“超声检测技术”实验指导书（讲义）

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1 无损检测技术方向本科专业 超声检测技术 实验指导书 夏纪真编著 修订版 1

2 目录前言教学大纲实验 1 超声检测仪性能检测实验 2 超声探头性能检测实验 3 超声检测系统工作性能测试实验 4 锻件的超声波检测实验 5 铸件的超声波检测实验 6 焊缝的超声波检测实验 7 中厚板材的超声波检测实验 8 棒材的超声波检测实验 9 管材的超声波检测实验 10 超声波相控阵检测技术 ( 演示 ) 实验 11 超声 TOFD 检测方法演示 ( 演示 ) 实验 12 材料超声波速度的测定与超声测厚仪使用附 : CTS-22 型模拟式超声探伤仪操作范例 CTS-1002 型数字超声探伤仪操作范例 CTS-400 型数字超声测厚仪操作范例 CTS-9006 型超声波探伤仪操作要点 CTS-30 B 型数字超声测厚仪操作要点附 : 实验报告表格 : 实验 1 超声检测仪性能检测实验报告实验 2 超声探头性能检测实验报告实验 3 超声检测系统工作性能测试实验报告实验 4 锻件超声波检测实验报告实验 5 铸件超声波检测实验报告实验 6 焊缝超声波检测实验报告实验 7 中厚钢板超声波检测实验报告实验 8 棒材超声波检测实验报告实验 9 无缝钢管超声波检测实验报告实验 12 材料超声波速度的测定与超声测厚仪使用的实验报告 前言本讲义专为无损检测技术方向本科专业的学生编写, 用于配合 超声检测技术 理论课程教学, 已经过北京理工大学珠海学院 应用物理 ( 无损检测方向 ) 级四届学生的教学实践, 现重新整理修订而成 本讲义计划实验课时为 48 学时, 要求人手一机开展实验 附上教学大纲以便供教师参考 夏纪真 2019 年 9 月 超声检测技术实验 教学大纲修订日期 : 课程编号 :XXXXXX 课程名称 : 超声检测技术实验 Experiment of Ultrasonic testing 2

3 学分 : 3 学时 : 48 ( 其中理论学时 : 0 ) 课程类别 : 专业教育 课程归属 :XXXXXX 学院 授课学期 : 第五学期 授课对象 : 无损检测技术方向本科专业的三年级学生 先修课程 : 超声检测技术 课程简介 : 结合 超声检测技术 课程的课堂讲授进行多项实验, 使学生掌握超声检测设备 器材的使用与性能测试 技能, 掌握基本工业产品超声检测的方法 工艺, 以适应动手能力的培养和毕业后从事超声检测技术工作 所必须的基本与实践技能 预期教学目标 : 通过实验课使学生能基本掌握常规工业射线检测技术必须的工艺知识和操作技能 预期学习成果 : 1) 掌握工业超声无损检测技术的基本检测工艺 ; 2) 了解工业超声无损检测技术的仪器设备器材 ; 3) 了解锻件 铸件 焊缝 管材等常见工业产品的超声检测基本工艺 教学模式 : 实验操作 实验课程教学内容及学时分配 : 序号 实验项目名称 课时 备注 1 超声检测仪性能检测 6 重点 : 垂直线性与水平线性测定难点 : 操作技巧与精确度 2 超声探头性能检测 3 重点 : 回波频率 探头前沿 K 值测定难点 : 操作技巧与精确度 3 超声检测系统工作性能测试 6 重点 : 灵敏度余量 分辨力 距离波幅曲线测定难点 : 操作技巧与精确度 4 锻件的超声波检测 3 5 铸件的超声波检测 3 6 焊缝的超声波检测 6 重点 : 检测步骤 7 中厚钢板的超声波检测 3 难点 : 缺陷定位 定量评定 8 棒材的超声波检测 3 9 管材的超声波检测 3 10 相控阵超声检测技术 ( 演示 ) 3 重点 : 操作程序 11 超声 TOFD 检测方法 ( 演示 ) 3 难点 : 图形理解 12 材料超声波速度的测定重点 : 检测步骤 3 超声测厚仪使用难点 : 操作技巧与精确度, 超声测厚仪的零点校准 考核形式 : 操作与实验报告结合 考核模式 : 过程考核模式 成绩评定办法 : 总评成绩 : 每个实验项目的实验报告以百分制记录成绩 以各项目实验报告的平均分作为总评成绩 补考办法 : 总评成绩等级为 不及格 的学生, 必须重修实验课 可以下一年在教务系统中自行选课, 然 后自选时间到实验室做实验 ( 跟随下一年级的学生 ), 并将实验报告交给指导老师 重修所有的实验项目 之后能够而且仅能够获得 及格 等级的成绩 教科书 参考书 : [1] 夏纪真, 超声检测技术实验指导书, 自编讲义 [2] 夏纪真, 工业无损检测技术 ( 超声检测 ), 中山大学出版社 2017 年 1 月第 1 版, 书号 :ISBN , 3

4 实验 1 超声检测仪性能检测目的 : 学习超声检测仪主要性能参数的检测方法器材 : CTS-22 型模拟式超声波探伤仪 CTS-1002 型数字式超声波探伤仪 CTS-9006 型数字式超声波探伤仪 2.5P14 2.5P20 5P14 直探头均可 CSK-IA IIA IIIA 试块,CS-1 试块, 台阶试块,BH-50 试块机油 ( 耦合剂 ) ( 一 ) 超声探伤仪水平线性 ( 时基线性 ) 的测定使用直探头稳定耦合在具有上下表面平行并有适当厚度 ( 按探伤仪探测范围选择 ) 的平面试块上, 保持一定的接触压力 1.CTS-22 型模拟式超声探伤仪 : 测试时, 对于 CTS-22 型超声探伤仪需要应用 衰减器 水平 深度 ( 粗调与细调 ) 旋钮, 通过调节 水平 深度 ( 粗调与细调 ) 旋钮, 使屏幕上显示所需的底波次数 (1)5 次底波法在相同回波幅度 ( 如 50%FSH) 下使第 1 次底波 B1 前沿对准水平刻度的 20, 第 5 次底波 B5 前沿对准水平刻度 100, 并在相同回波幅度 (50%FSH) 下读取 B2 B3 B4 前沿各自偏离 刻度的偏差值填入表 1-1, 取最大偏差值 Δmax 的绝对值按下式计算水平线性误差 :Δ=[ Δmax /0.8L] 100%, 式中 :L 为水平刻度线全长, 单位 mm 或刻度 图 1-1 例 : 在 B1 前沿对准水平刻度的 20,B5 前沿对准水平刻度 100 后, 发现 B2 B3 B4 前沿分别对应在水平刻度线的 , 则最大偏差是在 B3 处,Δmax=58-60=-2, 水平刻度线全长 L=100, 则 : Δ=[ Δmax /0.8L] 100% =2/80=2.5% L 为水平刻度线全长 注意 : 当回波幅度不同时, 其脉冲包络的宽度是有差异的, 为了保持时间上的等距点准确性, 在测定水平线性误差时, 必须在相同幅度条件下读数 表 次底波法记录表 底波次数 B1 B2 B3 B4 B5 水平刻度标定值 mm 实际读数 mm 偏差 mm 0 0 (2)6 次底波法 在相同回波幅度 ( 如 50%FSH) 下使第 1 次底波 B1 前沿对准水平刻度的 0, 第 6 次底波 B6 前沿对 准水平刻度 100, 并在相同回波幅度 (50%FSH) 下读取 B2 B3 B4 B5 前沿各自偏离 刻度的偏差值填入表 1-2, 取最大偏差值 Δmax 的绝对值按下式计算水平线性误差 :Δ=[ Δmax /L] 100%(L 为水平刻度线全长 ) 表 次底波法记录表 底波次数 B1 B2 B3 B4 B5 B6 水平刻度标定值 mm 实际读数 mm 偏差 mm 0 0 除了 5 次 6 次还有 10 次和 11 次底波法测量水平线性, 如图 1-2 所示 在实际应用中一般采用 6 次 底波法已能满足测试要求 10 次底波法和 11 次底波法因常伴有较多的干扰波出现, 影响准确读数, 故较 少采用 注意 : 测试水平线性时, 为了保证所有探测范围的水平线性都能校验, 最好能按仪器的探测范围多取 几种厚度的试块分别测试, 最后取最大水平线性误差来反映仪器性能 例如对深度粗调分档为

5 和 1000mm 的探测范围, 则可以分别用厚度 15~20 25~30 100mm 厚的试块进行测试 此外也可以使 用 BH-50 标准探头 ( 自带探头, 厚度 50mm 的铝试块 ) 测定水平线性误差 图 1-2 利用多次底波测定超声波仪器的水平线性 2. 数字式超声探伤仪 : 数字式超声探伤仪的水平线性误差一般都小于 ±0.5%, 仅凭肉眼按模拟式仪器的方法是看不出来的, 因此不必从刻度板上读取偏差值, 在测定所用直探头的声速和延迟的条件下, 使闸门放在第 5 次底波上, 仪器屏幕应显示 5 倍的被检试块厚度值, 然后逐次将闸门移到各对应底波上读取厚度值, 取最大偏差除以 对应的试块厚度得到百分比即可 另一种方法是不用测定所用直探头的声速和延迟, 将闸门放在第 5 次底波上, 通过声速调整使屏幕显 示声程距离与被测厚度的 5 倍相对应, 然后逐次将闸门移到各对应底波上读取厚度值, 取最大偏差除以对 应的工件厚度得到百分比即可 ( 二 ) 超声探伤仪垂直线性的测定 1. 衰减器分贝法 将直探头平稳耦合在 CS-1 试块上, 保持一定的接触压力, 如图 1-3 所示 移动探头位置找到平底孔最大回波, 固定探头不动并保持耦 合稳定, 调节仪器增益使该回波高度恰好为 100%FSH, 此时衰减器或 增益应至少留有 30dB 的调节余量, 探伤仪的 抑制 与 深度补偿 应关闭 调节衰减器或增益, 依次将每衰减 2dB 时平底孔回波幅度的 百分数记入表 1-5, 直至 26dB 以上, 把实测值与理论波高值比较 ( 理 论值按 ΔdB=20lg[H100/HX] 计算 ), 取最大正偏差 Δ+ 与负偏差最大值 Δ- 之和作为垂直线性误差 :Δ=[ Δ+ + Δ- ](%FSH) 图 1-3 表 1-5 垂直线性误差测量比较表 衰减量 (db) 理论波高值 (%) 实测波高值 (%) 误差 (%)

6 考虑到仪器放大器的频带宽度和增益特性, 为了评价仪器在不同工作频率和不同距离条件下的垂直线性, 应变换探头和试块进行测试, 以得到不同频率 不同平底孔回波 ( 孔径 声程不同 ) 时的垂直线性情况 2. 简单评估法将直探头平稳耦合在 CS-1 试块或其他有人工反射体的试块上, 保持一定的接触压力, 移动探头位置找到人工反射体最大回波, 固定探头不动并保持耦合稳定, 调节仪器增益使该回波高度恰好为 100%FSH, 调节衰减器或增益, 每衰减 6dB 时人工反射体回波幅度应降低一半, 这里应该依次为 50% 25% 12.5%, 如果一开始为 80%FSH, 则应该依次为 40% 20% 10%, 得到这样的结果即可说明该仪器的垂直线性良好, 否则也同样取最大正偏差 Δ+ 与负偏差最大值 Δ- 之和作为简单评估的垂直线性误差 : Δ=[ Δ+ + Δ- ](%FSH) 注 : 也可以使用 BH-50 标准探头利用适当幅度的底波测定 ( 三 ) 超声探伤仪动态范围的测定测定方法的布置同垂直线性测定的布置 ( 图 1-3), 调节最大平底孔回波为 100%FSH, 调节衰减器或增益读取平底孔回波从 100%FSH 下降到 1%FSH( 或 1mm) 时所需要的衰减量或增益减小 db 值, 即为超声探伤仪在该探头给定工作频率下的动态范围 一般动态范围的测试可与垂直线性的测定同时进行, 一般要求大于 30dB ( 四 ) 超声探伤仪电噪声的测定在超声探伤仪空载 ( 不接探头 ) 的情况下, 将超声探伤仪灵敏度开至最大, 包括 增益 最大, 发射强度 最大, 衰减器 为零, 抑制 关闭, 深度粗调 最大, 重复频率 最低... 等, 且仪器周围应无高频或强磁场干扰, 在此条件下读取水平扫描线上电噪声平均幅度在垂直刻度上的百分数 ( 波高 ) 作为电噪声电平 一般要求不大于 10%FSH 注意 : 目前的数字式超声探伤仪的名义最大增益一般均为 110dB, 实际上按此方法测定时, 其电噪声远远超过 10%FSH, 甚至达到满幅, 说明其实际检测时的有效增益其实达不到 110dB, 此时应以电噪声电平不超过 10%FSH 的最大增益作为可用于实际检测的有效增益 ( 五 ) 超声探伤仪衰减器精度的测定本测定方法适用于衰减器型的 CTS-22 型模拟式超声波探伤仪, 测定布置如垂直线性测定中的图 1-3 所示, 首先使衰减器置 零 db, 调节 微调增益 使最大平底孔回波为 100%FSH, 调节衰减器以 1dB ( 或 2dB) 增量增加到 21( 或 22)dB, 把每次衰减降低后的回波高度记入表 1-6 的 HA 栏, 再使衰减器置 10 db, 重新调节 微调增益, 使最大平底孔回波仍为 100%FSH, 同样调节衰减器以 1dB( 或 2dB) 增量增加到 31( 或 32)dB, 把每次衰减后的回波高度记入下表 HB 栏 HA 对 HB 波高相差 db 值按下式计算 : Δ=20lg(HA/HB)(dB) 衰减器精度的常用表示方法 : 1. 以 1dB 表示 : 将 0-21(10-31)dB 各次测定误差 db 绝对值之和除以 22, 得出平均每 db 误差的正负 (±) 值 ; 2. 以 2dB 表示 : 将 0-22(10-32)dB 各双数 db 衰减测定的误差 db 绝对值之和除以 12, 得出平均每 2dB 误差的正负 (±) 值 ; 3. 以 12dB 表示 : 将 12(22)dB 测定的误差值作为每 12dB 误差的正负 (±) 值 4. 以 20dB 表示 : 在任何连续 20dB 跨度内或整个范围内 ( 取较小者 ), 细调衰减器的累积误差 5. 以 60dB 表示 : 在任何连续 60dB 跨度内或整个范围内 ( 取较小者 ), 粗调衰减器的累积误差 表 1-6 超声探伤仪衰减器精度的测定 6

7 衰减量 db 理论波高值实测 HA 值实测 HB 值 HA 对 HB 波高 (% 满刻度 ) (% 满刻度 ) (% 满刻度 ) 相差 db 值 0(10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) (21) (22) (23) (24) (25) (26) (27) (28) (29) (30) (31) (32) 7.9 ( 六 ) 超声探伤仪接收放大器阻塞范围的测定 把直探头平稳耦合在平面阶梯试块的最大厚度 48mm 处, 如 图 1-4 所示, 调节仪器增益, 使第一次底波 B1 高度达到 80%FSH, 然后在灵敏度不变的情况下, 在试块上移动探头, 由厚至薄, 逐 台阶测量 B1 幅度, 直至该回波幅度下降到 70%FSH 时的最小阶梯 厚度, 即定义为仪器在此探测灵敏度下的接收放大器阻塞范围 ( 七 ) 填写实验报告 : 图 1-4 要求 : 每人都要将三种型号仪器各操作一遍 见附录表格 实验 1 超声检测仪性能检测实验报告, 填写 电子版实验报告 要求使用 word 格式 实验 2 超声探头性能检测目的 : 学习超声探头主要性能参数的检测方法器材 : 示波器 CTS-22 型模拟式超声波探伤仪 CTS-1002 型数字式超声波探伤仪 CTS-9006 型数字式超声波探伤仪直探头 横波斜探头 组合双晶直探头 CSK-IA IIA IIIA 试块,CS-1 试块,IIW2 试块, 台阶试块机油 ( 耦合剂 ) ( 一 ) 超声探头回波频率的测定 7

8 1. 示波器法 ( 标准方法 ) 图 2-2 图 2-1 测量系统的连接如图 2-1 所示 超声探伤仪置 单探头 工作状态 ( 用于单直探头和单斜探头 ) 或 双探头 工作状态 ( 用于组合双晶探头 ) 超声探伤仪以单探头工作方式工作时, 发射 接收插座是连通的, 可以把发射插座接探头, 把接收插座与示波器输入端用同轴电缆连接起来, 使回波信号进入超声探伤仪的同时也进入示波器 使探头朝向某试块底面或某反射体 ( 如直探头可用平面试块底面, 斜探头可用半圆试块的圆弧面或 CSK-1A 试块的 R100 圆弧面, 或 IIW2 试块的 R50 圆弧面等 ), 找到其最大回波, 保持声耦合稳定, 在示波器上观察回波的扩展波形 ( 射频显示, 如图 2-2 所示 ) 示波器屏面上的扫描线预先按微秒时间校正, 然后在示波屏上以该回波波形的峰值点 P 为基准, 读取前一周期和後两周期共计三个周期的时间 T3(μs), 则回波频率 :fe=3/t3(mhz), 当该波形无法读取三个周期时, 也可以读取峰值点前一个和后一个共计两个周期的时间 T2(μs), 则 fe=2/t2(mhz) 根据计算出的 fe 和探头标称频率 f0 可以计算回波频率误差 :Δf=[(fe-f0)/f0] 100% 一般对探头工作频率误差范围要求的规定是在 ±10% 以内, 而且还应当注意最好不要出现 双峰 的情况 注意 : 回波频率虽然主要决定于探头, 但也与超声探伤仪的发射电路 试块材料以及耦合条件等有关, 此外, 示波器的频带宽度也要足够宽才能满足测量需要 2. 试块法 ( 简易估算法 ) 根据平底孔与大平底面回波声压公式 : Δ=20lg(πXBΦ 2 /2λXf 2 )(db) 和 f=c/λ 或 λ=c/f 利用超声探伤仪和 CS-1 平底孔标准试块 直探头, 如图 2-3 所示 方法 : 把直探头平稳耦合在 CS-1 试块 ( 纵波声速约 5900m/s) 的探测面上, 找到 Φ2mm 平底孔的最大回波, 调整仪器增益使其达到 50%FSH, 然后向外移动探头找到没有平底孔波出现的第 1 次底波, 用衰减器或增益使该底波高度也达到 50% 满垂直刻度, 所需 db 值就是平底孔回波高度与试块底面回波高度相差分贝 (db) 值, 代入前面的公式求得波长, 再代入后式求得回波频率 ( 二 ) 探头声束轴线偏斜和偏斜的测定 1. 直探头声轴线偏移和偏斜的测定图 2-3 如图 2-4 所示, 将直探头平稳地耦合在 CSK-IA 试块的侧端面, 找到 Φ1.5mm 横通孔的最大回波, 稳住探头, 测量探头几何中心 ( 预先在探头外壳上用记号笔标注 ) 到试块边缘的距离,Φ1.5mm 横通孔中心到试块边缘的距离为 15mm, 如果被检直探头的中心到试块边缘的距离也是 15mm, 就说明该探头的声轴 8

