超声波探伤技术培训PPT幻灯片共38页
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超声波探伤培训PPT课件
延迟块 dV
d
发射脉冲 (SI)
OE
RWE 2RWE 3RWE
dV 2 dV
.
带有延迟块的直探头
ddd
27
(UT Einfü hrung WD Juni02, Seite 27)
声学绝缘 发射晶片
dV
双晶探头
d
.
电气适配器 接收晶片 倾斜角度
延迟块
28
(UT Einfü hrung WD Juni02, Seite 28)
.
3
(UT Einfü hrung WD Juni02, Seite 3)
1.2 无损检测的方法及适用范围
基本分类: 机械、光学方法
目视、光学法 全息照相干涉法 光弹性复膜法 应力涂料法 应变计法 微硬度法 液浸法 挥发液法 过滤微粒法 检漏法
Mechanical Optical
Visual-Optical Holographic Interferometry Photoelastic Coating Brittle Coating Strain Gage Microhardness Liquid Penetrate Volatile Liquid Filtered Particle Leak Detection
S 缺陷
E
S
S
缺陷
E
E
透射波
S
E 探头位置错误
接收到全部入射波.
Bildschirmanzeigen
入射波被全部反射
部分波被反射
声波被内部缺陷全部反射
.
透射法
部分波被反射
显示不真实 33
(UT Einfü hrung WD Juni02, Seite 33)
超声波探伤幻灯片课件第二章超声波探伤物理基础
第一章 超声波探伤的物理基础
黄新超
河南省锅炉压力容器安全检测研究院 2010年4月
教学ppt
1
第一章 超声波检测的物理基础
教学ppt
2
超声波是一种机械波，是机械振动在介质中 的传播。
该章主要涉及几何声学和物理声学的基本定律
和概念。 几何声学：反射定律、折射定律、波形转换。 物理声学：波的叠加、干涉、衍射等
位置时，它并没有停止，而是越过平衡位置运动到相反方向的最
大位移；然后，再向平衡位置移动。
教学ppt
4
教学ppt
5
振动的表示：可用周期和频率表示振动的快慢； 用振幅表示振动的强弱。
– 周期T 振动物体完成一次全振动所需要的时间, 称为振动周期.单位：秒（S）
– 频率f 振动特物体在单位时间内完成全振动的 次数,称为振动频率.单位：赫兹（Hz）
ω：圆频率， ω=2πf=2π / T φ：初相位，即t=0时质点的相位 ωt+φ：质点在t时刻的相位 简谐振动方程描述了谐振动物体在任意 时刻的位移情况。
教学ppt
9
• 阻尼振动
– 在机械系统振动时，由于受到摩擦力或其他阻 力的作用，系统的能量会不断损耗，质量振动 的振幅逐渐减小，以至于振动停止。所以，阻 尼振动是一个比较普遍情况，也称为衰减振动。 (不符合机械能守恒)
– 波动是振动状态的传播过程，也是振动能量的传播 过程。这种能量的传播，不是靠质点的迁移来实现 的，而是由各质点的位移连续变化来逐渐传播出去 的。
教学ppt
15
• 机械波的主要物理量 波长 ：λ 单位：mm、m 同一波线上相邻两振动相位相同的质点间的距 离.或者说：沿着波的传播方向，两个相邻的同相 位质点间的距离。
黄新超
河南省锅炉压力容器安全检测研究院 2010年4月
教学ppt
1
第一章 超声波检测的物理基础
教学ppt
2
超声波是一种机械波，是机械振动在介质中 的传播。
