进行超声波检测

进行超声波检测（精选8篇）

1.进行超声波检测 篇一

新型气体泄漏超声检测系统的研究与设计

摘 要：介绍了一种新型的气体泄漏超声检测系统,在分析小孔气体泄漏产生超声波的原理的基础上,阐述了该检测系统的原理及设计方案。该系统能对各种压力容器的孔隙泄漏所产生的微弱超声信号进行精确检测。该系统利用DSP技术对泄漏所产生的超声波信号进行分析处理和声压级计算,从而实现对泄漏的检测及泄漏量的估算。

关键词：DSP 声压级 本底噪声 泄漏超声波

目前,工业上和生活中均大量用到用于储存和输送压缩气体的压力容器,如气缸、气罐、煤气管道等。由于各种原因,容器会产生漏孔从而发生气体泄漏。据估计,工业上由于泄漏而损失掉的压缩气体平均占到40%左右。泄漏不但会造成能源的浪费,而且如果是有害气体的话,还会对空气造成污染。因此,准确地判断和定位产生泄漏的位置,对于提高企业的生产效率和节约能源具有重大的意义。

传统的泄漏检测方法如绝对压力法、压差法、气泡法等,操作复杂并且对技术人员要求较高,而且不具有实时性。目前,工业上广泛利用泄漏产生超声波的原理来进行泄漏检测。利用超声波检测气体泄漏位置,不仅方法简单,而且准确可靠。基于此,本文研究并设计了一种新型的超声波气体泄漏检测系统。检测原理

1.1气体泄漏产生超声波

如果一个容器内充满气体,当其内部压强大于外部压强时,由于内外压差较大,一旦容器有漏孔,气体就会从漏孔冲出。当漏孔尺寸较小且雷诺数较高时,冲出气体就会形成湍流,湍流在漏孔附近会产生一定频率的声波,如图1所示。声波振动的频率与漏孔尺寸有关,漏孔较大时人耳可听到漏气声,漏孔很小且声波频率大于20kHz时,人耳就听不到了,但它们能在空气中传播,被称作空载超声波。超声波是高频短波信号,其强度随着离开声源(漏孔)距离的增加而迅速衰减。因此,超声波被认为是一种方向性很强的信号,用此信号判断泄漏位置相当简单。

图1 气体泄漏产生超声波

1.2 声压与泄漏量的关系

泄漏超声本质上是湍流和冲击噪声。泄漏驻点压力P与泄漏孔口直径D决定了湍流声的声压级L。著名学者马大猷教授推出如下公式[1]:

式中,L为垂直方向距离喷口1m处的声压级(单位:dB);D为喷口直径(单位:mm);D0＝1mm;P0为环境大气绝对压力;P为泄漏孔驻压。

由此可知, 在与泄漏孔的距离一定时,泄漏超声的声压级是随泄漏孔尺寸和系统压力的变化而变化的。

泄漏产生的超声波频带比较宽,一般在20kHz到100kHz之间。在不同的频率点,超声波的能量是不同的。实际上,它的频谱峰值也是随泄漏孔的尺寸和压力的变化而变化的。比如:在一定的泄漏孔径和压力下,如果泄漏超声波的频谱峰值是在38kHz点,那么加大孔径以后它的频谱峰值可能出现在36kHz点;如果孔径不变,加大系统内外压差,频谱峰值可能出现在43kHz点。但是在同一频率点,对于形状相同的泄漏孔,泄漏所产生的超声波的声强随泄漏量的增大而增大。另外,如果泄漏量恒定,即泄漏面积一定,则泄漏孔的形状越接近于圆形,声压越高。当泄漏孔的雷诺数用式(2)表示时,在40kHz点声压与雷诺数之间的关系如图2所示。

图2 声压级与雷诺数的关系

式中,ρ为气体密度;μ为粘度;V为流速;D为力学平均直径。

由图2可知,如果能检测出泄漏孔附近在某一个频率点的声强,则可以推算出该泄漏孔的雷诺数。对于该泄漏孔,由于它的力学平均直径是确定的,所以这时雷诺数与气体泄漏量成正比关系。但是对于不同的泄漏孔,并不知道它的力学平均直径,因此光知道雷诺数还不能求出泄漏量。在工业上,对于管道气体,由于有源源不断的气体补给,管道里面的气压一般都是恒定值。而对于工业容器,由于小孔泄漏的泄漏量非常微弱,容器当中的压力变化非常缓慢,所以可以认为在一段时期内是恒定值。当系统内外压力一定时,对于不同的泄漏孔,它的泄漏流速都是一定的,可以用公式(3)[2]来表示:

式中,V为气体流速;p为管内压力;P0为环境大气绝对压力;T1为绝对温度;σ＝P0/P;R为气体常数;K=,对于空气,k=1.4,则K=2.646。

当雷诺数、气体流速知道以后,就可以反求出该泄漏孔力学平均直径D,即可得出泄漏量。通过以上分析得出:只要能检测出距离泄漏点一定距离的超声波在某一个频率点的强度,再给出泄漏系统内外压力,就可以估算出气体泄漏量。系统硬件实现

小孔气体泄漏所发出的超声波强度是极其微弱的,而且在工业场合,环境噪声是相当大的。所以要检测出在恶劣环境下的气体泄漏所发出的超声,必须对系统信号放大部分进行精心的设计。在本系统中只检测40kHz点的泄漏超声波的强度,原因是通过实验得出,在40kHz点的泄漏超声波能量都是比较大的,而且泄漏声和本底噪声能量差值也最大(如图3所示)。这样选择可以增加系统灵敏度。

系统原理如图4所示。系统分为模拟和数字两部分,模拟部分包括信号放大电路和音频处理电路等。信号放大电路由前置放大电路、带通滤波电路和二次放大电路组成。音频处理电路由本振电路、混频器、功率驱动电路组成。数字部分主要由DSP和LCD、RAM、键盘等外围设备组成。传感器信号经过放大滤波以后,一路交由DSP处理,另一路通过降频转化为可听声。下面分别介绍各部分原理。

图3 本底噪声与泄漏声声压图

图4 系统原理图

2.1 信号放大电路

图5所示为模拟电路的信号放大部分。

前置放大电路选用AD公司的专用高精度仪器三运放AD620。AD620是由三个精密运放集成的差分专用仪器运放,它具有低偏移、高增益(信号可直接放大到1000倍)、高共模拟制比的特点,特别适用于放大传感器信号。由于传感器接收到的大量的低频噪声(如50Hz的工频噪声)强度远大于它所接收到的超声信号,所以在传感器与AD620之间必须接一个无源高通滤波器。这样虽然增加了传感器的功耗,但是在后面可以通过增大放大倍数来弥补。第二级是一个有源带通滤波电路。在这一级可以滤掉前面滤波器没有滤掉的大部分背景噪声和由器件或电路产生的噪声。这里选择的通带为38kHz～42kHz。第二级和第三级运放都采用AD公司的OP777,它是一个超精密的低噪声运放,具有极低的电压和电流偏移以及很高的增益稳定性。第三级是一个一般的同相放大电路。经过第三级放大以后,信号范围为-3.3V～+3.3V,再经过如图所示的两个20kΩ的电阻,并接上+3.3V的偏置电压,就可以使输入到DSP的AD采样信号变为0～3.3V。

虽然选用的器件是低噪声的,但是对于检测极其微弱的泄漏超声信号来说,还是不能忽略器件本身的噪声。在信号进入DSP以后再一次对其进行数字滤波,滤掉由前面器件和电路产生的直流电压偏置和噪声。这样可以得到足够高精度的泄漏超声波信号。

