材料近代测试方法 第八章：超声波、射线探伤检测.ppt

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,材料检测方法,主讲老师：杨 可,材料科学与工程专业主干专业课程,2025年10月29日,第,八,章 超声波、射线探伤检测,光明给我们经验，,读书给我们知识。,奥斯特洛夫斯基,1,超声波检测的原理；,2,超声波仪器、探头和试块；,3,、超声波探伤方法和通用探伤技术；,4,、射线探伤分析的原理及其应用,.,5,、磁粉探伤分析的原理及其应用,学习内容：,1,、了解各种方法的探伤机理；,2,、能够进行探伤分析,重点：,第一节超声波探伤仪,一、超声波探伤仪概述,1,、仪器的作用：超声波探伤仪是超声波探伤的主体设备，它的作用是产生电振荡并加于换能器,(,探头,),上，激励探头发射超声波，同时将探头送回的电信号进行放大，通过一定方式显示出来，从而得到被探工件内部有无缺陷及缺陷位置和大小等信息。,2,、仪器的分类,1,）按超声波的连续性分类,（,1,）脉冲波探伤仪：通过探头向工件周期性地发射不连续且频率不变的超声波，据超声波传播时间及幅度判断工件中缺陷位置和大小。,（,2,）连续波探伤仪：通过探头向工件中发射连续且频率不变,(,或在小范围内周期性变化,),的超声波，据透过工件的超声波强度变化判断工件中有无缺陷及缺陷大小。,（,3,）调频波探伤仪：通过探头向工件中发射连续的频率周期性变化的超声波，据发射波与反射波的差频变化情况判断工件中有无缺陷。,2,）按缺陷显示方式分类,（,1,）,A,型显示探伤仪：,A,型显示是一种波形显示，探伤仪荧光屏的横坐标代表声波的传播时间,(,或距离,),，纵坐标代表反射波的幅度。由反射波的位置可以确定缺陷位置，由反射波的幅度可以估算缺陷大小。,（,2,）,B,型显示探伤仪：,B,型显示是一种图象显示，荧光屏的横坐标是靠机械扫描来代表探头的扫查轨迹，纵坐标是靠电子扫描来代表声波的传播时间,(,或距离,),，因而可直观地显示出被探工件任一纵截面上缺陷分布及深度。,（,3,）,C,型显示探伤仪：,C,型显示也是一种图象显示，探伤仪荧光屏的横坐标和纵坐标都是靠机械扫描来代表探头在工件表面的位置。探头接收信号幅度以光点辉度表示，因而，当探头在工件表面移动时，荧光屏上便显示出工件内部缺陷的平面图象，但不能显示缺陷的深度。,（,4,）,3D,显示探伤仪：,B,型显示和,C,型显示的不足之处是对于缺陷的深度和空间分布不能一次记录成象，而,3D,显示技术能把,B,、,C,显示相结合产生一个准三维的投影图象，同时能表示出缺陷在空间的特征。,3,）按超声波的通道分类,（,1,）单通道探伤仪：这种仪器由一个或一对探头单独工作，是目前超声波探伤中应用最广泛的仪器。,（,2,）多通道探伤仪；这种仪器由多个或多对探头交替工作，每一通道相当于一台单通道探伤仪，适用于自动化探伤。,目前，探伤中广泛使用的超声波探伤仪，如,CTS-22,、,CTS-26,等都是,A,型显示脉冲反射式探伤仪。,二、,A,型脉冲反射式超声探伤仪电路方框图,工作过程：同步电路产生的触发脉冲同时加至扫描和发射电路，扫描电路受触发工作，产生锯齿波电压，加至示波管水平偏转板，使电子束发生水平偏转，在荧光屏上产生一条水平扫描线。同时，发射电路受触发产生高频窄脉冲，加至探头，激励压电晶片振动，在工件中产生超声波。