该章主要涉及几何声学和物理声学的基本定律
和概念。 几何声学：反射定律、折射定律、波形转换。 物理声学：波的叠加、干涉、衍射等
位置时，它并没有停止，而是越过平衡位置运动到相反方向的最
大位移；然后，再向平衡位置移动。
教学ppt
4
教学ppt
5
振动的表示：可用周期和频率表示振动的快慢； 用振幅表示振动的强弱。
– 周期T 振动物体完成一次全振动所需要的时间, 称为振动周期.单位：秒（S）
– 频率f 振动特物体在单位时间内完成全振动的 次数,称为振动频率.单位：赫兹（Hz）
ω：圆频率， ω=2πf=2π / T φ：初相位，即t=0时质点的相位 ωt+φ：质点在t时刻的相位 简谐振动方程描述了谐振动物体在任意 时刻的位移情况。
教学ppt
9
• 阻尼振动
– 在机械系统振动时，由于受到摩擦力或其他阻 力的作用，系统的能量会不断损耗，质量振动 的振幅逐渐减小，以至于振动停止。所以，阻 尼振动是一个比较普遍情况，也称为衰减振动。 (不符合机械能守恒)
– 波动是振动状态的传播过程，也是振动能量的传播 过程。这种能量的传播，不是靠质点的迁移来实现 的，而是由各质点的位移连续变化来逐渐传播出去 的。
教学ppt
15
• 机械波的主要物理量 波长 ：λ 单位：mm、m 同一波线上相邻两振动相位相同的质点间的距 离.或者说：沿着波的传播方向，两个相邻的同相 位质点间的距离。
超声波探伤(课堂PPT)
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25
表面波：当介质表面受到交变应力作用时，产生沿介质
表面传播的波。用R表示，表面波是瑞利在1887年首次 提出的，因此，表面波又称瑞利波。
.
26
表面波在介质表面传播时，质点作椭圆
运动，椭圆长轴垂直于波的传播方向，短
轴平行于波的传播方向。椭圆运动可以视
为纵向振动与横向振动的合成，即纵波和
横波的合成。所以，表面波和横波一样，
超声检测
董金华
IBCC 160816
.
1
第一章 概论
• 1.1 无损检测的定义 无损检测技术(Non-Destructive Testing,简称NDT) 是第 二次世界大战后迅速发展起来的一门新兴的、多学科综合 应用的工程科学。
• 此项技术是在不改变及损伤被检对象的各种性能(其中包 括物理性能、化学性能、几何形状、 表面状态 等)的前提 下，采用多种适用的方法对被检对象进行检测，以确定其 质量，即确定该被检对象的实际使用性能是否能满足事先 设计的需要，以及确定其某些特性，如几何尺寸、所使用 的材料、表面状况、均匀性、密度等。
.
13
• 受迫振动
– 由于振动系统内部的阻尼作用，能量逐渐消耗， 因初始激发引起的自由振动，将因为能量逐渐 损耗，振动逐渐减弱，以至运动停止。要维持 振动必须由另一系统不断给以激发，即不断地 补充能量，这种由外加作用维持的振动，称为 强迫振动。 (不符合机械能守恒)
y=Acos(Pt+φ)
其中：A：振幅，最大水平位移
• 波动是振动状态的传播，如果介质是连续的，那 么介质，中任何质点的振动都将引起邻近质点的 振动，邻近质点的振动又会引起较远质点的振动， 因此波动中任何质点都可以看作是新的波源。据 此惠更斯于1690年提出了著名的惠更斯原理： 介质中波动传播到的各点都可以看作是发射子波 的波源，在其后任意时刻这些子波的包迹就决定 新的波阵面。
超声波探伤技术培训
整理ppt
P14
3.5、JB\T4730.3-2005 DAC曲线标准
根据实际探伤板材厚度选择合适的灵敏度
试块类型 CSK-ⅢA
板厚，mm 6—15
