超音波探伤详细资料大全

超音波探伤是利用超声能透入金属材料的深处，并由一截面进入另一截面时，在界面边缘发生反射的特点来检查零件缺陷的一种方法，当超音波束自零件表面由探头通至金属内部，遇到缺陷与零件底面时就分别发生反射波，在萤光屏上形成脉冲波形，根据这些脉冲波形来判断缺陷位置和大小。

基本介绍 中文名 ：超音波探伤 作用 ：检查零件缺陷的一种方法 主要优点 ：穿透能力强，探测深度可达数米 主要缺点 ：要由有经验的人员谨慎操作 仪器介绍 ：B型、C型探伤仪 基本原理,主要特性,主要优点,主要缺点,波段介绍,仪器介绍,套用,钢闸门检测,缺陷防止措施,优点,局限缺点, 基本原理 超音波在介质中传播时有多种波型，检验中最常用的为纵波、横波、表面波和板波。用纵波可探测金属铸锭、坯料、中厚板、大型锻件和形状比较简单的制件中所存在的夹杂物、裂缝、缩管、白点、分层等缺陷；用横波可探测管材中的周向和轴向裂缝、划伤、焊缝中的气孔、夹渣、裂缝、未焊透等缺陷；用表面波可探测形状简单的铸件上的表面缺陷；用板波可探测薄板中的缺陷。 主要特性 超探仪是一种携带型工业无损探伤仪器，它能够快速便捷、无损伤、精确地进行工件内部多种缺陷（裂纹、夹杂、摺叠、气孔、砂眼等）的检测、定位、评估和诊断。 既可以用于实验室，也可以用于工程现场。本仪器能够广泛地套用在制造业、钢铁冶金业、金属加工业、化工业等需要缺陷检测和质量控制的领域，也广泛套用于航空航天、铁路交通、锅炉压力容器等领域的在役安全检查与寿命评估。它是无损检测行业的必备。 (1）超音波在介质中传播时，在不同质界面上具有反射的特性，如遇到缺陷，缺陷的尺寸等于或大于超音波波长时，则超音波在缺陷上反射回来，探伤仪可将反射波显示出来；如缺陷的尺寸甚至小于波长时，声波将绕过缺陷而不能反射； （2）波声的指向性好，频率越高，指向性越好，以很窄的波束向介质中辐射，易于确定缺陷的位置. （3）超音波的传播能量大，如频率为1MHZ（1兆赫兹）的超音波所传播的能量，相当于振幅相同而频率为1000HZ（赫兹）的声波的100万倍。 主要优点 ①穿透能力强，探测深度可达数米； ②灵敏度高，可发现与直径约十分之几毫米的空气隙反射能力相当的反射体；可检测缺陷的大小通常可以认为是波长的1/2。 ③在确定内部反射体的位向、大小、形状及等方面较为准确； ④仅须从一面接近被检验的物体； ⑤可立即提供缺陷检验结果; ⑥操作安全,设备轻便。 主要缺点 ①要由有经验的人员谨慎操作； ②对粗糙、形状不规则、小、薄或非均质材料难以检查； 超音波探伤车 ③对所发现缺陷作十分准确的定性、定量表征仍有困难； ④. 不适合有空腔的结构； ⑤. 除非拍照，一般少有留下追溯性材料。 波段介绍 人耳能够感受到频率高于20赫兹，低于20000赫兹的弹性波，所以在这个频率范围内的弹性波又叫声波。频率小于20赫兹的弹性波又叫次声波，频率高于20000赫兹的弹性波叫做超音波。次声波和超音波人耳都不能感受。 利用材料及其缺陷的声学性能差异对超音波传播的影响来检验材料内部缺陷的无损检验方法。广泛采用的是观测声脉冲在材料中反射情况的超声脉冲反射法，此外还有观测穿过材料后的入射声波振幅变化的穿透法等。常用的频率在0.5～5MHz之间。 常用的检验仪器为 A型显示脉冲反射式超音波探伤仪。根据仪器示波屏上反射信号的有无、反射信号和入射信号的时间间、反射信号的高度，可确定反射面的有无、其所在位置及相对大小。仪器的基本结构和原理见图1。 仪器介绍 在A型探伤仪的基础上发展而成的 B型、C型探伤仪，可得到不同方向反射面的信号，也可将B型、C型显示组合以得到材料的内部反射面的三维显示图。上述各种探伤仪均利用脉冲电信号激励压电换能器发射超音波，但也可用涡流声换能器来检验导电材料。这种换能器的换能过程在被探伤件表面进行，无须与材料接触，也不需要耦合剂，就可检验表面粗糙和温度高至500℃以上的金属材料，在冶金工业中套用较多。 超音波在材料中传播，由于吸收和散射等，强度会衰减，因此测量在诸如真空自耗炉中熔炼的合金材料中的衰减，有可能无损地了解材料组织均匀性的情况。 脉冲反射式超音波法同其他无损检验方法相比 套用 钢闸门检测 钢闸门在水利工程中大量使用，主要以优质钢板为基材，通过焊接手段制做而成，表面采用橡胶止水、防腐方式为表面进行喷沙除锈及热喷锌，广泛套用于水电站、水库、排灌、河道、环境保护、污水处理、水产养殖等水利工程。钢闸门的焊接质量直接关系到闸门下游人民民众生命、财产的安全，因此刚闸门的焊接质量和焊接检测方法至关重要。 超音波探伤作为无损检测检测方法之一，是在不破坏加工表面的基础上，套用超音波仪器或设备来进行检测，既可以检查肉眼不能检查的工件内部缺陷，也可以大大提高检测的准确性和可靠性。