图5 信号放大电路

图6 音频处理电路原理图

2.2 音频处理电路设计

设计音频处理电路的目的是能够比较方便地判断哪里有泄漏的产生。人耳的听觉范围大约在1kHz到20kHz之间。因此检测到的超声信号必须通过降频才能为人耳所听到。降频的原理是利用差分信号的乘法特性:

然后在Uo后接上低通滤波器,则可得差频信号。如选用本振电路的频率为37kHz,那么得到的差频信号为3kHz,可为人耳听到。音频处理电路的原理图如图6所示。

2.3 DSP

DSP的主要功能是负责A/D转换、对A/D转换后的信号进行分析处理、对LCD及电源进行管理。这里采用TMS320LF2407A。DSP芯片是一种具有特殊结构的微处理器。芯片内部采用程序和数据分开的哈佛结构,具有专门的硬件乘法器,广泛采用流水线操作,并提供特殊的DSP指令,可以快速地实现各种数字信号处理算法。TMS320LF240X是德州仪器(TI)公司推出的基于C2×LP16位的定点低功耗的数字信号处理器系列,2407A型处理器是此系列中的最新产品。40M指令/秒(40MIPS)的处理速度可以提供远远超过传统的16位微控制器和微处理器的性能。它的内置10位模/数转换电路可以使电路得以简化。

2.4 LCD显示部分设计

LCD的作用是显示泄漏孔的声强和估算的泄漏值以及由键盘输入的数据。这里选用内藏三星公司的KS0713显示控制芯片的LCD显示模块。它有128×64的点阵。其供电电压只需3.3V。KS0713芯片速度相当快,内部晶振频率可达2MHz,很适合使用高速CPU芯片的场合。这里采用DSP的数字I/O口来控制LCD模块,如图7所示。

图7 TMSLF2407A与KS0713的接口

图8 键盘接口电路

图9 主程序流程图

2.5 键盘电路设计

键盘的作用是输入泄漏系统的内外压力值和选择不同的气体常数。在估算气体泄漏量时,需要知道气体的流速,由公式(3)可知,泄漏气体的流速可以通过气体内外的压力和气体常数等换算出来,这些数值是通过键盘输入进去的。这里采用一维键盘,用DSP的四个数字I/O口来接收键盘输入,采用软件的方法消除键盘的抖动。本系统设计了四个按键:“功能” 键、“+”键、“-”键和“确定”键。功能键用于循环选择容器内气压、容器外气压和气体常数的设置等。每按一次功能键,在上述三个功能间切换一次。键盘接口电路如图8所示。系统软件部分设计

因为系统要完成测量泄漏超声的声压级、估算泄漏量以及完成显示功能,所以软件主要由信号采集子程序、滤波子程序、FFT变换程序、泄漏估算子程序、LCD显示子程序、键盘服务子程序等组成。限于篇幅,在此只列出程序设计的总体思路,如图9所示。本文所介绍的超声波泄漏检测系统具有精度高、体积小、便于携带和具有很好的人机交互界面等特点。该系统还利用DSP等技术实现了对泄漏量的估算。

参考文献 袁易全,黄建人.高灵敏超声检漏仪的研究,东南大学学报,1989 2 李建藩.气压传动系统动力学.广州:华南理工大学出版社,1991 李 进,陈会仓,程 斌等.气体泄漏超声波检测装置.工业仪表与自动化装置,1996(5)4于亚非.用超声波传感器检测气体泄漏.仪器与未来,1992(8)5 李光海,王 勇,刘时风.基于声发射技术的管道泄漏检测系统.自动化仪表,2002;23(5):20～23

作者姓名： 龚其春 叶 骞 刘成良 王永红

作者单位： 上海交通大学机电控制研究所SMC研究中心

出处：电子技术应用

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2.进行超声波检测 篇二

关键词：胎盘早剥,超声诊断,临床讨论

1 资料与方法

1.1 一般资料

19例胎盘早剥患者均为我院2000年1月至2006年1月间妇产科住院患者, 年龄23~37岁, 平均年龄25.4岁, 孕20~41周, 初产妇17例, 经产妇2例。

1.2 诊断标准[1]

轻型:有间歇性腰腹痛或不规则阴道出血或无任何症状、体征、子宫软、宫缩有间歇、腹部压痛不明显、无应激反应、无明显贫血, 胎心正常。产后发现胎盘剥离面积<1/3;中重型:持续腹痛难忍或阴道出血, 子宫硬、压痛明显、宫底升高, 甚至休克等, 胎心改变或消失。本组轻型8例, 中重型11例。

1.3 临床表现

妊娠期高血压疾病8例, 阴道出血伴腹痛17例 (显性或混合性出血) , 腹痛不伴阴道出血的2例 (隐性出血) , 其中失血性休克1例。

1.4 检查仪器与方法

检查仪器为ALOKA-1400型超声诊断仪, 探头频率为3.5~5.0 M H z。按产科常规依次检查胎儿及其附属器, 重点观察胎盘及羊水情况。

2 结果

2.1 声像图表现

胎盘增厚7例, 表现为胎盘局部增厚, 胎盘胎儿面凸向羊膜腔, 最大厚度为7.9cm, 胎盘内回声紊乱, 强回声、低回声或无回声团块交杂显现, 部分病例胎盘动态增厚;胎盘后血肿4例, 范围为3cm×4cm~10cm×11cm不等, 病程较长的2例患者血肿为无回声, 病程中等的1例患者血肿为低回声, 起病急的1例患者血肿表现为均匀强回声, 与胎盘境界清楚;宫腔积血4例, 表现为羊水内漂浮的强光点回声细小密集。

2.2 分娩方式与母婴预后

19例胎盘早剥患者中11例中重型患者由于估计短时间内不能经阴道娩出或母儿情况紧急采取剖宫终止妊娠, 其中的1例失血性休克的患者行急诊手术证实为胎盘早剥并子宫胎盘卒中, 行子宫全切术。轻型8例均采取阴道分娩方式。本组无孕产妇死亡, 死胎3例, 新生儿死亡1例。

2.3 B超诊断与术后、产后对照

1 9例经手术或分娩证实的胎盘早剥患者中产前B超检查的17例, 受检率89.47%。被B超检查的17例中, 11例超声诊断为胎盘早剥, 总诊断符合率为64.71%。8例轻型患者被超声证实的只有3例, 诊断符合率仅有37.50% (3/8) 。漏诊的2例为后壁胎盘剥离面积小无明显剥离征象而未被发现, 其余3例为显性出血, 胎盘边缘已与子宫壁分离而未形成胎盘后血肿声像。1 1例中重型患者, 2例因病情不允许受检, 1例为显性大量出血而缺乏特征图像, 诊断符合率为88.89% (8/9) 。

