超聲檢測實際操作基礎知識

1、第一部分 鍛件超聲檢測一、鍛件的加工工藝和缺陷 1、鍛件加工工藝 、鍛件分類 餅形鍛件（碗形鍛件） 軸形鍛件（條形鍛件） 環(huán)形鍛件（筒形鍛件） 、鍛件加工工藝2、鍛件中的主要缺陷及其特點： 、縮孔： 鋼錠凝固收縮時在頭部形成的孔洞，鍛造時錠頭切割量不足而殘留在鍛件中。多發(fā)生在軸形鍛件頭部中心。 、疏松 鋼錠凝固收縮時因鋼液補充不足在鋼錠中形成的細小孔穴，鍛壓時未焊合殘留在鍛件中。 、夾雜 鋼錠中帶來的非金屬或金屬夾雜物。 非金屬夾雜物冶煉時化學反應產(chǎn)生的氧化物夾雜和澆注時混入的耐火材料及雜質(zhì)。 金屬夾雜物冶煉時加入的合金未完全溶化或澆注時混入異種金屬。 、折疊 鋼坯表面的突起鍛壓時壓扁折合到鍛

2、件表面。 、裂紋 鑄錠中的縮孔、夾雜鍛壓時開裂; 鍛造工藝不當引起的開裂; 熱處理工藝不當引起的開裂。 、白點 鍛件加熱冷卻過程中，氫原子擴散和積聚產(chǎn)生的氫裂紋。 缺陷特點：沿金屬流線方向延伸，與鍛壓方向垂直。二、鍛件檢測方法概述： 1、軕類鍛件的檢測方法： 鍛造工藝及缺陷特點： 拔長工藝為主，主要缺陷取向與軸線平行；沿軸線延伸。 檢測方法： 直探頭徑向探測為主，直探頭軸向檢測和斜探頭周向及軸向檢測為輔。 、直探頭徑向和軸向檢測 直探頭徑向探測（檢測縱向缺陷）； 直探頭軸向探測（檢測徑向缺陷）。 、斜探頭周向和軸向檢測（檢測傾斜缺陷）2、餅類（碗類）鍛件的檢測 鍛造工藝及缺陷特點：鐓粗工藝為主

3、，主要缺陷取向與端面平行，沿徑向延伸。 檢測方法： 直探頭軸向探測為主，直探頭徑向探測為輔。 3、筒形（環(huán)形）鍛件的檢測 鍛造工藝及缺陷特點： 鐓粗沖孔滾壓，缺陷取向較復雜，但主要缺陷取向與筒體外表面平行且沿軸線方向延伸。 檢測方法： 筒形直探頭徑向探測為主，直探頭軸向探測和斜探頭周向及軸向探測為輔。 環(huán)形直探頭軸向探測為主，直探頭徑向探測和斜探頭周向探測為輔。 、直探頭徑向和軸向檢測 直探頭徑向探測（檢測縱向缺陷）； 直探頭軸向探測（檢測徑向缺陷）。 、雙晶直探頭檢測：（檢測近表面缺陷或薄件T45mm ) 、斜探頭周向和軸向檢測:（檢測傾斜缺陷）三、鍛件超聲檢測條件的選擇1、探頭的選擇 縱波

4、檢測： 單晶直探頭和雙晶直探頭（T45mm） 單晶直探頭 碳鋼和低合金鋼：2.5 MHz ，1425mm 奧氏體不銹鋼：0.5-2.0MHz，1430mm 雙晶直探頭 : 5.0MHz 晶片面積不小于150 mm2. （薄件或近表面缺陷檢測）。 橫波檢測：K1斜探頭 2、耦合選擇： 表面狀態(tài)： 平整均勻，無劃傷、油垢、污物、氧化皮、油漆等， 表面粗糙度Ra6.3m 耦合劑 直接接觸法機油、漿糊、甘油、水玻璃（粗糙表面） 液浸法水 3、 試塊的選擇 、當T45mm時， 單直探頭，CS-2對比試塊 、當T<45mm 時，雙晶直探頭，CS3對比試塊 、檢測面為曲面時，用CS4對比試塊或作曲率耦