9 线没有偏移 如果不是 15mm, 则说明该探头的声轴线可能存在偏移或偏斜 2. 斜探头声轴线偏移和偏斜的测定如图 2-5 所示, 将斜探头平稳地耦合在 CSK-IA 试块的大平面, 用钢板尺为模板使斜探头前端面与试块侧面保持垂直, 找到 Φ1.5mm 竖通孔的最大回波, 稳住探头, 测量斜探头前端面的中心标记到试块边缘的距离,Φ1.5mm 竖通孔中心到试块边缘的距离为 15mm, 如果被检斜探头前端面的中心标记到试块边缘的距离也是 15mm, 就说明该探头的声轴线没有偏移或偏斜 如果不是 15mm, 则说明该斜探头的声轴线可能存在偏移或偏斜 测定斜探头声轴线有无偏斜的方法也可以利用任何平面试块, 如图 2-6 所示, 将被测斜探头平稳地耦合在试块上, 使声束指向棱边, 对于 K 值 1 的探头, 声图 2-4 束经底面反射指向上棱角,K 值 >1 的探头, 声束指向下棱角, 前后移动和左右摆动探头, 使所测棱边端角回波幅度最高, 固定斜探头不动, 然后用量角器或其他适当方法测量斜探头几何中心声轴线与棱边法线的夹角 θ( 例如测量斜探头侧面与试块端面垂直线的夹角 θ), 即为声轴线偏斜角, 读数应精确到 0.5, 或者在斜探头侧面以入射点为端点 ( 由探头前沿长度确定 ), 用钢板尺测量该点到棱边的垂直距离 H 和沿探头侧面延伸到棱边的距离 S, 则声轴线偏斜角 θ=arccos(h/s) 图 2-5 图 2-6 应当注意 : 斜探头的声束扩散角较大时, 可能影响到最大回波的探测, 以致可能会产生较大的测量误差 ( 三 ) 超声探头声场形状 ( 声束特性 ) 的测量 1. 直探头的声束扩散角测量如图 2-7 所示, 利用 CSK-IA 试块上的 Φ1.5mm 横通孔或采用长横孔平面试块, 声程已知, 并且应至少大于两倍的探头近场长度 首先在待测探头外壳上至少取相隔 90 的四个等分方向作为参考点, 以便测量直探头声束横截面的均匀性 首先使探头以一个参考方向垂直于横孔轴线在探测面投影的位置, 找出回波最高时的探头几何中心至横孔中心在探测面上投影图 2-7 的垂直距离, 得到探头声轴线的中心偏移量 ( 这是声场形状指标之一, 偏移量为零时最佳, 否则说明探头的声轴线有倾斜而未与探头接触面垂直, 在探伤中会影响缺陷在探测面上投影位置判断的准确性 ) 然后横移探头至回波高度下降 6dB 时所对应的偏移距离, 于是可以根据几何三角形计算出该探头声束的 6dB 半扩散角, 同理也可以测定探头声束的 3dB 半扩散角或 20dB 半扩散角 然后, 再用同样方法测定其他参考点 ( 探头转动 90 ) 条件下的声轴线偏移以及半扩散角, 从而可以得出该探头声束横截面均匀性的评价 由于探头上的参考点是任意标定的, 所测出的声轴线偏移和声束半扩散角未必是最大值, 若对探头要求较高的话, 可在探头上多取几个方向的参考点进行测量 ( 例如相隔 45 ), 以求得实际的最大值和更完整的声束横截面形状 2. 斜探头的声束扩散角测量 (1) 斜探头声束纵截面上的扩散角特性 ( 在前后扫查时对缺陷定位有影响 ): 利用横通孔试块或 CSK-IA 试块的 Φ1.5mm 横通孔, 或者 Φ50mm 有机玻璃圆柱块, 反射体的深度已知, 将斜探头耦合在试块上前后移动, 如图 2-8(a) 所示, 找到反射体最大回波时, 可根据几何关系计算 9

10 得到折射声束轴线的折射角为 β0, 然后继续前移探头至回波下降 6dB 时, 即可计算出声束负 6dB 的声束下沿折射角 β1, 后移探头至回波高度经过最大点后下降 6dB, 则可计算出声束负 6dB 的声束上沿折射角 β2, 最后由 (β2-β0) 和 (β0-β1) 分别得到斜探头声束纵截面上的前后半扩散角, 我们可以发现, 由于晶片相对探测面倾斜放置, 斜楔内的入射声束决定了声束上沿与下沿的入射角不同 ( 在近场区内的声束是呈收敛的 ), 故此, 折射横波声束的纵截面并不是围绕声轴线对称的, 亦即 β1 β2, 这是必须注意的 (2) 斜探头声束横截面上的扩散角特性 ( 在左右扫查时对图 2-8 缺陷测长有影响 ): 利用 CSK-IA 试块厚度 25mm 平面上的 Φ1.5mm 柱孔, 将斜探头耦合在探测面上适当位置, 如图 2-8 (b) 所示 找到柱孔最大回波 ( 此时声轴线直射落在柱孔底部与底面交界处, 对于小折射角探头, 也可以通过一次反射投射到柱孔顶部与探测面交界处来获得最大回波 ), 以此位置作为基准零点, 左右移动探头 ( 注意应该是平行移动, 例如用钢板尺为模板使斜探头前端面与试块侧面保持垂直 ), 测出两个方向上反射回波下降 6dB 时相应的移动距离, 按几何关系计算得到声束的左右半扩散角, 一个好的斜探头其声束的左右半扩散角应当相等, 表明斜探头的声束横截面围绕声轴线是对称的 ( 四 ) 斜探头入射点 ( 探头前沿长度 ) 的测定斜探头中压电晶片发射的超声波束通过斜楔才能进入被检工件, 声束轴线通过斜楔底面的交点就是斜探头的入射点, 在实际检测应用中为方便起见, 也可以用入射点到探头前端面的距离 ( 前沿长度 探头前沿 ) 来表示 可以使用 CSK-IA 的 R100 或或 IIW2 的 R50 圆弧面, 或者有已知半径的半圆试块, 斜探头置试块上找到圆弧面的最大反射回波, 此时圆弧面的圆心对应斜楔上的点就是入射点, 而利用圆弧半径减去探头前端面到圆弧的距离就是斜探头的前沿长度, 如图 2-9 所示 在测定时, 为避免操作误差因素 ( 特别是查找最大回波时探图 2-9 头的正确位置 ), 应至少重复测试 2~3 遍, 然后取其平均值以保证准确性 ( 五 ) 斜探头的折射角或 K 值 ( 折射角正切值 ) 的测定利用横孔试块 CSK-IA IIW2 及其他适当形状并已知几何尺寸的试块, 均可用于测定斜探头的折射角或 K 值, 测定的方法基于几何三角关系, 如图 2-10 所示 在测定时, 应注意找到反射体的最大回波, 否则容易造成较大误差, 因此, 至少应重复测量 2~3 次, 取其平均值以保证准确性 此外, 反射体距斜探头入射点的声程应大于两倍近场长度, 以防止近场声压分布不均匀造成的测量误差 ( 六 ) 接触法平面直探头的保护膜检查目视检验接触法直探头的保护膜有无裂纹以及因使用磨损导致的高低偏斜 ( 保护膜外圈铜套磨损不均匀 ), 此外还应该用直尺和塞尺测量探头接触表面的平直度, 如果有间隙或者间隙较大, 说明探头接触表面的平直度不好, 其激发的声场形状参数也必然会有变化 ( 七 ) 接触法组合双晶直探头 ( 平接触面 ) 的串扰 ( 直通波 ) 组合双晶直探头的直通波来自耦合表面反射, 直通波有一定的宽度, 因此直通波幅度高的时候, 将影响检测的近表面分辨力, 必须控制在一定的幅度以下 测量方法 : 把超声仪器设置为 双探头 模式 ( 一发一收 ), 把组合双晶直探头的两根电缆连接到发射与接收插座 ( 注意有些组合双晶探头伤有标记注明对应发射与接收插座 ) 把探头耦合到适当厚度的参考试块上, 参考试块的尺寸应能使得到的底面回波处在探头的聚焦区以内 ( 组合双晶直探头的焦距附近 ) 调整该底面回波达到 80%FSH 并记录仪器衰减器或增益 db 值, 此时在显示屏上可看到来自耦合表面的回波即直通 10

11 波 增加增益直至直通波的幅度达到 80% 屏幕高度, 相对于第一次调整时的 db 值的差值表达为串扰, 差 值越大, 说明直通波的幅度越低, 这样的探头较好 图 2-10 ( 八 ) 撰写实验总结要求 : 每人都要将直探头 横波斜探头 组合双晶直探头各选一个并任选一种仪器操作一遍 ( 九 ) 填写实验报告 : 见附录表格 实验 2 超声探头性能检测实验报告, 填写电子版实验报告 要求使用 word 格式 实验 3 超声检测系统工作性能测试目的 : 学习超声检测系统工作性能测试方法器材 : CTS-22 型模拟式超声波探伤仪 CTS-1002 型数字式超声波探伤仪 CTS-9006 型数字式超声波探伤仪直探头 横波斜探头 CSK-IA IIA IIIA 试块,CS-1 试块,IIW2 试块, 台阶试块机油 ( 耦合剂 ) ( 一 ) 超声波探伤仪与直探头的探伤灵敏度余量测定仪器以 单探头 模式工作, 把连接仪器的直探头平稳耦合在 Φ2-200mm 钢制平底孔试块 (CS-1 试块 ) 探测面上找到平底孔最大回波, 仪器 增益 和 发射强度 置最大, 抑制 和 深度补偿 关闭, 脉冲重复频率 最低, 调整衰减器或增益使水平扫描线上的电噪声在 10%FSH 以下 ( 即在最大灵敏度时的电噪声应至少在 10%FSH 以下 ), 以此时的衰减器或增益读数为 S0( 如电噪声始终不大于 10%FSH 时, 衰减器可为零 ), 再调节衰减器或增益使平底孔最大回波降到 50% 满刻度时, 其读数为 S1, 则探伤灵敏度余量为 :S=S1-S0(dB), 它表示在该探头和仪器组合情况下, 在能探测到 Φ2-200mm 平底孔回波的基础上还有多少 db 的灵敏度富裕量 不同工作频率 不同尺寸的探头与不同型号超声仪器组合的探伤灵敏度余量是不同的, 即使是相同型号的探头与同一仪器, 由于制造上的差异, 耦合条件以及探头电缆 接收器阻抗等影响, 也会有不同的探伤灵敏度余量, 因此在实际应用中评定时, 应按实际检测要求评定 另外, 也常用同一仪器比较各种探头以衡量探头质量 ( 二 ) 超声波探伤仪与斜探头的探伤灵敏度余量测定仪器以 单探头 模式工作, 把连接仪器的斜探头置于 CSK-IA 试块上宽度 25mm 的长侧面, 使声束朝向 R100 曲面, 探头侧面与试块侧面平行, 前后移动探头, 找到该曲面的最大回波, 将仪器 增益 和 发射强度 置最大, 抑制 和 深度补偿 关闭, 脉冲重复频率 最低, 调整衰减器或增益使水平扫 11

12 描线上的电噪声在 10%FSH 以下, 以此时的衰减器或增益读数为 S0, 调整衰减器或增益使该回波下降到 50%FSH, 则探伤灵敏度余量为 :S=S1-S0(dB), 即该探头与该仪器组合的探伤灵敏度余量 同样也可以用同一仪器比较衡量各种探头的灵敏度情况 ( 三 ) 超声波探伤仪的始波占宽 1. 直探头的空载始波占宽与负载始波占宽始波占宽是指显示屏上始脉冲在水平刻度线上所占的宽度, 其大小与超声波仪器的发射强度 ( 发射脉冲持续时间 ) 以及超声波探头本身的阻尼 振铃等特性有关, 对超声波检测的近表面分辨力有重要影响 本实验主要用于测试模拟式超声探伤仪 将 CTS-22 型仪器的发射强度置中等, 把直探头平稳耦合在 CSK-IA 试块宽 25mm 侧平面上, 调整仪器水平与深度范围旋钮, 使厚度 100mm 的第 1 次底波 B1 前沿在幅度为 50-80%FSH 时对正水平刻度尺的 50mm, 第 2 次底波 B2 前沿在幅度为 50-80%FSH 时对正水平刻度尺的 100mm, 即纵波 1:2 定标, 水平刻度线全长 100mm 代表工件厚度 200mm 距离 然后把直探头平稳耦合在 Φ2-200mm 钢制平底孔试块 (CS-1 试块 ) 探测面上, 找到 Φ2mm 平底孔最大回波, 其前沿将出现在水平刻度 100 处, 调节仪器使平底孔最大回波为 50%FSH, 然后减小衰减器值 ( 提高灵敏度 )12dB, 读取从水平刻度零点至始波后沿与垂直刻度 20% 线交点对应的水平刻度 W(mm), 换算成钢中纵波传播厚度, 以 mm 表示, 即该直探头在此条件下的负载始波占宽, 如图 3-1 所示 例如读得 W=15mm, 由于显示屏的水平扫描线是按照 1:2 定标, 因此可知此时的负载始波占宽为钢中纵波时的 30mm( 厚度 ) 测出负载始波占宽后, 拿起探头置空气中, 擦净探头表面耦合剂, 此时从水平刻度零点至始波后沿与垂直刻度 20% 线交点对应的水平刻度 W(mm), 换算成钢中纵波传播厚度, 以 mm 表示, 即该直探头在此条件下的空载始波占宽 空载始波占宽在数值上一般均大于负载始波占宽 其原因与辐射阻抗有关, 即空气对探头的辐射阻抗大大小于固体材料对探头的辐射阻抗 图 斜探头的始波占宽斜探头的压电晶片已经粘贴在斜楔上, 对于压电晶片而言, 辐射阻抗一定, 故只需要测量空载始波占宽 ( 不与工件接触 ) 即可 本实验主要用于测试模拟式超声探伤仪 将 CTS-22 型仪器 发射强度 置中档, 衰减器或增益上预先储存 40dB, 被测斜探头置 CSK-IA 试块上宽 25mm 的长侧面上, 使声束朝向 R50 和 R100 圆弧面, 利用这两个圆弧面的回波可以做出横波声程 1:1 定标, 然后调节衰减器或增益使 R100 圆弧面最大回波下降到 50%FSH, 再将衰减器释放 40dB( 即增益提高 40dB), 然后将探头提起置空气中, 擦净探头表面的耦合剂, 读取从水平刻度线零点至始波后沿与垂直刻度 20% 线交点对应的水平刻度 W(mm) 即该斜探头在此条件下的空载始波占宽 ( 五 ) 超声波探伤仪的分辨力超声探伤仪的分辨力分为近表面分辨力 ( 表征能发现距探测面最近的缺陷回波的能力 ) 远场分辨力 ( 表征超声波在传递声路上对两个相邻缺陷反射回波能在显示屏上分辨出来的能力 ) 和底面分辨力 ( 表征能发现距底面最近的缺陷回波的能力 ) 本实验对模拟式或数字式超声探伤仪的测试方法是相同的, 只需选择一种仪器测试 1. 近表面分辨力使用专门的近表面分辨力试块 ( 台阶平底孔试块或者距离 - 振幅试块组 ), 在规定的检测灵敏度 ( 例如 CS-1 试块上 Φ2mm 平底孔最大回波为 80%FSH) 下能发现离探图

13 测面最近的缺陷 ( 通常以平底孔为反射体 ) 最大回波的距离 (mm) 作为近表面分辨力 ( 俗称上盲区 ) 的表征 在显示屏上, 平底孔回波前沿与始波后沿间的波谷至少应在 10%FSH 以下才能认为是可分辨的 ( 此时平底孔最大回波高度则至少在 50%FSH 以上 ), 也有的标准要求该平底孔回波的尖端到回波前沿与始波后沿间的波谷至少应达到 6dB 如图 3-2 所示 2. 远场分辨力远场分辨力以沿声路一定间隔的相邻反射体的回波分隔程度表征, 以 db 表示 直探头远场分辨力的测量如图 3-3 左所示, 把直探头平稳耦合在 CSK-IA 试块 25mm 宽的侧面上, 声束朝向距离 和 100mm 的反射面, 适当调整仪器 增益 和 衰减器 ( 至少预储存 30dB), 并左右适当移动探头位置, 使试块上声程 85 和 91mm 的两个反射面回波高度同为 40%FSH( 或 30%FSH), 以此为基准波高, 调节衰减器或增益使两个回波间的波谷上升到波峰原来的基准高度 ( 即测量波峰与波谷的波高差 ), 所需 db 值即为直探头的远场分辨力, 表征对深度方向上相距 6mm 的两个反射体的分辨能力, 称为 X 分辨力 此外, 也可以利用同样方法以分贝表示深度方向上相距 9mm(91 和 100mm 两个反射面 ) 时的分辨力, 称为 Y 分辨力, 但较少采用 图 3-3 远场分辨力测试横波探头的远场分辨力测量如图 3-3 右所示, 把斜探头平稳耦合在 CSK-IA 试块上, 使声束朝向 Φ mm 的有机玻璃圆柱块, 通过调整 增益 和 衰减器 ( 应至少预先储存 30dB), 适当移动探头, 使 Φ50 和 Φ44mm 两个有机玻璃圆柱面回波高度同为 40%FSH( 或 30%FSH) 作为基准, 然后调节衰减器或增益数值至两回波间的波谷上升到波峰原来的基准高度, 即测出波峰对波谷相差 db 值, 表示该斜探头对声程差 3mm 的两个反射体的分辨力 同样也可以对 Φ44 和 Φ40mm 两个有机玻璃圆柱测出对声程差 2mm 的两个反射体的分辨力 对于某些远场分辨力较高的探头, 有时用上述方法还难以良好表征, 这时可以采用测试反射脉冲占宽的方法 : 在规定检测灵敏度下 ( 例如 CS-1 试块上 Φ2mm 平底孔最大回波为 80%FSH), 在经过校正 ( 定标 ) 的水平刻度线上显示反射体脉冲回波前沿到后沿与垂直刻度 20% 线交点之间的距离, 此即脉冲占宽, 例如读得纵波检测时的回波脉冲占宽是 6mm(1:1 定标 ), 则表示在纵波检测时, 声路上相邻 6mm 以下的缺陷回波不能分辨出来, 同样, 这种方法也适用于横波的情况 ( 使用长横孔试块 ) 有的标准要求两个相邻回波中, 后一个回波的尖端到该回波前沿与前一个回波后沿间的波谷至少应达到 6dB 就可认为是可分辨的, 这种两个回波在声路上相隔的距离也称为纵深分辨力 3. 底面分辨力超声脉冲投射到被检件底面再返回时, 与入射波存在反射叠加干涉效应影响, 使得靠近底面的缺陷回波未必都能在显示屏上分辨出来 因此, 在规定的检测灵敏度下能识别距底面最近缺陷的距离即是底面分辨力 ( 俗称下盲区 底盲区 ) 在测试时, 采用与底面有不同距离的平底孔或横孔做反射体的底面分辨力试块, 以规定的检测灵敏度测试 ( 例如 CS-1 试块上 Φ2mm 平底孔最大回波为 80%FSH), 靠近底面的反射体回波高度应在 50%FSH 以上, 回波后沿与底波前沿间的波谷至少在 10%FSH 以下才能认为是可分辨的, 此时该反射体距底面的距离 (mm) 就是该检测灵敏度下的底面分辨力 一般情况下, 同一个直探头的底面分辨力优于近表面分辨力, 而同一个组合双晶直探头的近表面分辨力优于底面分辨力 有的标准要求反射体回波的尖端到该回波前沿与底波前沿间的波谷至少应达到 6dB 就可认为是可分辨的, 这时该反射体距底面的距离就是该检测灵敏度下的底面分辨力 应当注意 : 探头中心频率不同 检测灵敏度 发射功率不同时的分辨力是不同的 频率越高, 分辨力越好 ; 检测灵敏度越高 发射功率越强, 分辨力越低 13