3 讨论

胎盘早剥为产科较少见的急症之一, 其发病率为1∶47~1∶217[2]。发病机制尚不完全明了, 可能与孕妇血管病变、机械因素、宫腔内压力巨降及子宫静脉压突然升高等因素有关。本组病例妊娠高血压综合征8例, 1例为外伤所致, 1例为胎膜早破, 其余4例原因不明。本组病例中妊娠高血压综合征占全部病例的42.11% (8/19) , 可以认为妊娠高血压综合征血管病变是胎盘早剥的首发因素之一。B型超声是诊断胎盘早剥重要的辅助检查手段。B超见胎盘增厚内部回声杂乱或宫壁与胎盘间存在无回声、低回声、高回声影像时须警惕胎盘早剥, 结合典型临床资料不难确诊。尤其是胎盘后血肿较大时, 胎盘胎儿面凸向羊膜腔, 甚至能使子宫内胎儿明显偏向一侧, 超声容易诊断。若血液渗入羊水, 见羊水回声细密增强, 可协助诊断, 但由于早剥部位、面积、出血程度及病程长短不一其声像图表现五花八门, 须与许多疾病鉴别。当胎盘边缘已与子宫壁分离, 出血为显性而非混合性或隐性时, 胎盘后血肿未形成, 则见不到典型声像, 或胎盘位于后壁血肿面积较小而被漏诊。所以说B超诊断胎盘早剥有一定的局限性。本文受检的患者17例中, 11例超声诊断为胎盘早剥, 总诊断符合率为64.71%。8例轻型患者被超声证实的只有3例, 诊断符合率仅有37.50%。11例中重型患者2例未检, 1例漏诊, 诊断符合率为88.89%。因此不能单纯依靠B超图像轻易诊断, 密切结合病史、临床症状、体征及其他实验室检查综合考虑方不至于漏诊。胎盘早剥须与以下疾病鉴别与前置胎盘鉴别:Ⅰ度胎盘早剥的临床症状不典型, 主要与前置胎盘相鉴别, 后者声像图特点为胎盘下缘达到或覆盖宫颈内口, 其下缘位置低于胎先露部分;与胎盘后子宫肌瘤鉴别:胎盘后子宫肌瘤多呈圆形或椭圆形均匀性低回声, 边界清, 有球体感, 结合临床症状和体征不难鉴别;与胎盘内母体血池鉴别:后者在胎盘内而不在胎盘与宫壁间, 仔细观察血池内有细小点状回声从一个方向向另一个方向流动;与胎盘静脉窦鉴别:后者为胎盘与宫壁之间的长管状液性区, 内见条状光带, 胎盘边缘光整, 胎盘与宫壁间无充填感;与宫内感染胎盘增厚鉴别:后者除胎盘增厚外, 胎儿可有腹水、水肿等异常表现;与胎盘绒毛膜血管瘤鉴别:后者表现为胎盘内的圆形椭圆形略低于胎盘回声的实性肿块内部回声杂乱, 边界清晰, 有球体感, 瘤体大者可伴胎儿水肿, CDFI有助鉴别。

参考文献

[1]乐杰.妇产科学[M].第6版.北京:北京人民卫生出版社, 2003:117～118.

3.超声波探伤检测研究 篇三

关键词：超声波探伤 检测技术原理 优点与缺点 未来发展

中图分类号：TP274.5；TP368.12 文献标识码：A 文章编号：1672-5336（2014）24-0000-00

1 超声波探伤检测的原理

在超声波探伤没有出现之前，金属探伤工作一直是靠表面观察、有经验的人员的观察和听声音等方法，后来出现了着色探伤和磁粉探伤这两种方法，有效的对金属内部的气泡与缺陷、裂纹等进行了揭示。但是相比起超声波探伤这一方法来说，前两种方法不但过程复杂，而且花费大，而且还存在着不准确，无法发现隐藏在工件内部的缺陷和裂纹的问题。这些问题在超声波探伤这一方法出现之后都得到了完美的解决。超声波探伤方法凭借其对工件的无损性，简单易行性，可靠性和可反复检测，一次购买长期使用的多种优点而被多大用户所称赞和喜爱。那么超声波探伤的工作原理到底是怎么样的呢？它是如何超越了传统的经验观察和磁粉探伤、着色探伤等探伤方法而在它们中间脱颖而出，成为其中的姣姣者的呢？这首先要从超声波探伤的原理说起。

人们都知道蝙蝠是通过超声波来活动觅食的。蝙蝠的发声器官与人类不同，它能够发出一种频率比人耳能够听到的声音频段更高的声波，这种声波具有良好的方向性，和非常好的穿透能力，并具有传播距离远，能够在碰到障碍物后反弹回来的良好特性。还能够用于测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等。蝙蝠正是靠了这一特殊的器官与功能在夜间飞行和觅食的，凭借着超声波的良好传播和反弹的特性，蝙蝠即使是在伸手不见五指的黑夜中也能对周围的环境了如指掌，并完美的掌握猎物的方位和运动状态并成功的进行猎食。科学家们在了解了超声波与蝙蝠的这一优秀的功能之后，就将之运用到了船上，用它来测量水深和海中或者空中的物体。但是后来科学家们又发现了超声波在金属和一些物质中良好的穿透性能，凭借这一功能和遇上障碍物后反射的特性，科学家才发明了后来的超声波探伤仪。其工作原理就是靠着超声波在金属中良好的穿透性和遇上障碍物后反射的这两大特性。首先因为超声波声束能集中在特定的方向上进行传播，在介质中沿直线传播，其次，超声波在介质中传播过程中，会发生衰减和散射，且在异种介质的界面上将产生反射、折射和波型转换。所以当我们用超声波来探伤时，一但在金属内部存在着气泡与裂纹，那么超声波在穿过金属介质到达气泡和裂纹后就会发生变化，然后再次遭遇金属介质后又会发生变化和反射，利用这些特性，探伤者就能够轻易的了解金属内部气泡的位置和大小，以及金属介质的厚度了。如图1所示。

图1 超声波探伤检测的原理

2 超声波探伤检测的优点与缺点

目前超声波探伤仪有许多种类，多个产品，但是几乎所有的产品的探头都是通过压电效应的工作原理来工作的。压电效应 是一种物理现象，指的是某些晶体材料在交变拉压应力的作用下，产生交变电场的效应。压电效应的另一个现象是当晶体材料在交变电场作用下，产生伸缩变形。而超声波探伤检测仪的探头正是用这种具有压电效应的晶体制造成的。这使得这种探头具有压电效应，当我们需要探伤时，接通电路，探伤系统发出高频电脉冲激励探头上的压电晶片时，就激发发生压电效应，制造出超声波。而当超声波遇上障碍物而反射回来时，探头上的晶片受到超声波的作用，又激发压电效应，将声能转换为电能，并由探伤系统中的处理后显示在显示屏上。目前超声波探伤仪有多种类型，横跨多个探伤领域，光探头就有直探头、斜探头、双晶探头等多个各类，目前最先进的是双晶探头，双晶探头有两块压电晶片，一块用于发射超声波，另一块用于接收超声波。根据入射角不同，又分为双晶纵波探头和双晶横波探头。不同于以往的直探头，现在的斜探头、双晶探头都有探测探测与探测面垂直或成一定角度的缺陷，如焊缝、汽轮机叶轮等的功能，大大的扩展了超声波探头能够探测的工件的各类和范围。

总结起来，目前超声波探伤检测仪所具有的优点有这样一些：较强的穿透能力、较高的的灵敏度，可发现大小只有0.1毫米左右的气泡和裂纹、准确性较高，可发现气泡和裂纹的方向、大小和形状、探伤方便、可当场显示检测结果、操作方便安全。但缺点也不少，主要有这么一些：对检测人员的经验和操作要求较高、无法检测形状不规则，小而薄的物件，也无法检测材质不均匀的工件、无法准确的揭示出缺陷的详细情况、探伤仪昂贵，探伤成本较高等等。

3 超声波探伤检测仪器未来的发展趋势

参考上文中揭示的目前超声波探伤检测仪所具有优点与缺点，结合现代科学技术的现状和未来的发展趋势，超声波探伤检测技术将会向着以下几个方面发展：①向高精度、高分辨率方向发展。②高温条件下的测量明显增多，在线检测、动态检测增多。③在若干领域向超声无损评价发展，使得超声检测内容有了新的内涵。如超声检测技术与断裂力学相结合，对重要构件进行剩余寿命评价；超声检测技术与材料科学相结合，对材料进行物理评价。④在无损检测方面向定量化、图像化方向发展，超声检测系统将进一步数字化、图像化、自动化、智能化。⑤现代信息处理技术如数值分析法、神经网络技术、模糊技术、遗传算法、虚拟仪器技术将广泛应用于超声检测技术领域。

参考文献

[1]郑君.基于嵌入式系统超声波探伤的研究[D].北京交通大学，2008年.