超声波在工件中传播，遇缺陷或底面发生反射，返回探头时，又被压电晶片转变为电信号，经接收电路放大和检波，加至示波管垂直偏转板上，使电子束发生垂直偏转，在水平扫描线的相应位置上产生缺陷波和底波。根据缺陷波的位置可以确定缺陷的埋藏深度，根据缺陷波的幅度可以估算缺陷当量的大小。,三、仪器主要组成部分的作用,1,、同步电路：同步电路又称触发电路，它每秒钟产生数十至数千个脉冲，用来触发探伤仪扫描电路、发射电路等，使之步调一致、有条不紊地工作。因此，同步电路是整个探伤仪的,“,中枢,”,，同步电路出了故障，整个探伤仪便无法工作。,2,、扫描电路：扫描电路又称时基电路，用来产生锯齿波电压，加在示波管水平偏转板上，使示波管荧光屏上的光点沿水平方向作等速移动，产生一条水平扫描时基线。探伤仪面板上的深度粗调、微调、扫描延迟旋钮都是扫描电路的控制旋钮。探伤时，应根据被探工件的探测深度范围选择适当的深度档级并配合微调旋钮调整，使刻度板水平轴上每一格代表一定的距离。,3,、发射电路：利用闸流管或可控硅的开关特性，产生几百伏至上千伏的电脉冲。电脉冲加于发射探头，激励压电晶片振动，使之发射超声波，可控硅发射电路的典型电路如教材图,4-30,所示。发射电路中的电阻,Ro,称为阻尼电阻，用发射强度旋钮可改变,Ro,的阻值。阻值大发射强度高，阻值小发射强度低，因,Ro,与探头并联，改变,Ro,同时也改变了探头电阻尼大小，即影响探头的分辨力。,4,、接收电路：接收电路由衰减器、射频放大器、检波器和视频放大器等组成。它将来自探头的电信号进行放大、检波，最后加至示波管的垂直偏转板上，并在荧光屏上显示。由于接收的电信号非常微弱，通常只有数百微伏到数伏，而示波管全调制所需电压要几百伏，所以接收电路必须具有约,10,5,的放大能力。,5,、显示电路：主要由示波管及外围电路组成。示波管用来显示探伤图形，示波管由电子枪、偏转系统和荧光屏等三部分组成，其基本结构如图所示 。,四、仪器主要旋钮的作用及其调整,探伤仪面板上有许多开关和旋钮，用于调节探伤仪的功能和工作状态。图,3.7,是,CTS,22,型探伤仪面板示意图，以这种仪器为例，说明各主要开关的作用及其调整方法。,1,、工作方式选择旋钮,工作方式选择旋钮的作用是选择探测方式。即,“,双探,”,或,“,单探,”,方式。当开关置于,“,双探,”,时，为双探头一发一收工作状态，可用一个双晶探头或两个单探头探伤，发射探头和接收探头分别连接到发射插座和接收插座。当开关置于,“,单探,”,时，为单探头发收工作状态，可用一个单探头探伤，此时发射插座和接收插座从内部连通，探头可插入任一插座。,2,、发射强度旋钮,发射强度旋钮的作用是改变仪器的发射脉冲功率，从而改变仪器的发射强度。增大发射强度时，可提高仪器灵敏度，但脉冲变宽，分辨力变差。因此，在探伤灵敏度能满足要求的情况下，发射强度旋钮应尽量放在较低的位置。,3,、增益旋钮（增益细调旋钮）,作用是改变接收放大器的放大倍数，进而连续改变探伤仪的灵敏度。,4,、衰减器,衰减器的作用是调节探伤灵敏度和测量回波振幅。调节灵敏发时，衰减读数大，灵敏度低；衰减读数小，灵敏度高。测量回波振幅时，衰减读数大，回波幅度高；衰减读数小，回波幅度低。一般探伤仪的衰减器分粗调和细调两种，粗调每档,10dB,或,20dB,，细调每挡,2dB,或,1dB,，总衰减量,80dB,左右。,5,、抑制旋钮,抑制荧光屏上幅度较低或认为不必要的杂乱反射波，使之不予显示，从而使荧光屏显示的波形清晰。在探伤中一般不使用抑制。