超聲波無損檢測培訓(xùn)

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1、培訓(xùn)教材之理論基礎(chǔ)第一章無損檢測概述無損檢測包括射線檢測（RT）、超聲檢測（UT）、磁粉檢測（MT）、滲透檢測（PT）和渦流檢測（ET）等五種檢測方法。主要應(yīng)用于金屬材料制造的機(jī)械、器件等的原材料、零部件和焊縫，也可用于玻璃等其它制品。射線檢測適用于碳素鋼、低合金鋼、鋁及鋁合金、鈦及鈦合金材料制機(jī)械、器件等的焊縫及鋼管對接環(huán)縫。射線對人體不利，應(yīng)盡量避免射線的直接照射和散射線的影響。超聲檢測系指用A型脈沖反射超聲波探傷儀檢測缺陷，適用于金屬制品原材料、零部件和焊縫的超聲檢測以及超聲測厚。磁粉檢測適用于鐵磁性材料制品及其零部件表面、近表面缺陷的檢測，包括干磁粉、濕磁粉、熒光和非熒

2、光磁粉檢測方法。滲透檢測適用于金屬制品及其零部件表面開口缺陷的檢測，包括熒光和著色滲透檢測。渦流檢測適用于管材檢測，如圓形無縫鋼管及焊接鋼管、鋁及鋁合金拉薄壁管等。磁粉、滲透和渦流統(tǒng)稱為表面檢測。第二章超聲波探傷的物理基礎(chǔ)第一節(jié)基本知識超聲波是一種機(jī)械波，機(jī)械振動與波動是超聲波探傷的物理基礎(chǔ)。物體沿著直線或曲線在某一平衡位置附近作往復(fù)周期性的運(yùn)動，稱為機(jī)械振動。振動的傳播過程，稱為波動。波動分為機(jī)械波和電磁波兩大類。機(jī)械波是機(jī)械振動在彈性介質(zhì)中的傳播過程。超聲波就是一種機(jī)械波。機(jī)械波主要參數(shù)有波長、頻率和波速。波長?：同一波線上相鄰兩振動相位相同的質(zhì)點(diǎn)間的距離稱為波長，波源或介

3、質(zhì)中任意一質(zhì)點(diǎn)完成一次全振動，波正好前進(jìn)一個(gè)波長的距離，常用單位為米(m)；頻率f：波動過程中，任一給定點(diǎn)在1秒鐘內(nèi)所通過的完整波的個(gè)數(shù)稱為頻率，常用單位為赫茲(Hz)；波速C：波動中，波在單位時(shí)間內(nèi)所傳播的距離稱為波速，常用單位為米/秒（m/s）。由上述定義可得：C=?f，即波長與波速成正比，與頻率成反比；當(dāng)頻率一定時(shí)，波速愈大，波長就愈長；當(dāng)波速一定時(shí)，頻率愈低，波長就愈長。次聲波、聲波和超聲波都是在彈性介質(zhì)中傳播的機(jī)械波，在同一介質(zhì)中的傳播速度相同。它們的區(qū)別在主要在于頻率不同。頻率在20~20000Hz之間的能引起人們聽覺的機(jī)械波稱為聲波，頻率低于20Hz的機(jī)械波稱為次

4、聲波，頻率高于20000Hz的機(jī)械波稱為超聲波。次聲波、超聲波不可聞。超聲探傷所用的頻率一般在0.5~10MHz之間，對鋼等金屬材料的檢驗(yàn)，常用的頻率為1~5MHz。超聲波波長很短，由此決定了超聲波具有一些重要特性，使其能廣泛用于無損探傷。1.方向性好：超聲波是頻率很高、波長很短的機(jī)械波，在無損探傷中使用的波長為毫米級；超聲波象光波一樣具有良好的方向性，可以定向發(fā)射，易于在被檢材料中發(fā)現(xiàn)缺陷。2.能量高：由于能量（聲強(qiáng)）與頻率平方成正比，因此超聲波的能量遠(yuǎn)大于一般聲波的能量。3.能在界面上產(chǎn)生反射、折射和波型轉(zhuǎn)換：超聲波具有幾何聲學(xué)的上一些特點(diǎn)，如在介質(zhì)中直線傳播，遇界面產(chǎn)生反

5、射、折射和波型轉(zhuǎn)換等。4.穿透能力強(qiáng)：超聲波在大多數(shù)介質(zhì)中傳播時(shí)，傳播能量損失小，傳播距離大，穿透能力強(qiáng)，在一些金屬材料中其穿透能力可達(dá)數(shù)米。第二節(jié)波的類型及波速測量一．波的類型根據(jù)波動傳播時(shí)介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動方向相對于波的傳播方向的不同，可將波動分為縱波、橫波、表面波和板波等。1.縱波L介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動方向與波的傳播方向互相平行的波，稱為縱波，用L表示。當(dāng)介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)受到交變拉壓應(yīng)力作用時(shí)，質(zhì)點(diǎn)之間產(chǎn)生相應(yīng)的伸縮形變，從而形成縱波；凡能承受拉伸或壓縮應(yīng)力的介質(zhì)都能傳播縱波。固體介質(zhì)能承受位伸或壓縮應(yīng)力；液體和氣體雖不能承受拉伸應(yīng)力，但能承受壓應(yīng)力產(chǎn)生容積變化。因此固體、液體和氣體都能

6、傳播縱波。鋼中縱波聲速一般為5960m/s?？v波一般應(yīng)用于鋼板、鍛件探傷。2.橫波S(T)介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動方向與波的傳播方向互相垂直的波，稱為橫波，用S或T表示。當(dāng)介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)受到交變的剪切應(yīng)力作用時(shí)，產(chǎn)生剪切形變，從而形成橫波；只有固體介質(zhì)才能承受剪切應(yīng)力，液體和氣體介質(zhì)不能承受剪切應(yīng)力，因此橫波只能在固體介質(zhì)中傳播，不能在液體和氣體介質(zhì)中傳播。鋼中橫波聲速一般為3230m/s。橫波一般應(yīng)用于焊縫、鋼管探傷。3.表面波R當(dāng)介質(zhì)表面受到交變應(yīng)力作用時(shí)，產(chǎn)生沿介質(zhì)表面?zhèn)鞑サ牟?，稱為表面波，常用R表示。又稱瑞利波。表面波在介質(zhì)表面?zhèn)鞑r(shí)，介質(zhì)表面質(zhì)點(diǎn)作橢圓運(yùn)動，橢圓長軸垂直于波的傳播方

7、向，短軸平行于波的傳播方向；橢圓運(yùn)動可視為縱向振動與橫向振動的合成，即縱波與橫波的合成，因此表面波只能在固體介質(zhì)中傳播，不能在液體和氣體介質(zhì)中傳播。表面波的能量隨深度增加而迅速減弱，當(dāng)傳播深度超過兩倍波長時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的振幅就已經(jīng)很小了，因此，一般認(rèn)為表面波探傷只能發(fā)現(xiàn)距工件表面兩倍波長深度內(nèi)的缺陷。表面波一般應(yīng)用于鋼管探傷。4.板波在板厚與波長相當(dāng)?shù)谋“逯袀鞑サ牟?，稱為板波。根據(jù)質(zhì)點(diǎn)的振動方向不同可將板波分為SH波和蘭姆波。板波一般應(yīng)用于薄板、薄壁鋼管探傷。二．超聲波聲速測量對探傷人員來說，用探