超声相控阵相关知识

相控阵的概念起源于雷达天线电磁波技术，超声相控阵最早仅用于医疗领

域。近年来，随着微电子、计算机等新技术的快速发展，超声相控阵逐渐被应用

于工业无损检测领域。

超声相控阵通过各阵元发出声束的有序叠加可以灵活地生成偏转及聚焦声

束，不需更换探头即可完成对关心区域的高分辨率检测，且其特有的线性扫查、

扇形扫查、动态聚焦等工作方式可在不移动或少移动探头的情况下对零件进行高效率检测。因此，较传统的单晶片超声检测，超声相控阵的声束更灵活、检测速度更快、分辨率更高、更适用于形状复杂的零部件检测。

超声相控阵探头是将若干个独立的压电晶片按照一定的排列组合成一个阵

列，通过控制压电晶片的激励顺序及延时，来实现声束的偏转以及聚焦。

超声相控阵是基于Huygens-Fresnel原理，由各个阵元发出的超声波经过干涉形成预期的声束。以同一频率的脉冲激发各个阵元，并对各个阵元的激发时间施加一定的延迟，于是各阵元的发射声波产生了相位差，从而影响干涉结果，即可以形成偏转及聚焦声束。各阵元的激发延时一般被称为聚焦法则或延时法则。

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聚焦点

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图2超声相控阵偏转疑聚焦声束的形成

与传统单晶片换能器的超声检测不同，超声相控阵不同的阵元组合与不同的聚焦法则相结合，形成了3种特有的工作方式，即线性扫查，扇形扫查和动态聚焦。

线性扫查

线性扫查，又称为电子扫查，具体步骤为:

1）假设相控阵阵元总数为N，令其中相邻的n（ 1v* N）个阵元为一组，对每一组阵元施加相同的聚焦法则

2）以设定的聚焦法则激发第一组阵元；

3）沿阵列长度方向向前移动一个步进值（一般为一个阵元晶片），以同样的

聚

焦法则激发第2组阵元。以此类推，直至最后一个阵元。一般将上述的一组阵元称

为一个序列。这样扫查完成后会得到N-n+1个序列回波信号，在不移动探头

的情况下就可以检测到较大区域。线性扫查的示意图如图3（ a）所示

扇形扫查

扇形扫查即选择一组阵元，对这组阵元依次实施不同的聚焦法则，每次改变声束的偏转角度，从而形成一个扇形的扫查区域，如图 3(b)所示。与线性扫查不同，扇形扫查阵元不变，而聚焦法则随时改变。

动态聚焦

动态聚焦是指在声轴的不同深度进行聚焦，即通过动态控制晶片的聚焦法则，实现声轴上不同深度点的动态聚焦，如图

3(c)所示。动态聚焦适用于较薄工

件的检测。

图3超声相控阵的3种工作方式

全矩阵捕捉(full matrix capture 不同于上述传统数据采集方式，它采集并存储每个发射/接收阵元对所对应的 A 扫时域信号，如图6所示，由第一个阵元进行发射，所有阵元接收，照此规则依次单个激发所有的发射阵元。

全矩阵捕捉的目的是在一次检测过程中获取所有发射 /接收组合的回波数据,以便于进行多样的后处理操作。全矩阵捕捉会带来巨大的数据量，但在后处理中可呈现出多种聚焦形式，而无需多次测量，从这一角度来看提高了检测的效率。全矩阵捕捉及各种后处理算法的结合适用于静态的检测对象及允许离线处理数据的情况，随着计算机大数据处理能力的提高，具有很好的应用前景。

在超声相控阵检测中，增大阵列孔径是提高分辨率的有效途径之一，但仅靠增加阵元数目来增大孔径会导致系统复杂度的增加，于是稀疏阵列的研究应运而

II I LULL1

生。稀疏阵列的目的是在不增加或少增加阵元数目的前提下增大阵列孔径，实现高分辨率检测，具有阵元间互辐射小、易加工、成本低等优势。

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供参考，感谢您的配合和支持）

使用相控阵进行超声检测的常规步骤

使用相控阵进行超声检测的常规步骤 2006.5.1 制作者：马克.戴维斯美国无损检测学会超声三级奥林巴斯无损检测

免责条款使用这个程序之前仔细阅读下面的内容，你确信可以接受下面所有的条款和条件。 1．这个程序没有进行任何形式的授权，提供给客户的仅仅是一个最基本的原理，使用此程序的全部风险和后果由消费者和最终用户承担，奥林巴斯无损检测和戴维斯不能做出明确的和含蓄的保证，但是不包括商业上的承诺，要尊重此程序。 2．无论使用这个程序所产生的任何直接的、间接的和附带的损害结果，奥林巴斯无损检测和戴维斯不承担任何责任，包括商业利益的损失、商业中断、商业信息的丢失等等，在这个程序派生出来的其他技术，在这个协议之外或者不能使用这个程序，奥林巴斯已经考虑到这个损害的可能性。

目录 1.0 目的 2.0 范围 3.0 参考书目 4.0 超声相控阵检测设备 5.0 相控阵设备的线性 6.0 相控阵探头可操作确认 7.0 相控阵系统校准 8.0 表面处理 9.0 扫查覆盖和扫查方法 10.0 记录评价标准和波幅判断 11.0 检测后的清理 12.0 文件附录1 相控阵术语学附录2 相控阵内不可用晶片的评价指导方针附录3 超声信号的缺陷定性附录4 相控阵确定缺陷的尺寸

1.0目的 1.1这个程序提供了手动和带编码器的相控阵检测焊缝和母材的必要条件。 1.2这个程序也对相控阵的以下几个方面很有用 1.2.1 探测 1.2.2 定性 1.2.3 缺陷长度 1.2.4 缺陷位置：距离上表面或者下表面 1.2.5 缺陷尺寸：向内表面或者外表面延伸的连接裂纹 2.0 应用范围 2.1 此程序可以用于一般的相控阵检测，也可以用于炭钢和不锈钢的焊缝和母材的检测 2.2 这个程序可应用在0.5到1英寸的厚度上，为了和程序保持一致，有效的范围要乘以0.5到1.5倍（举个例子：最小的尺寸是0.25英寸，和最小的一样最大的尺寸是1 .5英寸）。 2.3 当需要一个标准的时候，此程序的设计论证了奥林巴斯无损检测相控阵系统Omniscan是符合美国机械工程师协会的标准。 2.4 使用Omniscan 相控阵系统做一个标准的测试演示实例。 2.5 针对产品外形和材料的特殊要求，设计一个大概的相控阵检测计划。 3.0 参考书目 3.1美国机械工程师协会，锅炉和压力容器标准，第四章第五节，

