超声检测实际操作基础知识
第一部分锻件超声检测
一、锻件的加工工艺和缺陷
1、锻件加工工艺
⑴、锻件分类
饼形锻件（碗形锻件）
轴形锻件（条形锻件）
环形锻件（筒形锻件）
⑵、锻件加工工艺
2、锻件中的主要缺陷及其特点：
⑴、缩孔：
钢锭凝固收缩时在头部形成的孔洞，锻造时锭头切割量不足而残留在锻件中。多发生在轴形锻件头部中心。
⑵、疏松
钢锭凝固收缩时因钢液补充不足在钢锭中形成的细小孔穴，锻压时未焊合残留在锻件中。
⑶、夹杂
钢锭中带来的非金属或金属夹杂物。
? 非金属夹杂物—冶炼时化学反应产生的氧化物夹杂和浇注时混入的耐火材料及杂质。
? 金属夹杂物—冶炼时加入的合金未完全溶化或浇注时混入异种金属。
⑷、折叠
钢坯表面的突起锻压时压扁折合到锻件表面。
⑸、裂纹
? 铸锭中的缩孔、夹杂锻压时开裂;
? 锻造工艺不当引起的开裂;
? 热处理工艺不当引起的开裂。
⑹、白点
锻件加热冷却过程中，氢原子扩散和积聚产生的氢裂纹。
缺陷特点：沿金属流线方向延伸，与锻压方向垂直。
二、锻件检测方法概述：
1、軕类锻件的检测方法：
? 锻造工艺及缺陷特点：
拔长工艺为主，主要缺陷取向与轴线平行；沿轴线延伸。
? 检测方法：
直探头径向探测为主，直探头轴向检测和斜探头周向及轴向检测为辅。
⑴、直探头径向和轴向检测
? 直探头径向探测（检测纵向缺陷）；
? 直探头轴向探测（检测径向缺陷）。
⑵、斜探头周向和轴向检测（检测倾斜缺陷）
2、饼类（碗类）锻件的检测
? 锻造工艺及缺陷特点：镦粗工艺为主，主要缺陷取向与端面平行，沿径向延伸。
? 检测方法：
直探头轴向探测为主，直探头径向探测为辅。
3、筒形（环形）锻件的检测
? 锻造工艺及缺陷特点：
镦粗—冲孔—滚压，缺陷取向较复杂，但主要缺陷取向
与筒体外表面平行且沿轴线方向延伸。
? 检测方法：
?筒形—直探头径向探测为主，直探头轴向探测和斜探头周向及轴向探测为辅。
? 环形—直探头轴向探测为主，直探头径向探测和斜探头周向探测为辅。
⑴、直探头径向和轴向检测
? 直探头径向探测（检测纵向缺陷）；
? 直探头轴向探测（检测径向缺陷）。
⑵、双晶直探头检测：（检测近表面缺陷或薄件T＜45mm )
⑶、斜探头周向和轴向检测:（检测倾斜缺陷）
三、锻件超声检测条件的选择
1、探头的选择
? 纵波检测：单晶直探头和双晶直探头（T＜45mm）
? 单晶直探头
碳钢和低合金钢：2.5 MHz ，φ14－25mm
奥氏体不锈钢：0.5-2.0MHz，φ14－30mm
?双晶直探头: 5.0MHz 晶片面积不小于150 mm2.
（薄件或近表面缺陷检测）。
? 横波检测：K1斜探头
2、耦合选择：
? 表面状态：
? 平整均匀，无划伤、油垢、污物、氧化皮、油漆等，
? 表面粗糙度Ra≦6.3μm
? 耦合剂
? 直接接触法－机油、浆糊、甘油、水玻璃（粗糙表面）
? 液浸法－水
3、试块的选择
⑴、当T≥45mm时，
单直探头，CS-2对比试块
⑵、当T<45mm 时，双晶直探头，CS－3对比试块
⑶、检测面为曲面时，用CS－4对比试块或作曲率耦合补偿测定。
4、直探头检测面（检测方向）的选择
NB/T47013.3-2015规定：原则上从两个相互垂直的方向检测；T>400mm，应从相对两端面检测。
5. 扫描速度和灵敏度的调节
（1）、扫描速度的调节
? 内容：包括探测范围调整和扫描比例调整。
? 探测范围调整—使工件中待检测区域能显示在示波屏上。? 扫描比例调整—使示波屏时基扫描线水平刻度值与工件
中的实际声程成一定的比例关系。
? 目的：在规定的探测范围内发现缺陷并对缺陷定位。
? 方法：用具有平行面的试块（材质与工件相同或相近）或工件的多次底波调整。
（2）、检测灵敏度的调节
? 底波调节法和试块法
①、底波调节法
? 适用条件：工件有平行底面或圆柱曲底面，厚度T≥3N，底面光洁,无吸声性物质接触。
? 计算公式：
? 平面工件和实心圆柱体：
?空心圆柱体：
“+”—外壁探测
“－”—内壁探测
? 调节方法：
将工件一次底波调至示波屏基准高度（80%），用衰减器（或增益）将仪器灵敏度提高ΔdB。
? 也可根据已知条件用通用A VG曲线查出Δ。
⑵、试块调节法
①、单直探头检测
? 应用场合：T<3N，工件为非平行底面或圆柱曲面，底面粗糙。
? 试块：CS-2标准试块。
? 方法：按标准规定选取相应的试块。在试块上移动探头找到平底孔最大回波，调节衰减器，将平底孔回波调节到示波屏基准高度（80%）
? 注意：
当平底孔径或距离与标准不一致，且X≧3N时，可用
计算法确定Δ：