5、合補償測定。4、直探頭檢測面（檢測方向）的選擇 NB/T47013.3-2015規(guī)定：原則上從兩個相互垂直的方向檢測；T>400mm，應從相對兩端面檢測。5. 掃描速度和靈敏度的調(diào)節(jié)（1）、掃描速度的調(diào)節(jié) 內(nèi)容：包括探測范圍調(diào)整和掃描比例調(diào)整。 探測范圍調(diào)整使工件中待檢測區(qū)域能顯示在示波屏上。 掃描比例調(diào)整使示波屏時基掃描線水平刻度值與工件中的實際聲程成一定的比例關系。 目的：在規(guī)定的探測范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)缺陷并對缺陷定位。 方法：用具有平行面的試塊（材質(zhì)與工件相同或相近）或工件的多次底波調(diào)整。（2）、 檢測靈敏度的調(diào)節(jié) 底波調(diào)節(jié)法和試塊法 、底波調(diào)節(jié)法 適用條件：工件有平行底面或圓柱曲底面，厚

6、度T3N，底面光潔,無吸聲性物質(zhì)接觸。 計算公式： 平面工件和實心圓柱體： 空心圓柱體： “+”外壁探測 “”內(nèi)壁探測 調(diào)節(jié)方法： 將工件一次底波調(diào)至示波屏基準高度（80%），用衰減器（或增益）將儀器靈敏度提高dB。 也可根據(jù)已知條件用通用AVG曲線查出。 、試塊調(diào)節(jié)法 、單直探頭檢測 應用場合：T<3N，工件為非平行底面或圓柱曲面，底面粗糙。 試塊：CS-2標準試塊。 方法：按標準規(guī)定選取相應的試塊。在試塊上移動探頭找到平底孔最大回波，調(diào)節(jié)衰減器，將平底孔回波調(diào)節(jié)到示波屏基準高度（80%） 注意： 當平底孔徑或距離與標準不一致，且X3N時，可用計算法確定： 當工件材質(zhì)、表面粗糙度、表面

7、形狀與試塊不同時，應進行以下補償： 材料衰減補償；表面耦合補償和曲率補償。 材料衰減和表面耦合補償可按如圖測定。曲率補償用CS4對比試塊測定。 NB/T47013.3-2015規(guī)定，用CS-2或CS-32平底孔作距波曲線，以此作為基準靈敏度。提高6dB作為掃查靈敏度。、雙晶直探頭檢測 使用場合：T<45mm或檢測近表面缺陷。 方法：試塊法 試塊：CS3 1# （2）對比試塊。 方法： 測試該組平底孔回波，將其中最大回波調(diào)至示波屏高度80%。 在此靈敏度條件下作出該組平底孔的距離波幅曲線，并以此作為基準靈敏度。提高6dB作為掃查靈敏度。4、 缺陷位置和大小的測定 1、缺陷位置的測定 設缺陷

8、波前沿對應的水平刻度值為x， 缺陷至探頭距離（深度）為Xf，則： 掃描比例為1:n時：Xfn·x 掃描比例為n:1時：Xf x/n 2、缺陷大小的測定（當量法、測長法、底波高度法） 、小于聲束截面尺寸的缺陷 當量法 試塊比較法（T<3N的缺陷) 當量計算法（AVG法）（T3N的缺陷) 平行底面工件和實心圓柱體 空心圓柱體 、 大于聲束截面尺寸的缺陷 6dB測長法（端點6dB法）五、 鍛件質(zhì)量級別評定 NB/T47013.3-2015規(guī)定標準將鍛件中的缺陷分為四種，分別進行質(zhì)量分級。四種缺陷的等級應作為獨立的等級分別使用。 1、 單個缺陷的質(zhì)量分級（4± XXdB） 2

9、、由缺陷引起底波降低量的質(zhì)量分級 （BG/BF）只適用于距離大于N的缺陷。3、 密集區(qū)缺陷當量平底孔（ ） 4 、密集區(qū)缺陷面積點檢測總面積的百分比（%）。 當缺陷被檢測人員判定為危害性缺陷時，鍛件的質(zhì)量等級為級。第二部分 鋼板超聲檢測一、鋼板加工及常見缺陷1、鋼板的加工工藝過程：2、鋼板中的缺陷1）常見缺陷： 分層（夾層）：鋼坯中的殘余 縮孔或夾渣 軋制過程中被壓扁而未焊合生成。 折疊：鋼坯表面突出部分被壓扁而成。 白點：鋼板冷卻過程中氫原子來不及擴散 而形成的氫裂紋。存在于厚板中。2）缺陷特點：延軋制方向延伸，與軋制面平行，（故探傷采用直探頭）。二、鋼板分類和檢測方法 1）鋼板的分類 薄板