无损检测基础知识

一、无损检测基础知识 1.1无损检测概况 1.1.1无损检测的定义和分类什么叫无损检测，从文字上面理解，无损检测就是指在不损坏试件的前提下，对试件进行检查和测试的方法。但是这并不是严格意义上的无损检测的定义，对现代无损检测的定义是：在不损坏试件的前提下，以物理或化学为手段，借助先进的技术和设备器材，对试件的内部及表面的结构、性质、状态进行检查和测试的方法。在无损检测技术发展过程中出现三个名称，即：无损探伤(Non-destructive lnspction)，无损检测(Non-destructive Testing)，无损评价( Non-destructive Evaluation)。一般认为，这三个名称体现了无损检测技术发展的三个阶段，其中无损探伤是早期阶段的名称，其内涵是探测和发现缺陷；无损检测是当前阶段的名称，其内涵不仅仅是探测缺陷，还包括探测试件的一些其它信息。而无损评价则是即将进入或正在进入的发展阶段，无损评价包涵更广泛，更深刻的内容，它不仅要求发现缺陷，探测试件的结构、性质、状态，还要求获取全面的、更准确的、综合的信息。射线检测（Radiographyic Testing,,简称RT），超声波检测(Uitrasonic Testing，简称UT)，磁粉检测（Magnetic Testing 简称MT）,渗透检测（Penetrant Testing,简称PT）是开发较早，应用较广泛的探测缺陷的方法，称为四大常规检测方法，到目前为止，这四种方法仍是锅炉压力容器制造质量检验和再用检验最常用的无损检测方法，其中RT和UT 主要用于检测试件内部缺陷。PT主要用于检测试件表面缺陷，MT主要用于检测试件表面及近表面缺陷。其它用于锅炉压力容器的无损检测方法有涡流检测（Eddy current Testing,简称ET）、声发射检测（Acoustic Emission,简称AE）。 1.1.2无损检测的目的用无损检测技术，通常是为了达到以下目的： 1、保证产品质量； 2、保障使用安全； 3、改进制造工艺； 4、降低生产成本。 1.1.3无损检测应用的特点无损检测应用时，应掌握以下几个方面的特点： 1、无损检测要与破坏性检测配合； 2、正确选用实施无损检测的时机；

试验检测继续教育超声波的基本知识

试题第1题当某些晶体受到拉力或压力时会产生形变，从而晶体的表面上出现电荷，这种现象称为____效应 A.压电 B.振动 C.逆压电 D.应变答案:A 您的答案：A 题目分数：5 此题得分：5.0 批注：第2题下面的衰减类型中不属于材料特征的是 A.扩散衰减 B.吸收衰减 C.散射衰减 D.以上都是答案:A 您的答案：A 题目分数：5 此题得分：5.0 批注：第3题 Vp、Vs、VR三者的大小关系是 A.Vp>Vs>VR B.Vs>Vp>VR C.Vp>VR>Vs D.VR>Vs>Vp 答案:A 您的答案：A 题目分数：5 此题得分：5.0 批注：第4题下列哪个声学参数对缺陷的反应最为敏感？

A.声时 B.声幅 C.频率 D.声速答案:B 您的答案：B 题目分数：5 此题得分：5.0 批注：第5题声波透射法的波速属于 A.一维波速 B.二维波速 C.三维波速 D.以上皆是答案:C 您的答案：C 题目分数：5 此题得分：5.0 批注：第6题纵波声速___横波声速 A.大于 B.小于 C.等于 D.小于等于答案:A 您的答案：B 题目分数：5 此题得分：0.0 批注：第7题声速(v)、波长(λ)和频率(f)三者的关系为 A.f= v*λ B.λ=f*v C.v =f*λ D.v =f/λ 答案:C 您的答案：C

题目分数：5 此题得分：5.0 批注：第8题声波透射法中测得的桩身混凝土声速是声波在无限大固体介质中传播的声速。对同一根混凝土桩，声波透射法测出的声速应___ 低应变法测量出的声速。 A.大于 B.小于 C.等于 D.小于等于答案:A 您的答案：A 题目分数：5 此题得分：5.0 批注：第9题超声波在混凝土中传播时，当混凝土质量差或存在缺陷时接收到的声波信号中，一般可以具有如下特征 A.声时增大、频率变高 B.声时减小、频率变低 C.声时增大、频率变低 D.声时减小、频率变高答案:C 您的答案：C 题目分数：5 此题得分：5.0 批注：第10题声波透射法中,换能器在声测管内一般用___耦合 A.空气 B.黄油 C.泥浆 D.清水答案:D 您的答案：D 题目分数：5 此题得分：5.0

超声相控阵检测教材超声相控阵技术

第三章超声相控阵技术 3.1 相控阵的概念 3.1.1相控阵超声成像超声检测时，如需要对物体内某一区域进行成像，必须进行声束扫描。相控阵成像是通过控制阵列换能器中各个阵元激励（或接收）脉冲的时间延迟，改变由各阵元发射（或接收）声波到达（或来自）物体内某点时的相位关系，实现聚焦点和声束方位的变化，从而完成相控阵波束合成，形成成像扫描线的技术，如图3-1所示。图3-1 相控阵超声聚焦和偏转

