ch.03超声波检测的基本问题

超声波检测基础知识简介超声波检测通常是指通过声波的反射、散射等物理现象对实物进行检测和分析的一种非破坏性检测技术。

超声波具有频率高、穿透力强、灵敏度高、特性稳定等优点，被广泛应用于工业、医学、环保等领域中。

超声波的基本原理超声波是指频率大于20kHz的声波。

超声波在物质中传播的速度受到物质密度、弹性模量和泊松比等因素的影响。

当超声波遇到物体表面或内部结构发生反射或散射时，会在探头中产生电信号，通过信号处理和分析，就可以获得物体的内部结构信息。

超声波探测技术超声波探测系统主要包含以下三个部分：超声发生器、超声探头和信号分析仪。

超声发生器负责产生超声波信号，超声探头负责将超声波信号传递到被测物体中，信号分析仪负责对超声波信号进行处理和分析。

超声波探测技术可以分为接触式和非接触式两种方式。

接触式超声波探测需要将超声探头直接贴附于被测物体表面，适用于对表面缺陷进行检测。

非接触式超声波探测通过传播空气中的超声波来检测物体内部结构，适用于一些特殊要求的场合。

超声波检测应用领域超声波检测技术被广泛应用于工业、医学、环保等领域。

在工业领域中，超声波检测技术可以用于检测金属、非金属材料的缺陷、变形等情况，被广泛应用于航空、汽车、管道等领域。

在医学领域中，超声波检测技术可以用于对人体内部组织器官进行检测和诊断，被广泛应用于心脏、腹部、肝脏等区域。

在环保领域中，超声波检测技术可以用于对大气、水等环境因素进行监测和分析。

超声波检测的优缺点超声波检测技术具有频率高、分辨率高、不破坏被测物体等优点。

同时，超声波检测技术也存在检测深度限制、检测结果易受表面状态影响等缺点。

因此，在选择超声波检测技术时，需要综合考虑其优缺点和适用场合。

超声波检测技术是一种非破坏性检测技术，具有广泛的应用领域和优点。

未来，随着科技的不断发展，超声波检测技术将会发挥更加重要的作用，为人们的生产生活带来更多的便利和贡献。

超声波检测的基本原理
超声波检测是一种常用的非破坏性检测方法，它利用超声波在材料中传播的特性，来检测材料的内部缺陷、结构和性能。

超声波检测的基本原理是利用超声波在材料中传播的速度和衰减特性来获取材料的信息。

下面将介绍超声波检测的基本原理。

首先，超声波是一种机械波，它的频率高于人耳能够听到的范围，通常在
20kHz以上。

超声波在材料中传播时，会发生折射、反射、透射和散射等现象，这些现象可以被用来检测材料的内部结构和缺陷。

其次，超声波在材料中传播的速度是与材料的密度和弹性模量有关的。

对于均匀材料来说，超声波的传播速度是一个常数，但对于非均匀材料或含有缺陷的材料来说，超声波的传播速度会发生变化。

通过测量超声波的传播时间和距离，可以计算出材料的厚度、密度和弹性模量等参数。

另外，超声波在材料中传播时会发生衰减，衰减的程度取决于材料的吸收、散射和多次反射等因素。

通过测量超声波的衰减情况，可以判断材料的质量和内部结构是否正常。

最后，超声波检测通常分为脉冲回波法和超声波传播时间法两种。

脉冲回波法是利用超声波在材料中传播时发生的反射来检测材料的内部缺陷和界面；超声波传播时间法是利用超声波在材料中传播的时间来计算材料的厚度和速度。

总的来说，超声波检测的基本原理是利用超声波在材料中传播的速度和衰减特性来获取材料的内部信息。

通过测量超声波的传播时间、距离和衰减情况，可以判断材料的质量、结构和性能是否符合要求。

超声波检测具有非破坏性、高灵敏度和高分辨率的优点，因此在工业领域得到了广泛的应用。

《超声波检测技术基础知识概述》一、基本概念超声波检测技术是一种利用超声波在材料中传播的特性来检测材料内部缺陷、测量材料厚度、确定材料性质等的无损检测方法。

超声波是指频率高于 20kHz 的机械波，其在不同材料中的传播速度、衰减程度和反射特性各不相同，这些特性为超声波检测提供了基础。

超声波检测主要涉及到超声波的发射、传播和接收。

通常使用超声波探头作为发射和接收超声波的装置。

探头中的压电晶体在电信号的激励下产生超声波，并将接收到的超声波信号转换为电信号，以供后续分析处理。

二、核心理论1. 超声波的传播特性- 超声波在均匀介质中沿直线传播，其传播速度取决于介质的弹性模量和密度。