＞15—46 ＞46—120
波幅曲线的灵敏度
平定线 Φ1×6-12dB Φ1×6-9dB Φ1×6-6dB
定量线 Φ21×6-6dB Φ21×6-3dB
缺陷定位定量之后，要根据缺陷指示长度，结合标准规定进行评定焊缝质量级别。
波幅 dB
Ⅲ Ⅱ Ⅰ
0
距离mm
波幅区域
整理ppt
P22
4.6、 斜探头焊缝探伤应用
缺陷记录：
HS620 12mm 12mm
CSK-IA、 CSK-IIIA
2MHz13×13K2
1.9 机油、浆糊等 4dB
20mm 5mm
6mm 8mm
Ⅲ区 Ⅱ区
整理ppt
P23
4.7、 斜探头焊缝探伤应用
实际探伤注意事项：
2005等检测标准而专门制定的油管检测技术细节和具体参数的工艺文件，凡是
工艺记录卡上没有规定的一些共性问题，应按通用工艺规程进行。工艺记录卡
一般应包括以下内容：
（1）工艺卡编号：应根据程序文件的规定编制。
（2）产品部分：产品名称和编号，制造、安装或检验编号。
（3）检测设备与材料：仪器型号和编号、探头规格参数、试块和耦合剂等。
整理ppt
P28
6.1、 超声波探伤标准要求
探头K值：斜探头的K值（角度）应按JB/T4730.3-2005标准规定进行 选择，条件允许时，应尽量采用较大的K值探头。
探头检测频率一般为2MHz—5MHz为宜。
整理ppt
超声波探伤ppt课件
c =f λ
表3－1 几中材料的声学特性
材料 钢 CL (m/s) 58805950 Cs (m/s) 1.25MHz 3230 4.7 λL (mm) 2.5MHz 2.36 5MHz 1.18
铝
有机玻 璃 空气
6260
2720 344
3080
1460
5.0
2.18
2.53
1.09
1.26
0.55
3.15 CSK-IB试块
其主要用途： 1）利用R100圆弧面测定斜探头入射点和前 沿长度，利用Φ50孔的反射波测定斜探头折 射角值。 2)校验探伤仪水平线性和垂直线性 3)利用Φ1.5横孔的反射波调整探伤灵敏度 利用R100圆弧面调整探测范围
L 介质
γL
γs
L2 S2
3.7有耦合剂的反、折射
② 横波入射到钢/空气界面将 会产生反射纵横波
L 有机玻璃 α3m S 钢 L 空气 3.8 α3m示意图
α3m＝33.2o
⑶ 聚焦
五、超声波的衰减
随着声程的增加，超声波的能量逐渐减弱的现象
1 衰减的原因
⑴散射引起的衰减 超声波遇到尺寸与波长可比的障碍物，并因此而产生球 面波的现象称为超声波的散射。
所谓衰减系数是因散射和吸收而导致的平面波声 能损耗程度的常数 在金属材料的超声波探伤中，主要考虑散射引起 的衰减，其规律为：
px=poe-αx
px－－离压电晶片表面为X处的声压。 po－－超声波原始声压 e—自然对数的底 α－金属材料的（散射）衰减系数
x –超声波在材料中传播的距离
研究指出：散射衰减系数α根据晶粒大小（d） 与波长（λ）之比分为三种：
3.6超声波纵波倾斜入射时的反射与折射（Z1＜Z2）
超声波探伤基础知识.ppt
面积型缺陷探伤。
2.磁粉探伤法 MT
磁粉探伤是一种比较古老的无损 检测方法.它被广泛的运用于探测铁 磁性材料的表面和近表面缺陷如:裂 纹、折叠等。当铁磁性材料被磁场 强烈磁化以后，在材料表面或近表 面存在与磁化方向垂直的缺陷（如 裂纹）就会造成部分磁力线外溢， 形成漏磁场。若在漏磁场上施加磁 粉或磁悬液，漏磁场对磁粉产生吸 附从而显示缺陷的痕迹