3.2 相控阵工作原理相控阵超声成像系统中的数字控制技术主要是指波束的时空控制，采用先进的计算机技术，对发射/接收状态的相控波束进行精确的相位控制，以获得最佳的波束特性。这些关键数字技术有相控延时、动态聚焦、动态孔径、动态变迹、编码发射、声束形成等。 3.2.1相位延时相控阵超声成像系统使用阵列换能器，并通过调整各阵元发射/接收信号的相位延迟（phase delay），可以控制合成波阵面的曲率、指向、孔径等，达到波束聚焦、偏转、波束形成等多种相控效果，形成清晰的成像。可以说，相位延时（又称相控延时）是相控阵技术的核心，是多种相控效果的基础。相位延时的精度和分辨率对波束特性的影响很大。就波束的旁瓣声压而言，文献研究表明，延时量化误差产生离散的误差旁瓣，从而降低图像的动态范围。其均方根（RMS）延时量化误差与旁瓣幅值之比为（式3-1）式中，； N-----阵元数目； μ----中心频率所对应一个周期与最小量化延时之比。图3-2示出了延时量化误差引起的旁瓣随N、μ变化的关系曲线。早期的超声成像设备如医用B超中，由LC网络组成多抽头延迟线直接对模拟信号进行延迟，用电子开关来分段切换以获得不同的延迟量。这种延迟方式有两大缺点：①延迟量不能精细可调，只能实现分段聚焦，当聚焦点很多时需要庞大的LC网络和电子开关矩阵；②由于是模拟延迟方式，电气参数难以未定，延时量会发生温漂、时漂、波形容易被噪声干扰。

超声相控阵检测系统

超声相控阵检测系统摘要：在无损检测领域里，超声检测凭借可靠、安全、经济的优势，得到了越来越广泛的应用。超声相控阵系统由于具有独特的线性扫查、动态聚焦、扇形扫描的特点，成为近几年超声检测领域里的一个研究热点。本文介绍了超声相控阵的发展、在工业领域中的应用以及国内外现状。简述了超声相控阵系统工作原理、主要特点及相控阵系统的探头、超声发射接收电路、超声成像部分。说明了超声相控阵的研究在无损检测领域里具有广阔的应用前景。关键词：无损检测；超声相控阵；相控阵探头；超声成像 Ultrasonic phased array testing system Liu Shengchun （College of information and communication Engineering, Harbin Engineering University, Harbin, Heilongjiang 150001, China） Abstract:In non-destructive detecting field, depending on the superiorities of credibility, security and economy, ultrasonic detecting is getting more and more broad application. Ultrasonic phased array system which has characteristics of linearity scanning , dynamic focus and sector scanning, is becoming a hot research in the ultrasonic detecting field in recent years.This paper introduce the development, status quo of ultrasonic phased array, and its application in industry. Briefly describe its work principle, main characteristic and phased array system including probe,ultrasonic transmitting and receiving circuit and ultrasonic imaging. It illuminates that there is a wide application foreground of ultrasonic phased array's research in non-destructive detecting field. Key words:Non-destructive defecting;Ultrasonic phased array;Phased array probe;Ultrasonic imaging 1 引言超声相控阵技术已有40多年的发展历史，初期，由于系统的复杂

无损检测相关知识习题

无损检测相关知识培训习题 1.、下述指标中，哪个不属于材料的力学性能？( ) A.强度 B.塑性 C.韧性 D.热稳定性 2、衡量材料抵抗冲击载荷作用时断裂的力学性能指标是( ) A. 强度 B. 塑性 C. 韧性 D.硬度 3、以下哪一条不属于材料的使用性能？( ) A. 强度 B. 刚度 C. 耐蚀性 D. 焊接性 4、在金属材料的拉伸试验过程中，下列哪一个阶段材料所受应力不再增加而应变却在继续增加( ) A.弹性阶段 B.屈服阶段 C.强化阶段 D.颈缩阶段 5、承压壳体中工作应力的大小( ) A.与容器壁厚δ和直径 D 成正比，与压力 p 成反比； B.与压力 p 和容器壁厚δ成正比，与容器直径 D 成反比； C.与压力 p 成正比，与容器壁厚δ和容器直径 D 成反比； D.与压力 p 和容器直径 D 成正比，与容器壁厚δ成反比。 6、长期承受交变应力的构件，最可能发生的破坏形式是( ) A.脆性断裂破坏 B.失稳破坏 C.疲劳破坏 D.蠕变破坏 7、以下关于应力集中的叙述，哪一条是正确的( )

A.缺陷形成的缺口越大，形状越尖锐，应力集中越严重； B.壳体截面不圆程度越大，应力集中越严重； C.外加载荷越大，应力集中越严重； D.材料脆性越大，应力集中越严重 8、碳钢和低合金钢焊后消除应力热处理，应加热到大致哪一温度？( ) A. 300～400℃ B.400～500℃； C. 500～650℃ D.650～800℃。 9、含碳量小于或等于多少的碳素钢称为低碳钢( ) A.0.15% B.0.20% C.0.25% D. 0.3% 10、如欲细化晶粒，均匀组织，降低内应力，应采用的热处理方法是( ) A. 退火 B 不完全退火 C.正火 D. 调质 11、合金总量在多少以下的合金钢称为低合金钢( ) A.0.5% B.2% C. 5% D.10% 12、低合金钢 16MnR 的( ) A.平均含碳量小于 0.16%，平均含锰量小于 1.5% B. 平均含碳量 0.16%，平均含锰量小于 1.5% C. 平均含碳量小于 0.16%，平均含锰量 1.5% D. 平均含碳量 0.16%，平均含锰量 1.5% 13、以下哪一条不属于埋弧自动焊的优点。（）