14 ( 六 ) 距离 - 振幅特性曲线的测定这是指超声探头声场声轴线上声压分布与传播距离的关系特性, 不同的超声探伤仪与超声探头组合, 或者同一仪器但是不同探头, 都具有不同的距离 - 振幅特性 本实验对模拟式或数字式超声探伤仪的测试方法是相同的, 只需选择一种仪器测试 使超声探伤仪的增益一定, 将待测探头依次置于一系列有相同孔径但声程不同的平底孔或横孔试块上, 分别找出不同声程反射体的最大回波, 调节仪器衰减器或增益, 使它们各自达到统一的基准高度 ( 如 50% 满刻度 ) 并记下相应的 db 值 以 db 值为纵坐标, 声程为横坐标, 可以绘出一个直角坐标系的曲线图形, 此即该仪器与探头组合的距离 - 振幅特性曲线图 ( 七 ) 填写实验报告 : 要求 : 每人都要将直探头 横波斜探头各选 1 个并任选一种仪器操作一遍 ( 始波占宽 要求使用 CTS-22 型仪器 ) 见附录表格 实验 3 超声检测系统工作性能测试实验报告, 填写电子版实验报告 要求使用 word 格式 实验 4 锻件的超声波检测目的 : 学习锻件的手工接触法超声波纵波检测 ( 底波方式法或 AVG 曲线法 ) 检测灵敏度 :Φ1.2mm 平底孔当量器材 : 大于 1.6 倍探头近场长度, 带有自然缺陷的锻件试样 CTS-22 型模拟式超声波探伤仪 CTS-1002 型数字式超声波探伤仪 CTS-9006 型数字式超声波探伤仪 2.5P14 直探头机油 ( 耦合剂 ) 1. 探伤面准备 : 检测前应用破布揩擦干净选定的探测面 2. 检测系统调节 CTS-22 型模拟式超声波探伤仪 : 底波方式法 1 连接探头和超声探伤仪, 接通电源, 预热至少 10 分钟, 把仪器设置为正常探伤工作状态 : 单 1 探头, 发射强度中等 ( 灵敏度不够才用最大 ); 2 在试样探测面上根据厚度大小选定适当比例定标, 调整衰减器使 B1 B2 回波波峰落在屏幕内可视, 通常设在 50%~80%FSH, 稳住探头, 调整水平旋钮使 B1 回波前沿对准水平刻度 (t1), 调整深度微调旋钮使 B2 回波前沿对准水平刻度 (t2,t2=2t1), 即完成深度定标 ; 3 根据被检材料 例如碳钢 低合金钢可设纵波声速 5900m/s, 再根据探头标称频率, 计算出 λ, 以底波方式法计算起始灵敏度增益 : db=20lg( )/(2 λ 工件厚度 )=()db 将探头平稳耦合在探测面上无缺陷处 ( 先用高灵敏度扫查判断 ), 调整衰减器使 B1 达到 50%FSH 作为基准波高, 再将衰减器总读数减少 ()db 作为该声程探测的起始灵敏度 ; 注意 : 如果试样有多个探测面并且有不同厚度时, 要根据实际情况分别定标和设定起始灵敏度 如果试样上有相近的不同厚度, 可以选最大厚度计算起始灵敏度增益, 但在缺陷定量评定时的标准厚度要取计算时所用厚度值 CTS-1002 型数字式超声波探伤仪 :AVG 曲线法 1 连接探头和超声探伤仪, 接通电源, 预热至少 3 分钟, 把仪器设置为正常探伤工作状态, 设置好条件参数 ; 2 把探头平稳耦合在探测面上无缺陷处 ( 先用高灵敏度扫查判断 ), 测量材料声速 探头延迟 ( 见后面附件 :CTS-1002 型数字超声探伤仪操作范例 ); 3 在仪器的 AVG 曲线制作界面以大平底为参考尺寸,Φ1.2mm 为曲线参数, 把探头平稳耦合在探测面上无缺陷处 ( 先用高灵敏度扫查判断 ), 调整增益使 B1 回波高度达到 80%FSH, 移动闸门套住 B1 回波, 记录 - 完成, 制作出 AVG 曲线 如果试样上有相近的不同厚度, 可在最大厚度方向的探测面上制作出 AVG 曲线 CTS-9006 型数字式超声波探伤仪 : 该仪器的 AVG 曲线制作要求工件厚度达到 3 倍近场长度以上, 实验室的试样厚度不能满足, 故要求使用底波方式法检测, 方法同 CTS-22 型模拟式超声波探伤仪, 但声速和探 14

15 头延迟应事先测定 3. 检测 1 正确选择探测面, 对于矩形锻件至少选择 X Y Z 三个面, 对于圆柱形锻件, 至少一个端面和 360 周面, 在探伤面上均匀涂抹耦合剂, 操作探头进行扫查, 注意探头移动间距不大于 1/2 探头直径, 保证覆盖全部探测面, 探测中注意在手持探头移动时眼睛不能离开荧光屏 ; 2 发现有缺陷回波时, 应在相对面探测证实并及时用石笔或记号笔在对应位置做好标记并进行仔细评定 缺陷评定包括 : 缺陷埋藏深度 ( 对于模拟式仪器, 在仪器屏幕水平刻度上按定标比例读出, 即水平刻度读数乘以比例数才是工件上的实际读数, 对于数字式仪器可在已测定材料声速和探头延迟的仪器屏幕上用闸门套住缺陷回波后直接读出 ) 和在探测面上的投影位置 ( 基本上取直探头中心点对应探测面上的位置 ); 缺陷定量 : 缺陷的平底孔当量大小 : 对采用底波方式法的 CTS-22 型超声波探伤仪和 CTS-9006 型超声波探伤仪 : db =40lg[(ΦF/ΦB)(XB/XF)] 式中 : ΦF-- 待求缺陷的平底孔当量大小 ΦB-- 设定检测灵敏度的平底孔直径 XB-- 工件厚度 ( 计算起始灵敏度增益时所用厚度值 ) XF-- 缺陷埋藏深度 db-- 缺陷最大回波超过基准波高的 db 值对于 CTS-1002 型超声波探伤仪的 AVG 曲线法, 在用闸门套住缺陷最大回波时, 在仪器屏幕可直接读得缺陷的平底孔当量大小 如果缺陷为延伸性, 还需测定缺陷指示长度 宽度 (6dB 法 ) 4. 做好缺陷记录 : 绘图记录缺陷在探测面上的分布位置, 缺陷长度或面积 最大缺陷平底孔当量大小, 如有多个缺陷, 应记录缺陷数量及各缺陷在探测面上的分布位置, 缺陷长度或面积 最大平底孔当量大小 可用立体视图或俯视 侧视图表示 5. 填写实验报告 要求 : 每人都要将三种型号仪器各操作一遍, 分别撰写实验报告共三份 见附录表格 实验 4 锻件超声波检测实验报告, 填写电子版实验报告 要求使用 word 格式 实验 5 铸件的超声波检测目的 : 铸件的手工接触法超声纵波检测 ( 底波方式法或 AVG 曲线法 ) 执行标准 : 以 Φ2mm 平底孔当量为检测灵敏度器材 : 大于 1.6 倍探头近场长度, 含有自然缺陷的铸钢或球墨铸铁试样, 表面已经过机械加工,Ra6.3μm CTS-22 型模拟式超声波探伤仪 CTS-1002 型数字式超声波探伤仪 CTS-9006 型数字式超声波探伤仪 2.5P14 直探头机油 ( 耦合剂 ) 1. 探伤面准备 : 检测前应用破布揩擦干净选定的探测面 2. 检测系统调节 CTS-22 型超声波探伤仪 : 底波方式法 1 连接探头和超声探伤仪, 接通电源, 预热至少 10 分钟, 把仪器设置为正常探伤工作状态 : 单 1 探头, 发射强度中等 ( 灵敏度不够才用最大 ); 2 在试样探测面上根据厚度大小选定适当比例定标, 调整衰减器使 B1 B2 回波波峰落在屏幕内可视, 通常设在 50%~80%FSH, 稳住探头, 调整水平旋钮使 B1 回波前沿对准水平刻度 (t1), 调整深度微调旋钮使 B2 回波前沿对准水平刻度 (t2,t2=2t1), 即完成深度定标 ; 15

16 3 测量双声程衰减系数 : 在试样探测面上无缺陷处 ( 先用高灵敏度扫查判断 ) 稳定耦合探头, 调整衰减器使 B1 回波高度达到 50%FSH, 然后再调整衰减器使 B2 回波也达到 50%FSH, 调整量为 [B1- B2]dB, 双声程衰减系数 α={[b1- B2]-6}/ 厚度或者 α=[b1- B2]/ 厚度 ( 取决于试样厚度大小 ) 为了避免侧壁或端面干扰, 测量时探头不能靠近侧面 ; 4 以底波方式法确定起始灵敏度 : 设该铸钢纵波速度 5800m/s, 探头标称频率 2.5MHz, 故波长 λ=2.32mm, db=20lg( )/( 厚度 )=()db, 将探头平稳耦合在探测面上无缺陷处 ( 先用高灵敏度扫查判断 ), 调整衰减器使 B1 达到 50%FSH 作为基准波高, 再将衰减器总读数减少 ()db 作为该声程探测的起始灵敏度 ; 注意 : 如果试样有多个探测面并且有不同厚度时, 要根据实际情况分别定标和设定起始灵敏度 如果试样上有相近的不同厚度, 可以选最大厚度计算起始灵敏度增益, 但在缺陷定量评定时的标准厚度要取计算时所用厚度值, 并且要测定不同方向的衰减系数是否相同, 在定量评定时要根据探测方向的衰减系数予以修正 CTS-1002 型超声波探伤仪 :AVG 曲线法 1 连接探头和超声探伤仪, 接通电源, 预热至少 3 分钟, 把仪器设置为正常探伤工作状态, 设置好条件参数 ; 2 把探头平稳耦合在探测面上无缺陷处 ( 先用高灵敏度扫查判断 ), 测量材料声速 探头延迟 ( 见附件 : CTS-1002 型数字超声探伤仪操作范例 ); 3 测量双声程衰减系数 : 在试样探测面上无缺陷处 ( 先用高灵敏度扫查判断 ) 稳定耦合探头, 调整增益使 B1 回波高度达到 50%FSH, 然后再调整增益使 B2 回波也达到 50%FSH, 调整量为 [B1- B2]dB, 双声程衰减系数 α={[b1- B2]-6}/ 厚度或者 α=[b1- B2]/ 厚度 ( 取决于试样厚度大小 ) 为了避免侧壁或端面干扰, 测量时探头不能靠近侧面 ; 4 在仪器的 AVG 曲线制作界面以大平底为参考尺寸,Φ2mm 为曲线参数, 把探头平稳耦合在探测面上无缺陷处 ( 先用高灵敏度扫查判断 ), 调整增益使 B1 回波高度达到 80%FSH, 移动闸门套住 B1 回波, 记录 - 完成, 制作出 AVG 曲线 如果试样上有相近的不同厚度, 可在最大厚度方向的探测面上制作出 AVG 曲线, 但要测定不同方向的衰减系数是否相同, 在定量评定时要根据探测方向的衰减系数予以修正 CTS-9006 型超声波探伤仪 : 该仪器的 AVG 曲线制作要求工件厚度达到 3 倍近场长度以上, 实验室的试样厚度不能满足, 故要求使用底波方式法检测, 方法同 CTS-22 型模拟式超声波探伤仪, 但声速和探头延迟应事先测定 3. 检测 1 在探伤面上均匀涂抹耦合剂, 操作探头进行扫查, 注意探头移动间距不大于 1/2 探头直径, 保证覆盖全部探测面, 探测中注意在手持探头移动时眼睛不能离开荧光屏 ; 2 发现有缺陷回波时, 应在相对面探测证实并及时用石笔或记号笔在对应位置做好标记并进行仔细评定 缺陷评定包括 : 缺陷埋藏深度 ( 对于模拟式仪器, 在仪器屏幕水平刻度上按定标比例读出, 即水平刻度读数乘以比例数才是工件上的实际读数, 对于数字式仪器可在已测定材料声速和探头延迟的仪器屏幕上用闸门套住缺陷回波后直接读出 ) 和在探测面上的投影位置 ( 基本上取直探头中心点对应探测面上的位置 ); 缺陷定量 : 缺陷的平底孔当量大小要考虑衰减系数修正 : 对于 CTS-22 型和 CTS-9006 型超声探伤仪的底波方式法 : db-( 工件厚度 - 缺陷埋藏深度 ) 双声程衰减系数 =40lg[(ΦF/ΦB)(XB/XF)] 式中 : ΦF-- 待求缺陷的平底孔当量大小 ΦB-- 设定检测灵敏度的平底孔直径 XB-- 工件厚度 XF-- 缺陷埋藏深度 db-- 缺陷最大回波超过基准波高的 db 值 16

17 对于 CTS-1002 型超声探伤仪的 AVG 曲线法, 在用闸门套住缺陷最大回波时, 在仪器屏幕上可读得尚未作衰减系数修正的缺陷平底孔当量大小, 此时应在仪器屏幕上 db 栏中加入 -[( 工件厚度 - 缺陷埋藏深度 ) 双声程衰减系数 ]db ( 增益降低 ), 在屏幕上将读得实际的缺陷平底孔当量大小 此外, 铸件超声探伤还要求评定缺陷面积 ( 以 6dB 法确定 ) 和沿厚度方向占厚度百分比 ( 从相对两面探测埋藏深度来判断缺陷厚度 ) 结合面积与厚度可评估缺陷体积 4. 做好缺陷记录 : 绘图记录缺陷在探测面上的分布位置, 缺陷长度或面积 缺陷厚度 最大缺陷平底孔当量大小, 如有多个缺陷, 应记录缺陷数量及各缺陷在探测面上的分布位置, 缺陷长度或面积 缺陷厚度 最大平底孔当量大小 可用立体视图或俯视 侧视图表示 5. 填写实验报告 要求 : 每人都要将三种型号仪器各操作一遍, 分别撰写实验报告共三份 见附录表格 实验 5 铸件超声波检测实验报告, 填写电子版实验报告 要求使用 word 格式 实验 6 焊缝的超声波检测目的 : 手工电弧焊钢板对接焊缝的超声横波检测 执行标准 :NB/T 承压设备无损检测第 3 部分 : 超声检测 第 6 项器材 : 济宁模具厂手工电弧焊钢板对接焊缝自然缺陷试样, 母材厚度 16~20mm CTS-22 型模拟式超声波探伤仪 CTS-1002 型数字式超声波探伤仪 CTS-9006 型数字式超声波探伤仪 2.5P13 13K2 或 2.5P8 12K2 探头 CSK-IA CSK-IIA 或 CSK-IIIA 试块机油 ( 耦合剂 ) 检测 : 1. 单面双侧探伤, 焊缝全长包括焊道边缘热影响区 ( 母材厚度的 30%, 最小 5mm, 最大 10mm) 均要求检测, 单侧扫查范围按 1.25 P 检测前应用破布揩擦干净探伤面, 如有焊接飞溅应铲除 2. 检测系统调节 CTS-22 型超声波探伤仪 : 1 连接探头和超声探伤仪, 接通电源, 预热至少 10 分钟, 把仪器设置为正常探伤工作状态 ; 2 在 CSK-IA 试块上测定探头的入射点 ( 探头前沿 ) 和对应 Φ50 孔测量折射角 (K 值 ), 每项连测三次, 取平均值作为后续检测中应用 ; 3 在 CSK-IIA 试块上测绘 Φ2 40mm 长横孔的距离波幅曲线 (DAC 曲线 ) 实测线, 测点孔深应至少包括 mm, 即以 4 点在对数坐标纸上绘制 DAC 曲线实测线 ; 或者在 CSK-IIIA 试块上测绘 Φ1 6mm 短横孔的 DAC 曲线实测线, 测点孔深应至少包括 mm, 即以 4 点在对数坐标纸上绘制 DAC 曲线实测线 ; 在测绘 DAC 曲线的同时可完成定标 ; 注意每次测点的波幅应在 80%FSH; 4 根据对数坐标纸上已绘出的实测线和 JB/T 的 中表 27 的规定完成 DAC 曲线 ( 加入表面补偿值, 统一规定为 3dB), 并标注基本参数 ( 仪器型号 探头型号 探头前沿与 K 值 试块型号 表面补偿值, 以及各曲线参数 :CSK-IIA 试块为评定线 Φ2 40mm-18dB, 定量线 Φ2 40mm-12dB, 判废线 Φ2 40mm-4dB, 如果使用 CSK-IIIA 试块, 则按照 JB/T 附录 O 的 O.2 项表 O.1 为评定线 Φ1 6mm-9dB, 定量线 Φ2 40mm-3dB, 判废线 Φ2 40mm+5dB); 5 按深度 40mm 对应的评定线 db 数在探伤仪上设置探伤起始灵敏度 CTS-1002 型超声波探伤仪 : 1 连接探头和超声探伤仪, 接通电源, 预热至少 3 分钟, 把仪器设置为正常探伤工作状态, 设置好条件参数 ( 声速按仪器内置钢 -3230m/s); 2 在 CSK-IA 试块上手工测定探头的入射点 ( 探头前沿 ) 并输入仪器, 在仪器上利用 CSK-IA 试块的 R50 和 R100 圆弧测量斜探头延迟 对应 Φ50 孔测量折射角 (K 值 ), 每项连测三次, 取平均值作为后续检测中应用 ; 3 用 CSK-IIA 试块在仪器 DAC 曲线制作界面制作 Φ 2 40mm 长横孔的 DAC 曲线 ( 评定线 Φ 2 17

18 40mm-18dB, 定量线 Φ2 40mm-12dB, 判废线 Φ2 40mm-4dB), 测点孔深应至少包括 mm, 或者用 CSK-IIIA 试块在仪器 DAC 曲线制作界面制作 Φ1 6mm 短横孔的 DAC 曲线 ( 评定线 Φ1 6mm-9dB, 定量线 Φ2 40mm-3dB, 判废线 Φ2 40mm+5dB), 测点孔深应至少包括 mm, 注意每次测点的波幅应在 80%FSH; 统一取表面补偿 3dB( 可在曲线参数界面加入, 或者曲线完成后在仪器屏幕上 db 栏中加入, 即提高增益 3dB, 但绝不可在 db 栏中加入, 因为 db 栏的数值变化只会影响曲线在面板上的高低变化, 不能影响曲线灵敏度, 而 db 栏的数值变化会影响曲线灵敏度 ) CTS-9006 型超声波探伤仪 : 见附录的 CTS-9006 型超声波探伤仪操作要点 1 连接探头和超声探伤仪, 接通电源, 预热至少 3 分钟, 把仪器设置为正常探伤工作状态, 设置好条件参数, 可手工设置声速按钢 -3230m/s; 2 在 CSK-IA 试块上手工测定探头的入射点 ( 探头前沿 ) 并输入仪器, 在仪器上利用 CSK-IA 试块的 R50 和 R100 圆弧测量斜探头延迟 对应 Φ50 孔测量折射角 (K 值 ), 每项连测三次, 取平均值作为后续检测中应用 ; 3 用 CSK-IIA 试块在仪器 DAC 曲线制作界面制作 Φ 2 40mm 长横孔的 DAC 曲线 ( 评定线 Φ 2 40mm-18dB, 定量线 Φ2 40mm-12dB, 判废线 Φ2 40mm-4dB), 测点孔深应至少包括 mm, 或者用 CSK-IIIA 试块在仪器 DAC 曲线制作界面制作 Φ1 6mm 短横孔的 DAC 曲线 ( 评定线 Φ1 6mm-9dB, 定量线 Φ2 40mm-3dB, 判废线 Φ2 40mm+5dB), 测点孔深应至少包括 mm, 注意每次测点的波幅应在 80%FSH; 统一取表面补偿 3dB 3. 检测 1 在扫查范围内的探伤面上均匀涂抹耦合剂, 操作探头以前后 左右 环绕 转角 ( 摆动 ) 四种方式结合的移动方式进行扫查, 注意探头后移位置必须达到扫查范围外线 ; 2 发现有缺陷回波时, 应及时用石笔或记号笔在对应位置做好标记, 然后继续扫查, 待全焊缝扫查完毕后, 再返回对发现有缺陷回波的位置逐一进行仔细评定 ; 3 在垂直正对焊缝单侧扫查检测完成后, 再从另一侧对焊缝进行垂直正对焊缝的单侧扫查检测, 以完成单面双侧检查步骤 ; 4 在垂直正对焊缝的单面双侧扫查检测完成后, 对焊缝进行双侧斜平行扫查 ( 声束方向与焊道夹角 10 ) 5 缺陷评定缺陷评定包括 : 缺陷埋藏深度和水平位置 ( 至焊道中心线的距离 ), 模拟机在屏幕上根据水平刻度读数和定标比例计算及依据直角三角形原理换算, 对于数字机可在已测定材料声速和探头延迟的仪器屏幕上用闸门套住缺陷最大回波在仪器屏幕上直接读取 ; 缺陷最大回波幅度落入距离波幅曲线的区域, 超出相应距离波幅曲线的 db 数并换算成相应人工反射体当量值 ; 缺陷指示长度 ( 根据缺陷回波变化情况采用 6dB 法或端部峰值 6dB 法 ), 缺陷指示长度小于 10mm 时按 5mm 计算 ; 相邻两缺陷在一直线上, 其间距小于其中较短长度者, 应作为一条缺陷处理, 以两缺陷长度之和作为其指示长度 ( 间距不计入 ) 4. 做好缺陷记录 : 绘图记录缺陷在焊缝上的分布位置, 缺陷长度 超出相应距离波幅曲线的 db 数并换算成相应人工反射体当量值 采用俯视图形式即可, 但要注意 X Y 坐标的表示, 一般以 X 坐标表示焊缝长度方向,Y 坐标表示焊缝宽度方向 5. 填写实验报告 : 要求 : 每人都要将三种型号仪器各操作一遍, 分别撰写实验报告共三份 见附录表格 实验 6 焊缝超声波检测实验报告, 填写电子版实验报告 要求使用 word 格式 实验 7 中厚板材的超声波检测目的 : 中厚钢板接触法手工超声纵波检测执行标准 :NB/T 承压设备无损检测第 3 部分 : 超声检测 第 5.3 项 18