因此，用射线来照射待探伤的零部件时，若 其内部有气孔、夹渣等缺陷，射线穿过有缺陷的 路径比没有缺陷的路径所透过的物质密度要小得 多，其强度就减弱得少些，即透过的强度就大些， 若用底片接收，则感光量就大些，就可以从底片 上反映出缺陷垂直于射线方向的平面投影；若用 其它接收器也同样可以用仪表来反映缺陷垂直于 射线方向的平面投影和射线的透过量。由此可见， 一般情况下，射线探伤是不易发现裂纹的，或者 说，射线探伤对裂纹是不敏感的。因此，射线探 伤对气孔、夹渣、未焊透等体积型缺陷最敏感。 即射线探伤适宜用于体积型缺陷探伤，而不适宜
3. 渗透探伤法 PT
渗透探伤是一种最古老的探伤技术,它的最早技 术是以油——白色粉末为基础的探伤技术,广泛的 应用于钢铁零件的质量检测,特别在铁道系统运用 更为广泛.渗透探伤技术发展到今天已经开始使用 红色或荧光颜料，使渗透探伤的操作更简便，在 渗透探伤技术中形成了着色渗透探伤。
渗透探伤是利用毛细现象来进行探伤的方法。 对于表面光滑而清洁的零部件，用一种带色（常 为红色或带有荧光的、渗透性很强的液体，涂覆 于待探零部件的表面。若表面有肉眼不能直接察 知的微裂纹，由于该液体的渗透性很强，它将沿 着裂纹渗透到其根部。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
4.涡流探伤法 ET
涡流探伤是广泛应用于导电材料的一种常规 探伤方法,它从原理上来讲与超声波、磁粉、渗 透、射线等方法都不相同，例如：超声波检测的 根源是“声”，磁粉检测的根源是“磁”，…… 而涡流检测的根源是”电”,所以它具有与超声 波检测、磁粉检测都不相同的特点，由于它具有 与其它检测方法不同的特点，因此它才能与其它 检测方法互相补充，成为五大常规无损检测方法 之一。
2.磁粉探伤法 MT
磁粉探伤是一种比较古老的无损 检测方法.它被广泛的运用于探测铁 磁性材料的表面和近表面缺陷如:裂 纹、折叠等。当铁磁性材料被磁场 强烈磁化以后，在材料表面或近表 面存在与磁化方向垂直的缺陷（如 裂纹）就会造成部分磁力线外溢， 形成漏磁场。若在漏磁场上施加磁 粉或磁悬液，漏磁场对磁粉产生吸 附从而显示缺陷的痕迹
因此，用射线来照射待探伤的零部件时，若 其内部有气孔、夹渣等缺陷，射线穿过有缺陷的 路径比没有缺陷的路径所透过的物质密度要小得 多，其强度就减弱得少些，即透过的强度就大些， 若用底片接收，则感光量就大些，就可以从底片 上反映出缺陷垂直于射线方向的平面投影；若用 其它接收器也同样可以用仪表来反映缺陷垂直于 射线方向的平面投影和射线的透过量。由此可见， 一般情况下，射线探伤是不易发现裂纹的，或者 说，射线探伤对裂纹是不敏感的。因此，射线探 伤对气孔、夹渣、未焊透等体积型缺陷最敏感。 即射线探伤适宜用于体积型缺陷探伤，而不适宜
3. 渗透探伤法 PT
渗透探伤是一种最古老的探伤技术,它的最早技 术是以油——白色粉末为基础的探伤技术,广泛的 应用于钢铁零件的质量检测,特别在铁道系统运用 更为广泛.渗透探伤技术发展到今天已经开始使用 红色或荧光颜料，使渗透探伤的操作更简便，在 渗透探伤技术中形成了着色渗透探伤。
渗透探伤是利用毛细现象来进行探伤的方法。 对于表面光滑而清洁的零部件，用一种带色（常 为红色或带有荧光的、渗透性很强的液体，涂覆 于待探零部件的表面。若表面有肉眼不能直接察 知的微裂纹，由于该液体的渗透性很强，它将沿 着裂纹渗透到其根部。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
4.涡流探伤法 ET