超音波是一种机械波，有很高的频率，频率比超过20 千赫兹，其能量远远大于振幅相同的可闻声波的能量，具有很强的穿透能力。用于探伤的超音波，频率为0.4- 25 兆赫兹，其中用得最多的是1- 5 兆赫兹。由于能够快速便捷、无损伤、精确地进行工件内部多种缺陷的检测、定位，并且超音波探伤具有探测距离大，探伤装置体积小，重量轻，便于携带到现场探伤，检测速度快，而且探伤中只消耗耦合剂和磨损探头，总的检测费用较低等特点，所以它的套用越来越广泛。

利用超音波探伤，主要有穿透法探伤和反射法探伤两种方式。穿透法探伤使用两个探头，一个用来发射超音波，一个用来接收超音波。检测时，两个探头分置在工件两侧，根据超音波穿透工件后能量的变化来判别工件内部质量。 反射法探伤高频发生器产生的高频脉冲激励信号作用在探头上，所产生的波向工件内部传播，如工件内部存在缺陷，波的一部分作为缺陷波被反射回来，发射波的其余部分作为底波也将反射回来。根据发射波、缺陷波、底波相对于扫描基线的位置可确定缺陷位置；根据缺陷波的幅度可确定缺陷的大小；根据缺陷波的形状可分析缺陷的性质；如工件内部无缺陷，则只有发射波和底波。

探伤过程中，首先要了解图纸对焊接质量的技术要求。钢结构的验收标准是依据GB50205- 2001《钢结构工程施工质量验收规范》来执行的。标准规定：对于图纸要求焊缝焊接质量等级为一级时评定等级为Ⅱ级时规范规定要求做100%超音波探伤；对于图纸要求焊缝焊接质量等级为二级时评定等级为Ⅲ级时规范规定要求做20%超音波探伤；对于图纸要求焊缝焊接质量等级为三级时不做超音波内部缺陷检查。

在此值得注意的是超音波探伤用于全熔透焊缝，其探伤比例按每条焊缝长度的百分数计算，并且不小于200mm。对于局部探伤的焊缝

如果发现有不允许的缺陷时，应在该缺陷两端的延伸部位增加探伤长度，增加长度不应小于该焊缝长度的10%且不应小于200mm，当仍有不允许的缺陷时，应对该焊缝进行100%的探伤检查。另外还应该知道待测工件母材厚度、接头型式及坡口型式。一般地母材厚度在8- 16mm 之间，坡口型式有I型、单V型、X型等几种形式。在弄清楚以上这此东西后才可以进行探伤前的准备工作。