19 器材 : 济宁模具厂低碳钢中厚热轧板人工缺陷试样, 板材厚度 30~35mm CTS-22 型模拟式超声波探伤仪 CTS-1002 型数字式超声波探伤仪 CTS-9006 型数字式超声波探伤仪 5P14 直探头 CBII-1(Φ5-15mm 平底孔 ) 试块机油 ( 耦合剂 ) 检测 : 1. 检测前应用破布揩擦干净探伤面 板材单面检测,100% 扫查 2. 检测系统调节 CTS-22 型超声波探伤仪 : 1 连接探头和超声探伤仪, 接通电源, 预热至少 10 分钟, 把仪器设置为正常探伤工作状态 : 单 1 探头, 发射强度中等 ( 灵敏度不够才用最大 ); 2 定标 : 在钢板表面按 1:1 定标, 调整衰减器使 B1 B2 回波波峰落在屏幕内可视, 通常设在 50%~80%FSH, 稳住探头, 调整水平旋钮使 B1 回波前沿对准板厚对应的水平刻度, 调整深度微调旋钮使 B2 回波前沿对准 2 倍板厚对应的水平刻度, 即完成深度 1:1 定标 ; 3 在 CBII-1 试块上找到 Φ5-15mm 平底孔的最大回波, 调整衰减器使该平底孔回波高度达到 50%FSH 作为探测的起始灵敏度 CTS-1002 型超声波探伤仪 CTS-9006 型超声波探伤仪 : 1 连接探头和超声探伤仪, 接通电源, 预热至少 3 分钟, 把仪器设置为正常探伤工作状态, 设置好条件参数 ; 2 把探头平稳耦合在中厚板试件探测面上无缺陷回波处, 测量材料声速 探头延迟 ; 3 在仪器的常规探伤界面, 在 CBII-1 试块上找到 Φ5-15mm 平底孔的最大回波, 调整增益使该平底孔回波高度达到 50%FSH 作为探测的起始灵敏度 3. 在探伤面上均匀涂抹耦合剂, 操作探头进行扫查, 注意探头移动间距不大于 1/2 探头直径, 保证覆盖全部探测面, 探测中注意在手持探头移动时眼睛不能离开荧光屏 ; 发现有超过基准波高的缺陷回波时, 应及时用记号笔在对应位置做好标记并用 6dB 法进行面积评定 4. 做好缺陷记录 : 绘图记录探测面上的分布位置, 计算缺陷面积以及占探测面积的百分比 5. 填写实验报告 : 要求 : 每人都要将三种型号仪器各操作一遍, 分别撰写实验报告共三份 见附录表格 实验 7 中厚钢板超声波检测实验报告, 填写电子版实验报告 要求使用 word 格式 实验 8 棒材的超声波检测目的 : 手工接触法棒材周面径向超声纵波检测 ( 底波方式法或 AVG 曲线法 ) 执行标准 : 设定 Φ1.2mm 平底孔当量为检测灵敏度器材 : 直径大于 1.6 倍探头近场长度的棒材试样, 带有内部自然缺陷, 供货状态, 自然轧制表面 CTS-22 型模拟式超声波探伤仪 CTS-1002 型数字式超声波探伤仪 CTS-9006 型数字式超声波探伤仪 2.5P14 直探头机油 ( 耦合剂 ) 1. 探伤面准备 : 以棒材圆周面为探测面 探伤前应用破布揩擦干净探伤面 2. 检测系统调节 CTS-22 型超声波探伤仪 : 底波方式法 1 连接探头和超声探伤仪, 接通电源, 预热至少 10 分钟, 把仪器设置为正常探伤工作状态 ; 2 在圆周面上以适当比例定标 ; 3 设被检材料声速 5900m/s, 探头标称频率 2.5MHz, 则 λ=2.36mm, 计算起始灵敏度增益 : db=20lg( )/( 棒材直径 )=( )db 19

20 把探头平稳地耦合在棒材圆周面上找到最大的第一次底波 B1( 此时声轴线与棒材直径线重合 ) 并调整衰减器使其幅度达到 50%FSH 作为基准波高, 然后将衰减器释放 ( )db 作为探测的起始灵敏度 ; CTS-1002 型超声波探伤仪 :AVG 曲线法 1 连接探头和超声探伤仪, 接通电源, 预热至少 3 分钟, 把仪器设置为正常探伤工作状态, 设置好条件参数 ; 2 把探头平稳耦合在棒材圆周面上无缺陷处 ( 先用高灵敏度扫查判断 ), 找到最大的第 1 次底波 B1( 此时声轴线与棒材直径线重合 ) 和第 2 次底波 B2, 测量材料声速 探头延迟 ( 见后面附件 :CTS-1002 型数字超声探伤仪操作范例 ); 3 在仪器的 AVG 曲线制作界面以大平底为参考尺寸,Φ1.2mm 为曲线参数, 把探头平稳耦合在探测面上无缺陷处 ( 先用高灵敏度扫查判断 ), 调整增益使 B1 回波高度达到 80%FSH, 移动闸门套住 B1 回波, 记录 - 完成, 制作出 AVG 曲线 CTS-9006 型超声波探伤仪 : 该仪器的 AVG 曲线制作要求工件厚度达到 3 倍近场长度以上, 实验室的试样厚度不能满足, 故要求使用底波方式法检测 方法同 CTS-22 型模拟式超声波探伤仪, 但声速和探头延迟应事先测定 3. 检测 1 在棒材圆周面上均匀涂抹耦合剂, 操作探头进行 360 扫查检测, 注意手持探头平稳, 探头移动间距不大于 1/2 探头直径, 保证覆盖全部探测面, 探测中注意在手持探头移动时眼睛不能离开荧光屏 ; 2 一旦发现有缺陷回波时还应在相对面探测证实 应及时用记号笔在对应位置做好标记并进行仔细评定 缺陷评定包括 : 缺陷最大回波幅度的当量平底孔值 : 按底波方式法的 CTS-22 型 CTS-9006 型超声波探伤仪按公式计算 : db=40lg(φ1/1.2)( 棒材直径 /X1) CTS-1002 型超声波探伤仪可用闸门套住缺陷最大回波在仪器屏幕上直接读取如果缺陷为延伸性, 还需测定缺陷指示长度 (6dB 法 ) 4. 记录做好缺陷记录 5. 填写实验报告 : 要求 : 每人都要将三种型号仪器各操作一遍, 分别撰写实验报告共三份 见附录表格 实验 8 棒材超声波检测实验报告, 填写电子版实验报告 要求使用 word 格式 实验 9 管材的超声波检测目的 : 无缝钢管手工接触法超声周向横波检测执行标准 :NB/T 承压设备无损检测第 3 部分 : 超声检测 5.8 项器材 : 济宁模具厂多用途无缝钢管试样,Φ159 10mm, 材质为 Q235, 供货状态, 轧制表面 ; CTS-22 型模拟式超声波探伤仪 CTS-1002 型数字式超声波探伤仪 CTS-9006 型数字式超声波探伤仪 2.5P13 13K1 改磨斜楔接触面探头, 实际 K 值为 2 机油 ( 耦合剂 ) 检测 : 1. 检测前应用破布揩擦干净探伤面 2. 检测系统调节 CTS-22 型超声波探伤仪 : 1 连接探头和超声探伤仪, 接通电源, 预热至少 10 分钟, 把仪器设置为正常探伤工作状态 ; 2 在管材试样短段 ( 标准内外刻槽段 ) 涂布耦合剂, 把探头与检测面良好耦合 ( 声轴线与管材轴向垂直 ), 首先测定内壁刻槽最大回波达到 80%FSH, 在屏幕上标记波尖位置, 然后找到外壁刻槽最大回波, 在屏幕上标记波尖位置, 连接两点构成距离波幅曲线, 再增益 6dB 作为探测灵敏度 20

21 CTS-1002 型超声波探伤仪 : 见附录的 CTS-1002 型超声波探伤仪操作范例 CTS-9006 型超声波探伤仪 : 见附录的 CTS-9006 型超声波探伤仪操作要点 3. 在管材试样长段 ( 内壁纵向刻槽模拟缺陷段 ) 涂布耦合剂, 把探头与检测面良好耦合 ( 声轴线与管材轴向垂直 ), 在 DAC 曲线界面下先按一个方向检测, 探头相对于管材向后移动, 注意探头轴向移动间距不大于半个探头宽度, 再以相反方向检测一遍 ; 发现有缺陷回波时, 应以相反方向检测以找出最大回波, 在探伤仪屏幕上读取缺陷最大回波幅度达到或超过 DAC 曲线的 db 值, 并用 6dB 法测量指示长度 (6dB 法 ), 粗略判断是内壁还是外壁缺陷, 及时用石笔或记号笔在对应位置做好标记 4. 做好缺陷记录 : 坐标 长度 内壁还是外壁 距离管材端面尺寸 缺陷最大回波幅度达到或超过 DAC 曲线的 db 值 5. 填写实验报告 : 要求 : 每人都要将三种型号仪器各操作一遍, 分别撰写实验报告共三份 见附录表格 实验 9 无缝钢管超声波检测实验报告, 填写电子版实验报告 要求使用 word 格式 实验 10 超声波相控阵检测技术演示广东汕头超声电子股份有限公司超声仪器分公司派员带仪器 标准试块前来演示讲解 : 仪器 :CTS-2108PA 便携式相控阵超声检测仪标准试块 : 相控阵试块检测工件 : 超声实验室现有对接焊缝自然缺陷试样 T 型焊缝自然缺陷试样 角焊缝自然缺陷试样 实验 11 超声 TOFD 检测方法演示广东汕头超声电子股份有限公司超声仪器分公司派员带仪器 标准试块前来演示讲解 : 仪器 : CTS-2009 型 TOFD 多通道超声探伤仪 CTS-1008plus 型 TOFD 成像超声设备标准试块 :TOFD 试块检测工件 : 超声实验室现有对接焊缝自然缺陷试样 实验 12 材料超声波速度的测定与超声测厚仪使用目的 : 学习测量材料超声波速度的方法与超声测厚仪使用方法器材 : CTS-1002 型超声波探伤仪 CTS-9006 型超声波探伤仪 CTS-400 型数字超声测厚仪 ( 带标准配置探头和校准试块 ) CTS-30A 型数字超声测厚仪 ( 带标准配置探头和校准试块 ) DC-2000C 型数字超声测厚仪 ( 带标准配置探头和校准试块 ) 2.5P14 直探头, 横波斜探头 ( 任选规格 ) CSK-IA 试块 CSK-IIA 试块机油 ( 耦合剂 ) 游标卡尺或千分尺 (1) 使用 CTS-1002 型超声波探伤仪见 CTS-1002 型数字超声探伤仪操作范例中的 : 用直探头测量材料纵波声速和用横波斜探头测量材料的横波速度 测量 CSK-IA 试块 CSK-IIA 试块 超声测厚仪校准试块的纵波声速 ; 测量 CSK-IA 试块的横波声速 (2) 使用 CTS-9006 型超声波探伤仪见 CTS-9006 型数字超声探伤仪操作要点中的用直探头测量材料纵波声速和用横波斜探头测量材料的横波声速 (3) 使用超声测厚仪的脉冲回波比较法测量材料的纵波声速首先在超声测厚仪自带的标准试块上校零 ( 通常试块厚度为 5mm, 纵波声速 5900m/s), 设已知声速 21

22 V0=5900m/s 和已知厚度 d0=5mm, 然后测量待测声速的平面试件 ( 例如 CSK-IA 试块 CSK-IIA 试块 ), 在超声测厚仪上读出显示的厚度 d2, 用游标卡尺或千分尺量出其实际厚度 d1, 则待测纵波声速为 :V 未知 =V0(d1/d2) 见附录中的 CTS-400 型数字超声测厚仪操作范例和 CTS-30A 型数字超声测厚仪操作要点 (4) 填写实验报告 : 要求 : 每人都要将 4 种型号仪器对同一试块 ( 任选一种 ) 各操作一遍并将结果反映在实验报告中, 并试分 析测量结果不同的原因 见附录表格 实验 12 材料超声波速度的测定与超声测厚仪使用的实验报告, 填 写电子版实验报告 要求使用 word 格式 CTS-22 型模拟式超声探伤仪操作范例 说明 : 本操作范例用于配合该型仪器的用户说明书, 结合实际工件操作工艺而编写, 以便于用户能更方便 迅速掌握该仪器的使用, 有关该仪器的详细功能说明请查阅用户说明书 一. 钢板对接焊缝检测依据 JB/T 承压设备无损检测第 3 部分 : 超声检测, 按 JB/T 的 超声检测技术等级的 B 级 母材厚度 T=20mm, 材质为 A3( 低碳钢 ), 手工电弧焊,V 型坡口单面焊接成形, 加强高不大于 2mm, 轧制钢板表面 1. 探伤面准备 : 单面双侧探伤, 单侧扫查范围按 1.25P(P=2KT) 为 100mm 探伤前应用破布揩擦干净扫查范围内的探伤面, 如有焊接飞溅应铲除 2. 探头 :2.5P13 13K2 探头 3. 耦合剂 :40# 机油 4. 检测系统调节 1 连接探头和超声探伤仪, 探头电缆最好连接 接收 插座, 接通电源, 电压指示计指针应停留在红区表明电源电压正常 仪器应预热至少 10 分钟, 把仪器设置为正常探伤工作状态 : 探头模式 - 单 1( 分辨力较好 ) 或单 2( 发射强度较大 ), 脉冲宽度 ( 发射强度 ) 中等 ( 灵敏度不够才用最大 ), 调节 聚焦 使屏幕上的波形显示达到最清晰, 深度粗调档置于显示屏能显示 R100 回波即可 2 在 CSK-IA 试块上测定探头的入射点 ( 探头前沿 ): 利用 R100 圆弧, 探头侧面与试块边缘平行, 前后移动探头找到最大回波 ( 调整衰减器使最大回波波峰落在屏幕内可视, 通常设在 50%~80%), 稳住探头, 用钢板尺测量试块前缘到探头前端面距离, 连测三次, 取平均值 X, 则探头前沿 =100-X; 22

23 3 在 CSK-IA 试块上测定探头的折射角 (K 值 ): 探头朝向 Φ50 有机玻璃圆弧, 探头侧面与试块边缘平行, 前后移动探头找到最大回波 ( 调整衰减器使最大回波波峰落在屏幕内可视, 通常设在 50%~80%, 注意探头歪斜时可能得到的最大回波是 Φ44 或 Φ40 回波而导致测量错误 ), 稳住探头, 用钢板尺测量试块前缘到探头前端面距离, 连测三次, 取平均值, 则探头 K 值 =(X+ 探头前沿 -35)/30; 4 测绘距离波幅曲线并同时完成深度 1:1 定标操作 : 5 利用 CSK-IIIA 试块的 Φ1x6mm 短横孔, 测孔埋深应包括 mm, 即以 4 点在对数坐标纸上绘制距离波幅曲线实测线 : 按图中顺序, 先找埋深 10 孔, 注意探头侧面与试块边缘平行并且探头位于试块中间 ( 以下均同 ), 前后移动探头找到埋深 10 孔的最大回波, 调整衰减器使该回波波峰落在 50% 满刻度作为基准波高 ( 如果衰减器调整时回波不能恰好达到 50%, 可以利用增益微调使回波恰好达到 50%, 但是仅此次可以使用增益微调, 以后的操作中不允许再调节增益微调 ), 记下此时衰减器总读数, 调整水平旋钮使该回波前沿对准水平刻度 10, 掉转探头找埋深 30 孔, 前后移动探头找到埋深 30 孔的最大回波, 调整衰减器使该回波波峰落在 50% 满刻度, 记下此时衰减器总读数, 调整深度微调旋钮使该回波前沿对准水平刻度 30, 掉转探头找回埋深 10 孔的最大回波, 此时该回波前沿会偏离水平刻度 10, 调整水平旋钮使该回波前沿对准水平刻度 10, 掉转探头找回埋深 30 孔的最大回波, 此时该回波前沿会偏离水平刻度 30, 再调整深度微调旋钮使该回波前沿对准 23

24 水平刻度 30, 如此反复几次即可使得埋深 10 孔的最大回波前沿对准水平刻度 10, 埋深 30 孔的最大回波前沿对准水平刻度 30( 在第一次调整深度微调旋钮时有意矫枉过正约一半可大大减少定标时间 ), 此时即完成深度 1:1 定标和距离 - 波幅曲线的埋深 的分贝值测定, 然后翻转试块, 按顺序 3 4 分别找出埋深 的最大回波 ( 它们的回波前沿分别落在水平刻度 20 40), 同样分别调整衰减器使该回波波峰落在 50% 满刻度, 记下此时衰减器总读数, 这样得到 4 个测点的实测线分贝值, 填入下表 : Φ1 6mm 短横孔埋深 10mm 20 mm 30 mm 40 mm 实测线 db10 db20 db30 db40 设表面补偿 3dB db10-3db= db10-3 db20-3db= db20-3 db30-3db= db30-3 db40-3db= db40-3 判废线 db10-3+5db db20-3+5db db30-3+5db db40-3+5db 定量线 db10-3-3db db20-3-3db db30-3-3db db40-3-3db 评定线 db10-3-9db db20-3-9db db30-3-9db db40-3-9db 在对数坐标纸上根据上表中的数据绘出按表面补偿 3dB 修正的实测线和评定线 Φ1 6mm-9dB, 定量 线 Φ1 6mm-3dB, 判废线 Φ1 6mm+5dB, 该距离波幅曲线 (DAC) 只适用于所应用的仪器 探头, 因 此应在该距离波幅曲线上予以注明 ; b) 利用 CSK-IIA 试块的 Φ2 40mm 长横孔, 测孔埋深应包括 mm( 有些 CSK-IIA 试块没有 40 则可用 50), 即以 4 点在对数坐标纸上绘制距离波幅曲线实测线, 同样注意应该先测埋深 10 和 50mm 以保证定标精确 : Φ2 40mm 长横孔埋深 实测线 db10 db20 db30 db40 设表面补偿 3dB db10-3db= db10-3 db20-3db= db20-3 db30-3db= db30-3 db40-3db= db40-3 判废线 db10-3-4db db20-3-4db db30-3-4db db40-3-4db 定量线 db db db db db db db db 评定线 db db db db db db db db 一般在定标操作中最好用水平旋钮调整第一个回波前沿的位置, 用深度细调旋钮调整第二个回波前沿 的位置, 并且 过调整 一些 ( 通常过调整第二个回波前沿偏离规定位置量的一半 ), 然后再用水平旋钮 24

25 调整第一个回波前沿落回应该的位置, 这样经过两三次的反复, 第 1 2 个回波前沿分别对准规定的水平刻度位置, 可以方便快速地完成定标操作 在定标操作中注意始终保持探头的良好声耦合 5 按两倍板厚 ( 例如板厚 20mm 则在 DAC 曲线上选择深度 40mm 的评定线对应分贝数在探伤仪上设置衰减器为该数值作为探伤起始灵敏度 5. 检测 1 在扫查范围内的探伤面上均匀涂抹耦合剂, 操作探头以前后 左右 环绕 转角 ( 摆动 ) 四种方式结合的移动方式进行扫查, 注意探头后移位置必须达到扫查范围外线, 保证覆盖焊道全长, 探测中注意在手持探头移动时眼睛不能离开荧光屏 ;; 2 发现有缺陷回波时, 应及时用石笔或记号笔在对应位置做好标记, 然后继续扫查, 待全焊缝扫查完毕后, 再返回对发现有缺陷回波的位置逐一进行仔细评定 ; 3 在垂直正对焊缝单侧扫查检测完成后, 再从另一侧对焊缝进行垂直正对焊缝的单侧扫查检测, 以完成单面双侧检查步骤 ; 4 在垂直正对焊缝的单面双侧扫查检测完成后, 还要对焊缝进行双侧斜平行扫查 ( 声束与焊道夹角 10 ) 6. 缺陷评定缺陷评定包括 : 缺陷埋藏深度 : 在屏幕水平刻度上直接读取, 未超出板厚的屏幕水平刻度读数为实际埋深, 超出板厚但未超过 2 倍板厚时, 其实际埋深为 2 倍板厚减屏幕水平刻度读数 ; 缺陷水平位置 : 利用 K 值换算 ( 屏幕水平刻度读数乘以探头实测 K 值, 再减去探头前沿长度, 然后用钢板尺从探头前端面量度至焊缝, 找到缺陷在探测面上的投影点位置, 进而确定缺陷在探测面上的投影点至焊道中心线的距离 ; 缺陷定量 : 调整衰减器使缺陷最大回波幅度降到 50% 基准波高时得到的衰减器总读数在 DAC 曲线上根据缺陷回波在屏幕水平刻度上的深度读数查得缺陷最大回波落入 DAC 曲线的区域 (I II III 区 ) 和超出相应 DAC 曲线的分贝数 ; 缺陷定量评定完成后要继续进行扫查检测时, 注意衰减器读数应恢复到起始灵敏度的读数 ; 缺陷指示长度 : 根据缺陷回波变化情况采用 6dB 法或端部峰值 6dB 法测量 7. 缺陷等级分类缺陷指示长度小于 10mm 时按 5mm 计算 ; 相邻两缺陷在一直线上, 其间距小于其中较短长度者, 应作为一条缺陷处理, 以两缺陷长度之和作为其指示长度 ( 间距不计入 ); 按 B 类 II 级评定 : 波幅达到定量线或进入 II 区的单个缺陷指示长度不应超过 13mm; 在任意 90mm 长度焊缝范围内多个缺陷累计长度不应超过 20mm, 超过者即评定为 III 级波幅达到判废线或进入 III 区的缺陷即评定为 III 级, 也必须测量缺陷指示长度 8. 记录与报告 25