,6,、深度范围旋钮（深度粗调旋钮）,作用是粗调荧光屏扫描线所代表的探测范围。调节深度范围旋钮，可较大幅度地改变时间扫描线的扫描速度。从而使荧光屏上回波间距大幅度地压缩或扩展。,7,、深度细凋旋钮,精确调整探测范围。调节细调旋钮。可连续改变扫描线的扫描速度，从而使荧光屏上的回波间距在一定范围内连续变化。,8,、延迟旋钮（脉冲移位旋钮）,用于调节开始发射脉冲时刻与开始扫描时到之间的时间差。调节延迟旋钮可使扫描线上的回波位置大幅度左右移动，而不改变回波之间的距离。调节探测范围时，用延迟旋钮可进行零位校正，即用深度粗调和细调旋钮调节好回波间距后，再用延迟旋钮将反射波调至正确位置，使声程原点与水平刻度的零点重合。,9,、聚焦旋钮,聚焦旋钮的作用是调节电子束的聚焦程度，使荧光屏波形清晰。,10,、频率选择旋钮,宽频带探伤仪的放大器频率范围宽，覆盖了整个探伤所需的频率范围，探伤仪面板上没有频率选择旋钮。探伤频率由探头频率决定。窄频带探份仪没有频率选择开关，用以使发射电路与所用探头相匹配，并用以改变放大器的通带，使用时开关指示的频率范围应与所选用探头相一致。,11,、水平旋钮,水平旋钮也称零位调节旋钮，调节水平旋钮，可使扫描线连扫描线上的回波一起左右移动一段距离，但不改变回波间距。调节探测范围时，用深度粗调和细调旋钮调好回波间距，用水平旋钮进行零位校正。,12,、重复频率旋钮,重复频率旋钮的作用是调节脉冲重复频率，即改变发射电路每秒钟发射脉冲的次数。,l3,、垂直旋钮,垂直旋钮用于调节扫描线的垂直位置。调节垂直旋钮，可使扫描线上下移动。,14,、辉度旋钮,辉度旋钮用于调节波形的亮度。,15,、深度补偿开关,有些探伤仪设有深度补偿开关或,“,距离振幅校正,”,(DAC),旋钮，它们的作用是改变放大器的性能，使位于不藏深度的相同尺寸缺陷的回波高度差异减小。,16,、显示选择开关,显示选择开关用于选择,“,检波,”,或,“,不检波,”,显示。,五、仪器的维护,六、数字智能探伤仪,1,、数字智能探伤仪的特点,1),检测速度快,2),检测精度高,3),可靠性高、稳定性好,4),记录与存档,5),可编程性,2,、数字智能探伤仪的发展前景,1),成像技术的应用,2),缺陷定性,第二节 超声波测厚仪,一、共振式测厚仪,1,、原理：,当工件厚度为半波长的整数倍时，反射波与入射波互相迭加，形成驻波，产生共振。这时工件厚度与波速、频率的关系为：,2,、方法：,测厚时，调节原理图中的调谐电容,C,，改变振荡频率。由频率振荡器输出的交变电信号加到超声波探头上，产生超声波在工件中传播。当超声波在工件中产生共振时。探头负载阻抗减小，通过电流表,A,的板极电流达极大值，这时的频率为共振频率。再次调节电容,C,。改变频率，测出相邻的另一共振频率，进而利用上式求出工件厚度。,共振式测厚仪可测厚度下限小，最小可达,0.1mm,；测试精度较高，可达,0.1%,。但使用不大方便,t,不能直读，须用公式计算工件厚度。另外要求被测工件上下表面平整光洁。,二、脉冲反射式测厚仪,1,、原理：,脉冲反射式测厚仪是通过测量超声波在工件上下底面之间往返一次传播的时间来求得工件的厚度，其计算公式如下：,2,、方法：,发射电路发出脉冲很窄的周期性电脉冲，通过电缆加到探头上，激励探头压电晶片产生超声波。该超声波在工件上下底面多次反射。反射波被接收，转为电信号经放大器放大后输入计算电路，由计算电路测出超声波在工件上下底面往返依次传播时间，再换算成工件厚度显示出来。