无损检测新技术-超声波相控阵检测技术简介

无损检测新技术-超声波相控阵检测技术简介夏纪真无损检测资讯网 https://www.360docs.net/doc/326439473.html, 广州市番禺区南村镇恒生花园14梯701 邮编：511442 摘要：本文简单介绍了超声波相控阵检测技术的基本原理、应用与局限性关键词：无损检测超声检测相控阵 1 超声波相控阵检测技术的基本原理超声波相控阵检测技术是一种新型的特殊超声波检测技术，类似相控阵雷达、声纳和其他波动物理学应用，依据惠更斯（Huyghens-Fresnel）原理：波动场的任何一个波阵面等同于一个次级波源；次级波场可以通过该波阵面上各点产生的球面子波叠加干涉计算得到。并显示保真的（或几何校正的）回波图像，所生成材料内部结构的图像类似于医用超声波图像。常规的超声波检测技术通常采用一个压电晶片来产生超声波，一个压电晶片只能产生一个固定的声束，其波束的传递是预先设计选定的，并且不能变更。超声波相控阵检测技术的关键是采用了全新的发生与接收超声波的方法，采用许多精密复杂的、极小尺寸的、相互独立的压电晶片阵列（例如36、64甚至多达128个晶片组装在一个探头壳体内）来产生和接收超声波束，通过功能强大的软件和电子方法控制压电晶片阵列各个激发高频脉冲的相位和时序，使其在被检测材料中产生相互干涉叠加产生可控制形状的超声场，从而得到预先希望的波阵面、波束入射角度和焦点位置。因此，超声波相控阵检测技术实质上是利用相位可控的换能器阵列来实现的。超声波相控阵激发的超声波进入材料后，仍然遵循超声波在材料中的传播规律。因此，对于常规超声波检测应用的频率、聚焦的焦点尺寸、聚焦长度、入射角、回波幅度与定位等等，超声波相控阵也是同样应用的。超声波相控阵探头的每个压电晶片都可以独立接受信号控制（脉冲和时间变化），通过软件控制，在不同的时间内相继激发阵列探头中的各个单元，由于激发顺序不同，各个晶片激发的波有先后，这些波的叠加形成新的波前，因此可以将超声波的波前聚焦并控制到一个特定的方向，可以以不同角度辐射超声波束，可以实现同一个探头在不同深度聚焦（电子动态聚焦）。此外，从电子技术上为阵列确定相位顺序和相继激发的速度可以使固定在一个位置上的探头发出的超声波束在被检工件中动态地“扫描”或“扫调”通过一个选定的波束角范围或者一个检测的区域，而不需要对探头进行人工操作。相控阵探头的关键特性包括：电子焦距长度调整、电子线性扫描和电子波束控制/偏角。图1示出了超声波相控阵换能器实现电子聚焦和波束偏转的原理示意图。图1超声波相控阵换能器实现电子聚焦和波束偏转的原理示意图超声波相控阵换能器的晶片不同组合构成不同的相控阵列，目前主要有三种阵列类型：线形阵列（晶片成间隔状直线形分布在探头中）、面形（二维矩阵）阵列和圆（环）形阵列，

超声波讲稿(相关知识部分)

超声波讲稿（相关知识部分）前言： 1．什么是超声波：人耳听不见（人耳可听见16-20000Hz ），即频率大于2万赫兹(2 ×104 Hz)的机械波（超声波） 2．工业超声波探伤频率：1-5M Hz a ．粗晶材料（奥氏体不锈钢，大的锻件，铸件）用1-2 M Hz b ．细晶材料（厚度不大的钢板、锻件，薄的焊缝）用4-5 M Hz ，常用5 M Hz c ．其它材料：2-3 M Hz 常用2.5 M Hz 3．金属材料用高频超声波原因： a ．指向性好（即Df C D 7070==λ θ）：－声能集中，可以传播很远，检测深度大。－距离分辨力好，相邻缺陷分辨率高。 b ．f 大即λ小，检测灵敏度高（可达到 2小 λ） 9.1超声波的发生及其性质： 1、超声波的发生和接收（1）（机械）振动和波动： a.振动——是物质在平衡位置附近的往复（周期性）运动。 b.波动——是振动状态或振动能量的传播，不是物质的迁移。（2）超声波产生的条件：

a.振动源（波源）——晶片振动 b.能传播波的介质——弹性介质（3）压电效应： a. 正压电效应: 交变（拉、压）应力——交变电场（接受超声波） b.逆压电效应: 交变电场——振动（晶片）（发射超声波）（4）压电晶片： a.常用的压电晶片：石英——单晶体、稳定性好、耐高温（550℃）硫酸锂——单晶体、接收性能好锆钛酸铅——多晶体、灵敏度高、发射性能好钛酸钡——多晶体、发射性能好铌酸锂——单晶体、耐高温（1200℃） b.单晶直探头常用锆钛酸铅制作（PZT）双晶探头常用PZT+硫酸锂，高温探头用铌酸锂和石英。 c.晶片参数：频率常数 f C N L t ? = 晶晶＝δ 2 2、超声波的种类(仅指波型)：（1）纵波–––振动方向与波传播方向平行

超声相控阵检测教材-第三章-超声相控阵技术

第三章超声相控阵技术 3.1相控阵的概念 3.1.1相控阵超声成像超声检测时，如需要对物体内某一区域进行成像，必须进行声束扫描。相控阵成像是通过控制阵列换能器中各个阵元激励（或接收）脉冲的时间延迟，改变由各阵元发射（或接收）声波到达（或来自）物体内某点时的相位关系，实现聚焦点和声束方位的变化，从而完成相控阵波束合成，形成成像扫描线的技术，如图 3-1所示。图3-1 相控阵超声聚焦和偏转

3.2相控阵工作原理相控阵超声成像系统中的数字控制技术主要是指波束的时空控制，采用先进的计算机技术，对发射/接收状态的相控波束进行精确的相位控制，以获得最佳的波束特性。这些关键数字技术有相控延时、动态聚焦、动态孔径、动态变迹、编码发射、声束形成等。 3.2.1相位延时相控阵超声成像系统使用阵列换能器，并通过调整各阵元发射 /接收信号的相位延迟（phase delay ）,可以控制合成波阵面的曲率、指向、孔径等，达到波束聚焦、偏转、波束形成等多种相控效果，形成清晰的成像。可以说，相位延时（又称相控延时）是相控阵技术的核心，是多种相控效果的基础。相位延时的精度和分辨率对波束特性的影响很大。就波束的旁瓣声压而言，文献研究表明，延时量化误差产生离散的误差旁瓣，从而降低图像的动态范围。其均方根（ ,r . / \ 诙爲式中，一-—— N-----阵元数目；尸--中心频率所对应一个周期与最小量化延时之比。图3-2示出了延时量化误差引起的旁瓣随 N 、□变化的关系曲线。早期的超声成像设备如医用B 超中，由LC 网络组成多抽头延迟线直接对模拟信号进行延迟，用电子开关来分段切换以获得不同的延迟量。这种延迟方式有两大缺点：①延迟量不能精细可调，只能实现分段聚焦，当聚焦点很多时需要庞大的 LC 网络和电子开关矩阵；②由于是模拟延迟方式，电气参数难以未定，延时量会发生温漂、时漂、波形容易被噪声干扰。 RMS ）延（式 3-1）