不同材料中的传播速度差异较大，例如在钢中的传播速度约为 5900m/s，在水中的传播速度约为 1480m/s。

- 超声波在传播过程中会发生衰减，衰减的原因主要包括散射、吸收和扩散等。

散射是由于材料中的不均匀性引起的，吸收是由于材料对超声波能量的吸收，扩散则是由于超声波在传播过程中的扩散效应。

- 当超声波遇到不同介质的界面时，会发生反射、折射和透射等现象。

反射波的强度取决于界面两侧介质的声阻抗差异，声阻抗差异越大，反射波越强。

2. 超声波检测原理- 脉冲反射法：通过发射短脉冲超声波，当超声波遇到缺陷或界面时，会产生反射波。

根据反射波的到达时间、幅度和波形等信息，可以确定缺陷的位置、大小和性质。

- 穿透法：将超声波发射探头和接收探头分别放置在被检测材料的两侧，通过检测透射超声波的强度和波形变化，来判断材料内部是否存在缺陷。

- 共振法：利用超声波在被检测材料中产生共振的原理，通过测量共振频率和共振幅度等参数，来确定材料的厚度、弹性模量等性质。

三、发展历程超声波检测技术的发展可以追溯到 19 世纪末期。

当时，人们开始研究超声波的特性和应用。

20 世纪初期，超声波检测技术开始应用于工业领域，主要用于检测金属材料的内部缺陷。

在第二次世界大战期间，超声波检测技术得到了快速发展，被广泛应用于军事工业中，如检测飞机、舰艇等装备的零部件。

超声波检测分析报告一、引言二、实验方法本次超声波检测采用了脉冲回波法。

首先，超声波发射器将超声波信号发送到被测材料中，经过材料内部的传播、散射、反射等过程后，由接收器接收并转化为电信号。

通过计算信号的传播时间和振幅变化，我们能够判断材料中的缺陷类型、位置和大小。

三、检测结果根据超声波检测报告，被测材料中存在以下缺陷：1.缺陷1：位置为材料表面，形状为圆形，直径约为10毫米，深度为5毫米。

根据缺陷的大小和位置，推断该缺陷可能是由于材料表面的磨损或冲击引起。

2.缺陷2：位置为材料内部，形状为长条形，长度约为30毫米，宽度约为5毫米，深度为10毫米。

根据缺陷的形状和位置，推断该缺陷可能是由于材料内部的裂纹引起。

四、缺陷评估和解释1.缺陷1的评估：由于该缺陷位于材料表面，形状为圆形且深度较小，对材料内部的强度和性能影响较小。

可能是由于材料表面的磨损或冲击引起，建议对材料进行表面修复或保护，以防止进一步扩大和损坏。

2.缺陷2的评估：该缺陷位于材料内部，形状为长条形，长度较大且深度较深，对材料内部的强度和性能有一定的影响。

推测该缺陷可能是由于材料内部的裂纹引起，建议对材料进行进一步的检测和评估，以确定裂纹的性质和扩展情况，并采取相应的修复措施。

五、结论通过超声波检测分析，我们发现被测材料中存在两处缺陷，分别为表面破损和内部裂纹。

对于表面破损，建议进行修复和保护，以避免进一步损坏；对于内部裂纹，建议进行进一步的评估和修复，以确保材料的安全和性能。

六、建议1.进一步的检测和评估：对于内部裂纹，建议进行进一步的超声波检测和材料力学性能测试，以了解裂纹的性质、扩展情况和对材料性能的影响程度。

2.修复措施：根据对材料缺陷的评估和分析结果，制定相应的修复措施，并确保修复后的材料达到预期的强度和性能要求。

3.定期检测和维护：超声波检测是一种非破坏性的检测方法，可以用于材料的定期检测和维护，及时发现和修复材料中的缺陷，以确保材料的安全和可靠性。

选自特种设备无损检测教材《超声波检测》配套《题库（2019版》主编：强天鹏。

第七章三、问答题7.1 焊缝中常见缺陷有哪几种?各是怎样形成的?7.2 焊缝超声波探伤中，为什么常采用横波探伤?7.3 横波探伤焊缝时，选择探头K值应依据哪些原则?7.4 焊缝探伤时，斜探头的基本扫查方式有哪些，各有什么主要作用?7.5 焊缝探伤中，如何测定缺陷在焊缝中的位置?7.6 焊缝探伤中，测定缺陷指示长度的方法有哪几种?各适用于什么情况?7.7 试简要说明焊缝中常见缺陷回波的特点。

7.8 焊缝探伤中，常见的伪缺陷波有哪几种?7.9 为什么测定探头的K值必须在2N以外进行?7.10 焊缝探伤中，如何选择探头的频率、晶片尺寸和耦合剂?7.11 试说明堆焊层中常见缺陷、晶体结构特点和常用探伤方法。