当工件材质、表面粗糙度、表面形状与试块不同时，应进行以下补偿：
材料衰减补偿；表面耦合补偿和曲率补偿。
材料衰减和表面耦合补偿可按如图测定。曲率补偿用CS－4对比试块测定。
NB/T47013.3-2015规定，用CS-2或CS-3Φ2平底孔作距波曲线，以此作为基准灵敏度。提高6dB作为扫查灵敏度。
②、双晶直探头检测
? 使用场合：T<45mm或检测近表面缺陷。
? 方法：试块法
? 试块：CS－3 1# （Φ2）对比试块。
? 方法：
? 测试该组平底孔回波，将其中最大回波调至示波屏
高度80%。
? 在此灵敏度条件下作出该组平底孔的距离—波幅曲线，，并以此作为基准灵敏度。提高6dB作为扫查灵敏度。
四、缺陷位置和大小的测定
五、1、缺陷位置的测定
六、设缺陷波前沿对应的水平刻度值为τx，
七、缺陷至探头距离（深度）为X f，则：
八、扫描比例为1:n时：X f＝n·τx
九、扫描比例为n:1时：X f＝τx/n
十、2、缺陷大小的测定（当量法、测长法、底波高度法）
十一、⑴、小于声束截面尺寸的缺陷
十二、?当量法
十三、?试块比较法（T<3N的缺陷)
十四、?当量计算法（A VG法）（T≥3N的缺陷)
十五、?平行底面工件和实心圆柱体
十六、
十七、?空心圆柱体
十八、
⑵、大于声束截面尺寸的缺陷
? 6dB测长法（端点6dB法）
五、锻件质量级别评定
NB/T47013.3-2015规定标准将锻件中的缺陷分为四种，分别进行质量分级。四种缺陷的等级应作为独立的等级分别使用。
1、单个缺陷的质量分级（Φ4±XXdB）
2、由缺陷引起底波降低量的质量分级（BG/BF）只适用于距
离大于N的缺陷。
3、密集区缺陷当量平底孔（Φ）
4 、密集区缺陷面积点检测总面积的百分比（%）。
当缺陷被检测人员判定为危害性缺陷时，锻件的质量等级为Ⅴ级。
第二部分钢板超声检测
一、钢板加工及常见缺陷
1、钢板的加工工艺过程：
2、、钢板中的缺陷
1）常见缺陷：
?分层（夹层）：钢坯中的残余缩孔或夹渣轧制过程中被压扁而未焊合生成。
?折叠：钢坯表面突出部分被压扁而成。
?白点：钢板冷却过程中氢原子来不及扩散而形成的氢裂纹。存在于厚板中。
2）缺陷特点：延轧制方向延伸，与轧制面平行，（故探伤采用直探头）。
二、钢板分类和检测方法
1）钢板的分类
?薄板T＜6mm
?中板T=6～40mm
?厚板T＞40mm
2）检测方法
?薄板（T＜6mm）—板波法（兰姆波法）
三、中厚板检测方法
?检测面：钢板任一轧制面；
?方法：纵波垂直探伤法；
?探头：单晶直探头或双晶直探头
?耦合方式：直接接触法或液浸法。
7.1.3 探头与扫查方式的选择
1、探头的选择
?型式：单晶直探头—厚板（T>20）；
双晶直探头—薄板。（6≦T≦60）
?频率—2.5—5.0MHz
?晶片直径—φ10—φ30
?NB/T47013-2015规定：
2、钢板扫查方式
NB/T47013-2015规定的扫查方式
钢板边缘（50、75、100）100%扫查；
中心部分间距不大于50mm平行线或间距不大于100mm的格子线扫查。
4、扫描速度和灵敏度的调整
（1）、扫描速度的调节
? 内容：包括探测范围调整和扫描比例调整。
? 探测范围调整—使工件中待检测区域能显示在示波屏上。
? 扫描比例调整—使示波屏时基扫描线水平刻度值与工件
中的实际声程成一定的比例关系。
? 目的：在规定的探测范围内发现缺陷并对缺陷定位。
? 方法：用具有平行面的试块（材质与工件相同或相近）或工件的多次底波调整。
（2）灵敏度的调整
NB/T47013-2015规定：
①、板厚小于等于20mm 时，用平底试块调节，也可用被检板材无缺陷完好部位调节，此时用与工件等厚部位试块或被检板材的第一次底波调整到满刻度的50%，再提高10dB作为基准灵敏度。
②、板厚大于20mm时，按所用探头和仪器在φ5mm平底孔试块上绘制距离波幅曲线，并以此曲线作为基准灵敏度。
.
⑶、底波计算法（T ≥3N ）.
用钢板完好部位底波计算，结果应与试块法一致。 公式：
? 多次底波法：如示波屏上出现5次底波，将B5调至屏高50%。 3、 缺陷的判别与测定 1）、缺陷的判别
NB/T47013-2015规定：
在检测过程中，发现下列二种情况之一即作为缺陷： a ） 缺陷第一次反射波（F1）波幅高于距离波幅曲线，或用
双晶 探头检测板厚小于 20mm 板材时，缺陷第一次反射波（F1）波幅大于 或等于显示屏满刻度的 50%；
b ） 底面第一次反射波（B1）波幅低于显示屏满刻度的 50%，即 B1＜50%。
2
2
220lg
f B x x λπ??=