无损检测基础知识

无损检测概论 1、定义和分类：就是指在不损坏试件的前提下，对试件进行检查和测试的方法。现代无损检测的定义是：在不损坏试件的前提下，以物理或化学方法为手段，借助先进的技术和设备器材，对试件的内部及表面的结构、性质、状态进行检查和测试的方法。 2、无损检测方法有：射线检测（RT）、超声波检测（UT）、磁粉检测（MT）、渗透检测（PT）、涡流检测（ET）和声发射检测（AT）等。在目前核工业上还有目视检测、检漏检测等。 3、无损检测的目的：应用无损检测技术，是为了达到以下目的 A、保证产品质量。应用无损检测技术，可以探测到肉眼无法看到的试件内部的缺陷；在对试件表面质量进行检验时，通过无损检测方法可以探测出许多肉眼很难看见的细小缺陷。 B、保障使用安全。即使是设计和制造质量完全符合规范要求的设备，在经过一段时间使用后，也有可能发生破坏事故，这是由于苛刻的运行条件使设备状态发生变化，由于高温和应力的作用导致材料蠕变；由于温度、压力的波动产生交变应力，使设备的应力集中部位产生疲劳；由于腐蚀作用使材质劣化；这些原因有可能使设备中原来存在的制造规范允许的缺陷扩展开裂，或使设备中原来没有缺陷的地方产生新生的缺陷，最终导致设备失效。而无损检测就是在用设备定期检验的主要内容和发现缺陷最有效的手段。 C、改进制造工艺。在产品生产中，为了了解制造工艺是否适宜，必须事先进行工艺试验。在工艺试验中，经常对工艺试样进行无损检测，并根据检测结果改进制造工艺，最终确定理想的制造工艺。如，为了确定焊接工艺规范，对焊接试验的焊接试样进行射线照相，并根据检测结果修正焊接参数，最终得到能够达到质量要求的焊接工艺。 D、降低生产成本。在产品制造过程中进行无损检测，往往被认为要增加检查费用，从而使制造成本增加。可是如果在制造过程中间的环节正确地进行无损检测，就是防止以后的工序浪费，减少返工，降低废品率，从而降低制造成本。一、射线检测基础知识射线的种类很多，其中易穿透物质的X射线、γ射线、中子射线三种。这三种射线都被用于无损检测，其中X射线和γ射线广泛用于锅炉压力容器压力管道焊缝和其他工业产品、结构材料的缺陷检测，而中子射线仅用于一些特殊场合。射线检测是工业无损检测的一个重要专业。最主要的应用是探测试件内部的宏观几何缺陷（探伤）。按照不同特征可将射线检测分为许多种不同的方法，例如使用的射线种类、记录的器材、探伤工艺和技术特点等。射线照相法是指X射线或γ射线穿透试件，以胶片作为记录信息的无损检测方法，是最基本、应用最广泛的一种射线检测方法。 1、射线照相的原理：射线照相法是利用射线透过物质时，会发生吸收和散射这一特征，通过测量材料中因缺陷存在影响射线的吸收来探测缺陷的。X射线和γ射线通过物质时，其强度逐渐减弱。一般认为是由光电效应引起的吸收、康普顿效应引起的散射和电子对效应引起的吸收三种原因造成的。射线还有一个重要性质，就是能使胶片感光，当X射线或γ射线照射胶片时，与普通光线一样，能使胶片乳剂层中的卤化银产生潜象中心，经过显影和定影后就黑化，接收射线越多的部位黑化程度越高，这个作用叫做射线的照相作用。因为X射线或γ射线使卤化银感光作用比普通光线小得多，所以必须使用特殊的X射线胶片，还使用一种能加强感光

超声波检测基础知识

第一章超声波检测超声波检测定义：使超声波与试件相互作用，就反射、透射和散射的波进行研究，对试件进行宏观缺陷检测、几何特性测量、组织结构和力学性能变化的检测和表征，并进而对其特定应用性进行评价的技术。超声检测的优点：（1）适用于金属、非金属和复合材料等多种制件的无损检测；（2）穿透能力强，可对较大厚度范围内的试件内部缺陷进行检测。如对金属材料，可检测厚度为1～2mm的薄壁管材和板材，也可检测几米长的钢锻件；（3）缺陷定位较准确；（4）对面积型缺陷的检出率较高；（5）灵敏度高，可检测试件内部尺寸很小的缺陷；（6）检测成本低、速度快，设备轻便，对人体及环境无害，现场使用较方便。超声检测的局限性：（1）对试件中的缺陷进行精确的定性、定量仍须作深入研究；(2)对具有复杂形状或不规则外形的试件进行超声检测有困难；(3)缺陷的位置、取向和形状对检测结果有一定影响；(4)材质、晶粒度等对检测有较大影响；(5)以常用的手工A型脉冲反射法检测时结果显示不直观，且检测结果无直接见证记录。超声波检测的适用范围：从检测对象的材料来说，可用于金属、非金属和复合材料；从检测对象的制造工艺来说，可用于锻件、铸件、焊接件、胶结件等；从检测对象的形状来说，可用于板材、棒材、管材等；从检测对象的尺寸来说，厚度可小至1mm，也可大至几米；从缺陷部位来说，既可以是表面缺陷，也可以是内部缺陷。 1.1超声波检测的基础知识 1.1.1 超声波声波：频率在20～20KHz之间；次声波：频率低于20Hz；不容易衰减,不易被水和空气吸收.而次声波的波长往往很长,因此能绕开某些大型障碍物发生衍射.某些次声波能绕地球2至3周.某些频率的次声波由于和人体器官的振动频率相近,容易和人体器官产生共振,对人体有很强的伤害性,危险时可致人死亡

特种设备无损检测相关知识(简答)