[2]韩辉.数字化超声波探伤仪关键技术的研究[D].沈阳理工大学，2008年.

收稿日期：2014-11-16

作者简介：严伟（1983—），男，江苏靖江人，本科，检定员，助工。

4.超声波无损检测实例 篇四

在日常的检测工作中，有一些工件由于表面粗糙、形状特殊等原因，不能用常见的直接接触法来进行超声波检测。对于这类的工件，不妨尝试使用液浸法超声波探伤。液浸探伤相对于直接接触法而言，有如下优势： 1.当改变被检工件的尺寸或者形状时，不需要特殊的探头或楔块来匹配工件；

2.可以较简单地连续调整声束入射角，这对形状复杂的结构件的异形表面或新的检测工艺的研究而言都是必须的； 3.耦合液体可以连续使用；

4.由于不需要紧密的接触，因此检测速度能够非常快；

5.直接接触法探伤会因工件的表面形状、表面状况或尺寸的变化而产生比较大的耦合损失，液浸法则不会；

6.水槽中整个浸没有助于排除表面波，因表面波不规则地增加来自外表面的较小不连续性信号；

7.水槽提供延迟块以允许非常强的界面信号在弱信号返回到仪器之前就通过放大器。这一点当检测小尺寸管子和薄板时特别能显示出优越性。

主要缺点：主要缺点

①要由有经验的人员谨慎操作,依赖于探伤人员的经验和分析判断，准确性差；

②对粗糙、形状不规则、小、薄或非均质材料难以检查；

③对所发现缺陷作十分准确的定性、定量表征仍有困难。在液浸探伤法中，水作为一种易获取的耦合剂得到了很好的应用。因此，水浸探伤法是液浸探伤中最常用的一种检测方法。

下面通过一个铝压缩机旋转轮水浸探伤实例说明不同缺陷的水浸探伤波形显示： A、伪缺陷显示

水浸探伤中，始脉冲（由换能器激发）显示在最左边，接着是工件前表面的反射显示，当换能器沿轴方向移动时，折射声速恰好穿过U形槽的角并且产生伪缺陷波显示。

B、裂纹显示

将换能器沿轴向方向向右移动，在遇到裂纹时产生反射，此时屏幕显示波形如下图；

C、焊缝裂纹显示

下图是焊缝透平旋转轮的截图。在这个转轮中，锻造不锈钢周边焊接到锻造铁素轮毂上，即使采用先进的焊接技术，也有可能会在周边的热影响区中产生裂纹。因此这些裂纹出现常常足以要求100%的检测；

D、金属查渣和偏析的显示

在热影响区中象裂纹这样的平坦金属夹渣也给出像上图类似的显示。它们最常发现在边缘和远离焊缝的区域； E、锻造迸裂的显示

锻造时存在由材料的破裂引起的不规则形状空洞、锻造迸裂是不合格的，它可能是以群体聚集且产生许多不同程序幅度显示。夹渣的反射也可能是不同幅度但更可能是广泛的散射。下图的显示来自外径表面和内径表面的反射以及常见的群集锻造迸裂反射；

F、表面倒外圆的伪缺陷显示

水浸探伤时，表面状况可能引起伪缺陷显示。避免伪缺陷显示的最好的方法是对表面进行处理以完全避免超声波反射。但事实上，探伤表面的这些凹陷肉眼难以分辨。在这种情况下，这些凹陷会产生如下图所示的伪缺陷波；

G、热处理氧化皮的显示

热处理能产生薄的细微氧化皮或转轮表布的薄皮。这在接触法超声波探伤中就能产生混淆的超声波形显示。如果将探头直接放在转轮的表面氧化皮区域上，扩大的氧化皮尺寸能更清楚地说明这一情况。下图则是在表面有氧化皮的情况下的水浸探伤波形显示。

5.超声波检测重点练习题 篇五

一、判断题

4.4.串列法探伤适用于检查垂直于探测面的平面缺陷

（）

4.5“灵敏度”意味着发现小缺陷的能力，因此超声波探伤灵敏度越高越好。

（）

4.6所谓“幻影回波”是由于探伤频率过高或材料晶粒粗大引起的。

（）

4.7当量法用来测量大于声束截面的缺陷尺寸。

（）

4.8半波高度法用来测量小于声束截面的缺陷的尺寸。

（）

4.9串列式双探头法探伤即为穿透法。

（）

4.11曲面工件探伤时，探伤面曲率半径愈大，耦合效果愈好。

（）

4.12实际探伤中，为个提高扫查速度减少杂波的干扰，应将探伤灵敏度适当的降低。

（）

4.13采用当量法确定的缺陷尺寸一般小于缺陷的实际尺寸。

（）

4.14只有当工件中缺陷在各个方向的尺寸均大于声束截面时，才能采用测长法确定缺陷长度。

（）

4.15绝对灵敏度法测量缺陷指示长度时，侧长灵敏度高，测得的缺陷长度大。

（）4.16当工件内存在较大的内应力时，将使超声波的传播速度及方向发生变化。

（）

4.17超声波倾斜入射至缺陷表面时，缺陷反射波高随入射角的增大而增高。

（）

5.1钢板探伤时，通常只根据缺陷波情况判定缺陷。

（）5.2当钢板中缺陷大于声束截面时，由于缺陷多次反射波互相干涉容易产生“叠加效应”

（）

5.3厚钢板探伤中，若出现缺陷的多次反射波，说明缺陷的尺寸一定较大。

（）

5.4较薄钢板中采用底波多次法检测时，如出现“叠加效应”则说明缺陷一定较大（）

5.5复合钢板探伤时，可从母材一侧探伤，也可从复合材料一侧探伤。（）

5.9钢管做手工接触法周向探伤时，应从顺、逆时针两个方向各探伤一次。（）

5.10钢管水浸探伤时，水中加入适量活性剂是为了调节水的声阻抗，改善透声性。（）

5.12用斜探头对大口径钢管做接触法周向探伤时，其跨距比同厚度平板大。（）

6.1对轴类锻件，一般来说以纵波直探头从径向探测效果最佳。（）

6.2使用斜探头对轴类锻件作圆柱面轴向探测时，探头应从正、反两个方向扫查。（）

6.3对饼形锻件，采用直探头作径向探测是最佳的探伤方法。（）

6.5锻件探伤中，如缺陷引起底波明显下降或消失时，说明锻件中存在较严重的缺陷。（）

6.6锻件探伤时，如缺陷被探伤人员判定为白点，则应按密集缺陷评定锻件等级。（）

6.7铸钢件超声波探伤，一般以纵波直探头为主。（）

7.1焊缝横波探伤中，裂纹等危害性缺陷的反射波一般很高（）

7.2焊缝横波探伤中，如采用直射法，可不考虑结构反射，变形波等干扰回波的影响。（）

7.3焊缝探伤所用的斜探头，当楔块底面前部磨损较大时，其K值将变小（）

7.4焊缝横波探伤中常采用液态耦合剂，因此，横波可以在液体中传播（）

7.5当焊缝中，缺陷与波束成一定角度时，探头的频率越高，缺陷的回波越不易接受到（）

7.6窄脉冲聚焦探头的优点是能量集中，穿透力强，所以适合奥氏体钢焊缝的检测（）

7.7焊缝探伤中，裂纹的回波比较尖锐，探头轻微转动时，波很快消失。（）

二、选择题

4.1采用什么探伤技术不能测出缺陷深度（）A.直探头探伤法 B.脉冲反射法 C.斜探头探伤法 D.穿透法

4.2超声检验中，当探伤面比较粗糙时，宜选用（）A.较低频探头 B.较粘的耦合剂 C.软保护膜探头 D.以上都对

4.3超声检验中，选用晶片尺寸大的探头的优点是（）A.曲面探伤可减少耦合损失 B.可减少材质衰减损失

C.辐射声能大且能量集中 D.以上全部 4.4探伤时采用较高的探测频率，可有利于（）A.发现较小的缺陷 B.区分开相邻的缺陷 C.改善声束指向性 D.以上全部

4.5工件表面形状不同时耦合效果不一样，下面的说法中，哪点是正确的（）

A.平面效果最好 B.凹曲面效果居中 C.凸曲面效果最差 D.以上全部 4.6缺陷反射声能的大小，取决于（）A.缺陷的尺寸 B.缺陷的类型 C.缺陷的形状和取向 D.以上全部 4.8如果声波在耦合介质中的波长为λ，为使透声效果好，耦合层厚度为（）