在每次探伤操作前都必须利用标准试块（CSK- IA、CSK- ⅢA）校准仪器的综合性能，校准面板曲线，以保证探伤结果的准确性。

（1)探测面的修整：应清除焊接工作表面飞溅物、氧化皮、凹坑及锈蚀等，光洁度一般低于▽4。焊缝两侧探伤面的修整宽度一般为大于等于2KT+50mm， （K：探头K值，T：工件厚度）。一般的根据焊件母材选择K值为2.5 探头。例如：待测工件母材厚度为10mm，那么就应在焊缝两侧各修磨100mm。

（2)耦合剂的选择应考虑到粘度、流动性、附着力、对工件表面无腐蚀、易清洗，而且经济，综合以上因素选择浆糊作为耦合剂。

（3)由于母材厚度较薄因此探测方向采用单面双侧进行

（4)由于板厚小于20mm所以采用水平定位法来调节仪器的扫描速度。

（5)在探伤操作过程中采用粗探伤和精探伤。为了大概了解缺陷的有无和分布状态、定量、定位就是精探伤。使用锯齿形扫查、左右扫查、前后扫查、转角扫查、环绕扫查等几种扫查方式以便于发现各种不同的缺陷并且判断缺陷性质。

（6)对探测结果进行记录，如发现内部缺陷对其进行评定分析。焊接对头内部缺陷分级应符合现行国家标准GB/T 11345- 2013《焊缝无损检测 超声检测 技术、检测等级和评定》的规定，来评判该焊否合格。如果发现有超标缺陷，向车间下达整改通知书，令其整改后进行复验直至合格。一般的焊缝中常见的缺陷有：气孔、夹渣、未焊透、未熔合和裂纹等。到目前为止还没有一个成熟的方法对缺陷的性质进行准确的评判，只是根据萤光屏上得到的缺陷波的形状和反射波高度的变化结合缺陷的位置和焊接工艺对缺陷进行综合估判。 缺陷防止措施 1） 气孔。单个气孔回波高度低，波形为单峰，较稳定。从各个方向探测，反射波大体相同，但稍一动探头就消失，密集气孔会出现一簇反射波，波高随气孔大小而不同，当探头作定点转动时，会出现此起彼落的现象。产生这类缺陷的原因主要是焊材未按规定温度乾，焊条药皮变质脱落、焊芯锈蚀，焊丝清理不干净，手工焊时电流过大，电弧过长等。防止这类缺陷防止的措施有：不使用药皮开裂、剥落、变质及焊芯锈蚀的焊条，生锈的焊丝必须除锈后才能使用。所用焊接材料应按规定温度烘乾，坡口及其两侧清理干净，并要选用合适的焊接电流、电弧电压和焊接速度等。

2） 夹渣。点状夹渣回波信号与点状气孔相似。条状夹渣回波信号多呈锯齿状波幅不高，波形多呈树枝状，主峰边上有小峰，探头平移波幅有变动，从各个方向探测时反射波幅不相同。这类缺陷产生的原因有：焊接电流过小，速度过快，熔渣来不及浮起，被焊边缘和各层焊缝清理不干净，其本金属和焊接材料化学成分不当，含硫、磷较多等。防止措施有：正确选用焊接电流，焊接件的坡口角度不要太小，焊前必须把坡口清理干净，多层焊时必须层层清除焊渣；并合理选择运条角度焊接速度等。

3） 未焊透。反射率高，波幅也较高，探头平移时，波形较稳定，在焊缝两侧探伤时均能得到大致相同的反射波幅。其产生原因一般是：坡口纯边间隙太小，焊接电流太小或运条速度过快，坡口角度小，运条角度不对以及电弧偏吹等。防止措施有：合理选用坡口型式、装配间隙和采用正确的焊接工艺等。

4）未熔合。探头平移时，波形较稳定，两侧探测时，反射波幅不同，有时只能从一侧探到。其产生的原因：坡口不干净，焊速太快，电流过小或过大，焊条角度不对，电弧偏吹等。防止措施：正确选用坡口和电流，坡口清理干净，正确操作防止焊偏等。