特种设备无损检测相关知识三、问答题 1．简述应力腐蚀及其形成的特定条件？答：由拉应力与腐蚀介质联合作用而引起的低应力脆性断裂称为应力腐蚀。形成的特定条件：（1）受压元件承受拉应力的作用。（2）具有与材料种类相匹配的特定腐蚀介质环境。（3）材料应力腐蚀的敏感性与钢材成份、组织及热处理有关。 2．钢材的脆化现象有哪几种？答：1、冷脆2、热脆3、氢脆4、苛性脆化5、应力腐蚀脆性断裂 3．钢中氢主要有哪些来源？答：1、冶炼过程中溶解在钢水中的氢，在结晶冷凝时没有能即时逸出而存留在钢材中； 2、焊接过程中由于水分或油污在电弧高温下分解出的氢溶解入钢材中； 3、设备运行过程中，工作介质中的氢进入钢材中； 4、钢试件酸洗不当也可能导致氢脆。 4．何为消应力退火及消应力退火的目的？答：消应力退火是将工件加热到A c1以下100~200℃温度，保温一定时间后缓慢冷却，以获得接近平衡状态组织的热处理工艺。其目的是：消除焊接、冷变形加工、铸造、锻造等加工方法所产生的内应力，同时还能使焊缝中的氢较完全地扩散，提高焊缝的抗裂性和韧性，改善焊缝及热影响区的组织，稳定结构形状。 5．何为正火及正火的目的？答：正火是将工件加热到A c3或A cm以上30~50℃，保持一定时间后在空气中冷却的热处理工艺。其目的是：细化晶粒，均匀组织，降低内应力。 6．什么叫奥氏体不锈钢的晶间腐蚀？如何防止？答：晶间腐蚀是奥氏体不锈钢常见的破坏形式，晶间腐蚀沿晶界进行，使晶界产生连续性的破坏，这种腐蚀开始于金属表面，逐步深入内部，直接引起破裂。措施是：①选用低碳、超低碳和加钛或铌的奥氏体钢种 ②通过热处理，如固溶处理和稳定化处理提高抗晶间腐蚀的性能。 7．什么叫冲击韧度？冲击韧度值如何获得？影响冲击韧度值的因素？答：冲击韧度—－是指材料在外加冲击载荷（突然增加的载荷）作用下断裂时消耗能量大小的特性，抵抗冲击载荷作用破坏的能力。冲击韧度通常是在摆锤式冲击试验机上测定的，冲击韧度ak=Ak／SN。影响冲击韧度值的因素有：（1）试样的尺寸（承受外加冲击载荷作用的面积）（2）试样缺口的形式（3）试验温度（4）材料的化学成分，冶金质量，组织状态，内部缺陷等。

小径管对接焊接接头的相控阵超声检测

小径管对接焊接接头的相控阵超声检测摘要：对小径管对接焊接接头中的裂缝、密集气孔、未焊透等缺陷进行相控阵超声波检测和射线检测，通过将两者的检测结果进行分析和比较，对两者的检测效果进行评价。本文主要是对相控阵超声波检测手段的优势和其在小管径检测中的应用进行了一定的分析，旨在推动相控阵超声波检测技术的广泛应用。关键词：小径管对接焊接；接头；相控阵超声检测引言相控阵超声检测可以获取实时的检测结果，能够对工件的缺陷进行多种方式的扫描，是一种可以记录的无损检测方式。相控阵超声检测的主要优势就是声束角度和聚焦深度精确可控，声束可达性强，检测精度高，缺陷显示直观，检测速度快，是具有较高可靠性的检测技术，在工业领域有着颇为广泛的应用。笔者对小径管对接焊接接头中的缺陷进行了相控阵超声波检测，并且与射线检测结果进行了一定的比较分析。一、相控阵超声检测技术（一）相控阵超声检测技术的原理相控阵超声检测方法主要是通过对换能器阵列中的单个阵元进行分别控制，以特定的时序法则进行激发和接收，进而实现声束在工件中的偏转和聚焦。采用自聚焦传感器能进一步增强聚焦能力和分辨力，有效的改善了小径管中波型畸变和杂波干扰的情况。（二）试样管的焊制小径管的试样管采用的是与广东省某电厂机组锅炉受热面管同规格同材质的管件，其中对接接头存在着一定的裂纹、未熔合、密集气孔有缺陷等问题，具体的示意图可以如下图1所示，焊接的方法主要是钨极氩弧焊。图1 焊接接头简图（三）相控阵检测系统 1、相控阵检测仪器本次研究主要采用的仪器是phascan 32/128相控阵检测仪，Cobra16阵元自聚焦传感器，一次性激发16阵元。 2、相控阵检测探头和楔块对于相控阵超声探头来说，它主要是阵列探头，在进行现场检测的时候要根据小径管的尺寸来对探头和楔块的型号和大小进行选择。一般来说，探头在进行使用的过程中，因为小径管的曲率过大，要将其和探头之间的耦合损失降低，就需要使用能够与小径管进行紧密切合的楔块，选择曲率相近的曲面。（四）声束覆盖范围设置在对小径管焊缝进行相控阵超声扇形扫查的时候，要对探头前沿到焊缝中心线的距离进行正确的选择，要保证在进行扇形扫查的时候大角度声束能够对焊缝的下面部分进行覆盖，小角度声束可以覆盖到焊缝的上面部分，进而达到对焊接接头的全面检测，避免出现遗漏。在对小径管对接接头进行检测的时候，还可以通过使用专业的软件来对声束覆盖范围进行模拟，然后对的不同角度的波束覆盖情况的进行模拟现实，通过这样的模拟结果可以找到适当的探头前沿距离和波束角度范围等等。（五）相控阵检测校准设置

承压设备特种设备无损检测相关知识

《承压设备特种设备无损检测相关知识》第一部分金属材料及热处理基本知识一，材料性能：通常所指的金属材料性能包括两个方面： 1，使用性能即为了保证机械零件、设备、结构件等能够正常工作，材料所应具备的性能，主要有力学性能（强度、硬度、刚度、塑性、韧性等），物理性能（密度、熔点、导热性、热膨胀性等）。使用性能决定了材料的应用围，使用安全可靠性和寿命。 2，工艺性能即材料被制造成为零件、设备、结构件的过程中适应的各种冷、热加工的性能，如铸造、焊接、热处理、压力加工、切削加工等方面的性能。工艺性能对制造成本、生产效率、产品质量有重要影响。二，材料力学基本知识金属材料在加工和使用过程中都要承受不同形式外力的作用，当达到或超过某一限度时，材料就会发生变形以至于断裂。材料在外力作用下所表现的一些性能称为材料的力学性能。承压类特种设备材料的力学性能指标主要有强度、硬度、塑性、韧性等。这些指标可以通过力学性能试验测定。 1，强度金属的强度是指金属抵抗永久变形和断裂的能力。材料强度指标可以通过拉伸试验测出。抗拉强度σb和屈服强度σs是评价材料强度性能的两个主要指标。一般金属材料构件都是在弹性状态下工作的。是不允许发生塑性变形，所以机械设计中一般采用屈服强度σs作为强度指标，并加安全系数。 2，塑性材料在载荷作用下断裂前发生不可逆永久变形的能力。评定材料塑性的指标通常用伸长率和断面收缩率。