A.λ/4的奇数倍 B.λ/2的整数倍 C.小于λ/4且很薄 D.以上B和C

4.13采用下列何种频率的直探头在不锈钢大锻件超探时，可获得较好的穿透能力（）A.1.25MHZ B.2.5MHz C.5MHZ D.10MHZ 4.21用IIIW2试块调节时间轴，当探头对准R50的圆弧时，其回波位置应是（声程调节）（）

4.22能使K2斜探头得到图示深度1:1调节波形的钢半圆试块的半径R（）

A 50 B 60 C 67 D 40

4.23在厚焊缝斜探头探伤时，一般宜使用什么方法标定仪器时基线？（）

A.水平定位法 B.深度定位法 C.声程定位法 D.一次波法

4.27在筒身外壁作曲面周向探伤时，缺陷的实际深度比按平板探伤时所得读数：（）A.大 B.小

C.相同 D.以上都可能

4.29在筒身外壁作曲面周向探伤时，实际的缺陷前沿距离比按平板探伤时所得读数：（）A.大 B.小

C.相同 D.以上都可能

4.32在锻件直探头探伤时，可能定不准近侧面缺陷的位置，其原因是：（）

A.侧面反射波带来干涉 B.探头太大，无法移至边缘 C.频率太高 D.以上都不是 4.40直探头纵波探伤时，工件上下表面不平行会产生：（）A.底面回波降低或消失 B.底面回波正常 C.底面回波变宽 D.底面回波变窄

4.44在直接接触法直探头探伤时，底波消失的原因是：（）A.耦合不良 B.存在与声束不垂直的平面缺陷 C.存在与始脉冲不能分开的近表面缺陷 D.以上都是 4.47被检工件晶粒粗大，通常会引起：（）A.草状回波增多 B.信噪比下降 C.底波次数减少 D.以上全部 4.56考虑灵敏度补偿的理由是：（）

A.被检工件厚度太大 B.工件底面与探测面不平行 C.耦合剂有较大声能损耗 D.工件与试块材质、表面光洁度有差异

4.57探测粗糙表面的工件时，为提高声能传递，应选用：（）

A.声阻抗小且粘度大的耦合剂B.声阻抗小且粘度小的耦合剂

C.声阻抗大且粘度大的耦合剂 D.以上都不是 4.58超声容易探测到的缺陷尺寸一般不小于：（）A.波长的一半 B.一个波长 C.四分之一波长 D.若干个波长

4.60探测距离均为100mm的底面，用同样规格直探头以相同灵敏度探测时，下列那种底面回波最高：（）

A.与探测面平行的大平底面 B.R200的凹圆柱底面 C.R200的凹球底面 D.R200的凸圆柱底面 4.61锻件探伤中，荧光屏出现“林状波”时，是由于：（）A.工件中有大面积的倾斜缺陷 B.工件材料晶粒粗大 C.工件中有密集缺陷 D.以上全部

4.62下面有关“幻象波“的叙述哪点是不正确的：（）A.幻象回波通常在锻件探伤中出现 B.幻象回波会在扫描线上连续移动

C.幻象回波只可能出现在一次底波之前 D.降低重复频率可降低幻象波

4.63下面有关61度反射波的说法，哪一点是错误的：（）A.产生61度反射时，纵波入射角与横波反射角之和为90° B.产生61度反射时，纵波入射角为61°，横波反射角为29°

C.产生61度反射时，纵波反射角为61°，横波入射角为29°

D.产生61度反射时，其声程是恒定的

4.64长轴类锻件从端面作轴向探伤时，容易出现的非缺陷回波是：（）

A.三角反射波 B.61°反射波 C.轮廓回波 D.迟到波 5.1钢板缺陷的主要分布方向是（）

A.平行于或基本平行于钢板表面 B.垂直于钢板表面 C.分布方向无倾向性 D.以上都可能 5.2钢板超声波探伤主要应采用（）A.纵波直探头 B.表面波探头 C.横波直探头 D.聚焦探头

5.3下面关于钢板的叙述，哪一条是正确的（）A.若出现缺陷波的多次反射，缺陷尺寸一定很大 B.无底波时，说明钢板无缺陷

C.钢板中不允许存在的缺陷尺寸应采用当量法测定 D.钢板探伤应尽量采用低频率

5.6探测厚度为18mm厚的钢板，在探伤波形上出现了“叠加效应“，问哪一种说法是正确的（）

A.同大于20mm的厚钢板一样，按F1评价缺陷 B.因为板厚小于20mm，按F2评价缺陷 C.按最大缺陷回波评价缺陷 D.必须降低灵敏度重新探伤

5.7探测厚度为28mm厚的钢板，荧光屏上出现了“叠加效应“的波形，下面哪种评定缺陷的方法是正确的（）A.按缺陷的第一次回波F1评定缺陷 B.按缺陷第二次回波F2评定缺陷 C.按缺陷多次回波中最大值评定缺陷 D.以上都可以

5.8下面有关“叠加效应“的叙述中，哪点是正确的（）A.叠加效应是波形转换时产生的现象 B.叠加效应是幻象波中的一种

C.叠加效应是钢板底波多次反射时可看到的现象 D.叠加效应是探伤频率过高而引起的

5.10用水浸聚焦探头局部水浸法检验钢板时，声束进入工件后将（）A.因折射而发散 B.进一步聚焦 C.保持原聚焦状况 D.以上都可以

5.13小口径无缝钢管检测多用聚焦探头，主要目的（）A克服表面曲率引起的超声波散焦，B提高探伤效率 C 提高探伤灵敏度 D 以上都对

5.15管材横波法接触法探伤时，入射角的允许范围与哪一因素有关（）

A.探头楔块中的纵波声速 B.管材中的纵、横波声速 C.管子的规格 D.以上全部

5.17管材水浸法探伤中，偏心距x与入射角α的关系是（）（r ,R为管材的内、外半径）

A.α=arcsin(x/r)B.α=arcsin(x/R)C.α=arcsin(R/x)D.α=arcsin(r/x)

5.18管材自动探伤设备中，探头与管材的相对运动的形式是（）

A.探头旋转，管材直线前进 B.探头静止，管材螺旋前进 C.管材旋转，探头直线移动 D.以上均可

5.19下面有关钢管水浸探伤的叙述中，哪点是错误的（）

A.使用水浸式纵波探头 B.探头偏离管材中心线 C.无缺陷时，荧光屏上只显示始波和1～2次底波 D.水层距离应大于钢中一次波声程的1/2 6.1锻件的锻造过程包括（）