10、 T6mm 中板 T=640mm 厚板 T40mm2）檢測方法 薄板（T6mm）板波法（蘭姆波法）三、中厚板檢測方法 檢測面：鋼板任一軋制面； 方法：縱波垂直探傷法； 探頭：單晶直探頭或雙晶直探頭 耦合方式：直接接觸法或液浸法。7.1.3 探頭與掃查方式的選擇 1、探頭的選擇 型式：單晶直探頭厚板（T>20）； 雙晶直探頭薄板。（6T60） 頻率2.55.0MHz 晶片直徑1030 NB/T47013-2015規(guī)定：2、鋼板掃查方式NB/T47013-2015規(guī)定的掃查方式 鋼板邊緣（50、75、100）100%掃查；中心部分間距不大于50mm平行線或間距不大于100mm的格子線掃查。4

11、、掃描速度和靈敏度的調(diào)整（1）、掃描速度的調(diào)節(jié) 內(nèi)容：包括探測范圍調(diào)整和掃描比例調(diào)整。 探測范圍調(diào)整使工件中待檢測區(qū)域能顯示在示波屏上。 掃描比例調(diào)整使示波屏時基掃描線水平刻度值與工件中的實際聲程成一定的比例關系。 目的：在規(guī)定的探測范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)缺陷并對缺陷定位。 方法：用具有平行面的試塊（材質(zhì)與工件相同或相近）或工件的多次底波調(diào)整。（2）靈敏度的調(diào)整NB/T47013-2015規(guī)定： 、板厚小于等于20mm 時，用平底試塊調(diào)節(jié)，也可用 被檢板材無缺陷完好部位調(diào)節(jié)，此時用與工件等厚部位試塊或被檢板材的第一次底波調(diào)整到滿刻度的50%，再提高 10dB作為基準靈敏度。 、板厚大于20mm時，按所用探

12、頭和儀器在5mm平底孔試塊上 繪制距離波幅曲線，并以此曲線作為基準靈敏度。. 、底波計算法（T3N）. 用鋼板完好部位底波計算，結(jié)果應與試塊法一致。 公式： 多次底波法：如示波屏上出現(xiàn)5次底波，將B5調(diào)至屏高50%。 3、 缺陷的判別與測定 1）、缺陷的判別 NB/T47013-2015規(guī)定： 在檢測過程中，發(fā)現(xiàn)下列二種情況之一即作為缺陷： a） 缺陷第一次反射波（F1）波幅高于距離波幅曲線，或用雙晶 探頭檢測板厚小于 20mm 板材時，缺陷第一次反射波（F1）波幅大于 或等于顯示屏滿刻度的 50%； b） 底面第一次反射波（B1）波幅低于顯示屏滿刻度的 50%，即 B150%。4、缺陷的測定

13、 、缺陷位置的測定 深度從掃描線刻度讀出； 平面位置根據(jù)探頭位置在工件和記錄上標示其座標位置。 、缺陷大小測定 5、 板材質(zhì)量分級 5.3.9.1 板材質(zhì)量分級見表 6 和表 7。在具體質(zhì)量分級要求時，表 6 和表7應獨立使用。 5.3.9.2 在檢測過程中，檢測人員如確認板材中有白點、裂紋等危 害性（懷疑）缺陷存在時，應評為 V 級。5.3.9.3 在板材中部檢測區(qū)域，按最大允許單個缺陷指示面積和任一 1m×1m 檢測面積內(nèi)缺陷最大允許個數(shù)確定質(zhì)量等級。如整張板材中部檢測面積小于 1m×1m，缺陷最大允許個數(shù)可按比例折算。 5.3.9.4 在板材邊緣檢測區(qū)域，按最大允許單