26 发现并评定缺陷后, 应在工件上做出不易擦除的标记, 并做好记录 探伤报告至少应包括 : 委托单位 被检工件名称 编号 规格 材质 坡口型式 焊接方法 热处理状态 探伤仪及探头和试块型号 检测规范 缺陷记录 ( 含草图 缺陷在探测面上的投影位置 缺陷的平底孔当量值 缺陷的指示长度 缺陷的埋藏深度和偏离焊道中心线的距离 ) 检测标准及验收等级 检测结果及结论 检测人员和责任人员签字及其技术资格 报告编号和检测日期 二. 铝合金锻件检测 : 自由锻铝合金方坯, 锻后经淬火 + 人工时效热处理 (CS), 自然锻造表面, 探伤前经碱洗 以相邻两侧面为探测面 探伤前应用破布揩擦干净探伤面 一旦发现有缺陷回波时还应在相对面探测证实 使用 5P14 直探头 按底波方式法检测,Φ2mm 当量平底孔验收 A. 探伤面准备以沿纵向的相邻两侧面为探测面 探伤前应用布揩擦干净探伤面 一旦发现有缺陷回波时还应在相对面探测证实 2. 探头 :5P14 直探头 3. 耦合剂 : 40# 机油 4. 检测系统调节 1 连接探头和超声探伤仪, 探头电缆最好连接 接收 插座, 接通电源, 电压指示计指针应停留在红区表明电源电压正常 仪器应预热至少 10 分钟, 把仪器设置为正常探伤工作状态 : 探头模式 - 单 1( 分辨力较好 ) 或单 2( 发射强度较大 ), 脉冲宽度 ( 发射强度 ) 中等 ( 灵敏度不够才用最大 ), 调节 聚焦 使屏幕上的波形显示达到最清晰, 深度粗调档置于显示屏能显示两次底面回波即可 ; 2 定标 : 在宽 130mm 面上以 98mm 高按 1:2 定标, 调整衰减器使 B1 B2 回波波峰落在屏幕内可视, 通常设在 50%~80%FSH, 稳住探头, 调整水平旋钮使 B1 回波前沿对准水平刻度 49, 调整深度微调旋钮使 B2 回波前沿对准水平刻度 98, 即完成深度 1:2 定标 ; 一般在定标操作中最好用水平旋钮调整 B1 前沿位置 ( 达到 98/2=49mm), 用深度细调旋钮调整 B2 前沿位置, 并且 过调整 一些 ( 通常过调整 B2 前沿偏离规定 98mm 位置的一半 ), 然后再用水平旋钮调整 B1 前沿落回 98/2=49mm 的位置, 这样经过两三次的反复, B1 B2 回波前沿分别对准规定的水平刻度位置, 可以方便快速地完成 1:2 定标操作 在定标操作中注意始终保持探头的良好声耦合 3 在宽 98mm 面上调整衰减器使 B1( 此时 B1 前沿位置应在 65mm) 达到 50%FSH 作为基准波高 ( 如果衰减器调整时 B1 回波不能恰好达到 50%FSH, 可以利用增益微调使 B1 回波恰好达到 50%FSH, 但是仅此次可以使用增益微调, 以后的操作中不允许再调节增益微调 ), 记下此时衰减器总读数, 以底波方式法计算起始灵敏度增益 : db=20lg(3.14x2 2 )/(2x1.26x130)=-28dB 这里设铝合金纵波速度 6300m/s, 频率 5MHz, 故波长 1.26mm, 则在 B1 达到 50%FSH 的情况下将衰减器总读数减少 28dB 作为探测的起始灵敏度 ; 5. 检测 26

27 1 在相邻两侧面进行检测, 在探伤面上均匀涂抹耦合剂, 操作探头进行扫查, 注意探头移动间距不大于 1/2 探头直径, 保证覆盖全部探测面, 探测中注意在手持探头移动时眼睛不能离开荧光屏 ; 2 发现有缺陷回波时, 应在相对面探测证实并及时用记号笔在对应位置做好标记, 在整个探测面完成扫查后再返回逐个进行仔细评定 ; 6. 缺陷评定缺陷评定包括 : 缺陷埋藏深度 Xf: 在屏幕水平刻度上直接读出, 注意此时为 1:2 定标, 读数乘以 2 才是工件上的实际读数 ; 缺陷在探测面上的投影位置 : 基本上取直探头中心点对应探测面上的位置 ; 缺陷定量 : 找到缺陷最大回波, 稳住探头, 调整衰减器使该最大回波幅度达到 ( 下降或上升 )50%FSH ( 基准波高 ), 记下调整衰减器所需的分贝值 db, 按公式计算该缺陷的当量平底孔值 : db=40lg(φf/2)(130/xf) 如果缺陷最大回波高于 50%FSH( 基准波高 ), 则 db 为正值, 如果缺陷最大回波低于 50%FSH( 基准波高 ), 则 db 为负值, 从而可以计算出缺陷的平底孔当量直径 Φf; 缺陷定量评定完成后要继续进行扫查检测时, 注意衰减器读数应恢复到起始灵敏度的读数 ; 如果缺陷为延伸性 ( 有长度或面积 ), 还需测定缺陷的指示长度 面积, 采用 6dB 法 - 以缺陷最大回波处为中心, 调整衰减器使该最大回波幅度达到 50% 或 80%FSH, 沿缺陷延伸方向两端平稳移动探头至该回波幅度下降达到 25% 或 40%FSH, 或者调整衰减器使该最大回波幅度达到 50%FSH 并减少衰减器 6dB 后, 沿缺陷延伸方向两端平稳移动探头至该回波幅度重新达到 50%FSH, 两端探头中心之间的距离即是缺陷的指示长度 ; 以缺陷最大回波处为中心, 调整衰减器使该最大回波幅度达到 50% 或 80%FSH, 以多个放射方向向外平稳移动探头至该回波幅度下降达到 25% 或 40%FSH, 或者调整衰减器使该最大回波幅度达到 50% FSH 并减少衰减器 6dB 后, 以多个放射方向向外平稳移动探头至该回波幅度重新达到 50%FSH, 各探头中心连接围成的形状面积即是缺陷的面积 ; 缺陷定量评定完成后要继续进行扫查检测时, 注意衰减器读数应恢复到起始灵敏度的读数 7. 本锻件探伤的验收标准 : 缺陷大于等于 Φ2mm 当量平底孔为不合格 8. 记录与报告发现并评定缺陷后, 应在工件上做出不易擦除的标记, 并做好记录 探伤报告至少应包括 : 委托单位 被检工件名称 编号 规格 材质 热处理状态 探伤仪及探头型号 检测规范 缺陷记录 ( 含草图 缺陷在探测面上的投影位置 缺陷的平底孔当量值 缺陷的指示长度 面积 ) 检测标准及验收等级 检测结果及结论 检测人员和责任人员签字及其技术资格 报告编号和检测日期 三. 奥氏体不锈钢锻件检测 : 奥氏体不锈钢 1Cr18Ni9Ti 热轧环件, 使用底波方式法检测, 按 Φ2mm 当量平底孔验收 1. 探伤面准备 : 上下端面 外圆周面为探测面 探伤前应用破布揩擦干净探伤面 2. 探头 : 2.5P20 或 2.5P14 直探头 3. 耦合剂 : 40# 机油 4. 检测系统调节 1 连接探头和超声探伤仪, 探头电缆最好连接 接收 插座, 接通电源, 电压指示计指针应停留在红区表明电源电压正常 仪器应预热至少 10 分钟, 把仪器设置为正常探伤工作状态 : 探头模式 - 单 1( 分辨力较好 ) 或单 2( 发射强度较大 ), 脉冲宽度 ( 发射强度 ) 中等 ( 灵敏度不够才用最大 ), 调节 聚焦 使屏幕上的波形显示达到最清晰, 深度粗调档置于显示屏能显示两次底面回波即可 ; 2 在环件端面上按 1:3 定标, 调整衰减器使 B1 B2 回波波峰落在屏幕内可视, 通常设在 50%~80%FSH, 稳住探头, 调整水平旋钮使 B1 回波前沿对准水平刻度 48( 应该是 48.33, 由于水平刻度无法显示, 故取 27

28 近似值 ), 调整深度微调旋钮使 B2 回波前沿对准水平刻度 96, 即完成深度 1:3 定标 ; 一般在定标操作中最好用水平旋钮调整 B1 前沿位置 ( 达到 48mm), 用深度细调旋钮调整 B2 前沿位置, 并且 过调整 一些 ( 通常过调整 B2 前沿偏离规定 96mm 位置的一半 ), 然后再用水平旋钮调整 B1 前沿落回 48mm 的位置, 这样经过两三次的反复,B1 B2 回波前沿分别对准规定的水平刻度位置, 可以方便快速地完成 1:3 定标操作 在定标操作中注意始终保持探头的良好声耦合 3 在环件端面上调整衰减器使 B1 达到 50%FSH 作为基准波高 ( 如果衰减器调整时 B1 回波不能恰好达到 50%FSH, 可以利用增益微调使 B1 回波恰好达到 50%FSH, 但是仅此次可以使用增益微调, 以后的操作中不允许再调节增益微调 ), 记下此时衰减器总读数, 以底波方式法计算起始灵敏度增益 : db=20lg( )/( )=-34dB 注 : 这里设该不锈钢纵波速度 5700m/s, 频率 2.5MHz, 故波长 2.28mm 将衰减器总读数减少 34dB 作为环件端面探测的起始灵敏度 5. 检测 1 在扫查范围内的探伤面上均匀涂抹耦合剂, 操作探头进行扫查, 注意探头移动间距不大于 1/2 探头直径, 保证覆盖全部探测面, 探测中注意在手持探头移动时眼睛不能离开荧光屏 ; 2 发现有缺陷回波时, 应及时用石笔或记号笔在对应位置做好标记, 在整个探测面完成扫查后再返回逐个进行仔细评定 ; 3 首先在两个端面进行检测 (B1 回波前沿在水平刻度 48), 然后在外圆周面检测 (B1 回波前沿在水平刻度 21), 在圆弧面检测时注意通过屏幕上的底波幅度判断手持探头的声接触稳定 6. 缺陷评定缺陷评定包括 : 缺陷埋藏深度 Xf: 在荧光屏水平刻度上读出, 注意此时为 1:3 定标, 读数乘以 3 才是工件上的实际读数 ; 缺陷在探测面上的投影位置 : 基本上取直探头中心点对应探测面上的位置 ; 缺陷定量 : 找到缺陷最大回波, 稳住探头, 调整衰减器使该最大回波幅度达到 ( 下降或上升 )50%FSH ( 基准波高 ), 记下所需调整衰减器的分贝值 db, 则该缺陷的当量平底孔值按公式计算 : db=40lg(φf/2)(145/xf) 如果缺陷最大回波高于 50%FSH( 基准波高 ), 则 db 为正值, 如果缺陷最大回波低于 50%FSH( 基准波高 ), 则 db 为负值, 从而可以计算出缺陷的平底孔当量直径 Φf; 缺陷定量评定完成后要继续进行扫查检测时, 注意衰减器读数应恢复到起始灵敏度的读数 ; 如果缺陷为延伸性 ( 有长度或面积 ), 还需测定缺陷的指示长度 面积, 采用 6dB 法 - 以缺陷最大回波处为中心, 调整衰减器使该最大回波幅度达到 50% 或 80%FSH, 沿缺陷延伸方向两端平稳移动探头至该回波幅度下降达到 25% 或 40%FSH, 或者调整衰减器使该最大回波幅度达到 50%FSH 并减少衰减器 6dB 后, 沿缺陷延伸方向两端平稳移动探头至该回波幅度重新达到 50%FSH, 两端探头中心之间的距离即是缺陷的指示长度 ; 以缺陷最大回波处为中心, 调整衰减器使该最大回波幅度达到 50% 或 80%FSH, 以多个放射方向向外平稳移动探头至该回波幅度下降达到 25% 或 40%FSH, 或者调整衰减器使该最大回波幅度达到 50% FSH 并减少衰减器 6dB 后, 以多个放射方向向外平稳移动探头至该回波幅度重新达到 50%FSH, 各探头中心连接围成的形状面积即是缺陷的面积 ; 缺陷定量评定完成后要继续进行扫查检测时, 注意衰减器读数应恢复到起始灵敏度的读数 7. 本锻件探伤的验收标准 : 缺陷大于等于 Φ2mm 当量平底孔为不合格 8. 记录与报告发现并评定缺陷后, 应在工件上做出不易擦除的标记, 并做好记录 探伤报告至少应包括 : 委托单位 被检工件名称 编号 规格 材质 热处理状态 探伤仪及探头型号 检测规范 缺陷记录 ( 含草图 缺陷在探测面上的投影位置 缺陷的平底孔当量值 缺陷的指示长度 面积 ) 检测标准及验收等级 检测结果及结论 检测人员和责任人员签字及其技术资格 报告编号和检测日期 四. 无缝钢管手工接触法超声周向横波检测 28

29 材质 Q235 的 Φ160 16mm 无缝钢管, 按 JB/T 的 4.5 项 II 级 1. 探伤面准备 : 探伤前应用破布揩擦干净探伤面 2. 探头 :2.5P13 13K2.5 改磨斜楔接触面探头,Φ160 圆弧顶点从探头斜楔平面入射点升入 2mm 3. 耦合剂 : 40# 机油 4. 检测系统调节 1 连接探头和超声探伤仪, 探头电缆最好连接 接收 插座, 接通电源, 电压指示计指针应停留在红区表明电源电压正常 仪器应预热至少 10 分钟, 把仪器设置为正常探伤工作状态 : 探头模式 - 单 1( 分辨力较好 ) 或单 2( 发射强度较大 ), 脉冲宽度 ( 发射强度 ) 中等 ( 灵敏度不够才用最大 ), 调节 聚焦 使屏幕上的波形显示达到最清晰, 深度粗调档置于显示屏能显示管材试块的内外壁刻槽回波即可 ; 2 在管材试块上首先找到内壁刻槽最大回波并调节衰减器使其达到 80% FSH( 如果衰减器调整时 B1 回波不能恰好达到 80% FSH, 可以利用增益微调使 B1 回波恰好达到 80% FSH, 但是仅此次可以使用增益微调, 以后的操作中不允许再调节增益微调 ), 在屏幕上标记波尖位置, 然后找到外壁刻槽最大回波, 在屏幕上标记波尖位置, 连接两点构成距离波幅曲线 5. 检测 1 在扫查范围内的探伤面上均匀涂抹耦合剂, 操作探头进行周面横向扫查, 先按一个圆周方向检测, 探头相对于管材向后移动, 注意探头轴向移动间距不大于半个探头宽度, 保证覆盖全部探测面, 探测中注意在手持探头移动时眼睛不能离开荧光屏, 完成后再以相反方向检测一遍 ; 2 发现有缺陷回波时, 应以相反方向检测确认, 以找出最大回波的一侧作为评定侧, 根据回波靠近距离波幅曲线内壁刻槽和外壁刻槽的距离粗略判断是内壁还是外壁缺陷, 并测量指示长度 ( 采用 6dB 法 - 以缺陷最大回波处为中心, 调整衰减器使该最大回波幅度达到 50% 或 80%FSH, 沿缺陷延伸方向两端平稳移动探头至该回波幅度下降达到 25% 或 40%FSH, 或者调整衰减器使该最大回波幅度达到 50%FSH 并减少衰减器 6dB 后, 沿缺陷延伸方向两端平稳移动探头至该回波幅度重新达到 50%FSH, 两端探头中心之间的距离即是缺陷的指示长度 ), 及时用石笔或记号笔在对应位置做好标记 6. 缺陷评定缺陷评定包括 : 缺陷最大回波幅度达到或超过距离波幅曲线时判为不合格 ; 按 6dB 法测量的缺陷指示长度 7. 记录与报告发现并评定缺陷后, 应在工件上做出不易擦除的标记, 并做好记录 探伤报告至少应包括 : 委托单位 被检工件名称 编号 规格 材质 热处理状态 探伤仪及探头和试块型号 检测规范 缺陷记录 ( 含草图 缺陷指示长度和在圆周面上的大致方位 ) 检测标准及验收等级 检测结果及结论 检测人员和责任人员签字及其技术资格 报告编号和检测日期 五. 铸钢方坯检测使用底波方式法检测, 依据 GB/T 铸钢件超声探伤及质量评定方法, 以 Φ2mm 当量平底孔为起始灵敏度 1. 探伤面准备 : 如图沿纵向的相邻两窄面为探测面 探伤前应揩擦干净探伤面 2. 探头 : 2.5P20 或 2.5P14 直探头 3. 耦合剂 : 40# 机油 4. 检测系统调节 1 连接探头和超声探伤仪, 探头电缆最好连接 接收 插座, 接通电源, 电压指示计指针应停留在红区表明电源电压正常 仪器应预热至少 10 分钟, 把仪器设置为正常探伤工作状态 : 探头模式 - 单 1( 分辨力较好 ) 或单 2( 发射强度较大 ), 脉冲宽度 ( 发射强度 ) 中等 ( 灵敏度不够才用最大 ), 调节 聚焦 使屏幕上的波形显示达到最清晰, 深度粗调档置于显示屏能显示两次底面回波即可 ; 2 本工件需要两次定标和两次设定起始灵敏度 : 在 30 75mm 端面上按 1:6 定标, 调整衰减器使 B1 B2 回波波峰落在屏幕内可视, 通常设在 50%~80%FSH, 稳住探头, 调整水平旋钮使 B1 回波前沿对准水平刻 29

30 度 50, 调整深度微调旋钮使 B2 回波前沿对准水平刻度 100, 即完成深度 1:6 定标 ; 在 mm 端面上按 1:2 定标, 调整衰减器使 B1 B2 回波波峰落在屏幕内可视, 通常设在 50%~80%FSH, 稳住探头, 调整水平旋钮使 B1 回波前沿对准水平刻度 37, 调整深度微调旋钮使 B2 回波前沿对准水平刻度 74, 即完成深度 1:2 定标 ; 一般在定标操作中最好用水平旋钮调整 B1 前沿位置, 用深度细调旋钮调整 B2 前沿位置, 并且 过调整 一些 ( 通常过调整 B2 前沿偏离规定位置的一半 ), 然后再用水平旋钮调整 B1 前沿落回规定位置, 这样经过两三次的反复,B1 B2 回波前沿分别对准规定的水平刻度位置, 可以方便快速地完成定标操作 在定标操作中注意始终保持探头的良好声耦合 3 测量双声程衰减系数 : 在 30 75mm 端面上稳定耦合探头, 调整衰减器使 B1 回波高度达到 50%FSH, 然后再调整衰减器使 B2 回波也达到 50%FSH, 调整量为 [B1- B2]dB, 双声程衰减系数 α={[b1- B2]-6}/300 4 在 30 75mm 端面上调整衰减器使 B1 达到 50%FSH 作为基准波高 ( 如果衰减器调整时 B1 回波不能恰好达到 50%FSH, 可以利用增益微调使 B1 回波恰好达到 50%FSH, 但是仅此次可以使用增益微调, 以后的操作中不允许再调节增益微调 ), 记下此时衰减器总读数, 以底波方式法计算起始灵敏度增益 : db=20lg(3.14x2 2 )/(2x2.32x300)=-41dB 设该铸钢纵波速度 5800m/s, 频率 2.5MHz, 故波长 2.32mm, 则将衰减器总读数减少 41dB 作为声程 300mm 探测的起始灵敏度 ; 5 在 mm 端面上调整衰减器使 B1 达到 50%FSH 作为基准波高 ( 如果衰减器调整时 B1 回波不能恰好达到 50%FSH, 可以利用增益微调使 B1 回波恰好达到 50%FSH, 但是仅此次可以使用增益微调, 以后的操作中不允许再调节增益微调 ), 记下此时衰减器总读数, 以底波方式法计算起始灵敏度增益 : db=20lg(3.14x2 2 )/(2x2.32x75)=-29dB 设该铸钢纵波速度 5800m/s, 频率 2.5MHz, 故波长 2.32mm, 则将衰减器总读数减少 29dB 作为声程 75mm 探测的起始灵敏度 ; 5. 检测 1 在扫查范围内的探伤面上均匀涂抹耦合剂, 操作探头进行扫查, 注意探头移动间距不大于 1/2 探头直径, 保证覆盖全部探测面, 探测中注意在手持探头移动时眼睛不能离开荧光屏 ; 2 发现有缺陷回波时, 应及时用石笔或记号笔在对应位置做好标记, 在整个探测面完成扫查后再返回逐个进行仔细评定 ; 6. 缺陷评定缺陷评定包括 : 缺陷埋藏深度 : 在屏幕水平刻度上读出, 注意 1:6 或 1:2 定标, 读数乘以比例数才是工件上的实际读数 ; 在探测面上的投影位置 : 基本上取直探头中心点对应探测面上的位置 ; 30