A.加热、变形、成型和冷却 B.加热、形变 C.形变、成型 D.以上都不全面 6.2锻件的缺陷包括（）A.原材料缺陷 B.锻造缺陷 C.热处理缺陷 D.以上都有

6.3锻件中的晶粒粗大可能引起（）A.底波降低或消失 B.噪声或杂波增大 C.超声严重衰减 D.以上都有

6.4锻件中的白点是在锻造过程中的哪个阶段形成的（）A.加热 B.形变 C.成型 D.冷却 6.5轴类锻件最主要的探测方向是（）A.轴向直探头探伤 B.径向直探头探伤

C.斜探头外圆面轴向探伤D.斜探头外圆面周向探伤 6.6饼类锻件最主要的探测方向是（）A.直探头端面探伤 B.直探头侧面探伤 C.斜探头端面探伤 D.斜探头侧面探伤

6.7筒形锻件最主要的探测方向是（）

A.直探头端面和外圆面探伤 B.直探头外圆面轴向探伤 C.斜探头外圆面周向探伤 D.以上都是

6.11以工件底面作为灵敏度校正基准，可以：（）A.不考虑探测面的耦合差补偿 B.不考虑材质衰减差补偿 C.不必使用校正试块 D.以上都是

6.13在直探头检测中，用2.5MHZ探头，调节锻件200mm第一次底波位于时基线10刻度，保持仪器旋钮不变，如换成5MHZ探头，则200mm第一次底波位于（）A位于5刻度处 B 超出示波屏外 C仍在10刻度处 D需视具体情况而定

6.14化学成分相同，厚度相同，以下哪一类工件对超声波衰减最大：（）

A.钢板 B.钢管 C.锻钢件 D.铸钢件 6.16大型铸件应用超声波探伤检查的主要困难是：（）A.组织不均匀 B.晶粒非常粗 C.表面非常粗糙 D.以上都是

6.20以下有关锻件白点缺陷的叙述，哪一条是错误的：（）

A.白点是一种非金属夹杂物 B.白点通常发生在锻件中心部位

C.白点的回波清晰，尖锐，往往有多个波峰同时出现 D.一旦判断是白点缺陷，该锻件既为不合格 6.22锻件超声波探伤时机应选择在：（）

A.热处理前，孔、槽、台阶加工前 B.热处理后，孔、槽、台阶加工前

C.热处理前，孔、槽、台阶加工后 D.热处理后，孔、槽、台阶加工后

6.26用直探头检验钢锻件时，引起底波明显降低或消失的因素有：（）

A.底面与探伤面不平行 B.工件内部有倾斜的大缺陷 C.工件内部有材质衰减大的部位 D.以上都是

6.27锻件探伤中，如果材料的晶粒粗大，通常回引起（）A底波降低或消失 B有较高的噪音显示 C声波穿透力降低 D以上全部 6.28铸钢件超声波探伤频率一般选择：（）A.0.5～2.5MHz B.1～5MHz C.2.5～5MHz D.5～10MHz 6.31下面有关铸钢件探测条件的选择的叙述中，哪点是正确的：（）

A.探测频率为5MHz B.透声性好粘度大的耦合剂 C.晶片尺寸小的探头 D.以上全部

7.2对接焊缝的探伤中，在CSK-IIA试块上测得数据绘制距离-dB（或DAC曲线）曲线，现要记入表面补偿4dB，则应（）A.将测长线下移4dB B.将判废线线下移4dB C.三条线同时上移4dB，D.三条线同时下移4dB 7.3焊缝探伤时，正确调节扫描线比例是为了（）A.缺陷定位 B.缺陷定量 C.判定缺陷反射波和结构波D.以上A,C 7.4采用半圆试块调节焊缝扫描比例时，如圆弧第一次反射波对准时基线刻度2时，则以后各次反射波对应的刻度（）A.4,6,8,10 B.3,5，7,9 C.6,10，14 D.以上都不对

7.5探测焊缝中与表面成不同角度的缺陷，应采取的措施是（）

A.提高检测频率 B.用多种角度探头检测 C.修磨检测面，D.以上都可以

7.6探测焊缝中与表面成一定角度的缺陷，其缺陷的表面状态对回波高度的影响是（）

A.粗糙表面回波高度高 B.无影响 C.光滑表面回波高度高，D.以上都有可能 7.9厚板焊缝检测时，时常会漏掉（）

A.与表面垂直的裂纹 B.方向无规律的夹杂 C.根部未焊透 D.与表面平行的未融合 7.12对筒形工件纵向焊缝检测时，跨距将（）A.增大 B.减小 C.不变 D.A或B 7.14对有加强高的焊缝作斜平行扫查检测工件中的横向缺陷时（）

A.保持灵敏度不变 B.适当提高灵敏度 C.增加大K值探头 D.C或B 7.15厚焊缝单探头检测中，垂直焊缝表面的表面光滑的裂纹可能（）

A.用45斜探头检测 B.用直探头检测 C.用任何探头检测 D.反射信号较小而导致漏检 7.17用直探头检测焊缝两侧母材的目的（）

A.检测热影响区裂纹 B.检测可能影响斜探头检测的分层 C.提高焊缝两侧母材的验收标准，保证焊缝质量 D.以上都对

7.18管座角焊缝一般以哪种检测为主（）A.纵波斜探头 B.横波斜探头 C.表面波探头 D.纵波直探头 7.20以下哪种检测方法不适宜T型焊缝（）

A.直探头在翼板侧检测 B.斜探头在翼板外侧或内侧检测 C.直探头在腹板侧检测 D.斜探头在腹板侧检测

三、问答题

1简述超声检测方法的分类 2简述脉冲反射法

3可用来检测垂直于工件表面的平面型缺陷的超声检测方式有哪些？

4简述超声波频率对检测的影响

5简述选择超声波探头晶片尺寸的主要原则

6什么是超声耦合和耦合剂？耦合剂的作用是什么？耦合效果与哪些因素有关？

7什么是检测灵敏度？检测前为什么要调节检测灵敏度？ 8什么是三角反射波？三角反射波有何特点？

9什么是叠加效应？它是怎样产生的？产生叠加效应时应根据第几次F波来评价缺陷大小？为什么？ 10钢板中常见缺陷回波有何特点？如何判别？ 11什么是偏心距？确定偏心距的原则是什么？

12水浸检测钢管时，为什么水层厚度要大于钢管中横波全声程的1/2？

13什么是游动回波？它是如何产生的？如何鉴别游动回波？

14铸件中常见缺陷有哪几种？有何特点？计算题

课本P215 44题

P251 23题 P252 16题、17题P271 20题 21题 23题 24题

6.进行超声波检测 篇六

神华宁夏煤业集团灵武矿区水电分公司

计量器具检测合同

甲方：神华宁夏煤业集团灵武矿区水电分公司

乙方：宁夏银川水表检定站

甲方：神华宁夏煤业集团灵武矿区水电分公司

乙方：宁夏银川水表检定站

根据《中华人民共和国合同法》和有关法律法规的规定，经双方协商一致，就乙方承揽甲方计量器具检测的有关事宜，达成以下协议。

第一条 校验项目

乙方为甲方进行检测流量计、超声波水表、水表标准装臵，共计144台。

第二条 校验期限

2.1自2013年10月23日至2013年11月23日止。

2.2在上述期限内，乙方按照甲方的具体时间要求陆续进行检测，检测前甲方将通过书面形式通知乙方。

第三条 校验费及支付

3.1本合同价款为固定总价叁万叁仟陆佰柒拾陆元整（￥3.3676万元）。

3.2检测费包含材料费、人工费、更换费、往返运输费及税金等与之相关的所有费用。校验项目详见附件：《供水计量器具检定价格明细表》，单价执行《宁夏回族自治区计量检定收费标准》。