14、個缺陷指示長度、最大允許單個缺陷指示面積和任一 1m 檢測長度內(nèi)最大允許缺陷個數(shù)確定質(zhì)量等級。如整張板材邊緣檢測長度小于 1m，缺陷最大允許個數(shù)可按比例折算。 5.3.8.1 缺陷指示長度的評定規(guī)則 用平行于板材壓延方向矩形框包圍缺陷，其長邊作為該缺陷的指 示長度。 5.3.8.2 單個缺陷指示面積的評定規(guī)則 a） 一個缺陷按其指示的面積作為該缺陷的單個指示面積。 b） 多個缺陷其相鄰間距小于相鄰較小缺陷的指示長度時，按單個缺陷處理，缺陷指示面積為各缺陷面積之和。 在檢測過程中，檢測人員如確認鋼板中有白點、裂紋等危害性缺陷存在時，應評為級。第三部分 對接焊接接頭超聲檢測一、 熔化焊焊接接頭中的

15、常見缺陷 、氣孔： 氣孔是焊接過程中熔池高溫時吸收的氣體或冶金反應產(chǎn)生的氣體在冷卻過程中來不及逸出而殘留在焊縫金屬內(nèi)形成的空穴。呈球形或橢圓形。有單個氣孔、鏈狀氣孔和密集氣孔。 、夾渣： 焊后殘留在焊縫金屬中的熔渣或非金屬夾雜物，分為點狀和條狀夾渣。 、未焊透： 未焊透是焊接接頭中母材與母材之間未完全熔化結(jié)合的缺陷，分為根部未焊透和中間未焊透。 、未熔合： 焊接接頭中母材與焊材之間未完全熔化結(jié)合的缺陷，分根部未熔合、坡口未熔合和層間未熔合 、裂紋： 裂紋是焊接過程中或焊后在焊接接頭中產(chǎn)生的局部的裂縫。分熱裂紋、冷裂紋和再熱裂紋。二、鋼制承壓設備對接焊接接頭的超聲檢測方法 （NB/T47013-

16、2015) 1、 焊接接頭超聲檢測技術級別的選擇 NB/T47013-2015根據(jù)檢測面數(shù)量、探頭數(shù)量、橫向缺陷檢測要求和焊縫余高的磨平要求將檢測技術分為A、B、C三級，A級要求最低，C級要求最高。 檢測技術級別應根據(jù)有關規(guī)范、標準和設計圖樣的規(guī)定選用。承壓設備對接焊接接頭超聲檢測一般選用B級。6.3.2.3.2 A 級檢測 A級適用于工件厚度為 6mm40mm 焊接接頭的檢測?？捎靡环N K 值斜探頭采用直射波法和一次反射波法在焊接接頭的單面雙側(cè)進行檢測。如受條件限制，也可選擇雙面單側(cè)或單面單側(cè)進行檢測。一般不要求進行橫向缺陷的檢測。 6.3.2.3.3 B 級檢測 a） B 級適用于工件厚度

17、為 6mm200mm 焊接接頭的檢測； b） 焊接接頭一般應進行橫向缺陷的檢測； c) 對于按附錄N要求進行雙面雙側(cè)檢測的焊接接頭，如受幾何條件限制或由于堆焊層（或復層）的存在而選擇單面雙側(cè)檢測時，還6.3.2.3.4 C 級檢測 a） C 級適用于工件厚度大于等于 6mm-500mm 焊接接頭的檢測； b） 采用 C 級檢測時應將焊接接頭的余高磨平。對焊接接頭兩側(cè)斜探頭掃查經(jīng)過的母材區(qū)域要用直探頭進行檢測，檢測方法按 3.7 的規(guī)定進行； c） 工件厚度大于 15mm 對接焊接接頭一般應在雙面雙側(cè)進行檢測，如受幾何條件限制在雙面單側(cè)檢測時，還應補充探頭作近表面缺陷檢測； d） 工件厚度大于4

18、0mm對接焊接接頭，還應增加直探頭檢測； e） 對于單側(cè)坡口角度小于 5°的窄間隙焊縫，如有可能應增加與坡口表面平行缺陷的有效檢測方法； f） 焊接接頭應進行橫向缺陷的檢測。6.3.2.3.5 用兩種或兩種以上K值斜探頭檢測時，探頭間折射角相差不應小于 10°。6.3.7 母材的檢測 對于 C 級檢測或必要時，斜探頭掃查聲束通過的母材區(qū)域，應先用直探頭檢測，以便檢測是否有影響斜探頭檢測結(jié)果的分層或其他種類缺陷存在。該項檢測僅作記錄，不屬于對母材的驗收檢測。 母材檢測的要點如下： a） 檢測靈敏度：將無缺陷處第二次底波調(diào)節(jié)為顯示屏滿刻度的 100%。 b） 凡缺陷信號幅度超過

