超声波探伤(Ⅰ级)须掌握知识要点

1.2.2 仪器使用和维护
超声波检测仪器是精密的电子仪器，为延长使用寿命减少故障，使用时能保持良好的工作状态，必须注意对仪器的维护和保养。

1. 新仪器投入使用前要仔细阅读使用说明书了解仪器性能、特点、各旋钮功能、操作方法和注意事项，严格按照说明书操作使用仪器；
2. 仪器避免强类振动、强电磁场、灰尘、雨水浇淋、潮湿、高温及腐蚀环境；
3. 使用交流电时要核对仪器和电源的额定电压是否匹配；使用直流电时注意电源极性；使用电池时电池要及时充电。

4. 接拔电源插头电时应抓住插头来进行操作，电线应理顺，手要干燥。

5. 调整仪器时不宜用力过猛，清洁荧光屏时用柔软的布料和软水擦拭。

6. 仪器使用完毕要及时清理干净，放到清洁通风的地方。

7. 不经常使用的仪器每周也要接通电源开机半小时，以利于清除机箱内部潮气。

8. 仪器出现故障，及时关闭电源，请专业人员检查修理，切忌随意拆动，防止扩大故障和发生事故。

1.4超声波测厚仪
测厚的方法有很多，日常最常见的方法都使用尺子来测量厚度。

要求精度高的用卡尺、千分尺等机械方法测量。

除此还有其他方法可以测量厚度的方法，比如：超声波、辐射、磁性、电流等等方法。

使用最广泛的是超声波测厚。

超声波测厚仪器其体积小、速度快、精度高。

超声波测厚仪有共振式、脉冲反射式、兰姆波式。

1.4.4.测厚仪的调整与使用
在使用测厚仪前要认真阅读使用说明书，按使用要求操作。

（脉冲反射式超声波测厚仪的调整与使用。

）
1. 在检测工件前要先校准仪器的下限和仪器的工作线性。

用两块已知厚度的试块，将探头放在其中一块试块上，调整仪器，使仪器显示该试块厚度，再将探头放在另一试块上，仪器此时若显示厚度与试块的误差越小则仪器的线性误差越小，以其精度越高，反之则越大。

2. 选择测厚方法要根据工件厚度情况和精度要求来选择仪器探头。

薄工件用双晶探头或者带延迟块的探头，厚工件宜选用单晶探头。

3. 测量时工件表面要进行处理，表面粗糙度Ra<6.3μ.
4. 操作时探头放平稳，压力均匀适当，平面工件每个测点探头旋转90度，各测试一次.曲面工件探头旋转180度，各测试一次。

5. 高温在用设备检测使用高温探头和特殊的耦合剂。

6. 检测对象内部有沉积物时，沉积物声阻抗与工件相差不大时要将沉积物与工件脱离再测定。

7. 使用水玻璃等粘稠介质且有腐蚀作用介质作耦合剂时，检测结束后要彻底清理探头和仪器。

2.4.1.探头型号的组成
探头型号组成包括：标称频率、晶片材料、晶片尺寸、探头种类、特征
例如：探头型号2.5PB20Z表示：
频率2.5MHhz、材料是钛酸钡陶瓷、晶片直径20mm直探头探头型号5P12×14K2.5表示：
频率5Mhz、材料锆钛酸铅陶瓷、晶片尺寸12×14mm、K=2.5 若是聚焦探头还要表注出焦点的参数。

DJ是点聚焦，XJ是线聚焦，并标出焦点尺寸。

4.3.试块的要求和维护
试块应材质均匀，内部杂质少，无影响使用的缺陷。

加工容易，不易变形锈蚀，具有良好的声学性能。

平直度，粗糙度，尺寸都要符合相关标准的要求。

试块应在适当部位编号以防混淆；注意不要碰伤擦伤；清除反射体内油污锈蚀；防止锈蚀，防止变形。

5.3. 仪器和探头的组合性能
包括灵敏度、盲区、分辨力、信噪比等。

不仅和仪器有关和，和探头也有关。

6.2. 耦合剂的作用：
①排除空气；②方便操作；③保护探头。

6.3. 影响耦合的因素：
①耦合剂的声阻抗；②工件粗糙度；③工件几何的形状。

6.4. 提高耦合效果的方法：
①降低工件粗糙度；②探测曲面工件时磨削探头使和工件表面楔合；
③选择声阻抗高的耦合剂。

6.5. 耦合剂选择原则：
①透声性能好，声阻抗大；
②有足够的润湿性、适当的附着力和黏度；
③对工件无腐蚀，对人体无害，对环境无污染；
④容易清除，不易变质，价格便宜，来源方便。

4.1.扫描速度的调节
将仪器的时基扫描线的水平刻度与实际声程调成一定的比例关系，其比例要根据工件检出的缺陷最大声程范围来决定。

纵波调节：纵波探伤一般按探测的厚度调整在荧光屏水平扫描线上所体现的超声波传播的距离。

横波调节的三种方法：
①声程调节：（斜边X）②水平调节：（水平距离L）③深度调节：（垂直距离d)
4.2.灵敏度的调节
为检出规定大小的缺陷并对其定量，在工作前要根据需要对仪器进行灵敏度调整。

