超聲波無損檢測培訓(xùn)

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

2、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

3、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數(shù)稱為頻率，常用單位

4、為赫茲(Hz)；波速C：波動中，波在單位時間內(nèi)所傳播的距離稱為波速，常用單位為米秒（ms）。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，波速愈大，波長就愈長；當(dāng)波速一定時，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)械波稱為次聲波，頻率高于2

5、0000Hz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

6、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)2.穿透法測縱波聲速聲速按下式計算：聲速C=d(T1t)；t=2T1–T2式中d工件厚度；t由探頭晶片至工件表面?zhèn)鬏敃r間；T1由探頭晶片至工件底一次波傳輸時間；T2由探頭晶片至工件底二次波傳輸時間；3.反射法測橫波聲速用半圓弧測橫波聲速，按下式計算：聲速C=2d(T1t)；t=2T1–T2式中d半圓半徑長度；t由探頭晶片至半圓弧探測面

7、傳輸時間；T1由探頭晶片至圓弧面一次波傳輸時間；T2由探頭晶片至圓弧面二次波傳輸時間；第三節(jié)波的若干概念一波的迭加與干涉1.波的迭加原理當(dāng)幾列波在同一介質(zhì)中傳播時，如果在空間某處相遇，則相遇處質(zhì)點(diǎn)的振動是各列波引起振動的合成，在任意時刻該質(zhì)點(diǎn)的位移是各列波引起的位移的矢量和。幾列波相遇后仍保持自己原有的頻率、波長、振動方向等特性并按原來的傳播方向繼續(xù)前進(jìn)，好象在各自的途中沒有遇到其他波一樣，這就是波的迭加原理，又稱波的獨(dú)立性原理。波的迭

8、加現(xiàn)象可以從許多事實(shí)觀察到，如兩石子落水，可以看到兩個石子入水處為中心的圓形水波的迭加情況和相遇后的傳播情況。又如樂隊合奏或幾個人談話，人們可以分辨出各種樂器或各人的聲音，這些都可以說明波傳播的獨(dú)立性。2.波的干涉兩列頻率相同，振動方向相同，位相相同或位相差恒定的波相遇時，介質(zhì)中某些地方的振動互相加強(qiáng)，而另一些地方的振動互相減弱或完全抵消的現(xiàn)象叫做波的干涉現(xiàn)象。波的迭加原理是波的干涉現(xiàn)象的基礎(chǔ)，波的干涉是波動的重要特征。在超聲波探傷中，

9、由于波的干涉，使超聲波源附近出現(xiàn)聲壓極大極小值。二惠更斯原理和波的衍射1.惠更斯原理如前所述，波動是振動狀態(tài)的傳播，如果介質(zhì)是連續(xù)的，那么介質(zhì)中任何質(zhì)點(diǎn)的振動都將引起鄰近質(zhì)點(diǎn)的振動，鄰近質(zhì)點(diǎn)的振動又會引起較遠(yuǎn)質(zhì)點(diǎn)的振動，因此波動中任何質(zhì)點(diǎn)都可以看作是新的波源。據(jù)此惠更斯提出了著名的惠更斯原理：介質(zhì)中波動傳播到的各點(diǎn)都可以看作是發(fā)射子波的波源，在其后任意時刻這些子波的包跡就決定新的波陣面。2.波的衍射（繞射）波在傳播過程中遇到與波長相當(dāng)?shù)?/p>