19、顯示屏滿刻度 20%的部位，應在工件表面作出標記，并予以記錄。 2、檢測方法和檢測條件的選擇 1）、檢測面的準備 、檢測面：包括檢測區(qū)和探頭移動區(qū)。 6.3.4 檢測區(qū) 6.3.4.1 檢測區(qū)由焊接接頭寬度和焊接接頭檢測區(qū)厚度表征。 6.3.4.2 焊接接頭寬度應是焊縫本身，再加上焊縫兩側(cè)各10mm 確定。 V型坡口對接接頭檢測區(qū)示意見圖 16。 6.3.4.3 對接焊接接頭檢測區(qū)厚度應為工件厚度加上焊縫余高。 6.3.5.1 探頭移動區(qū)寬度 6.3.5.1.1 探頭移動區(qū)寬度應能滿足檢測到整個檢測區(qū)。見圖 17。6.3.5.1.2 采用一次反射法檢測時，探頭移動區(qū)寬度應大于或等于 1.25P

20、（L1.25P=2.5TK， L1.25P=2.5Ttan）6.6.5.1.3 采用直射法檢測時，探頭移動區(qū)寬度應大于或等于0.75P（L0.75P=1.5TK ，L0.75P=1.5Ttan）。 、檢測面應清除油漆、焊接飛濺、鐵屑、油垢及其他異物， 以免影響聲波耦合和缺陷判斷。檢測面應平整，檢測面與探頭楔塊面 或保護膜間的間隙不應大于 0.5mm，其表面粗糙度 Ra 值應小于或等 于 25m。檢測面一般應進行打磨。 2）、耦合劑的選擇、常用耦合劑機油、變壓器油、化學漿糊、纖維素。、工作量較小，質(zhì)量要求較高時可用甘油。、自動檢測：水。3）、探頭頻率和K值的選擇、頻率選擇：2.55.0MHz、斜

21、探頭的K值（角度）選取參照下表規(guī)定。條件允許時，應盡量采用較大K值探頭。3、標準和對比試塊 1）、標準試塊CSK-A（測入射點、K值、調(diào)節(jié)掃描速度） 2）、對比試塊CSK-A （制作距離波幅曲線，調(diào)靈敏度及評定缺陷）CSK-A （制作距離波幅曲線，調(diào)靈敏度及評定缺陷）4、 超聲儀掃描速度的調(diào)節(jié) 1）、水平法（CSK-A試塊） 計算R50和R100聲程對應的水平距離 把L1和L2調(diào)到水平刻度的相應位置。 2）、深度法（CSK-A試塊） 計算R50和R100聲程對應的深度距離 把h1和h2調(diào)到水平刻度相應位置。 5、 距離波幅曲線和靈敏度調(diào)節(jié) 1）、距離波幅曲線 、距波曲線的組成 三線：評定線（E

22、L線）、定量線 （SL線）、判廢線（RL線） 三區(qū)： 區(qū)：評定線與定量線之間區(qū)域（包括評定線） 區(qū)：定量線與判廢線之間（包括定量線） 區(qū)：判廢線以上（包括判廢線） 、距離波幅曲線的用途 調(diào)節(jié)檢測靈敏度 評定缺陷 2）距離波幅曲線靈敏度的選擇 、T6200mm T>200500mm3）、距離波幅曲線的繪制和應用 、距離波幅曲線的繪制 距波曲線在橫孔對比試塊（如CSKA、CSKA）等上實測繪制。先繪制參考線（2、6 等），再按距波曲線靈敏度繪制三條線。 面板曲線繪制：面板曲線只繪制參考線（2 ×40等），工件較薄時，可用同一靈敏度繪制，工件厚度較大，示波屏上繪不下時，可分段繪制，不同厚度段用用不同的靈敏度，不同深度的缺陷按各段曲線靈敏檢測和評定。 、距波曲線的應用 調(diào)節(jié)基準靈敏度 按最大聲程處評定線對應的波幅值調(diào)節(jié)基準靈敏度。 利用距波曲線評定缺陷級別波幅位于區(qū)以下的非裂紋類缺陷均有為級；波幅位于區(qū)的缺陷均為級；波幅位于區(qū)、區(qū)的缺陷