、30mm、40mm、50mm的五个16孔绘制曲线。评定线：169dB；定量线：163dB；判废线：165dB第25页/共44页10.检测灵敏度：169dB 当采用距离dB曲线确定检测灵敏度时，仪器衰减（增益）量应在缺陷的2T距离处评定线所对应的dB值。采用面板曲线，则检测灵敏度为评定线。11.扫查：(1)扫查方式：垂直于焊缝作锯齿形扫查，辅以前后、左

23、右、转角、环绕等扫查。(2)扫查速度和最大扫查间距：扫查速度不应大于150mm/s，扫查的 最大间距不大于探头直径的85%（扫查覆盖率应大于探头直径的 15%）。(3)横向缺陷检测：B级检测规定要求。检测时，应将各线灵敏度提 高6dB。第26页/共44页实际操作考试操作要点实际操作考试操作要点钢板检测1.准备a.记录被检件的试件号及规格（400500）等数据，注意被检件的规定记录坐标。b.选择探头：纵波直探头、双晶直探头 （JB/T 4730.3-2005 4.1.2中表1）选择试块（JB/T 4730.3-2005 4.1.3）CB 20mm 阶梯平面 CB 20mm 5mm平底孔 第27页

24、/共44页2.检测a.检测范围的调整（仪器时基线、扫描速度）b.调整检测灵敏度 使用试块调整检测灵敏度时，先测定表面耦合补偿 用试块法或底波法调整基准灵敏度 （JB/T 4730.3-2005 4.1.4）w20mm：用CB试块的与被检件等厚部位的B1波高调整到50%满刻度。w20mm：用CB试块5mm平底孔第一次反射波高调整到50%满刻度，试块选用按表2规定。w 3N：用被检件无缺陷完好部位B1调整，按表2规定埋深的5mm平底孔当量计算基准灵敏度 第28页/共44页c.初始扫查d.按显示波形进行缺陷判别、测定并标记 （JB/T 4730.3-2005 4.1.6）缺陷的判定：三种情况wF15

25、0%wB1100%，而F1/B1 50%wB150%缺陷的测定：边界范围和指示长度wF125%或F1/B1 50%，以严重者为准。wB1 50%第29页/共44页e.记录缺陷的位置、指示长度缺陷边界左侧与试件左边之间的距离缺陷边界下侧与试件下边之间的距离缺陷的指示面积、指示长度第30页/共44页3.填发检验报告a.表格中需填写的内容b.检测结果（缺陷数量及位置X、Y，单个缺陷指示长度，单个缺陷指示面积，折算后的缺陷面积百分比）c.缺陷分布示意图d.钢板质量级别评定：（JB/T 4730.3-2005 4.1.7、4.1.8）缺陷指示长度的评定规则单个缺陷指示面积的评定规则缺陷面积百分比的评定规

26、则e.检验结论第31页/共44页锻件检测1.准备a.记录被检件的试件号及规格等数据，注意被检件的规定记录坐标方向。w四种规格：100100100、100100150、100100、100150w 坐标系：方形试件：X-Y，圆形：极坐标原点：圆心c.探头：JB/T 4730.3-2005 4.2.2d.试块：JB/T 4730.3-2005 4.2.3单直探头：CS试块，2mm平底孔。双晶直探头：45mm，CS试块。检测面为曲面：CS试块。第32页/共44页第33页/共44页2.检测a.调整检测范围（仪器时基线扫描速度）：使B1的位置约在时基线满刻度6080%范围。b.调整检测灵敏度底波计算法：

27、3N（4.2.6.1）最大检测距离处的2mm平底孔当量（4.2.6.3）w测量被检件高度xw将B1（最高回波）至基准波高，测定并记录BG值。w按公式计算值后，调整仪器增益至规定的检测灵敏度。第34页/共44页c.初始扫查d.判别缺陷并标记从波形判别缺陷类型:单个缺陷密集缺陷对缺陷进行测定和记录单个缺陷（4个量值）：平面位置、深度，缺陷幅度（dB）值、底波降低值。密集缺陷（5个量值）：最大缺陷当量的平面位置、深度、缺陷幅度（dB）值，密集缺陷的边界，边界内最大的底波降低量。第35页/共44页密集缺陷单个缺陷第36页/共44页3.填发检验报告a.表格中需填写的内容b.检测结果单个缺陷：平面位置、深

28、度，计算缺陷当量和底波降低量。密集缺陷：其中最大缺陷当量的平面位置、深度，计算缺陷当量和缺陷面积的百分比、以及缺陷范围内的最大的底波降低量。c.缺陷分布示意图d.锻件质量级别评定：三项独立评定质量等级后，按三项结果中最低的质量等级评级 (JB/T 4730.3-2005 4.2.10)a.检验结论第37页/共44页1.准备a.记录被检件的试件号及规格等数据，注意被检件的规定记录坐标方向。b.检测方法：单面双侧、直射法和一次反射法c.探头移动区范围d.试块：CSK-A、CSK-Ae.探头：横波斜探头，按JB/T 4730.3-2005 表18选择焊接接头检测第38页/共44页2.检测检测a.测定

29、探头入射点和K值b.调整仪器时基线扫描速度根据被检件母材的板厚选择扫描速度的调节方法c.制作检测用距离波幅曲线曲线的最后点根据被检件母材的板厚T确定（2T）在CSK-A试块上测试并记录16各点幅度数据确定评定线、定量线、判废线及、区d.扫查灵敏度确定：评定线上的2T处e.初始扫查：单面双侧，作直射和一次反射法锯齿形扫查，以发现幅度超过定量线的缺陷，对缺陷位置作标记。第39页/共44页f.缺陷的定位、定量并记录对扫查发现的缺陷，采用前后、左右、转角、回绕扫查方法测定缺陷数据（S1、S2、S3、h、AMAX、q）第40页/共44页3.填发检验报告a.表格中需填写的内容b.检测结果（缺陷数量及位置）c.缺陷分布示意图d.缺陷评定：（JB/T 4730.3-2005 5.1.8）超过评定线的危害性缺陷指示长度小于10mm位于直线上相邻缺陷的处理e.质量级别评定（JB/T 4730.3-2005 5.1.9）f.检验结论第41页/共44页JB/T 4730.3-2005 5.1.9第42页/共44页反射波幅位于区的单个缺陷质量分级评定第43页/共44页谢谢您的观看！第44页/共44页