伸长率δ=[（L1—L0）/L0]100% L0---试件原来的长度L1---试件拉断后的长度断面收缩率φ=[（A1—A0）/A0]100% A0----试件原来的截面积A1---试件拉断后颈缩处的截面积断面收缩率不受试件标距长度的影响，因此能够更可靠的反映材料的塑性。对必须承受强烈变形的材料，塑性优良的材料冷压成型的性能好。 3，硬度金属的硬度是材料抵抗局部塑性变形或表面损伤的能力。硬度与强度有一定的关系，一般情况下，硬度较高的材料其强度也较高，所以可以通过测试硬度来估算材料强度。另外，硬度较高的材料耐磨性也较好。工程中常用的硬度测试方法有以下四种（1）布氏硬度HB （2）洛氏硬度HRc（3）维氏硬度HV （4）里氏硬度HL 4，冲击韧性指材料在外加冲击载荷作用下断裂时消耗的能量大小的特性。材料的冲击韧性通常是在摆锤式冲击试验机是测定的，摆锤冲断试样所作的功称为冲击吸收功。以Ak表示，Sn为断口处的截面积，则冲击韧性ak=Ak/Sn。在承压类特种设备材料的冲击试验中应用较多。三金属学与热处理的基本知识 1，金属的晶体结构--物质是由原子构成的。根据原子在物质部的排列方式不同，可将物质分为晶体和非晶体两大类。凡部原子呈现规则排列的物质称为晶体，凡部原子呈现不规则排列的物质称为非晶体，所有固态金属都是晶体。晶体部原子的排列方式称为晶体结构。常见的晶体结构有：

超声波的基本知识

第1题当某些晶体受到拉力或压力时会产生形变，从而晶体的表面上出现电荷，这种现象称为____效应 A.压电 B.振动 C.逆压电 D.应变答案:A 您的答案：A 题目分数：5 此题得分：5.0 批注：第2题下面的衰减类型中不属于材料特征的是 A.扩散衰减 B.吸收衰减 C.散射衰减 D.以上都是答案:A 您的答案：A 题目分数：5 此题得分：5.0 批注：第3题 Vp、Vs、VR三者的大小关系是 A.Vp>Vs>VR B.Vs>Vp>VR C.Vp>VR>Vs D.VR>Vs>Vp 答案:A 您的答案：A 题目分数：5 此题得分：5.0 批注：第4题下列哪个声学参数对缺陷的反应最为敏感？ A.声时 B.声幅

C.频率 D.声速答案:B 您的答案：B 题目分数：5 此题得分：5.0 批注：第5题声波透射法的波速属于 A.一维波速 B.二维波速 C.三维波速 D.以上皆是答案:C 您的答案：B 题目分数：5 此题得分：0.0 批注：第6题纵波声速___横波声速 A.大于 B.小于 C.等于 D.小于等于答案:A 您的答案：A 题目分数：5 此题得分：5.0 批注：第7题声速(v)、波长(λ)和频率(f)三者的关系为 A.f= v*λ B.λ=f*v C.v =f*λ D.v =f/λ 答案:C 您的答案：C 题目分数：5

此题得分：5.0 批注：第8题声波透射法中测得的桩身混凝土声速是声波在无限大固体介质中传播的声速。对同一根混凝土桩，声波透射法测出的声速应___ 低应变法测量出的声速。 A.大于 B.小于 C.等于 D.小于等于答案:A 您的答案：A 题目分数：5 此题得分：5.0 批注：第9题超声波在混凝土中传播时，当混凝土质量差或存在缺陷时接收到的声波信号中，一般可以具有如下特征 A.声时增大、频率变高 B.声时减小、频率变低 C.声时增大、频率变低 D.声时减小、频率变高答案:C 您的答案：B 题目分数：5 此题得分：0.0 批注：第10题声波透射法中,换能器在声测管内一般用___耦合 A.空气 B.黄油 C.泥浆 D.清水答案:D 您的答案：D 题目分数：5 此题得分：5.0 批注：

超声相控阵相关知识

相控阵的概念起源于雷达天线电磁波技术，超声相控阵最早仅用于医疗领域。近年来，随着微电子、计算机等新技术的快速发展，超声相控阵逐渐被应用于工业无损检测领域。超声相控阵通过各阵元发出声束的有序叠加可以灵活地生成偏转及聚焦声束，不需更换探头即可完成对关心区域的高分辨率检测，且其特有的线性扫查、扇形扫查、动态聚焦等工作方式可在不移动或少移动探头的情况下对零件进行高效率检测。因此，较传统的单晶片超声检测，超声相控阵的声束更灵活、检测速度更快、分辨率更高、更适用于形状复杂的零部件检测。超声相控阵探头是将若干个独立的压电晶片按照一定的排列组合成一个阵列，通过控制压电晶片的激励顺序及延时，来实现声束的偏转以及聚焦。超声相控阵是基于Huygens-Fresnel原理，由各个阵元发出的超声波经过干涉形成预期的声束。以同一频率的脉冲激发各个阵元，并对各个阵元的激发时间施加一定的延迟，于是各阵元的发射声波产生了相位差，从而影响干涉结果，即可以形成偏转及聚焦声束。各阵元的激发延时一般被称为聚焦法则或延时法则。