涡流探伤是广泛应用于导电材料的一种常规 探伤方法,它从原理上来讲与超声波、磁粉、渗 透、射线等方法都不相同，例如：超声波检测的 根源是“声”，磁粉检测的根源是“磁”，…… 而涡流检测的根源是”电”,所以它具有与超声 波检测、磁粉检测都不相同的特点，由于它具有 与其它检测方法不同的特点，因此它才能与其它 检测方法互相补充，成为五大常规无损检测方法 之一。
超声波探伤培训课件
其中：A：振幅，最大水平位移
ω：圆频率， ω=2πf=2π / T
φ：初相位，即t=0时质点的相位
ωt+φ：质点在t时刻的相位
简谐振动方程描述了谐振动物体在任意时刻 的位移情况。
34
质点谐振动等效图
弹簧振子的运动可以用振动图像直观地表示出来，如图2-2 所示。以横轴表示时间，纵轴表示质点位移，则振动图像 表示了振动质点的位移随时间变化的规律。
超声检测在船舶行业的典型应用
典型应用
原材料、零部件 焊接接头
钢板、钢锻件、铝及铝合金板材 、钛及钛合金板材、复合板、无 缝钢管、钢螺栓、坯件、锻件、 棒材、铸件等。
钢制对接接头（包括管座角焊缝 、T型焊接接头，支撑件和结构件 ）钛及钛合金、铝及铝合金对接 接头、T、K、Y管节点焊缝。
在用设备
原材料、零部件、对接接头等
• 1915年，M.Constantin Chilowsky 为探测潜艇提出方 案——声波测距，后来Paul Langevin利用石英压电 换能器可探测1500米远的潜艇。
• 1929年，苏联的S.Y.Sokolov 和德国的Q.Muhlhauser 首先提出用超声波以穿透法来寻找金属中隐藏的不连 续性。
周期和频率互为倒数关系，即 T＝1/f
也是描述质点振动快慢的物理量
例如：人说话的频率为200 Hz，则声带的振动周 期为：T＝1/200＝0.005s
(3)振幅A 振动物体离开平衡位置的最大距离，叫做 振动的振幅，用A表示。
32
三. 谐振动
1.定义：在没有任何阻力影响的情况下，质点振动的振 幅和频率始终保持不变的振动。（动力学） 可定义为位移随时间的变化符合余弦（或正弦）规律 的振动（运动学）
洋工程、金属结构件等）
ω：圆频率， ω=2πf=2π / T
φ：初相位，即t=0时质点的相位
ωt+φ：质点在t时刻的相位
简谐振动方程描述了谐振动物体在任意时刻 的位移情况。
34
质点谐振动等效图
弹簧振子的运动可以用振动图像直观地表示出来，如图2-2 所示。以横轴表示时间，纵轴表示质点位移，则振动图像 表示了振动质点的位移随时间变化的规律。
超声检测在船舶行业的典型应用
典型应用
原材料、零部件 焊接接头
钢板、钢锻件、铝及铝合金板材 、钛及钛合金板材、复合板、无 缝钢管、钢螺栓、坯件、锻件、 棒材、铸件等。
钢制对接接头（包括管座角焊缝 、T型焊接接头，支撑件和结构件 ）钛及钛合金、铝及铝合金对接 接头、T、K、Y管节点焊缝。
在用设备
原材料、零部件、对接接头等
• 1915年，M.Constantin Chilowsky 为探测潜艇提出方 案——声波测距，后来Paul Langevin利用石英压电 换能器可探测1500米远的潜艇。
• 1929年，苏联的S.Y.Sokolov 和德国的Q.Muhlhauser 首先提出用超声波以穿透法来寻找金属中隐藏的不连 续性。
周期和频率互为倒数关系，即 T＝1/f
也是描述质点振动快慢的物理量
例如：人说话的频率为200 Hz，则声带的振动周 期为：T＝1/200＝0.005s
(3)振幅A 振动物体离开平衡位置的最大距离，叫做 振动的振幅，用A表示。
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三. 谐振动
1.定义：在没有任何阻力影响的情况下，质点振动的振 幅和频率始终保持不变的振动。（动力学） 可定义为位移随时间的变化符合余弦（或正弦）规律 的振动（运动学）