5） 裂纹。回波高度较大，波幅宽，会出现多峰，探头平移时反射波连续出现波幅有变动，探头转时，波峰有上下错动现象。热裂纹产生的原因是：焊接时熔池的冷却速度很快，造成偏析；焊缝受热不均匀产生拉应力。防止措施：限制母材和焊接材料中易偏析元素和有害杂质的含量，主要限制硫含量，提高锰含量；提高焊条或焊剂的碱度，以降低杂质含量，改善偏析程度；改进焊接结构形式，采用合理的焊接顺序，提高焊缝收缩时的自由度。 优点 （1）超音波的声束能集中在特定的方向上，在介质中沿直线传播，具有良好的指向性； （2）超音波在介质中的传播过程中，会发生衰减和散射； （3）超音波在异种介质的界面上将产生反射、折射和波型转换。利用这些特性，可以获得从缺陷界面反射回来的反射波，从而达到探测缺陷的目的； （4）超音波的能量比声波大得多； （5）超音波在固体中的传输损失小，探测深度大。由于超音波在异质界面上会发生反射、折射等现象，尤其不能通过气体与固体的界面。如果金属中有气孔、裂纹、分层之类的缺陷（缺陷中有气体）或夹渣之类的缺陷（缺陷中有异种介质），超音波传播到金属与缺陷的界面处，就会全部或部分被反射。 反射回来的超音波被探头接收，通过仪器内部的电路处理，在仪器的萤光屏上就显示出不同高度和有一定间距的波形。探伤人员则根据波形的变化特征，判断缺陷在工件中的深度、大小和类型。 局限缺点 超音波探伤的优点是检测厚度大、灵敏度高、速度快、成本低、对人体无害，能对缺陷进行定位和定量。然而，超音波探伤对缺陷的显示不直观，探伤技术难度大，容易受到主、客观因素的影响，以及探伤结果不便保存等，使超音波探伤也有其局限性。 超声检测方法有哪些？ 通常有穿透法、脉冲反射法、串列法，穿透法反射法等。 超声检测有哪些套用？ 水浸（喷水）法检测钢管、锻件；单（双）探头检测焊缝；多探头检测大型管道；板材超音波探伤；复合材料超声探伤；非金属材料检测等套用。