试块调整法：用试块上的人工缺陷调整仪器，使试块中的人工缺陷达到基准波高，以此作为灵敏度来衡量缺陷方法。

底波调整法：利用工件底波将仪器调整出所需的探伤灵敏度的方法。

在实际工作中焊缝探伤多用试块调节仪器灵敏度；锻件多用底波调整仪器灵敏度；钢板、铸件视不同情况用试块也用底波调整仪器灵敏度。

5.1.缺陷位置测定
用纵波直探头检测时缺陷总是在底波之前出现，没有缺陷则没有回波。

缺陷波的位置可以由水平刻度直接读出，再根据波高判定缺陷的大小。

用横波斜探头平面检测时（A、B位置），若工件中没有反射体则没有回波。

有回波时（C 位置）需根据探头所在的位置经计算得出反射体位置，再判断是否是缺陷。

缺陷波的水平或深度位置可以由刻度读出，再根据反射波高判定缺陷的大小。

3.2.6水平（时基）扫描的调节
日常工作中最常用的是水平法和深度法。

当板厚小于20mm时，常用水平法。

当板厚大于20mm时，常用深度法。

声程法多用于非K值探头和曲面横波探伤。

距离-波幅曲线以波幅高度为纵坐标，以深度距离为横坐标的曲线为距离-波幅曲线。

①将探头放在试块上，最少找出3个不同深度孔的最高反射回波，在面板上标记最高点，并记录衰减器的dB值；
②降低6dB，同样找出最高回波，标记并记录；
③再降低8dB，同样找出最高回波，标记并记录；
④连接每次标记的点，得到三条曲线。

此曲线即为距离-波幅曲线。

三条线含义分别是：φ1×6、φ1×6-6 、φ1×6-14
评定线定量线判废线
距离-dB曲线
以dB值为纵坐标，距离为横坐标的曲线为距离-dB曲线。

①探头、仪器的测定和调节和距离-波幅曲线相同。

②探头置于CSK-ⅢA试块上，移动探头找到深度10mm孔反射波最高，调[增益]使深度为10mm的Φ1×6孔最高回波达基准80%高，记下这时[衰减器]读数。

然后分别探定不同深度的Φ1×6孔，记录各深度在波高80%时的dB值。

根据dB差在坐标上即可绘制出曲线，即距离-dB曲线。

3.2.9. 扫查方式、扫查速度和扫查面积覆盖率
在焊缝探伤中，扫查方式有多种，常用的扫查方式有以下几种：
(1)锯齿形扫查，如图A，探头沿锯齿形路线进行扫查。

扫查时，探头要作10°-15°转动，这是为了发现与焊缝分布倾斜的缺陷。

此外，每次前进齿距不得超过探头晶片直径。

这是因为间距太大，会造成漏检。

(2)左右扫查与前后扫查：如图B，当用锯齿形扫查发现缺陷时，可用左右扫查和前后扫查找到回波的最大值，用左右扫查来确定缺陷沿焊缝方向的长度，用前后扫查来确定缺陷的水平距离或深度。

(3)转角扫查：如图B，利用它可以推断缺陷的方向。

(4)环绕扫查：如图B，它可用于推断缺陷的形状。

环绕扫查时，回波高度几乎不变，则可判断为点缺陷。

(5)平行或斜平行扫查：为了检验焊缝或热影响区的横向缺陷，对于磨平的焊缝可将斜探头直接放在焊缝上平行移动，对于有加强层的焊缝可在焊缝两侧边缘，使探头与焊缝成一定夹角(10°-- 45°)作平行或斜行移动，如图C，但灵敏度要适当提高。

(6)串列式扫查：在厚板焊缝探伤面垂直的内部未焊透、未熔合等缺陷用单位斜探头很难探出。

一般采用两种探头探伤，即小K值探头和大K值探头。

有时还要采用串列式扫查都能发现缺陷，如图D。

但是要注意，这种方法有探测不到的区域(常称死区)。

对于死区可以用单斜探头探测。

①水平扫描将底面回波按比例在时基线上调节。

可在试块上进行，也可在锻件上尺寸已知的部位上进行。

在试块上调节扫描速度时，试块的声速应尽可能与工件相同或相近。

调节扫描速度时，一般要求第一次底波前沿位置不超过水平刻度极限的80%，以利观察一次底波之后的某些信号情况。

②灵敏度
试块调节法：单直探头探伤：当锻件的厚度X＜３N，或由于几何形状所限或底面粗糙时，应用有人工缺陷的试块来调节探伤灵敏度，如CS-1和CS-2试块。

调节时将探头对准所需试块的平底孔，调“增益”使平底孔回波达基准高即可。

需注意的是：当试块表面形状、粗糙度与锻件不同时，要进行耦合补偿。

当试块与工件的材质衰减相差较大时，还要考虑介质衰减补偿。

用工件底面调整灵敏度要注意：
a. 反射面要与入射面平行；
b. 灵敏度调整时要在无缺陷部位进行；
c. 不考虑耦合损失和不同材质造成的衰减差；
d. 底面为曲面的要修正。