洋工程、金属结构件等）
《超声探伤方法讲义》课件
《超声探伤方法讲义 》ppt课件
目 录
• 超声探伤基础 • 超声探伤设备与技术 • 超声探伤标准与规范 • 超声探伤案例分析 • 超声探伤的未来发展
01
超声探伤基础
超声波的特性
超声波的频率
超声波的波形
高于20kHz，是一种人耳无法听到的 声波。
有多种波形，如纵波、横波、表面波 等。
超声波的传播速度
超声探伤设备
超声波探头
用于产生和接收超声波，是超声探伤系统的核心部件。
超声波信号处理系统
用于处理和放大超声波信号，提取有用的信息。
显示和记录设备
用于显示和记录检测结果，便于分析和存档。
超声探伤技术
脉冲反射法
通过发射脉冲信号并检测反射回 来的信号，分析回波时间、幅度 等信息，判断缺陷的存在和大小
。
国外标准与规范
国际上，如美国、欧洲等国家和地区也制定了相应的超声探 伤标准和规范，如美国的ASTM系列标准和欧洲的EN系列标 准。这些标准和规范在国际上具有较高的认可度和影响力。
标准与规范的应用
实际操作中的应用
超声探伤的标准和规范在实际操作中具有重要的指导意义。检测人员需遵循相 关标准和规范，正确选用仪器、探头，设置合理的参数，以确保检测结果的准 确性和可靠性。
无损检测
在不影响材料性能的前提 下，对材料进行全面或局 部的检测，确保材料的质 量和可靠性。
03
超声探伤标准与规范
国内外标准与规范
国内标准与规范
我国在超声探伤领域制定了一系列的标准和规范，如《金属 材料超声探伤方法》、《压力容器无损检测》等。这些标准 和规范为国内的超声探伤工作提供了指导和依据。
国际交流与合作
加强国际交流与合作，借鉴国外先进的标准和规范，也是促进我国超声探伤领域 发展的重要途径。通过参与国际标准的制定和修订，可以提高我国在该领域的国 际地位和影响力。
目 录
• 超声探伤基础 • 超声探伤设备与技术 • 超声探伤标准与规范 • 超声探伤案例分析 • 超声探伤的未来发展
01
超声探伤基础
超声波的特性
超声波的频率
超声波的波形
高于20kHz，是一种人耳无法听到的 声波。
有多种波形，如纵波、横波、表面波 等。
超声波的传播速度
超声探伤设备
超声波探头
用于产生和接收超声波，是超声探伤系统的核心部件。
超声波信号处理系统
用于处理和放大超声波信号，提取有用的信息。
显示和记录设备
用于显示和记录检测结果，便于分析和存档。
超声探伤技术
脉冲反射法
通过发射脉冲信号并检测反射回 来的信号，分析回波时间、幅度 等信息，判断缺陷的存在和大小
。
国外标准与规范
国际上，如美国、欧洲等国家和地区也制定了相应的超声探 伤标准和规范，如美国的ASTM系列标准和欧洲的EN系列标 准。这些标准和规范在国际上具有较高的认可度和影响力。
标准与规范的应用
实际操作中的应用
超声探伤的标准和规范在实际操作中具有重要的指导意义。检测人员需遵循相 关标准和规范，正确选用仪器、探头，设置合理的参数，以确保检测结果的准 确性和可靠性。
无损检测
在不影响材料性能的前提 下，对材料进行全面或局 部的检测，确保材料的质 量和可靠性。
03
超声探伤标准与规范
国内外标准与规范
国内标准与规范
我国在超声探伤领域制定了一系列的标准和规范，如《金属 材料超声探伤方法》、《压力容器无损检测》等。这些标准 和规范为国内的超声探伤工作提供了指导和依据。
国际交流与合作
加强国际交流与合作，借鉴国外先进的标准和规范，也是促进我国超声探伤领域 发展的重要途径。通过参与国际标准的制定和修订，可以提高我国在该领域的国 际地位和影响力。