,三、测厚仪的调整与使用,1,、测厚仪的调整,1,）仪器的下限要用一块厚度为下限的试块来校准。例如下限为,1mm,的仪器要有一块,1mm,厚的试块。调整时将探头对准该试块底面。使仪器显示厚度为,lmm,即可。,2,）线性要用厚度不同的试块来校正。调整时将探头分别对准厚度不同的试块底面，使仪器显示相应试块厚度。,2.,测厚方法,先据工件厚度情况和精度要求选择探头。工件较薄时宜选双晶或带延迟块探头，工件较厚时宜选单晶探头。,测厚与探伤一样，要求工件表面光洁平整。测试时要施加一定的耦合剂。测厚时，探头放置要平稳、压力适当。,第三节 超声波探头,一、压电效应,1,、正压电效应：,晶体材料在交变拉压应力作用下，产生交变电场的效应。,探头接收超声波时，发生正压电效应，将声能转为电能。,2,、逆压电效应：,当晶体材料在交变电场的作用下，产生伸缩变形的效应。,探头发射超声波，高频电脉冲激励探头压电晶片时，发生逆压电效应，将电能转换为声能。,二、压电材料：,单晶石英,(SiO2),，在正常情况下，各原子的电荷相互平衡，不显电荷，呈中性。当晶体受到压应力作用时，使正、负电荷中心不重合，产生正负游离电荷。当晶体受到拉应力作用时，同样也会在晶体表面极板上出现正、负游离电荷，不过这时极板电荷与受压力作用时极板电荷相反。这就是正压电效应。反之，如果在晶体表面极板上施加正、负电荷，晶体就会产生伸缩变形，即逆压电效应。,具有压电效应的材料称为压电材料，压电材料分单晶材料和多晶材料，常用的单晶材料有石英,(SiO2),、硫酸锂,(Li2SO4),、铌酸锂,(LiNbO3),等。常用的多晶材料有钛酸钡,(BaTiO3),、锆钛酸铅,(PbZrTiO3,，缩写为,PZT),、钛酸铅,(PbTiO3),等，多晶材料又称压电陶瓷。单晶材料接收灵敏度较高，多晶材料发射灵敏较高。,三、压电材料的主要性能参数,1,、压电应变常数,d,33,:,表示在压电晶体上施加单位电压时所产生的应变大小。,衡量压电晶体材料发射灵敏度高低的重要参数。其值大，发射性能好，发射灵敏度高。,2,、压电电压常数,g,33,：表示作用在压电晶体上单位应力所产生的电压梯度大小。,衡量压电晶体材料接收灵敏度高低的重要参数。其值大，接收性能好，接收灵敏度高。,3,、介电常数,当电容器极板距离和面积一定时，介电常数,愈大，电容,C,也就愈大，即电容器所贮电虽就愈多。压电晶体的,应根据不同用途来选取。超声波探伤用的压电晶体，频率要求高，,应小一些。因为,小，,C,小，电容器充放电时间短,频率高。扬声器频率低，,应大一些。,4,、机电耦合系数,K,表示压电材料机械能,(,声能,),与电能之间的转换效率。,5,、机械品质因子,m,压电晶片在谐振时贮存的机械能,E,贮与在一个周期内损耗的能量,E,损之比称为机械品质因子,m,。,压电晶片振动损耗的能量主要是由内摩擦引起的。,m,值对分辨力有较大的影响,m,值大，表示损耗小，晶片持续振动时间长，脉冲宽度大，分辨力低。反之，,m,值小，表示损耗大，脉冲宽度小，分辨力就高。,6,、频率常数,N,说明压电晶片的厚度与固有频率的乘积是一个常数，这个常数叫做频率常数，用,Nt,表示。晶片厚度一定，频率常数大的晶片材料的固有频率高，厚度愈小。,7,、居里温度,Tc,：使压电材料的压电效应消失的温度。,四、超声波探头对晶片的要求：,1,、机电耦合系数,K,较大，以便获得较高的转换效率。,2,、机械品质因子,m,较小，以获得高分辨力和小盲区。