7.12 试说明奥氏体不锈钢焊缝的组织特点、探伤困难所在和目前所采用的探伤方法。

问答题参考答案7.1答：焊缝中常见的缺陷有气孔、夹渣、未焊透、未熔合和裂纹等。

1）气孔是在焊接过程中焊接熔池高温时吸收过量气体或冶金反应产生的气体，在冷却凝固之前来不及逸出而残留在焊缝金属内所形成的空穴。

形成的主要原因是焊条或焊剂在焊前未烘干，焊件表面污物清理不干净等。

2）未焊透是指焊接接头根部母材未完全熔透的现象。

产生的主要原因是焊接电流过小，运条速度太快或焊接规范不当等。

3）未熔合指填充金属与母材或填充金属与填充金属之间没有熔合在一起。

产生未熔合的主要原因是坡口不干净，运条速度太快，焊接电流太小，焊条角度不当等。

4）夹渣：指焊后残留在焊缝金属内的熔渣或非金属夹杂物。

产生夹渣的主要原因是焊接电流过小，焊接速度过快，清理不干净，致使熔渣或非金属夹杂物来不及浮起而形成的。

5）裂纹：指在焊接过程中或焊后，在焊缝或母材的热影响区局部破裂的缝隙。

裂纹按成因可分为热裂纹、冷裂纹和再热裂纹。

热裂纹是由于焊接工艺不当在施焊时产生的；冷裂纹是由于焊接应力过大，焊条焊剂中含氢量过高或焊件刚性差异过大造成的，常在焊件冷却到一定温度后才产生，因此又称延迟裂纹；再热裂纹一般是焊件在焊后再次加热(消除应力热处理或其它加热过程)而产生的裂纹。

超声波测厚仪常见问题解决测厚仪常见问题解决方法超声波测厚仪常见问题解决测量前应清除被测物体表面全部的灰尘、污垢及锈蚀物，铲除油漆等复盖物。

过份粗糙的表面会引起测量误差，甚至仪器无读数。

测量前应尽量使被测材料表面光滑，可使用磨、抛、锉等方法使其光滑。

还可使用高粘度耦合剂。

测量圆柱型材料，如管子、油桶等，选择探头轴线与被测材料轴线相交时为较好情况。

简单地说，将探头与被测材料耦合，然后围绕被测物轴线转动探头或者垂直于被测物轴线平行移动探头，使探头延迟块的中线与被测物接触，选择稳定的读数，作为材料的精准厚度。

对于不同直径的被测物选用不同的延迟块对测量会有帮忙的。

可以在被测物表面蒙上一块细砂纸，然后前后移动探头，会很简单就把在探头延迟块前端磨出圆弧。

为了得到一个令人充分的超声响应，被测材料的另一表面必需与被测面平行或同轴，否则将引起测量误差或根本无读数显示。

材料的厚度与超声波传播速度均受温度的影响，若对测量精度要求较高时，可接受试块对比法，即用相同材料的试块在相同温度条件进行测量，并求得温度补偿系数，用此系数修正被测工件的实测值。

对于一些如纤维、多孔、粗粒子材料，它们会造成超声波的大量散射和能量衰减，以致显现反常的读数甚至无读数，在这种情况下，则说明该材料不适于用此测厚仪测试。

对不同材料在不同条件下进行精准明确测量，校准试块的材料越接近于被测材料，测量就越精准明确。

理想的参考试块将是一组被测材料的不同厚度的试块，试块能供应仪器补偿校正因素。

为了充分最大精度测量的要求，一套参考试块将是很紧要的。

在大部分情况下，只要使用一个参考试块就能得到令人充分的测量精度，这个试块应具有与被测材料相同的材质和相近的厚度。

取均匀被测材料用千分尺测量后就能作为一个试块。

对于薄材料，在它的厚度接近于探头测量下限时，可用试块来确定精准的低限。

不要测量低于下限厚度的材料。

假如一个厚度范围是可以估量的，那么试块的厚度应选上限值。

当被测材料较厚时，特别是内部结构较为多而杂的合金等，应在一组试块中选择一个接近被测材料的，以便于把握校准。

各位超声检测朋友大家好！我主要从事超声检测仪器、探头与试块以及检测方法的研究，具有近10年左右的Ⅱ、Ⅲ级人员培训经验。

针对目前超声检测存在的问题，有些想法与观点想与各位朋友进行探讨。

由于是个人观点，不一定正确，望各位包涵！使用超声波检测任何一种工件，首先要建立起由超声波检测仪，超声波探头及试块构成的超声波检测系统。

检测系统构建的是否合理，关键在于是否能够在检测之前完成扫描基线校准、是否能够对所用探头进行技术指标测试、是否能够确定检测范围、是否能够确定检测灵敏度。

特种设备涉及到的钢板、钢管、锻件与焊缝等类型工件中，还有相当一部分由于无法构建起完整的超声波检测系统，而无法实现真正意义的超声波检测。

无法正确构建起完整的超声波检测系统的原因是：1.部分超声波原理或定义，并没有在实际检测过程中得到正确应用。

2.多数型号的数字式超声波检测仪，虽然实现了由模拟式向数字式的转化，也仅仅是实现了数据存储，自动定量与定位，小型化等问题，数字式超声波检测仪的强大技术性能并没有得到充分发挥。