31 缺陷定量 : 铸件超声探伤要求评定缺陷面积和沿厚度方向占厚度百分比, 采用 6dB 法 - 以缺陷最大回波处为中心, 调整衰减器使该最大回波幅度达到 50% 或 80%FSH, 以多个放射方向向外平稳移动探头至该回波幅度下降达到 25% 或 40%FSH, 或者调整衰减器使该最大回波幅度达到 50%FSH 并减少衰减器 6dB 后, 以多个放射方向向外平稳移动探头至该回波幅度重新达到 50%FSH, 各探头中心连接围成的形状面积即是缺陷的面积 7. 本铸件探伤的验收标准 : 依据 GB/T 铸钢件超声探伤及质量评定方法, 以 2 级验收 8. 记录与报告发现并评定缺陷后, 应在工件上做出不易擦除的标记, 并做好记录 探伤报告至少应包括 : 委托单位 被检工件名称 编号 规格 材质 热处理状态 探伤仪及探头型号 检测规范 缺陷记录 ( 含草图 缺陷在探测面上的投影位置 缺陷面积和沿厚度方向占厚度百分比 ) 检测标准及验收等级 检测结果及结论 检测人员和责任人员签字及其技术资格 报告编号和检测日期 六. 中厚钢板依据 JB/T 承压设备无损检测第 3 部分 : 超声检测 4.1 项的 II 级合格, 板材厚度 T=40mm, 材质为 A3( 低碳钢 ), 热轧表面 1. 探伤面准备 : 探伤前应揩擦干净探伤面 2. 探头 : 5P14 直探头 3. 耦合剂 : 40# 机油 4. 试块 :CBII-1(Φ5-15mm 当量平底孔 ) 5. 检测系统调节 1 连接探头和超声探伤仪, 探头电缆最好连接 接收 插座, 接通电源, 电压指示计指针应停留在红区表明电源电压正常 仪器应预热至少 10 分钟, 把仪器设置为正常探伤工作状态 : 探头模式 - 单 1( 分辨力较好 ) 或单 2( 发射强度较大 ), 脉冲宽度 ( 发射强度 ) 中等 ( 灵敏度不够才用最大 ), 调节 聚焦 使屏幕上的波形显示达到最清晰, 深度粗调档置于显示屏能显示两次底面回波即可 ; 2 定标 : 在钢板表面按 1:1 定标, 调整衰减器使 B1 B2 回波波峰落在屏幕内可视, 通常设在 50%~80%FSH, 稳住探头, 调整水平旋钮使 B1 回波前沿对准水平刻度 40, 调整深度微调旋钮使 B2 回波前沿对准水平刻度 80, 即完成深度 1:1 定标 ; 一般在定标操作中最好用水平旋钮调整 B1 前沿位置 (40mm), 用深度细调旋钮调整 B2 前沿位置, 并且 过调整 一些 ( 通常过调整 B2 前沿偏离规定位置 80mm 的一半 ), 然后再用水平旋钮调整 B1 前沿落回 40mm, 这样经过两三次的反复,B1 B2 回波前沿分别对准规定的水平刻度位置 (40 80mm), 可以方便快速地完成定标操作 在定标操作中注意始终保持探头的良好声耦合 3 在 CBII-1 试块上找到 Φ5-15mm 当量平底孔的最大回波 ( 回波前沿在 15mm), 调整衰减器使该平底孔回波高度达到 50%FSH 作为探测的起始灵敏度 ( 如果衰减器调整时平底孔回波不能恰好达到 50%FSH, 可以利用增益微调使平底孔回波恰好达到 50%FSH, 但是仅此次可以使用增益微调, 以后的操作中不允许再调节增益微调 ); 6. 检测 1 在扫查范围内的探伤面上均匀涂抹耦合剂, 操作探头进行扫查, 注意探头移动间距不大于 1/2 探头直径, 保证覆盖全部探测面, 探测中注意在手持探头移动时眼睛不能离开荧光屏 ; 2 发现有缺陷回波时, 应及时用石笔或记号笔在对应位置做好标记, 在整个探测面完成扫查后再返回逐个进行仔细评定 ; 应用 6dB 法测定缺陷面积 7. 缺陷评定 : 按 JB/T 承压设备无损检测第 3 部分 : 超声检测 4.1.6~4.1.8 项 8. 记录与报告 31

32 发现并评定缺陷后, 应在工件上做出不易擦除的标记, 并做好记录 探伤报告至少应包括 : 委托单位 被检工件名称 编号 规格 材质 热处理状态 探伤仪及探头型号 检测规范 缺陷记录 ( 含草图 缺陷在探测面上的投影位置 缺陷指示长度 面积和面积百分比 ) 检测标准及验收等级 检测结果及结论 检测人员和责任人员签字及其技术资格 报告编号和检测日期 附 : 模拟式超声波探伤仪的定标方法 (1) 利用单件试块的定标 : 选择厚度适当, 声速与被检材料相同并具有上下平行的平面试块, 把直探头平稳地耦合在试块上, 令示波屏上显示出两次底波 B1 B2, 通过反复调整探伤仪的水平旋钮和深度细调旋钮 ( 深度粗调旋钮已预先设定在适当检测范围的档位 ), 使 B1 前沿落在水平刻度与试块厚度相应的示值上, 使 B2 前沿落在水平刻度与试块两倍厚度相应的示值上, 即实现 1:1 定标, 也可以实现 1:2 1:3 1:2.5 1:4 或者 2:1 等各种比例的定标以适应不同的工件厚度, 不过, 为了便于检测时的读数方便, 应尽量选用整数比例, 并且比例不宜太大, 原则是在保证看到 B2 的前提下尽可能扩大检测的观察范围, 有利于人眼对示波屏上的回波分辨 (2) 利用两块不同厚度的试块定标 : 两块试块应与被检材料有相同的声速, 先把直探头耦合在较薄的试块上, 调整探伤仪的水平旋钮和深度细调旋钮, 使其第一次底波 B1 前沿落在水平刻度与试块厚度相应的示值上, 再将探头转而耦合到较厚的试块上使其第一次底波 B1 前沿落在水平刻度与试块厚度相应的示值上, 在两块试块上轮流校准, 经反复调整水平旋钮和深度细调旋钮可实现 1:1 定标, 同样也可以实现其他比例的定标, 这种方法主要适合于被检测工件厚度较薄, 用单一试块难以较好地定标时采用 (3) 利用被检工件本身定标 : 这是在锻件实际检测中最常用的方法, 利用被检工件上的上下平行部分, 如同单一试块定标的方法实现一定比例的定标, 但若工件厚度较大时, 则往往会因比例限制而使得检测时的观察范围变窄, 不利于人眼对示波屏上的回波分辨 在定标操作中应当注意 : 1 一般在操作中最好用水平旋钮调整第一个回波前沿落在应该的位置, 此时第二个回波前沿并没有落在两倍的位置上, 这时用深度细调旋钮调整第二个回波前沿的位置, 并且 过调整 一些 ( 通常过调整原来回波前沿偏离规定两倍位置量的一半 ), 然后再用水平旋钮调整第一个回波前沿落回应该的位置, 这样经过两三次的反复, 可以方便快速地完成定标操作 在定标操作中注意始终保持探头的良好声耦合 2 必须注意到声脉冲与电脉冲的时间差异, 发射电脉冲在激励探头的同时也进入探伤仪的接收放大电路, 在示波屏上显示为始脉冲, 经过很短的一个滞后时间, 探头才能被激发出脉冲声波, 还要经过压电晶片与保护膜的粘合层 保护膜以及耦合层, 才能真正进入被检工件, 定标后的水平刻度零点应该是真正表示超声波进入被检工件表面的那一时刻, 才能保证检测时的定位准确性, 因此, 定标时必须至少采用两次回波 ( 或是两次底波, 或是相距有一定已知距离的两个反射体的回波 ) 来校正 正确的定标结果应该是始波前沿位于水平基线刻度零位的左边 如果始波前沿位于水平基线刻度的零位或零位右边, 则表明定标不正确, 或者仪器的水平线性不良 3 在超声波检测中, 通常是观察始脉冲与一次底波之间的区域, 因而在定标时要考虑定标比例, 使得这个区域尽可能大一些, 以充分利用示波屏面积 但是在第一次底波后面也要留出一些余地, 因为在超声波检测中有时出于仪器 探头组合性能不佳, 受工件表面曲率或粗糙度干扰等原因, 导致始波占宽太大而妨碍观察第一次底波前的区域 ( 近表面分辨力或者说上盲区太大 ) 时, 也需要观察第一 二次底波之间的区域中有无靠近第一次底波后沿的缺陷反射回波 ( 要注意识别可能存在的迟到波以及二次脉冲等干扰波 ) 应该指出 : 由于声束发散的影响, 利用一 二次底波之间的区域检测观察时, 对缺陷回波的定量评定是不准确的 32

33 CTS-1002 型数字超声探伤仪操作范例 说明 : 本操作范例用于配合该型仪器的用户说明书, 结合实际工件操作工艺而编写, 以便于用户能更方便 迅速掌握该仪器的使用, 有关该仪器的详细功能说明请查阅用户说明书 33

34 按下电源开关, 上方红色指示灯亮, 显示屏幕出现开机自检界面, 提示 [ 按 F1~F4 键进入 ], 按 F1~F4 中任意键, 显示屏幕进入常规探伤显示界面 : (1) 底波方式法检测普通锻铸件 ( 直探头 ) 1. 检测参数设定 : 34

35 按进入条件参数设置界面 : 按 探头 - 工件 对应的菜单键 F3 进入检测参数设置界面 : 按左右键移动选择参数项, 按上下键选择参数 : 探头类型 : 直探头 ; 晶片 :2.5P20( 举例, 按实际使用探头规格 ); 延时 : 待测 ; 材料 : 根据实际检测工件材料选择, 选定后, 后面的声速值即为仪器内置该材料的声速值 ( 需要精确测定工件厚度及缺陷埋藏深度时应对被检材料的声速进行实际测定 ); 厚度 : 被检工件的最大厚度 ( 尽可能准确 ) 2. 测量材料纵波声速不同材料具有不同声速, 声速是数字式超声探伤仪对缺陷定位计算的重要依据, 直接影响缺陷定位精确度, 需要精确测定工件厚度及缺陷埋藏深度时应对被检材料的声速进行实际测定 按主菜单键, 显示屏幕进入标定显示界面 : 按对应 声速 的菜单键 F1 键, 显示屏幕进入测量声速显示界面 : 35

36 按对应 参数 的菜单键 F1 键, 显示屏幕进入测量声速的参数调节显示界面 : 按左右键移动选择参数项, 按上下键选择参数 : 探头类型 : 直探头 ; 延时 : 待测 ; 前沿距离 (0.00mm); 声速 : 待测 ; 试块 ( 其它 ); 基准量 : 工件厚度 ( 测量声速的依据, 应尽量准确 ); 标称 K 值 ( 无需调整 ); 圆孔直径 ( 无需调整 ); 圆孔深度 ( 无需调整 ) 再按对应 返回 的菜单键 F4 键, 显示屏幕返回到测量声速显示界面 : 将直探头平稳地耦合在被检材料上下平行的检测面上 按 波峰搜索 对应的菜单键 F2 移动闸门 1 套住第 1 次底面回波 (B1), 按将波形幅度自动达到 80% 满垂直刻度 ( 仪器的自动增益设置在 80% ), 按 起点 对应的菜单键 F3, 起点 显示为 起点, 随后屏幕自动转换, 原来 起点 变成 终点 字样 : 36

37 按 波峰搜索 对应的菜单键 F2 移动闸门 1 套住第 2 次底面回波 (B2), 按 将波形幅度自 动达到 80% 满垂直刻度 ( 仪器的自动增益设置在 80% ), 按 终点 对应的菜单键 F3, 终点 显 示为 终点, 随后屏幕自动转换, 仪器将根据第 1 2 次底面回波之间的传递时间与基准量 ( 工件厚度 ) 相对比, 依据速度 = 距离 / 时间, 自动计算出声速值, 显示在测量声速的参数调节显示界面中的 声速 项 : 3. 测量直探头延时直探头的超声波束是从压电晶片发出, 经过粘合层 保护膜至探头底面而进入工件, 确定超声波在进入工件前的传播时间就是 直探头的延时, 确定延时的意义在于对数字式超声波检测仪器的时基电路进行零位校正, 即把探头中的声程移出时基线外, 使时基线的零点对应探测面上的入射点, 保证超声检测时得到纵波在工件中正确的传播时间或相对应的距离 需要精确测定工件厚度及缺陷埋藏深度时应对所用探头的延时时间进行实际测定 按主菜单键, 显示屏幕进入标定显示界面, 或者完成测量材料声速后按对应 返回 的菜单 键 F4 键回到标定显示界面 : 37

38 按对应 延时 的菜单键 F2, 显示屏幕进入延时标定界面 : 按对应 参数 的菜单键 F1, 显示屏幕进入标定延时的参数调节界面 : 按左右键移动选择参数项, 按上下键选择参数 : 探头类型 : 直探头 ; 延时 : 待测 ; 前沿距离 (0.00mm); 声速 : 前面已校准的声速值 ; 试块 : 其它 ; 基准量 : 工件厚度 ( 尽可能准确 ); 标称 K 值 ( 无需调整 ); 圆孔直径 ( 无需调整 ); 圆孔深度 ( 无需调整 ) 按对应 返回 的 F4 或 测量 的 F3 键, 显示屏幕返回到延时标定界面 : 38

39 按 波峰搜索 对应的菜单键 F2 移动闸门 1 套住第 1 次底面回波 (B1), 按 将波形幅度自 动达到 80% 满垂直刻度 ( 仪器的自动增益设置在 80% ), 按 测量 对应的菜单键 F3, 仪器将根据 第 1 次底面回波传递时间与实测声速下工件厚度传递时间差自动计算出该直探头的延时值, 屏幕自动转换, 显示在标定延时的参数调节界面中的 延时 项 : 4. 进行底波方式法探伤的起始灵敏度调整 : 按进入常规探伤显示界面 : 以底波方式法计算起始灵敏度增益 : db=20lg(3.14 Φ1 2 )/(2λXB), 式中 :Φ1 为被检工件探伤验收标准要求的当量平底孔直径 (mm);λ 为超声波在被检工件材料中的波长, 取决于使用超声波的频率 f 和被检工件材料中的声速 c,λ=c/f, 单位 mm;xb 为被检工件的探测厚度 (mm) 需要精确评定缺陷当量大小时应实际测定探头回波频率和被检材料中的声速以求得准确的波长 λ 常用起始灵敏度计算结果 39

40 材料 纵波声速 探头 λ Φ1 XB db 40mm 23.5dB 2.5P14 钢 5900m/s 2.36mm 2mm 2.5P20 铝 6370m/s 5P mm 2mm 50mm 25.5dB 60mm 27dB 70mm 28dB 80mm 29.5dB 90mm 30.5dB 100mm 31dB 125mm 33dB 150mm 35dB 175mm 36dB 200mm 38dB 225mm 38.5dB 250mm 39dB 275mm 40dB 300mm 41dB 70mm 23dB 80mm 24dB 90mm 25dB 100mm 26dB 125mm 28dB 150mm 30dB 175mm 31dB 200mm 32dB 225mm 33dB 250mm 34dB 275mm 35dB 300mm 36dB 把直探头平稳地耦合在被检工件的探测面上, 屏幕上出现底波, 找准第 1 次底波 (B1), 按 db 键, 然后用上下键改变增益使 B1 波高达到 50% 波高作为基准波高, 在此时屏幕右边的 db 值基础上用上键把 db 值增加计算得到的 db 值, 即完成起始灵敏度设定, 可以开始在工件上进行探伤扫查 如果发现 B1 波太靠近始波, 使得观察评定范围太窄, 可以按, 用上下键调整监测范围, 使 B1 波向右靠, 扩大观察评定范围 5. 缺陷定量评定 : 在扫查中发现有缺陷回波出现时, 首先应找到缺陷最大回波, 稳住探头, 按 波峰搜索 对应的菜单键 F1 使闸门 1 套住缺陷回波, 此时缺陷回波变成绿色, 屏幕右上角的 l 示出缺陷埋藏深度 (mm), 探头中心正下方基本对应缺陷在探测面上的投影位置 如果闸门高度太高, 不能套住低于闸门的缺陷回波, 可按 + 选择闸门调整方向 ( 门高 起位 门宽 ), 用上下键调整 : 按 db 键, 选择 db 栏, 用上下键改变增益使缺陷回波高度达到 50% 基准波高, 记下调整量 db 当缺陷回波高度低于 50% 基准波高, 但是需要进行当量大小评定时, 所调整的 db 值定为负值, 缺陷回波高度高于 50% 基准波高时, 所调整的 db 值定为正值 根据缺陷最大回波幅度的当量平底孔值计算公式 : db=40lg(φx/φ1)( XB/Xf), 即可计算出缺陷回波 40

41 的平底孔当量值, 式中 :Φ1 为起始灵敏度设定时按验收标准采用的当量平底孔直径 (mm);φx 为待求缺陷的当量平底孔直径 (mm);xb 为起始灵敏度设定时采用的被检工件探测厚度 (mm);xf 为待评定缺陷的埋藏深度 (mm) 如果缺陷有延伸性, 还需用 6dB 法测定缺陷指示长度 宽度 ( 面积 ) 注 : 本例中未考虑材料衰减补偿, 对于超声衰减系数较大的材料, 例如球墨铸铁 奥氏体不锈钢锻件 大中型铸钢件等, 需要实际测定其衰减系数 α, 此时根据缺陷最大回波幅度的当量平底孔值计算公式变为 : db-( XB-Xf) α=40lg(φ1/φx)( XB/Xf) 使用 CTS-1002 型数字超声波探伤仪测定被检工件材料衰减系数 α: 在工件上进行多次底波法测定, 要求工件具有上下平行的表面 完成检测参数设定后, 按进入常规探伤显示界面 : 把直探头平稳地耦合在被检工件的探测面上, 屏幕上出现底波, 找准第 1 次底波 (B1), 按 波峰搜 索 对应的菜单键 F1 移动闸门 1 套住第 1 次底面回波 (B1), 按 将波形幅度自动达到 80% 满垂 直刻度 ( 仪器的自动增益设置在 80% ), 按 db 键, 选择 db 栏, 然后用上下键改变增益使 B2 波高达到 80%, 记下此时屏幕右边的 db 值调整量 db, 则衰减系数 α=([b1-b2]-6db-b )/T db/mm, 式中 :α 为工件每 1mm 厚度对超声波的衰减分贝值 ;[B1-B2] 表示第 1 2 次底波高度差分贝值 ( db);6db 为扩散损失修正 ;B 为往返损失修正 当工件厚度 T 处于近场区时, 由于声束尚未扩散, 故式中的扩散修正项 (6dB) 可以省略 当工件表面光洁, 或用水浸法检测时, 则可省略往返损失修正项 B 为了避免侧壁或端面干扰, 要求探测面的横向尺寸 L 满足 L 0.65T (2) 对比试块法检测中厚钢板 ( 直探头 ) 范例依据 JB/T 承压设备无损检测第 3 部分 : 超声检测 4.1 项的 II 级合格, 板材厚度 T=40mm, 材质为 A3( 低碳钢 ), 热轧表面 1. 探伤面准备 : 探伤前应揩擦干净探伤面 2. 探头 : 5P14 直探头 3. 耦合剂 : 40# 机油 4. 试块 :CBII-1(Φ5-15mm 当量平底孔 ) 5. 检测系统调节 1. 检测参数设定 : 按进入条件参数设置界面 : 41