,3,、,d,33,和,g,33,较大，以获得高发射灵敏度和接收灵敏度。,4,、,Nt,较大，介电常数,e,较小，以便获得较高的频率。,5,、居里温度,Tc,较高，声阻抗,Z,适当。,五、探头的种类和结构,1,、直探头,(,纵波探头,),1,）主要探测缺陷：探测与探测面平行的缺陷，如板材、锻件探伤等。,2,）组成部分及各部分作用：,（,1,）压电晶片作用是发射和接收超声波，实现电声换能。,（,2,）保护膜是保护压电晶片不致磨损。分为硬、软保护膜两类。前者用于表面光洁度较高的工件。后者用于表面光洁度较低的工件探伤。当保护膜的厚度为,2/4,的奇数倍，且保护膜的声阻抗,Z2,为晶片声阻抗,Z1,和工件声阻抗,Z3,的几何平均值时，超声波全透射。,（,3,）吸收块（阻尼块）紧贴压电晶片，对压电晶片的振动起阻尼作用。另外还可以吸收晶片背面的杂波，提高信噪比。并且支承晶片。,（,4,）外壳的作用在于将各部分组合在一起，并保护之。,2,、斜探头（介绍横波斜探头）,1,）主要探测缺陷：与探测面垂直或成一定角度的缺陷，如焊缝探伤、汽轮机叶轮探伤等。,2,）组成部分及其作用（横波斜探头实际上是直探头加透声斜楔组成）：透声斜楔的作用是实现波型转换，使被探工中只存在折射横波。,3,）标称方式：,K=,tg,3,、表面波探头,1,）主要探测缺陷：表面或近表面缺陷,2,）,4,、双晶探头,(,分割探头,),1,）分类：根据入射角,L,不同，分为双晶纵波探头和双晶横波探头。,2,）优点：,（,1,）灵敏度高 （,2,）杂波少富区小,（,3,）工件中近场区长度小 （,4,）探测范围可调,3,）主要探测缺陷：近表面缺陷,5,、聚焦探头,1,）分类：点聚焦和线聚焦；水浸聚焦与接触聚焦,2,）以水漫聚焦探头为例说明聚焦探头的结构原理,聚焦探头由直探头和声透镜组成。声透镜的作用就是实现波束聚焦。焦距,F,与声透镜的曲率半径,r,之间关系为,6,、可变角探头,入射角是可变的。转动压电晶片使入射角连续变化,一般范围为,0,-70,，可实现纵、横、表面和板波探伤。,7,、高温探头,高温探头中的压电晶片需选用居里温度较高的铌酸锂,(1200),、石英,(550),、钛酸铅,(460),来制作，外壳与阻尼块为不锈钢，电缆为无机物绝缘体高温同轴电缆，前面壳体与晶片之间采用特殊钎焊使之形成高温耦合层。这种探头可在,400-700,高温下进行探伤。,六、探头型号,1,、探头型号的组成项目,基本频率，晶片材料，晶片尺寸，探头种类，特征,2,、举例：,第四节 试 块,一、试块的作用,1,、确定探伤灵敏度,2,、测试仪器和探头的性能,3,、评判缺陷的大小,4,、调整扫描速度,二、试块的分类,1,、按试块来历：,1,）标准试块：如,IIW,试块和,IIW2,试块,2,）参考试块：如,CS-1,试块、,CSK-IA,试块等,2,、按试块上人工反射体：,1,）平底孔试块：如,CS-I,、,CS-2,试块,2,）横孔试块：如,CSK-IA,和,CSK-A,3,）槽形试块：如无缝钢管探伤中所用的试块，内、外圆表面就加工有三角尖槽。,三、国内外常用试块简介,1,、,IIW,试块,1,）尺寸：如图,3.21,2,）材质：,20,号钢，正火处理，晶粒度,7-8,级,2,、,IIW2,试块,1,）尺寸：如图,3.22,2,）主要用途：,（,1,）测定斜探头的入射点和折射角,（,2,）测仪器的水平线性、垂直线性和动态范围,（,3,）测仪器和探头的组合灵敏度,3,、,CSK-IA,试块,在,IIW,试块基础上改进得到，,CSK-IA,试块有三点改进；,1,）将直孔,5O,改为,50,、,44,、,4O,台阶孔，以便于测定横波斜探头的分辨力。