3.检测仪器的技术指标与技术性能，超声波探头的制作原理，超声波探头种类的选择依据与应用规则，不同类型试块的定义与使用方法等基本概念模糊。

4.超声波检测的基本步骤与方法不明确。

为了证明上述问题的存在，编制了190道问答题。

目的是大家通过对这些题的讨论，对超声检测方法有一个重新认识的过程，也是大家共同提高的过程。

我个人认为，超声检测教材是多人共同编写，难免存在不完善之处。

但就现在教材包含的内容，我们三级人员也不应该是现在这种技术状态！依据多年的培训经验，我觉得我们Ⅲ级人员解决问题的能力，也就达到了50%左、右的水平！我们培训的Ⅱ级人员也就达到了30%左、右的水平！我的个人观点，一定会有很多Ⅲ级人员不认同，那就请各位回答一下这190道题来验证一下。

讨论之前给大家举几个例子，大家想想看是否有道理。

1.超声波是由机械振动产生的，振动必须有力的存在，这个力是如何产生的？称作什么力？如果连超声波怎么来的都不清楚，我们还研究什么超声波？2.横波近场长度、端角反射、聚焦声场、纵波倾斜入射、折射定律、薄层介质、纵波AVG曲线、介质散射衰减系数、频率对检测的影响、检测灵敏度与波长的关系、检测区、探头移动区等等理论，教材中都已经涉及到了，但是上述理论在实际检测过程中是否分别得到了正确应用？3.现用教材焊缝检测部分是写的最完善的部分，但是探头移动区计算公式1.25P,斜探头K值选择公式都出现了错误，我们这些Ⅲ级人员不是也用了几十年吗？4.标准要求检测人员在不同的时间段，要对仪器的垂直线性、水平线性、灵敏度余量、动态范围、信噪比、衰减器精度等项重要技术指标进行检验。

无损检测技术运用中常见问题解答无损检测技术是一种在不破坏测试对象的情况下，通过检测器件的内部缺陷、变形、性能以及其他关键特征的方法。

它被广泛应用于航空航天、汽车制造、石油化工、电力设备和建筑结构等领域。

然而，在无损检测技术的运用中，常会遇到一些常见问题。

本文将针对无损检测技术运用中的常见问题进行解答，帮助读者更好地理解和应用该技术。

问题一：无损检测技术有哪些方法？无损检测技术主要包括以下几种方法：1.超声波检测（UT）：利用超声波在材料中传播、反射和散射的特性，检测材料内部的缺陷或界面。

2.射线检测（RT）：利用X射线、γ射线或中子射线等辐射射线穿透材料，检测材料中的缺陷、裂纹等。

3.磁粉检测（MT）：利用磁场和磁粉颗粒来检测材料中的磁性缺陷。

4.涡流检测（ET）：通过将交变电流引入导体中产生涡流，利用涡流和感应电磁场之间的关系来检测缺陷。

5.磁记忆检测（MMD）：利用材料自身的磁性来检测材料中的缺陷或变形。

问题二：无损检测技术适用于哪些材料？无损检测技术适用于包括金属、陶瓷、复合材料、玻璃、橡胶等在内的各种材料。

问题三：无损检测技术能够检测哪些缺陷？无损检测技术能够检测包括裂纹、夹杂物、孔隙、疲劳损伤、变形、脆性断裂等在内的各种缺陷。

问题四：无损检测技术的优势是什么？无损检测技术具有以下几个优势：1.非破坏性：无损检测技术能够在不破坏测试对象的情况下进行检测，保护被测对象的完整性。

2.快速高效：与传统的破坏性检测方法相比，无损检测技术能够快速、准确地检测出缺陷，并且不会影响被测材料的生产进度。

3.全面性：无损检测技术可以全面、综合地评估被测对象的质量，不仅可以检测出表面缺陷，还可以探测到内部缺陷。

4.可重复性：无损检测技术可以在不同时间、不同环境下重复进行检测，保证检测结果的一致性。

问题五：无损检测技术有哪些局限性？尽管无损检测技术具有很多优势，但也存在一些局限性：1.技术要求高：无损检测技术对操作人员的技术要求比较高，需要经过专门的培训和认证才能进行操作。