42 按 探头 - 工件 对应的菜单键 F3 进入检测参数设置界面 : 按左右键移动选择参数项, 按上下键选择参数 : 探头类型 : 直探头 ; 晶片 :5P14; 延时 : 待测 ; 材料 : 根据实际检测工件材料选择, 选定后, 后面的声速值即为仪器内置该材料的声速值 ( 需要精确测定工件厚度及缺陷埋藏深度时应对被检材料的声速进行实际测定 ); 厚度 : 被检工件的最大厚度 ( 尽可能准确 ) 2 测量材料纵波声速 : 同前面底波法检测普通锻铸件 ( 直探头 ) 中的材料纵波声速测量方法 3 测量直探头延时 : 同前面底波法检测普通锻铸件 ( 直探头 ) 中的直探头延时测量方法 4. 起始灵敏度设定与扫查 : 按进入常规探伤显示界面 : 在 CBII-1 试块上找到 Φ5-15mm 当量平底孔的最大回波 ( 闸门 1 套住该回波时应显示埋藏深度在 15mm), 按 db 键, 然后用上下键改变增益使该回波波高达到 50% 波高作为基准波高, 即完成起始灵敏度设定 ( 对比试块表面光洁度优于被检中厚板的表面光洁度时, 应加以适当的表面补偿, 例如增益 3 db), 42

43 可以开始在工件上进行探伤扫查, 注意探头移动间距不大于 1/2 探头直径, 保证覆盖全部探测面, 探测中注意在手持探头移动时眼睛不能离开荧光屏 发现有超过 50% 基准波高的缺陷回波时, 应及时用石笔或记号笔在对应位置做好标记, 在整个探测面完成扫查后再返回逐个进行仔细评定, 用 6dB 法测定缺陷指示长度 宽度 ( 面积 ), 屏幕右上角第三行示出缺陷回波幅度 % 可利用来进行半波法测长, 第二行示出缺陷垂直埋藏深度 如果发现 B1 波太靠近始波, 使得观察评定范围太窄, 可 以按, 用上下键调整监测范围, 使 B1 波向右靠, 扩大 观察评定范围 完成缺陷的定量评定后, 按 JB/T 承压设备 无损检测第 3 部分 : 超声检测 4.1 项的验收标准评定验收 (3)AVG 方式法检测普通锻铸件 ( 直探头 ) 1. 检测参数设定 : 同前面底波法检测普通锻铸件 ( 直探头 ) 2. 测量材料纵波声速 : 同前面底波法检测普通锻铸件 ( 直探头 ) 3. 测量直探头延时 : 同前面底波法检测普通锻铸件 ( 直探头 ) 4. 直探头检测 - 纵波 AVG 曲线制作 : AVG 曲线也叫 DGS 曲线, 它以计算法原理为基础, 能够较直观 快速地描述缺陷回波振幅 缺陷埋藏深度和缺陷当量尺寸 ( 一般都是指平底孔当量 ) 大小三者之间的关系,AVG 来源自德文,A 为 距离 的缩写,V 为 增益 ( 回波振幅 ) 的缩写,G 为 缺陷当量大小 的缩写, 用英文表示则为 DGS 曲线图 ( 距离 - 增益 - 尺寸,distance-gain-size) 主要用于锻件 细晶体铸件 型材等探伤 在制作 AVG 时, 理论上只计算了三倍近场区之后的数值, 三倍近场区之前仅显示为直线 本仪器提供 实用 AVG 曲线 功能, 只适用于特定直探头 按两次主菜单键进入功能菜单显示界面第 2 页 : 按 AVG 对应的菜单键 F2 进入 AVG 制作显示界面 : 43

44 按 参数 对应的菜单键 F1 进入参数设置界面 : 左右键选择项目, 上下键选择参数值 参考尺寸 : 指用来定标的试块的平底孔尺寸, 可选大平底 Φ1-Φ10, 本例采用大平底, 以和底波方式法相对应 曲线尺寸 : 制作出来的曲线尺寸, 可选 Φ0.1-Φ20 按被测锻铸件的验收标准规定选用, 本例 曲线尺寸 选为 Φ2.0 按 返回 对应的菜单键 F4 回到 AVG 制作显示界面 按 制作 对应的菜单键 F2 进入制作界面 : 把直探头平稳地耦合在被检工件探测面上, 按下 后用左右键移动闸门 1 套住第 1 次底面回波 (B1),B1 的波尖应落在屏幕显示范围内, 按 记录 对应的菜单键 F1, 再按 完成 对应的菜单 键 F2, 仪器将自动生成以大平底面为参考依据的 Φ2mm 平底孔 AVG 曲线, 同时功能符号显示区显示 44

45 提示符 AVG : 此时可直接应用 AVG 曲线探伤, 如果按对应 退出 的 F3 将退出 AVG 曲线 ( 无保存 ), 也可按对 应 返回 的 F4 回到制作界面重新绘制 AVG 曲线 5. AVG 曲线的存储 : 生成 AVG 曲线后, 按键保存, 显示屏幕进入数据保存界面 : 仪器自动显示空闲的文件夹编号 ( 例如图中显示为 A0003), 下一项 对应的菜单键 F1 用于选项, 菜单键 F2 用于选择输入法 可用字符 数字 字母 中文 ( 拼音 ) 输入文件标题 操作人员姓名, 再 按 键完成保存 6. AVG 曲线调用 : 连按 2 下主菜单键, 显示屏幕进入功能菜单显示界面第 2 页 : 45

46 按 数据 对应的菜单键 F4, 显示屏幕进入数据功能显示界面 : 按 回放 对应的菜单键 F1, 显示屏幕进入一个新界面 : 按 A 扫描 对应的菜单键 F1, 显示屏幕进入数据回放列表界面 : 46

47 用上下键选定要回放的文件, 按 回放 对应的菜单键 F3, 即可进入检测界面, 可以开始对锻铸 件进行检测 扫查检测时将闸门 1 调整在监视区域内, 出现的缺陷回波进入闸门将变成绿色, 屏幕右上角即显示数据 : 第 2 行 :l 缺陷的垂直埋藏深度 mm; 第 3 行 : 缺陷回波幅度占垂直满刻度百分比 (%), 可利用于半波法测长 ; 第 4 行 : 缺陷的平底孔当量直径 ( 如图中探伤结果显示区的 Φ2); 第 5 行 : 缺陷回波与 AVG 曲线相差的 db 数, 例如图中探伤结果显示区的 AVG+0.3dB, 表示该缺陷回波峰点位于超出 AVG 曲线 0.3dB 扫查检测中如果闸门高度太高, 不能套住低于闸门的缺陷回波, 可按 + 选择闸门调整方向 ( 门高 起位 门宽 ), 用上下键调整 : 如果缺陷有延伸性, 还需用 6dB 法或端部峰值 6dB 法测定缺陷指示长度 注意 : 按 退出 对应的菜单键 F4 是指退出 AVG 曲线, 相当于将当前的 AVG 曲线删除 (4) 横波斜探头检测钢板对接焊缝范例普通低碳钢板 t=20mm, 手工电弧焊,V 坡口,2.5P13 13K2 斜探头 1. 测量斜探头的探头前沿斜探头中压电晶片发射的超声波束通过斜楔才能进入被检工件, 声束轴线通过斜楔底面的交点就是斜探头的入射点, 在实际检测应用中为方便起见, 可以用入射点到斜探头前端面的距离 ( 前沿长度 探头前沿 ) 来表示 探头前沿长度测定的准确程度将直接影响后面的 K 值测定以及检测时对焊缝缺陷水平距离评定的准确性 如图所示 可以使用 IIW1 或 IIW2 的 R100 或 R50 圆弧面, 或者有一定半径的半圆试块, 把斜探头平稳耦合置试块上, 前后移动探头找到圆弧面的最大反射回波, 此时圆弧面的圆心对应斜楔上的点就是入射点, 用钢板尺或直尺测量试块前边缘到探头前端面的距离, 利用圆弧半径减去探头前端面到圆弧的距离 X 就是斜探头的前沿长度 测定时必须注意确实找到圆弧面的最大回波, 应至少重复测试 2~3 遍, 然后取其 47

48 平均值 ( 精确到 0.5mm) 以保证准确性 2. 探伤条件参数设置 : 首先按主菜单键, 显示屏幕进入半屏参数设置界面 : 再按对应 探头 - 工件 的菜单键 F3, 显示屏幕进入 : 按左右键移动选择参数项, 按上下键选择参数 : 探头类型 : 斜探头 ; 晶片频率及尺寸 :2.5P13x13( 按实际使用探头规格 ); 延时 : 待测 ;K 值 :2.0/63.4 ( 名义值, 后面要进行实测 ); 表面补偿 ( 根据实际工件情况确定, 例如通常采用 3dB); 前沿距离 : 实测值 ; 材料 : 实际检测工件材料选定后, 后面的声速值即为仪器内置该材料的声速值, 这里选 钢, 声速 3230m/s( 需要精确测定工件厚度及缺陷埋藏深度时应对被检材料的声速进行实际测定 ); 厚度 : 被检焊缝的母材厚度, 这里是 20mm 3. 测量斜探头的延时 : 斜探头的超声波束是从压电晶片发出, 经过斜楔至探头底面, 从入射点进入工件, 确定超声波在斜楔内的传播时间就是 斜探头的延时, 确定延时的意义在于对数字式超声波检测仪器的时基电路进行零位校正, 即把斜楔中的声程移出时基线外, 使时基线的零点对应探测面上的入射点, 保证超声检测时得到横波在工件中正确的传播时间或相对应的距离 按主菜单键, 显示屏幕进入标定显示界面 : 48

49 按对应 延时 的菜单键 F2, 显示屏幕进入延时标定界面 : 按对应 参数 的菜单键 F1, 显示屏幕进入标定延时的参数调节界面 : 按左右键移动光标选择参数项, 上下键调整参数 : 探头类型 : 斜探头 ; 延时 ( 待测 ); 前沿距离 ( 实测值 ); 声速 : 钢件的横波声速一般采用仪器设定的 3230m/s; 试块 (CSK-I); 基准量 ( 利用 R50 圆弧面回波时采用 50.0mm, 利用 R100 圆弧面回波时采用 100.0mm); 标称 K 值 ( 实测值 ); 圆孔直径 ( 无需调整 ); 圆孔深度 ( 无需调整 ) 注 : 这里是指使用 CSK-I 或 IA 或 IIW1 试块测量斜探头延时, 如果采用其他试块 ( 例如 IIW2 试块 ) 时, 基准量应为所用试块的数据 完成参数设置后, 按对应 参数 的菜单键 F1 或 测量 对应的菜单键 F3, 显示屏幕返回到延时标定界面 : 49

50 把斜探头平稳地耦合在 CSK-IA 试块上, 找出 R100 圆弧面回波, 按 波峰搜索 移动闸门 1 套住回波, 按 测量 对应的菜单键 F3, 仪器将根据 R100 的回波传递时间与按声速传递 100mm 的时间差自动 计算出该斜探头的延时值, 屏幕自动转换, 显示在标定延时的参数调节界面中的 延时 项 4. 测量斜探头的 K 值 : 数字式超声探伤仪依据斜探头的实际 K 值来计算缺陷位置,K 值不准确将直接影响探伤中缺陷定位 ( 水 平距离 埋藏深度 ) 的准确性, 因此需要校验斜探头的实际 K 值 按主菜单键, 显示屏幕进入标定显示界面 : 按对应 K 值 的菜单键 F3, 显示屏幕进入 K 值标定界面 : 50

51 按对应 参数 的菜单键 F1, 显示屏幕进入标定 K 值的参数调节界面 : 按左右键移动光标选择修改的参数, 按上下键修改参数值 : 探头类型 ( 斜探头 ); 延时 : 实测值 ; 前沿距离 : 实测值 ; 声速 : 本例默认钢中横波声速 3230 米 / 秒, 需要精确测定工件厚度及缺陷埋藏深度时应对被检材料的横波声速进行实际测定 ; 试块 :CSK-I; 基准量 : 100.0mm; 标称 K 值 :2.0; 圆孔直径 :50.0mm; 圆孔深度 (30.0mm 或 70.0mm, 取决于斜探头在试块上放置的位置, 这里选用的是 K2 探头, 位置应在 30.0mm 侧 ) 注 : 这里是指使用 CSK-I 或 IA 或 IIW1 试块测量斜探头 K 值, 如果采用其他试块 ( 例如 IIW2 试块 ) 时, 圆孔直径和深度项应为所用试块的数据 再按对应 参数 的菜单键 F1 或对应 测量 的菜单键 F3, 显示屏幕返回到 K 值标定界面 : 51

52 将斜探头平稳耦合在 CSK-IA 试块上进行 K 值测定操作, 前后移动探头找到 Φ50 有机玻璃圆块的最高回波 ( 注意探头歪斜时可能得到的最大回波是 Φ44 或 Φ40 回波而导致测量错误 ), 按 波峰搜索 对应的菜单键 F2 移动闸门 1 套住该回波, 按 测量 对应的菜单键 F3, 屏幕自动转换, 仪器将自动计算出该斜探头的 K 值, 显示在标定 K 值的参数调节界面中的 测量 K 值 项 5. DAC 曲线的测绘 焊缝超声探伤采用横波, 以横孔为参考反射体, 并根据反射量大小事先绘制成距离波幅曲线 (DAC 曲 线 ) 用于评价衡量缺陷的当量大小, 是缺陷定量评价的重要工具, 不同标准规定有不同尺寸的横孔以及不 同的当量等级, 因此有不同的 DAC 曲线 以 JB/T 承压设备无损检测第 3 部分 : 超声检测 为例 : 钢制承压设备对接焊接接头超声检测和质量分级应用的距离 - 波幅曲线灵敏度 : 试块型式板厚,mm 评定线定量线判废线 CSK-ⅡA CSK-ⅢA 6~46 >46~120 8~15 >15~46 >46~120 φ dB φ dB φ1 6-12dB φ1 6-9dB φ1 6-6dB φ dB φ2 40-8dB φ1 6-6dB φ1 6-3dB φ1 6 φ2 40-4dB φ2 40+2dB φ1 6+2dB φ1 6+5dB φ 6+10dB 连按 2 下主菜单键, 显示屏幕进入功能菜单显示界面第 2 页 : 按 DAC 对应的菜单键 F1, 显示屏幕进入 DAC 制作修改界面 : 52

53 按 参数 对应的菜单键 F1, 显示屏幕进入 DAC 制作参数调节界面 : 按左右键移动光标, 按上下键调节数值, 输入按指定标准所需的 评定线 定量线 判废线 db 值, 线条类型 : 曲线 本例采用 JB/T 的 CSK-ⅡA 试块 (φ2 40mm 长横孔 ), 评定线 (-18dB), 定量线 (-12dB), 判废线 (-4dB), 前面条件参数设置中已输入表面补偿 3 db 评定线 定量线 判废线 db 值设置完成后, 按 返回 对应的菜单键 F4 回到 DAC 制作修改界面 : 按 制作 对应的菜单键 F2, 显示屏幕进入 DAC 制作 : 53

54 将斜探头放置在 CSK-IIA 试块上, 先找到埋深 10 mm 的 Φ2 40mm 长横孔回波, 前后移动探头找到 最大回波, 按下 后可用左右键移动闸门 1 套住该回波, 此时屏幕右上角可读出 l ( 回波前沿埋 深 )10 mm 左右 ( 由于声速 延迟可能有误差, 以及声束可能有偏斜等因素存在, 因此得到最大回波时未 必显示正好是埋藏深度 10mm, 而是可能有偏差, 以下几个测量点的情况相同 ), 按 将波形幅度自 动达到 80% 满垂直刻度 ( 仪器的自动增益设置在 80% ), 按下 记录 对应的菜单键 F1 取得绘制 曲线的第 1 个记录点, 屏幕上将划出一条横直线, 然后移动探头找到埋深 20 mm 的 Φ2 40mm 长横孔回 波, 前后移动探头找到最大回波, 用左右键移动闸门 1 套住该回波, 此时屏幕右上角可读出 l = 20 mm, 注意此时及以后的测量点不能再按, 按下 记录 对应的菜单键 F1 取得绘制曲线的第 2 个记 录点, 此时屏幕上的横直线从第 1 点拐下来连接到第 2 点, 然后移动探头找到埋深 30 mm 的 Φ2 40mm 长横孔回波, 前后移动探头找到最大回波, 用左右键移动闸门 1 套住该回波, 此时屏幕右上角可读出 l = 30 mm, 按下 记录 对应的菜单键 F1 取得绘制曲线的第 3 个记录点, 此时屏幕上的横直线从第 1 点拐下来连接到第 2 点, 再连接到第 3 点, 然后移动探头找到埋深 50 mm 的 Φ2 40mm 长横孔回波 (CSK-IIA 试块上利用直射波探测埋深 30mm 横孔的探测面后移, 使用一次反射波投射到垂直埋深 30mm 横孔, 试块厚度 40mm, 因此得到相当于埋深 50 mm 的 Φ2 40mm 长横孔回波 ), 前后移动探头找到最大回波, 用左右键移动闸门 1 套住该回波, 此时屏幕右上角可读出 l = 50 mm, 按下 记录 对应的菜单键 F1 取得绘制曲线的第 4 个记录点, 此时屏幕上的直线从第 1 点拐下来连接到第 2 点, 第 3 点, 再连接到第 4 点 这时即完成了 4 个测量点构成的 实测线, 然后按下 完成 对应的菜单键 F2, 仪器将按照参数中评定线 定量线 判废线和表面补偿的设置, 屏幕自动生成三条曲线, 即 JB/T 标准用于板厚 6~46mm 的 Φ2 40mm 长横孔距离波幅曲线 (DAC 曲线 ) 同理也可以利用 CSK-IIIA 试块测绘 Φ1 6mm 短横孔的 DAC 曲线 DAC 曲线制作完成显示界面如下图 54

55 注意 : 按 退出 对应的菜单键 F3 是指退出 DAC 曲线, 相当于将当前的 DAC 曲线删除 如果 确认测绘制作完成的 DAC 曲线符合要求, 可进入 保存 操作 如果曲线不平滑, 有凹点或突点, 可按 返回 对应的菜单键 F4 进入 DAC 制作修改界面 : 按下 修正 对应的菜单键 F3 进入 DAC 修正显示界面 : 按 参数 对应的菜单键 F1 进入 DAC 修正参数显示界面 : 选择需要修改的曲线点 ( 前面 4 个测量点的第几点, 即存在凹点或突点的那个测量点 ), 用左右键把 光标移到 幅度, 用上下键调节至曲线平滑, 修改完成后按 完成 对应的菜单键 F3, 三条曲线重新 生成 三条曲线完成或经修改确认后, 按键保存, 显示屏幕进入数据保存界面 : 55

56 仪器自动显示空闲的文件夹编号 ( 例如图中显示为 A0003), 下一项 对应的菜单键 F1 用于选项, 菜单键 F2 用于选择输入法 可用字符 数字 字母 中文 ( 拼音 ) 输入文件标题 操作人员姓名, 再 按键完成保存 本例中输入文件标题为 mm, 操作人员 XXX 6. 对钢板对接焊缝实施检测 首先要调出已制成并存储的 DAC 曲线 ( 注意应使用制作该 DAC 曲线时使用的斜探头 ): 连按 2 下主菜单键, 显示屏幕进入功能菜单显示界面第 2 页 : 按 数据 对应的菜单键 F4, 显示屏幕进入数据功能显示界面 : 按 回放 对应的菜单键 F1, 显示屏幕进入一个新界面 : 56

57 按 A 扫描 对应的菜单键 F1, 显示屏幕进入数据回放列表界面 : 用上下键选定要回放的文件, 按 回放 对应的菜单键 F3, 即可进入检测界面, 可以开始对焊缝 进行检测 如果 DAC 曲线在屏幕上位置偏低, 在检测时可能不容易观察, 可以用光标键选择 衰减, 用 万能旋钮调整曲线高度, 通常使判废线 ( 最上面的曲线 ) 的左边平线部分落在 80% 为宜 扫查检测时将闸门 1 调整在监视区域内, 出现的缺陷回波进入闸门将变成绿色, 屏幕右上角即显示数 据 : 第 1 行 :l 缺陷的水平距离 mm( 已扣除探头前沿距离, 可用钢板尺从探头前端面起量缺陷在焊缝上的 投影位置 ) 第 2 行 :l 缺陷的埋藏深度 mm( 需要根据板厚换算实际埋藏深度 ) 第 3 行 : 缺陷回波幅度占垂直满刻度百分比 (%), 可利用于半波法测长 第 4 行 :SL 缺陷回波幅度与定量线相差的 db 数 ( 要根据应用标准判断超过定量线或判废线多少 db, 例 如 SL+3.6dB, 表示该缺陷波峰点位于曲线区超出定量线 3.6dB 处, 本例中的定量线为 φ dB, 因此缺陷实际当量大小为 φ dB) 扫查检测中如果闸门高度太高, 不能套住低于闸门的缺陷回波, 可按 + 选择闸门调整方 向 ( 门高 起位 门宽 ), 用上下键调整 : 如果缺陷有延伸性, 还需用 6dB 法或端部峰值 6dB 法测定缺陷指示长度 (5) 无缝钢管手工接触法超声周向横波检测范例 材质 Q235 的 Φ160 16mm 无缝钢管, 按 JB/T 承压设备无损检测第 3 部分 : 超声检 测 的 4.5 项 II 级 1. 探伤面准备 : 探伤前应揩擦干净探伤面 2. 探头 :2.5P13 13K2.5 改磨斜楔接触面探头,Φ160 圆弧顶点从探头斜楔平面入射点升入 2mm 3. 耦合剂 : 40# 机油 57