3.3乙方每月完成检测任务，经甲方现场确认验收合格，乙方向甲方开具合格有效的增值税发票，甲方按照上级单位相关规定支付检测费的90%，留10%做质量保修金。

第四条 校验维护技术标准

4.1执行国家及行业有关检测质量标准。

第五条 验收

5.1检测工作结束后，甲方组织有关人员对乙方检测项目进行验收，验收合格后出具书面的验收手续，甲、乙双方各执一份，并做为结算的依据。

第六条 质量保修

6.1质量保修期自甲方验收合格之日起六个月内。

6.2保修期内出现质量问题的，乙方应负责返工检测，所有费用由乙方自理，如给甲方造成损失，由乙方全部承担。

6.3质量保修期内所检测项目未出现质量问题，在质量保修期满后，甲方将质量保修金一次性无息返还乙方。

第七条 双方的权利与义务

7.1甲方的权利与义务

（1）检测期间，甲方指派一名技术人员监督和检查乙方的检测工作，确认须检测的具体项目。

（2）甲方有权按国家或行业标准对乙方所检测的仪器进行验收。

（3）甲方有权对乙方检测的仪器的期限做出规定，乙方未在规定的时间内完成检测工作时，甲方有权要求乙方支付违约金。

（4）甲方按照合同约定的期限向乙方支付检测费。

7.2乙方的权利与义务

（1）乙方检测仪器应严格执行国家及行业有关质量标准。

（2）乙方所使用和更换的材料和零部件的质量必须符合国家及行业规定的质量标准。

（3）在保修期内如因乙方检测质量问题，致使甲方及第三方财产造成损失、人员受到伤害的，由乙方承担全部责任。

第八条 违约责任

8.1甲方按期向乙方支付检测费，每延期1天，甲方向乙方承担拖欠检测费1‰的违约金。

8.2因乙方原因致检测质量不合格的，乙方应当返工，由此发生的返工检测费用和给甲方造成的损失全部由乙方承担。

8.3乙方未按期完成校验项目，每延期一天，乙方向甲方承担检测费总额1‰的违约金。

第九条 争议解决

9.1在履行过程中发生的争议，由双方当事人协商解决。协商不成的，向甲方所辖地仲裁委仲裁。

第十条 合同效力

10.1合同自双方签字盖章之日起生效。

10.2本合同一式8份，甲方执6份，乙方执2份。

第十一条 附件

11.1附件：《供水计量器具检定价格明细表》。

以下签字页

甲方（盖章）：乙方（盖章）：

单位负责人：

委托代理人：

7.超声波检测锤杆疲劳裂纹 篇七

锻造生产中自由锻锤是应用很普遍的一种锻造设备, 目前在铁路工业部门应用十分广泛。常用的有0.5-1.5吨的单拱式自由锻锤, 这种锤可以三面接近下砧, 操作方便。它所加工的锻件几何形状多样, 批量较小, 生产中由于加工锻件品种繁多, 有时锻造工艺所需, 避免不了偏心锻造, 有的锻件薄而小易产生冷锻。设备使用一定周期后, 由于下砧座产生倾斜, 在寒冷季节锤杆工作前, 预热温度不够 (100-200℃) , 加上长期使用等因素导致锤杆产生疲劳裂纹。一旦产生疲劳裂纹, 如果不能及时发现, 使之发展到一定程度, 锤杆便会造成折断。由于锤杆上有锤头套, 锤头套又与上砧连为一体, 重量可达几百到上千公斤, 若在生产中锤杆折断时, 锻锤三面都有人在操作, 这将对人身安全带来很大的威胁。为此如果能在未解体的情况下, 及时检测出锤杆裂纹生成及发展情况, 并进行预报, 预先做好备品及时修补或更换, 缩短检修时间, 防止人身伤害。为了解决这个问题, 通过长期试验和观察, 采用超声波检测方法是一条可行的途径。

1 疲劳裂纹位置及特点

常用的单拱式0.5-1.5吨汽锤结构通常为锤杆与锤套以2°-4°锥度在中间夹1.5-2mm铜皮成紧配合, 由于在使用中不可避免遇到前言中所述的不利因素, 使锤杆与锤头套紧配合处产生应力集中, 成为疲劳裂纹源, 一般锤杆产生疲劳裂纹部位大致在锤头套下15-30mm处。

由于疲劳裂纹在锤头套下15-30mm处, 无法直接观察。以往检修都是在停产后, 将锤头套加热到一定温度, 使锤杆和锤头套分离, 再采用表面探伤手段来检测, 这样就费工费时, 如果不检修就不能及时发现裂纹, 在使用过程中将发生人身和设备事故。而通过较长时间的试验, 用超声波 (横波) 在不解体的情况下进行检测, 从而发现疲劳裂纹以及测定裂纹发展状况下可行的。

2 斜探头横波探测方法

针对上述情况在解体的锤杆易产生裂纹的部位处加以人工1×1mm锯口, 用超声波横波来检测。斜探头选用2.5PK1 9×9mm探头, 根据公式计算出探头入射点至人工锯口的水平距离e, 移动探头找出1×1mm人工锯口的最高反射波为荧光屏垂直刻度满幅80%高时, 衰减器读数为零d B, 用这个灵敏度再到表面探伤已发现有裂纹的锤杆上进行检测 (裂纹长度已量出) 在测出裂纹最高反射波为荧光屏垂直刻度满幅80%高时, 同时横向移动探头, 量出探头移动距离值, 同时记录下这时的d B值, 然后用人工处理量出裂纹深度, 观察它的发展角度, 从中发现同样长度的裂纹。由于在锤上发展角度不同, 它的反射量不同, 不同样的长度, 条数不同, 它的反射量也不同。

为了在现场工作方便, 可以把1×1mm人工锯口灵敏度用方形试块代替。在同样的情况下Φ2mm横孔的反射波在荧光屏垂直刻度满幅80%高时为-6d B。用这个灵敏度进行检测, 并绘制相应的裂纹深度曲线。通过曲线可以看出, 当反射波为垂直刻度满幅80%, 裂纹深度为14mm。当增益7d B反射波为垂直刻度满幅80%, 裂纹深度为8mm。当增益17d B反射波为垂直刻度满幅80%, 裂纹深度为2.5mm。当增益21d B反射波为垂直刻度满幅80%, 裂纹深度为2mm。

在2012年的实际检测中有一根锤杆, 直径为Φ175mm, 探头入射点距发现裂纹Φ130mm处 (距锤套下20mm) , 裂纹反射波为荧光屏垂直垂直刻度满幅80%时, 为零d B (标准灵敏度为零d B) 用半波横向单侧移动探头用来判断裂纹的发展情况, 单侧移动距离变化和d B值的变化见表1所示。

该锤为二班制生产, 由于裂纹发展到了危险阶段, 发生了解体, 裂纹断口见图1所示:

断口上裂纹是典型的疲劳裂纹, 发展为贝壳形状, 测量裂纹发展的各阶段长度和深度可以绘制出对应的弧长--深度曲线。从断口分析可以清晰看出裂纹发展过程中能产生一定角度变化, 由于裂纹角度变化, 它对超声波的反射量增加完全改变了当量变化的规律。裂纹深度发展的时间先慢后快, 3-30mm深度为一过程, 发展较为缓慢, 深度大于30mm发展过程较快, 最终将产生脆断。

为了能在裂纹深度大于14mm时, 在超声波反射量不明显增加情况下确定裂纹发展的情况, 可以用半波高度法 (横向移动探头) 量出探头横向移动的弧长, 再在弧长———深度曲线上查出相应的深度, 决定是否更换锤杆。

3 结束语

通过一年多时间对种直径自由锻锤杆探测:如1/4吨锤, 锤杆直径Φ110mm, 裂纹反射波为荧光屏垂直刻度满幅80%高时, 增益13d B, 单侧移动距离7mm, 拆检后裂纹深度为6mm。1/2吨锤, 锤杆直径Φ175mm裂纹反射波为荧光屏垂直刻度满幅80%高时, 增益21d B, 单侧移动距离3mm, 拆检后裂纹深度为2mm, 按要求进行修补使用。在去年7月生产过程中, 3吨锤发现锤声异常, 经检测后未发现裂纹, 继续使用至今, 锤杆未发现异常情况。

综上所述, 利用超声波检测自由锻锤锤杆疲劳裂纹方法行之有效, 操作简便, 效果显著。

参考文献

[1]李家伟, 陈积懋.无损检测手册[M].北京:机械工业出版社, 2001.