射线探伤机检测知识、 X 射线探伤机检测知识、原理及应用范围 射线的种类很多，其中易于穿透物质的有 X 射线、γ 射线、中子射线三种。这三种射线都 被用于无损检测，其中 X 射线和 γ 射线广泛用于锅炉压力容器焊缝和其他工业产品、结构 材料的缺陷检测， 而中子射线仅用于一些特殊场合。 射线检测最主要的应用是探侧试件内部 的宏观几何缺陷(探伤)。按照不同特征(例如使用的射线种类、记录的器材、工艺和技术特 点等)可将射线检测分为许多种不同的方法。射线照相法是指用 X 射线或 γ 射线穿透试件， 以胶片作为记录信息的器材的无损的检测方法。 该方法是最基本的， 应用最广泛的一种射线 检测方法。 一、射线照相法原理 X 射线是从 X 射线管中产生的， 射线管是一种两极电子管。 X 将阴极灯丝通电使之白炽电子 就在真空中放出， 如果两极之间加几十千伏以至儿百千伏的电压(叫做管电压)时， 电子就从 阴极向阳极方向加速飞行、获得很大的动能，当这些高速电子撞击阳极时。与阳极金属原子 的核外库仑场作用，放出 X 射线。电子的动能部分转变为 X 射线能，其中大部分都转变为热 能。电子是从阴极移向阳极的，而电流则相反，是从阳极向阴极流动的，这个电流叫做管电 流，要调节管电流，只要调节灯丝加热电流即可，管电压的调节是靠调整 X 射线装置主变压 器的初级电压来实现的。 利用射线透过物体时， 会发生吸收和散射这一特性， 通过测量材料中因缺陷存在影响射线的 吸收来探测缺陷的。X 射线和 γ 射线通过物质时，其强度逐渐减弱。射线还有个重要性质， 就是能使胶片感光，当 X 射线或 γ 射线照射胶片时，与普通光线一样，能使胶片乳剂层中 的卤化银产生潜象中心，经过显影和定影后就黑化，接收射线越多的部位黑化程度越高，这 个作用叫做射线的照相作用。 因为 X 射线或 γ 射线的使卤化银感光作用比普通光线小得多， 所以必须使用特殊的 X 射线胶片，这种胶片的两面都涂敷了较厚的乳胶，此外，还使用一种 能加强感光作用的增感屏，增感屏通常用铅箔做成把这种曝过光的胶片在暗室中经过显影、 定影、水洗和干燥，再将干燥的底片放在观片灯上观察，根据底片上有缺陷部位与无缺陷部 位的黑度图象不一样， 就可判断出缺陷的种类、 数量、 大小等， 这就是射线照相探伤的原理。 二、射线检测设备射线照相设备可分为：X 射线探伤机，高能射线探伤设备(包括高能直线 加速器、电子回旋加速器)；γ 射线探伤机三大类。X 射线探伤机管电压在 450kV 以下。高 能加速器的电压一般在 2~24MeV，而 γ 射线探伤机的射线能量取决于放射性同位素。 1、X 射线探伤机射线机主要由机头、高压发生装置。供电及控制系统，冷却却防护设施四 部分组成。可分为携带式，移动式两类，移动式 X 射线机用在透照室内的射线探伤，它具有 较高的管电压和管电流，管电压可达 450kv，管电流可达 20mA，最大透厚度约 100mmm，它 的高压发生装置、冷却装置与 X 射线机头都分别独立安装，X 射线机头通过高压电缆与高压 发生装置连接。机头可通过带有轮子的支架在小范围内移动，也可固定在支架上。携带式 X 射线机主要用于现场射线照相，管电压一般小于 320kV，最大穿透厚度约 50mm。其高压发生 装置和射线管在一起组成机头，通过低压电缆与控制箱连接。 X 射线无损检测的典型应用 X 射线无损检测应用领域非常广泛，在材料测试、食品检测、制造业、电器、仪器仪表、电 子、汽车零部件、医学、生物学、军工、考古、地质等领域都有不俗的表现。 应用领域 典型案例 可能检测的内容 材料测试 合金铸件 收缩孔、缺料、多孔砂眼、裂缝、异型、夹杂物 可塑型材 呼吸孔、缺料、多孔砂眼、裂缝、异型、夹杂物 涡轮、百叶 损坏、夹杂物、裂缝、阻塞 管道 壁厚测量、裂缝、夹杂物、收缩孔、多孔砂眼、腐蚀状态 焊缝 裂缝、孔、虚焊、结构缺陷、纵向缺陷、夹杂物 电磨刀片 缺料、裂缝、多孔砂眼、异型、夹杂物 制造业 玩具 异物、组装缺陷、缺少零件 鞋 异物（铁钉）、脱线、脱胶、皮革断裂 电器仪器仪表 自动开关 电缆断裂、连接件缺陷、缺少零件、组装缺陷、弹簧断裂、焊点脱 落失效 热水器 电线断裂、电缆断裂、零部件位置、缺少零件、连接件缺陷 电吹风机 电缆断裂、连接件或接点缺陷、缺少零件、加热元件破裂、零部件位置 加热元件 电缆断裂、加热螺旋线断裂、接点缺陷、加热螺旋线位置错误 电缆接头 电缆断裂、短路、焊点脱落失效 节能灯 灯丝缺陷、电线断裂、连接件缺陷、玻璃灯罩缺陷、缺少零件、组装缺陷、组装不 完整 电池 连接件或接点缺陷、缺少零件、零部件位置电子 信用卡电子芯片 黏结缺陷、连 接线撕裂、小片断裂、焊点缺陷 印刷电路板 焊点脱落失效、组装不完整、印刷电路板导线 和焊盘位置错误 汽车零部件 轮胎 骨架和护带的位置和方向、钢丝状况、橡胶中夹杂异物或空气 轮毂 断裂、结构缺陷 材料测试 铝铸件：在无损检测领域（NDT），铸件检测是一个最典型的应用。