&恤I hit IJI Itic fuiniiiiion of beam 聚焦点崖焦百虫形處示豈 (b*i l he torm&twri of tu^using buMi 图2超声相控阵偏转疑聚焦声束的形成与传统单晶片换能器的超声检测不同，超声相控阵不同的阵元组合与不同的聚焦法则相结合，形成了3种特有的工作方式，即线性扫查，扇形扫查和动态聚焦。线性扫查线性扫查，又称为电子扫查，具体步骤为: 1）假设相控阵阵元总数为N，令其中相邻的n（ 1v* N）个阵元为一组，对每一组阵元施加相同的聚焦法则 2）以设定的聚焦法则激发第一组阵元； 3）沿阵列长度方向向前移动一个步进值（一般为一个阵元晶片），以同样的聚焦法则激发第2组阵元。以此类推，直至最后一个阵元。一般将上述的一组阵元称为一个序列。这样扫查完成后会得到N-n+1个序列回波信号，在不移动探头的情况下就可以检测到较大区域。线性扫查的示意图如图3（ a）所示

相控阵超声新技术在电站设备无损检测中的实践思路探索(正式版)

文件编号：TP-AR-L2243 In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives. （示范文本）编订：_______________ 审核：_______________ 单位：_______________ 相控阵超声新技术在电站设备无损检测中的实践思路探索(正式版)

相控阵超声新技术在电站设备无损检测中的实践思路探索(正式版) 使用注意：该安全管理资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的具有指导性，规划性的可执行计划，从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。超声相控阵检测技术20世纪60年代就已经出现，被应用于医疗领域。但是由于固体中波动传播复杂性、系统复杂性和成本费用高等因素存在，限制了超声相控阵检测技术在无损检测中的运用。而电子技术和计算机技术以及压电复合材料等高新技术被广泛综合应用，促进了超声相控阵技术发展，并且渐渐应用到工业无损检测中。现代技术飞速发展，带动了很多高新技术在超声相控阵技术中被综合应用，从而降低了相控阵系统复杂性与制作费用[1]

。而且相控阵技术具有比传统超声波检测更加明显的优势，使得超声相控阵检测技术被广泛应用于工业无损检测领域，并且日渐得到人们重视，迎来了很大的发展空间。超声相控阵检测技术超声相控阵检测技术建立在惠更斯原理上，其探头由许多个晶片组成。要应用时，则需要按照相关规则以及时序激活探头中一组或全部晶片，其中相控阵仪器的控制能力与检测需要决定着晶片激活数量。晶片被激活后，发出的超声波即为次波。每一个晶片的次波会彼此干涉，形成新波阵面并传播开来，从而形成超声波束检测工件。无损检测技术无损检测就是在不损坏被检测设备的基础上，根据物理特性将被检对象的内外部缺陷的位置、形状、

无损检测相关知识复习题[1]

无损检测相关知识复习题一、单项选择题 1、下述指标中，哪个不属于材料的力学性能？（D） A、强度 B、塑性 C、韧性 D、热稳定性 2、长期承受交变应力的构件，最可能产生的破坏形式是（C） A、脆性断裂破坏 B、失稳破坏 C、疲劳破坏 D、蠕变破坏 3、衡量材料抵抗冲击载荷作用时断裂的力学性能指标是(C) A、强度 B、塑性 C、韧性 D、硬度 4、因应力腐蚀而产生的缺陷通常是（A ） A.表面裂纹； B.密集蚀孔； C.导致严重减薄的蚀坑； D.以上都是； 5、制造承压类特种设备所用的低碳钢属于（C） A.共析钢； B.过共析钢； C.亚共析钢； D.以上都对； 6、钢的C曲线位置右移即意味着（A ） A.淬硬组织更容易出现； B.等温转变所需时间更短； C.转变组织的塑性韧性相对较好； D.以上都不对； 7、淬火加高温回火的热处理称为（C ） A.退火； B.正火； C.调质； D.消氢处理； 8、含碳量小于或等于多少的碳素钢称为低碳钢（C ） A.0.15%； B.0.20%； C.0.25%； D.0.3%； 9、如欲使工件具有一定的强度，同时又有较高的塑性和冲击韧性，即有良好的综合机械性能，应采用的热处理方法是（D） A.退火； B.不完全退火； C.正火； D.调质； 10、合金总量在多少以下的合金钢称为低合金钢（C ） A.0.5%； B.2%； C.5%； D.10%； 11、低碳钢中不属于杂质的元素是（A） A. Fe和C B. Mn和Si； C. S和P； D. N和H； 12、以下哪一元素加入钢中能显著提高钢的高温强度，减少回火脆性（D ）

A. Mn； B. Si； C. Ni； D. Mo； 13、低合金钢焊接减少热影响区淬硬倾向的有效措施是(B) A 烘烤焊条 B 预热焊件 C 提高焊速 D 焊后热处理 14、下列哪一因素不是导致冷裂纹产生的原因(D) A 焊缝和热影响区的含氢量B热影响区的淬硬程度 C 焊接应力的大小D焊缝中低熔点共晶物的含量 15、电渣焊焊缝进行超声波探伤应在(D) A 焊接36小时后B焊接24小时后 C消除应力热处理后D正火处理后 16、下列焊缝缺陷中属于面积性缺陷的有(C) A 气孔 B 夹渣 C 裂纹D夹钨 17、下列哪一种缺陷危害性最大( D) A 圆形气孔 B 未焊透 C 未熔合 D 裂纹 18、下述有关焊接变形和焊接应力的叙述，错误的是(B) A 使焊件上的热量尽量均匀可减小焊接变形和焊接应力 B 减少对焊缝自由收缩的限制可减小焊接变形和焊接应力 C 焊接线能量越大，产生的焊接变形或焊接应力亦增大 D 采用焊前预热和合理的装配焊接顺序可减小焊接变形和焊接应力 19、下述有关咬边缺陷产生原因的叙述，哪一条是错误的(C) A 焊接电流太大 B 焊条与工件角度不对 C 运条速度太快 D 直流焊时发生磁偏吹 20、坡口不清洁，有水、油、锈，最有可能导致的焊接缺陷是(A ) A、气孔 B、夹渣 C、未熔合 D、裂纹二、填空题 1、过冷度是结晶的必要条件。 2、Ni 和Mn 是改善钢在低温下变脆现象的最有效的合金元素。 3、影响低温韧性的因素有晶体结构、晶粒尺寸、冶炼的脱氧方法、热处理状态、钢板厚度、合金元素，其中以合金元素的影响最为严重。