58 4. 检测系统调节 1 检测参数设定 : 按进入条件参数设置界面 : 按 探头 - 工件 对应的菜单键 F3 进入检测参数设置界面 : 按左右键移动选择参数项, 按上下键选择参数 : 探头类型 : 斜探头 ; 晶片频率及尺寸 :2.5P13x13( 按实际使用探头规格 ); 延时 : 因为斜楔底面已经改磨成弧面, 难以实测延时, 可将未改磨前实测的延时值输入以作参考, 因为钢管横波检测时的缺陷埋藏深度一般不是重要的评定参数, 重要的是缺陷延伸长度 ;K 值 : 斜探头原标称值, 这里是 2.5/68.2 ; 表面补偿 ( 根据实际工件情况确定, 这里直接使用管材样管, 可设为 0dB); 前沿距离 ( 按改磨斜楔接触面前的前沿距离 ); 材料 : 根据实际检测工件材料选择, 选定后, 后面的声速值即为仪器内置该材料的声速值, 这里选 钢, 声速 3230m/s( 需要精确测定工件厚度及缺陷埋藏深度时应对被检材料的声速进行实际测定 ); 厚度 : 被检管件的壁厚, 可取整数, 这里是 16mm 2 DAC 曲线的测绘标准要求管材横波探伤采用内外壁刻槽回波构成距离波幅曲线, 再增益 6dB 作为探测灵敏度 58

59 连按 2 下主菜单键, 显示屏幕进入功能菜单显示界面第 2 页 : 按 DAC 对应的菜单键 F1, 显示屏幕进入 DAC 制作修改界面 : 按 参数 对应的菜单键 F1, 显示屏幕进入 DAC 制作参数调节界面 : 按左右键移动光标, 按上下键调节数值, 评定线 定量线 判废线 db 值均设为 0dB, 线 条类型 : 曲线 按 制作 对应的菜单键 F2, 显示屏幕进入 DAC 制作 : 59

60 在管材试块上首先找到内壁刻槽最大回波, 按下 后可用左右键移动闸门 1 套住该回波, 按 将波形幅度自动达到 80% 满垂直刻度 ( 仪器的自动增益设置在 80% ), 按下 记录 对应的菜单键 F1 取得绘制曲线的第 1 个记录点, 屏幕上将划出一条横直线, 然后移动探头找到外壁刻槽最大回波, 用左右 键移动闸门 1 套住该回波, 注意此时不能再按, 按下 记录 对应的菜单键 F1 取得绘制曲线 的第 2 个记录点, 此时屏幕上的横直线从第 1 点拐下来连接到第 2 点, 这时即完成了 2 个测量点构成的 实 测线, 然后按下 完成 对应的菜单键 F2, 仪器屏幕自动生成 1 条曲线, 即 JB/T 标准用 于管材探伤的距离波幅曲线 (DAC 曲线 ) 按键保存, 显示屏幕进入数据保存界面 : 仪器自动显示空闲的文件夹编号 ( 例如图中显示为 A0003), 下一项 对应的菜单键 F1 用于选项, 菜单键 F2 用于选择输入法 可用字符 数字 字母 中文 ( 拼音 ) 输入文件标题 操作人员姓名, 再 按键完成保存 本例中输入文件标题为 4730-G, 操作人员 XXX 5. 检测 首先要调出已制成并存储的 DAC 曲线 ( 注意应使用制作该 DAC 曲线时使用的斜探头 ): 连按 2 下主菜单键, 显示屏幕进入功能菜单显示界面第 2 页 : 60

61 按 数据 对应的菜单键 F4, 显示屏幕进入数据功能显示界面 : 按 回放 对应的菜单键 F1, 显示屏幕进入一个新界面 : 按 A 扫描 对应的菜单键 F1, 显示屏幕进入数据回放列表界面 : 61

62 用上下键选定要回放的文件, 按 回放 对应的菜单键 F3, 即可进入检测界面, 按 db 选择 db 栏增加 6dB 增益, 即可以开始对管材进行检测 1 在扫查范围内的探伤面上均匀涂抹耦合剂, 操作探头进行周面横向扫查, 先按一个圆周方向检测, 探头相对于管材向后移动, 注意探头轴向移动间距不大于半个探头宽度, 保证覆盖全部探测面, 探测中注意在手持探头移动时眼睛不能离开荧光屏, 完成后再以相反方向检测一遍 ; 2 发现有缺陷回波时, 应以相反方向检测确认, 以找出最大回波的一侧作为评定侧, 根据回波靠近距离波幅曲线内壁刻槽和外壁刻槽的距离粗略判断是内壁还是外壁缺陷, 并测量指示长度 ( 利用屏幕右上角显示的缺陷回波幅度采用半波高度法 - 以缺陷最大回波处为中心, 沿缺陷延伸方向两端平稳移动探头至该回波幅度下降一半, 两端探头中心之间的距离即是缺陷的指示长度 ), 及时用石笔或记号笔在对应位置做好标记 6. 缺陷评定包括 : 缺陷最大回波幅度达到或超过距离波幅曲线时判为不合格 ; 按 6dB 法 ( 半波高度法 ) 测量的缺陷指示长度 (6) 横波斜探头检测 - 材料的横波速度测量不同材料具有不同声速, 声速是数字式超声探伤仪对缺陷定位计算的重要依据, 直接影响缺陷定位精确度 仪器已经设置了相当多的常用材料的标准声速, 当需要知道被检材料准确的横波声速, 以保证横波探伤中对缺陷进行精确定位时, 可用斜探头在用被检材料特制的半圆试块或用该材料制作的 CSK-1 型试块上进行实际测量 首先按进入条件参数设置界面 : 按 探头 - 工件 对应的菜单键 F3 进入 : 62

63 按左右键移动光标选择参数项, 按上下键选择参数 : 探头类型 : 斜探头 ; 晶片频率与尺寸 :2.5P13 13( 按实际使用探头规格 ); 延时 : 实测值 ; 材料 : 实际检测工件材料类别, 选定后, 后面的声速值为仪器内置该材料的默认声速值 ; 厚度 : 被检工件的厚度 ( 尽可能准确 ) 按主菜单键, 显示屏幕进入标定显示界面 : 按对应 声速 的菜单键 F1 键, 显示屏幕进入测量声速显示界面 : 按对应 参数 的菜单键 F1 键, 显示屏幕进入测量声速的参数调节显示界面 : 63

64 按左右键移动光标选择参数项, 按上下键选择参数 : 探头类型 : 斜探头 ; 延时 ( 实测值 ); 前沿距离 ( 实测值 ); 声速 ( 待测, 可暂按仪器内置该材料的通用声速值 ); 试块 (CSK-I, 注意 : 这里的试块材料是待测材料 ); 基准量 (50mm, 是 R50 和 R100 之间的声程差 ); 标称 K 值 ( 实测值 ); 圆孔直径 ( 无需调整 ); 圆孔深度 ( 无需调整 ) 注 : 本例使用待测材料制作的 CSK-1 型试块, 如果为使用待测材料制作的其他型式的试块, 则试块参数应该为相应参数 完成参数设置后, 按对应 参数 的菜单键 F1 键, 显示屏幕返回到测量声速显示界面 : 将斜探头平稳地耦合在待测材料制作的 CSK-I 试块上, 找到 R50 和 R100 圆弧面的最大回波 按 波峰搜索 对应的菜单键 F2 移动闸门 1 套住 R50 圆弧面回波, 按 将波形幅度自动达 到 80% 满垂直刻度 ( 仪器的自动增益设置在 80% ), 按 起点 对应的菜单键 F3, 起点 显示为 起点, 随后屏幕自动转换, 原来 起点 变成 终点 字样 : 64

65 按 波峰搜索 对应的菜单键 F2 移动闸门 1 套住 R100 圆弧面回波, 按 将波形幅度自动达 到 80% 满垂直刻度 ( 仪器的自动增益设置在 80% ), 按 终点 对应的菜单键 F3, 终点 显示为 终点, 随后屏幕自动转换, 仪器将根据 R50 和 R100 圆弧面回波之间的传递时间与基准量 (50mm) 相对比, 依据速度 = 距离 / 时间, 自动计算出声速值, 显示在测量声速的参数调节显示界面中的 声速 项 : CTS-400 型数字超声测厚仪操作范例 说明 : 本操作范例用于配合该型仪器的用户说明书, 结合实际工件操作工艺而编写, 以便于用户能更方便 迅速掌握该仪器的使用, 有关该仪器的详细功能说明请查阅用户说明书 65

66 按开机, 进入主菜单第 1 页 : 按可进入主菜单第 2 页 : 66

67 一. 调零 ( 校准 ) 仪器 : 探头零点校准 用移动选择 调零, 按进入调零界面 : 用 45# 钢 5mm 厚度 ( 随机试块 ), 将标配探头 5P10FG 平稳耦合在试块中心位置, 待示值稳定时, 让探 头离开试块, 擦净探头的接触面后调节厚度读数与试块 (5mm) 相同, 按 ( 确定键 ), 如果确认所测工 件声速是 5900m/s( 仪器内置的声速 ), 探头离开后按 A. 普通测厚 确定就可以进入测量界面进行工件测试 探头零点校准后, 按进入主菜单第 1 页 : 用移动选择 测量 就可以进入测量界面进行工件测试 三. 一点标定方式 : 较精确测厚必须在现场先进行探头调零 ( 探头零点校正, 采用随机配件 5mm 试块 ), 再在与被测工件的材料 声速相同的试块上标定 试块的厚度应接近被检工件的厚度 测试前先在试块上验证 操作过程如下 : (1) 选择进入 调零 ; (2) 在随机 5mm 试块上测试, 探头离开按确定键 ( 不用调节 ); 如果确认所测工件声速是 5900 可进行工件测试 ; (3) 如果被测工件声速不是 5900, 需在材料相同的试块上标定 用移动选择进入 1PT : 当显示值稳定时, 让探头离开试块, 擦净探头的接触面后用 调节厚度显示值与试块的实际厚 度一致, 按 确定, 即可进入测量界面进行工件测试 三. 二点标定方式 : 精确测厚 仪器可以不需要先做探头调零 ( 但如果探头零点相差太大, 应该做 1 次 ) 条件是必须有 2 块和测试 67

68 工件同样材料 声速的厚度试块, 试块厚度小的等于或略小于被检工件的最小厚度, 试块厚度大的等于或 略大于被检工件的最大厚度 2 块试块的厚度差一般不小于 5mm 在现场先标定小的厚度, 再标定大的厚 度 测试前先在试块上验证, 厚度大的应基本一致 操作过程如下 : (1) 用选择进入 2PT : 测试块厚度小的, 当显示值稳定时, 探头离开试块, 擦净探头的接触面后用 调节显示与小的 试块厚度值一致, 按确定 ; (2) 测试块厚度大的, 当显示值稳定时, 探头离开试块, 擦净探头的接触面后用调节显示与大 的试块厚度值一致, 按确定 ; (3) 完成标定后可进入测量界面进行测厚 四. VEL 标定 ( 调节声速 ): 在已知试块厚度上标定仪器, 核实被检材料声速是否正确 要求试块的材料 声速与被检工件一致, 测试结果才能准确 试块应该平整 表面光滑 其厚度接近被检工件的最大厚度值 用 选择 VEL, 测量试块, 当显示值稳定时, 探头离开试块, 擦净探头的接触面后用 调节屏幕上的声速值直到屏幕右上角显示与试块厚度值一致, 按 确定 五. 选择声速 : 对于不同材料, 仪器内置有多种材料及其对应的声速, 可以根据被检材料种类进行选择 连按两次进入主菜单第 2 页 : 用选择 声速, 按确定进入材料列表, 用选择, 例如 : 68

69 附表常用材料声速表 ( 环境温度 20 ) 材料 纵波声速 m/s 铝 6260 铁 5900 不锈钢 5790 铜 4700 黄铜 4640 锌 4170 银 3600 金 3240 锡 3230 丙烯酸类树脂 2730 水玻璃 2350 甘油 1920 水 1480 六. 选择显示单位 : 连按两次进入主菜单第 2 页 : 用选择 单位, 按确定 : 用选择 mm 或 in, 按确定 七. 选择显示精度 :0.1\0.01\0.001mm 或 连按两次进入主菜单第 2 页 : 69

70 用选择 精度, 按确定 : 用选择, 按确定 注 :0.001mm 精度适用于较薄的工件测厚 70

71 CTS-9006 型超声波探伤仪操作要点 连接充电器和仪器, 接通电源, 按下仪器面板上的电源开关, 电源指示灯亮, 仪器进入自检然后开机, 进入 基本 程序界面 : 该仪器所有项目都是上下键选择栏目, 左右键选择参数值 增益步进可设置为 dB 声速 可自由设置, 也可实际测量 ; 延迟 类同模拟机的水平平移, 一般不动, 设为零 ; 零点 类同 CTS-1002 的 延时, 最好实测, 因为不同厂家 不同型号的探头其延时不同, 将会影响定位的准确性 ; 抑制 一般设为零 ; a 闸门起位 是用于水平调整移动闸门在屏幕上的位置以便套住需要评定的回波 ; a 闸门宽度 是调整闸门监视范围, 一般不宜太长, 一面把杂波也纳入造成干扰 ; 翻页 可进入第 2 页 : a 闸门电平 可调整移动闸门在屏幕上的上下位置, 以便于套住需要评定却幅度较低的回波 ; 报警方式 可选关闭 (off, 即关闭 a 闸门 ), 进波, 失波, 通常为 进波 ; b 闸门 是该仪器的第 2 个闸门, 通常关闭不用 直探头测声速 零点 : 按 校正 进入界面, 先把光标下到 声速 + 零点, 按回车, 光标回上去设置 参考 1 为工件厚度, 参考 2 为 2 倍工件厚度, 声程 即类似 CTS-1002 的扫描范围, 用于调节使屏幕上出现 2~3 次底波 ; 此时应注意将 零点 归零, 声速 应设置为与工件纵波相近的数值, 把直探头稳定耦合在工件上, 此时屏幕提示套住第 1 次底波, 把光标放到 a 闸门起位, 左右键移动闸门套住第 1 次底波, 按 AGC ( 自动增益, 可使回波高度达到仪器内设定的 80%), 也可按 基本 选 增益 使该回波幅度达到 80%, 按回车, 屏幕出现提示套住第 2 次底波, 左右键移动闸门套住第 2 次底波, 按 AGC ( 自动增益, 可使回波高度达到仪器内设定的 80%), 也可按 基本 选 增益 使该回波幅度达到 80%, 按回车, 完成, 在右边栏目中显示实际测量的材料纵波声速和直探头零点 71

72 斜探头 : 进入 设置, 输入斜探头的名义参数 : 钢中折射角度或 K 值 ( 任意输入一种即会自动显示另一种 ), 事先手工测量的探头前沿长度, 单双探头 选 单 ( 用组合双晶探头或双探头穿透法才选双 ), 翻页 后面几页可不变动 斜探头测声速 零点 : 在 基本 界面将声速设置为与工件横波相近的数值, 零点 归零 ; 按 校正 进入界面, 先把光标下到 声速 + 零点, 按回车, 光标回上去设置 参考 1 为 50mm(CSK-IA 试块 ), 参考 2 为 100mm (CSK-IA 试块 ), 把斜探头置于 CSK-IA 试块朝向圆弧, 找到 R50 R100 两个回波达到最大, 固定探头不动, 此时屏幕提示套住第 1 个波 (R50), 把光标放到 a 闸门起位, 左右键移动闸门套住第 1 个波, 按 AGC ( 自动增益, 可使回波高度达到仪器内设定的 80%), 按回车, 屏幕出现提示套住第 2 个波 (R100), 左右键移动闸门套住第 2 个波, 此时该回波幅度很高, 需要按 基本 选 增益 降低使该回波降低, 波峰进入屏幕达到 80%, 按回车, 完成, 在右边栏目中显示实际测量的材料横波声速和斜探头零点 K 值测量 : 在斜探头参数测量 设定完成后, 需要实测 K 值时, 按 校正 选 角度测量, 按回车进入界面, 按 CSK-IA 试块设定孔深 孔径 (K 值不同的探头在 CSK-IA 试块上的测量位置不一样, 孔深也就不一样, 孔径常用是 50mm, 也有时会用到 1.5mm), 把斜探头平稳耦合到 CSK-IA 试块上的测量位置, 找到最大回波, 光标放在 a 闸门起位, 左右键移动闸门套住该回波, 按 AGC 使回波高度达到 80%, 按回车, 完成, 在右边栏目中显示实际测量的 K 值 制作 DAC 曲线 : 在斜探头参数测量 设定完成后, 按 DAC 进入界面, DAC 操作 选 记录 ( 若选 曲线删除 则将已制成的 DAC 曲线删除, 相当于 CTS-1002 的 退出曲线, 若选 删点 则是把制作曲线的某测量点删除以便重做 ), 判废线 定量线 评定线 补偿 ( 即表面补偿 ) 按所用标准规定设置 例如用 CSK-IIA 试块, 斜探头先找到埋深 10mm 横孔最大回波, 用闸门套住, 用 AGC 或 基本 中的增益使该回波波幅为 80%, 按回车, 屏幕上出现第 1 段曲线, 然后找到埋深 20mm 横孔最大回波, 用闸门套住, 用 AGC 或 基本 中的增益使该回波波幅为 80%, 按回车, 屏幕上出现第 2 段曲线, 依此类推, 再找埋深 30mm 50mm 横孔最大回波, 分别用闸门套住, 用 AGC 或 基本 中的增益使该回波波幅为 80%, 按回车, 最后屏幕上出现完成的曲线, 即可投入使用 发现缺陷回波用闸门套住即可在屏幕上显示声程 ( a) 埋藏深度 ( a) 和缺陷在探测面上投影点到探头前端面的水平距离 ( a),cl 则表示缺陷回波高度超过定量线的 db 值,Ha 表示回波在屏幕上的幅度百分比, 可用于半波法测长 注意要点 : 参数测量一定要用 80% 幅度的回波, 高了 低了都不行! AGC 的调整范围有限, 回波幅度高出屏幕就不行了, 就只能用 基本 中的增益来调节! 测量 零点 前要归零! 必须删除了 AVG 曲线才能做 DAC 曲线, 反之亦然! 使用直探头前必须将斜探头的参数全部归零 ( 角度 K 值 探头前沿 ), 否则直探头的参数不能测量! 制作管材周面弦向横波检测时, 需将 判废线 定量线 评定线 均设为零! 72

73 CTS-30 B 型数字超声测厚仪操作要点 左上角为电源开关, 上中为上键, 右上为设置键, 左下为左键, 中下为下键, 右下为右键 连接探头 : 双插头无标记, 可任意插入即可 按下电源开关出现正常界面, 默认声速 5920m/s, 探头频率 5MHz 将探头平稳地耦合在仪器右上方已涂有耦合剂的 4mm 标定试块上, 按下键, 提示自动校准完成 ( 声速 5920m/s), 屏幕显示厚度 4mm, 然后即可用于一般钢件测厚 测材料纵波声速 : 将探头平稳地耦合在涂有耦合剂的待测工件上, 按右上角设置键, 出现测声速等参数界面, 用上下键选 1- 声速, 按右键进入第 2 画面, 用上下键选 2- 声速测定, 按右键进入第 3 画面, 用左右键移动黑三角符号对准要改变数字的位数, 上下键选择数字, 使界面上显示待测工件的厚度, 按右上角设置键, 完成测量, 屏幕上出现新测量的声速值, 按下件保存, 按一下电源开关回到开机时出现的测量界面, 显示新测量的声速值, 即可用于该材料测厚 关机 : 按下电源开关持续数秒即可关机 73