,2,）将,R100,改为,RIOO,、,R50,阶梯圆弧，以便于调整横波扫描速度和探测范围。,3,）将试块上标定的折射角改为,K,值,(K=g2),，从而可直接测出横波斜探头的,K,值。,4,、半圆试块,结构：,5,、,CSK,A,、,CSKA,试块和,CSK,A,试块,JB4370,94,标准中规定的焊缝超声波探伤用的横孔标准试块。,6,、,CS,1,和,CS,2,试块,CS,1,和,CS,2,试块是我国机械部颁平底孔标准试块，材质一般为,45,号碳索钢。,7,、,RB,试块,RB,试块是钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级标准,GB11345,89,规定的试块。,该试块上加工有,3mm,横通孔，试块的材质与被检工件相同或相近。,8,、钢板探伤试块,试块的材质与被探钢板相同或相近。试块上的人工缺陷为,5,平底孔。该试块主要用于调节探伤灵敏度。适用于板厚为,6-250mm,的压力容器用钢板超声波探伤。,9,、无缝钢管探伤试块,主要用于调节探伤灵敏度和对工件评级。适用于外径为,12-480mm,壁厚,2mm,的压力容器高压无缝钢管或外径为,12-160mm,、壁厚为,2-10mm,的不锈钢管超声波探伤。,第五节 仪器和探头的性能及其测试,一、仪器的性能及其测试,1,、垂直线性：,1,）定义：指仪器示波屏上的波高与探头接收的信号之间成正比的程度。,2,）测试方法：,（,1,）,抑制,至,“,0,”,，,衰减器,保留,30dB,衰减余量。,（,2,）直探头置于,IIW,上，对准,25mm,底面。,（,3,）调仪器使某次底波位于示波屏的中间，并达满幅度,100%,，但不饱和，作为,“,0,”,dB,。,（,4,）固定,增益和其他旋钮，调,衰减器,，每次衰减,2dB,，并记下相应的波高，直到底波消失。,（,5,）计算垂直线性误差,3,）仪器要求：垂直线性误差,D8%,2,、水平线性,1,）定义：指仪器示波屏上时基线显示的水平刻度值与实际声程之间成正比的程度。,2,）测试方法：,（,1,）将直探头置于,IIW,上，对准,25mm,厚大平底面。,（,2,）调,微调,、,水平,或,脉冲移位,旋钮，使示波屏上出现五次底波，使,B1,对准,2.0,，,B5,对准,10.0,。记录,B2,、,B3,、,B4,与水平刻度,4,0,、,6,0,、,8,0,偏差值,a2,、,a3,、,a4,（,3,）计算水平线性误差,3,）仪器要求：水平线性误差,2%,3,、动态范围,1,）定义：指仪器示波屏容纳信号大小的能力。,2,）测试方法：,抑制,到,“,0,”,，将满幅度,100%,某波高用衰减器衰减到刚能识别的最小值所需衰减的分贝值就是仪器的动态范围。,3,）仪器要求：动态范围不小于,26dB,4,、衰减器精度,1,）衰减器的误差,N,可按下式估算：,N(dB,)=20lgH1/H2,2,）仪器要求：任意相邻,12dB,误差,ldB,。,二、探头的性能及其测试,1,、斜探头入射点,1,）定义：指其主声束轴线与探测面的交点。入射点至探头前沿的距离称为探头的前沿长度。,2,）测试方法（如图,3.41,）：,将斜探头放在,IIW试块上，使,R100,圆柱曲底面回波达最高时，斜楔底面与试块圆心的重合点就是该探头的入射点。