8.进行超声波检测 篇八

关键词：管道；焊缝；检测

引言：

早期的模拟超声波探伤仪由于定位精度不高，对于根部缺陷的识别和判定存在较大难度，每次更换不同角度的探头后时间基线都要重新调节，非常不便，这为在工艺管道对接焊缝领域推广超声波检测技术造成了很大的困难。

一.焊接工艺及探头选择

对接焊缝的超声波检测有两个重要环节，一是如何能保证不漏检缺陷，二是如何能正确识别和判定缺陷。以下对管道的接头型式、焊接方法、焊接位置及易产生的缺陷进行了分析，为设计检测工艺、提高缺陷的检出率和信号判定提供参考

石化装置工艺管道对接焊缝一般可分为种型式直管与直管对接、直管与管件对接、管件与管件对接。了解焊接位置有助于缺陷性质的分析判断。管道对接焊缝的焊接位置分为水平转动、水平固定、垂直固定和。倾斜固定。

焊接程序目前石化装置管道对接焊缝均采用氢弧焊打底，焊工在打底结束前留一小段用作检查孔，用手电筒观察根部打底情况，若有不良现象则立即将不良部位用磨光机去除重焊，最终检查良好后将根部最后一小段焊好。

探头选择时要考虑的因素有检测厚度检测较薄焊缝应选择大值、短前沿探头，一次波尽可能扫查更多的焊缝截面对于大厚度焊缝应选择晶片尺寸较大、值合适、具有足够灵敏度的探头。

二.检测的灵敏度

管道对接焊缝中存在的主要缺陷有未焊透、未熔合、内凹、焊瘤、错口、气孔、夹渣和裂纹等。根部未焊透、未熔合和裂纹属面状缺陷，超声波对其非常敏感。

试验表明，深度为切槽的反射波幅均较高，回波均在判废线上下。因探头的角度不同，回波幅度有所不同，探头折射角度越小，回波幅度越高，因此根部未焊透、未熔合和根部纵向裂纹类面状缺陷一般不会漏检。

三.艺卡编制原则

工艺卡的编制原则工艺卡要能够真正指导检测工作，使检测人员能够看懂，按工艺卡要求可以方便实施。编制检测工艺卡时需重点关注的内容如下探头数量和参数能够满足标准和实际检测的需要，能否最大限度地检出危害性缺陷。

四.型缺陷信号的识别

超声波检测前，应对受检焊缝两侧的壁厚靠近焊缝部位用直探头进行测厚，以确认其真实厚度。如果测得结果小于标称值的负偏差，则应立即报告委托人如果测得结果大于或等于标称值，则认为是可以接受的。所测厚度值应在记录中注明，该值即作为判断回波信号的基准。

对回波信号性质的判定要结合材质、坡口和结构型式、焊接工艺和焊接位置、回波位置包括水平位置和深度位置、指示长度和取向、最大回波高度、静态和动态波形等进行综合分析。对于可疑信号可更换另一种角度的探头进行验证，以助于缺陷定性和伪信号的识别。

管道焊缝正确判别根部信号的关键是时基线标定要准确，要求深度定位误差不超过，否则，根部缺陷信号判断会产生较大误差。

当工件厚度较大时，声速的差别会严重影响定位精度和根部缺陷的判定。用探头和号钢标准试块标定的时基线探测钢工件时，焊缝检测前要用直探头或测厚仪对焊缝两侧的管子壁厚进行测定，以确认管壁的真实厚度。

在扫查和精探伤时，探头应前后移动，当发现回波信号时，应增加祸合剂并将探头前后往返缓慢移动一次，观察动态波形，找出回波最高点的位置，将探头移至出现回波最高点的位置，轻微前后移动或转动探头，找出最高波，用闸门选择该回波，读出回波位置。

五.质量良好的焊缝

目前中石化范围内的管道工程均要求氨弧焊打底，有效地减少了未焊透缺陷的产生，同时提高了根部成型质量。现在发现的未焊透多是由于焊工操作的偶然性所致，未焊透的长度一般不超过，自身高度一般不超过，也可能一侧钝边略深，另一侧钝边非常浅。

从焊缝两侧扫查时，反射波幅有可能相差较大。在非缺陷侧探测时，信号可能很弱，甚至无信号，改用较小角度探头检测时缺陷信号则易于发现。因此，从单面单侧扫查时，应选择种不同角度的探头进行检测。

钝边未熔合在焊缝的根部，坡口未熔合在焊缝坡口熔合线部位。未熔合反射波的特征是在焊缝两侧探测时，反射波幅不同，大部分未熔合只能从一侧探到。较大尺寸的未熔合，探头平移时波形较稳定。根部未熔合根部未熔合反射波出现时，根部内凹内凹一般产生在固定焊口的仰焊部位。

裂纹多产生于焊缝根部或外表面，一般是由于焊接材料用错、强行组对或焊接工艺不当所致。一般裂纹的回波高度较大、波幅宽、有多峰出现。平移时反射波连续出现，波幅有变动，探头转动时，波峰有上下错动现象。表面和近表面微小裂纹反射面小、反射波与表面杂波混杂在一起不易区分，横向裂纹垂直于焊缝，当管径较小时，探头不能平行于焊缝扫查，因此标准要求增加表面检测来补充超声检测方法的不足。

根部焊瘤表面比较光滑，从焊缝两侧扫查，其反射回波相差不大，且均在底波位置之后出现，焊瘤部位一般只有焊瘤反射波，没有底波。焊瘤回波示意见图所示。

密集气孔回波特征密集气孔回波在荧光屏上同时出现数个波，往往有一个较高的波，旁边簇拥着若干个小波，波形清晰图。其动态波形为不管探头作怎样的移动，波形总是此起彼伏。

辨别山形回波的方法为用手指沾祸合剂轻轻拍打对应的焊缝表面，如果山形回波在手指接觸焊缝时降低，手指离开焊缝时升高，且跳动明显，则可判定该山形回波为伪信号。沾有藕合剂的手指在接触焊缝表面时吸收了部分声能，从而使反射声波降低。

从上述管道焊缝缺陷定性的叙述中可以看出，单凭缺陷的某一种特征来判断其性质是比较困难的，必须对各种特征以及所了解的焊接情况加以综合分析，才能做出正确的判断。

结束语：

超声波检测操作灵活方便，对厚壁管道检测灵敏度和检测效率均高于射线检测，成本低于射线检测，且对人体无害，是一种科学、环保的检测方法。通过对超声波检测方法、扫查面、探头数量、探头型号和探头尺寸的控制、以及理论分析和实际验证，表明超声波检测能有效保证管道焊缝的检测质量。

参考文献：

[1]巨西民，莫润阳，姚欢，罗华权，蒋承君.管材焊缝超声波检测中缺陷的定位[J].无损检测.2010（11）

[2]戚爱华.我国油气管道运输发展现状及问题分析[J].国际石油经济.2009（12）