铝铸件的市场在稳步增 长，特别是一些关键的安全部件（例如汽车制造业中的一些铸件）生产厂商必须对他的客户 保证其产品的质量是信得过的， 而铝铸件的砂眼或其他内部隐蔽缺陷可能会对其最终用户造 成剧烈的伤害。 下面的数字 X 射线图像很清晰的展示了铝铸件的多孔渗水砂眼。 一张简单的 X 射线图像，使得许多造成次品的原因一目了然。使用自动化数字 X 射线无损检测系统可以 实现在线 100%的检查，从而实现 0 故障率。 可塑型材： 型材上的通气孔是不受欢迎的， 因为这些通气孔可能会造成交接部分的脆弱或者 降低型材的坚固性。X 射线检测以其高效的无损探伤能力使得保证其质量成为可能。 涡轮叶片： 涡轮叶片通常都安装在一些通道（系统） 内，在工作时，冷空气从它们中间流过。 因为其弯曲的几何结构， 采用超声波等其他无损探伤技术变得非常困难。 X 射线无损检测 而 系统就可以检测制冷系统中的涡轮叶片的破损或故障。 丹管道：化工厂、石油炼化厂或核电站等为了保证安全，所使用的管线管道不仅仅在生产过 程中需要检查， 在日常使用过程中也需要经常检查。 特别是对于一些包裹了绝热层或外壳的 管道，X 射线检测往往成为唯一可行的无损检测手段，并且 X 射线无损检测方法使得管线的 检查费用降到最低。 焊缝：在许多工厂企业中，焊缝质量是其质量保证的重中之重。传统的方法往往不能快速有 效地控制其质量， X 射线检测技术却能够对砂眼、 而 裂缝以及结构缺陷提供快而可信的检测 结果。电磨刀片：电动磨具的刀片是一个对安全性能要求很高的部件。往往一些从表面上看 上去没有破损的刀片， X 射线图像下却能清晰地看到一些脆弱的致命缺陷， 在 这些缺陷可能 导致砂轮刀片在操作中破裂甚至严重的伤害到操作工人。采用 X 射线检测可以 100%的排除 这些坏刀片。 电子 信用卡电子芯片：高分辨率的 X 射线图像能够看见微小的电路连线、焊点以及断点等。 印刷电路板： 随着印刷电路板生产装配过程自动化的发展， 自动化的质量保证也变得越来越 重要。 在这个领域， 数字化 X 射线技术以及自动化机器视觉系统成为一种最适宜的自动化质 量保证方法。X 射线可以找到印刷电路板的各种故障，例如多层 PCB 板层错位、焊点脱落、 导线断裂等。 汽车零部件 轮胎：轮胎是一个高安全标准的产品。因此，在一个轮胎完成生产的过程中，必须经过严格 的质量检查。X 射线检测技术速度快，检查全面，成为生产和质量控制的一个重要部分。 轮毂： 轮毂也是一个高安全标准的产品。 其内部一点点裂缝或隐藏缺陷将可能造成严重的交 通事故，危害生命财产安全。因此，在轮毂生产的过程中，必须经过严格检查。X 射线检测 技术能深入其内部，发现任何蛛丝马迹，100%的排除安全隐患。 移动式 X 射线探伤机 的相关产品 微焦点 X 射线检测系统(半导体、电子元器件、电池） WJD-100 超声波探伤仪 CTS-3000 CTS-3000 携带式波纹陶瓷管 X 射线探伤机 XXG-1605 CTS-3020 数字超声探伤仪 CTS-3020 CTS-22A/22B 型超声探伤仪 CTS-22A CTS-30 数字式超声测厚仪 CTS-30 X 射线晶体分析仪 JF-2000 携带式周向辐射 X 射线探伤机 携带式周向辐射 X 射线探伤机 CTS-23A 超声探伤仪器 CTS-23A/23B 移动式 X 射线探伤机及 X 射线实时成像检测系统 XYD-1520,3010,4510 便携式焊缝磁粉探伤仪 CJE-1、CJE-3、CDX-4 CTS-4020 数字超声探伤仪 CTS-4020 携带式定向 X 射线探伤机 携带式定向 X 射线探伤机 数字式超声探伤仪 TS-2007L TS-2007L 超声波探伤仪探头 5P 德国 K.K 公司 USM35XDAC 超声波探伤仪 USM35XDAC 超声探伤仪 TS-V6 TS-V6 时代 TUD310 数字超声波探伤仪 TUD310 TUD320 超声波探伤仪 TUD320 北京时代超声波探伤仪 TUD300 TUD300 超声测厚仪 CTS-39 台式磁粉探伤机 CJW-系列 丹东移动式 X 射线探伤机 XYD-4510/2