这时探头的前沿长度为：,l,0,=R,M,2,、斜探头,K,值和折射角,s,1,）定义：,K=,tgs,2,）测试方法：,当探头置于,B,位置时，可测定,K=0.7-1.73,当探头置于,C,位置时，可测定,K=1.73-3.73,当探头置于,D,位置时，可测定,K=3.73-5.67,以,C,位置为例：,3,、探头主声束偏离与双峰,1,）定义：,探头实际主声束与其理论几何中心轴线的偏离程度称为主声束的偏离，常用偏离角,来表示。平行平移动探头，同一反射体产生两个波峰的现象称为双峰。,2,）测试方法（以斜探头为例）：,探头对准试块棱边，移动并转动探头，找到棱边最高回波，这时探头侧面平行线与棱边法线夹角,就是主声束偏离角。探头对准横孔，并前后平行移动，当示波屏出现双峰波形时，说明探头具有双峰。,4,、探头声束特性,1,）直探头,:,先在直探头圆周四个对称位置上作出标记,+x,、,-x,、,+y,、,-y,，再将探头对准试块上的声程为,2N,左右的某横通孔，找到最高回波，然后沿,X,方向平行移动探头，测出横通孔回波下降,6dB,时探头移动距离,W-x,、,W+x,。用同样方法测出,y,方向的探头移动距离,W-y,、,W+y,。,2,）斜探头：将探头放在,40mm,厚的试块上，移动探头找到,4,竖痛孔最高回波，并在试块上标记探头中心,O,点，然后使探头在,O,点左右移动，找到使,4,回波下降,6dB,时的移动距离,W+y,、,W-y,。,三、仪器和探头的综合性能及其测试,1,、灵敏度：整个探伤系统发现最小缺陷的能力。,1,）衡量标准：常用灵敏度余量来衡量。,2,）灵敏度余量测试方法：,（,1,）仪器与直探头的测试：,仪器,增益,至最大，,抑制,至,“,0,”,，,发射强度,至,“,强,”,，连接探头，并使探头悬空，调,衰减器,使电噪声电平,l0%,，记下此时的,衰减器,的读数,N,1,dB,。,将探头对准,200/2,。调,衰减器,使,2,平底孔回波高达,50,，记下此时,衰减器,读数N,2,dB,。,N=N,2,-N,1,(dB),（,2,）仪器与斜探头的测试：,增益,至最大，,抑制,至,“,O,”,，发射强度至,“,强,”,，连接探头并悬空，记下电噪声电平,l0,的衰减量,N,1,。,探头置于,IIW,试块上，记下使,R100,圆弧面的第一次反射波最高达,50,时的衰减量,N,2,。,N=N,2,-N,l,(dB),2,、盲区,1,）定义：指从探测面到能够发现缺陷的最小距离。,2,）测定方法：示波屏上能清晰地显示,l,平底孔独立回波的最小距离即为所测的盲区。如果没有盲区试块，也可利用,IIW,或,CSK,IA,试块来估计盲区的范围。,3,）要求：盲区小于或等于,7mm3,、始脉冲宽度,1,）定义：指在一定的灵敏度下，示波屏上高度超过垂直幅度,20,时的始脉冲延续长度。始脉冲宽度与晶片的机械品质因子,m,和发射强度有关。,m,值大，发射强度大，始脉冲宽度大。,2,）测定方法：按规定调好灵敏度并校准,“,0,”,点，示波屏上始脉冲达,20%,高处至水平刻度,“,0,”,点的距离即为始脉冲宽度。,4,、分辨力,1,）定义：指在示波屏上区分相邻两缺陷的能力。,2,）测试方法：,（,1,）仪器与直探头分辨力的测定：,抑制,至,“,0,”,，探头置于,CSK,IA,试块上，左右移动探头，使示波屏上出现,85,、,91,、,100,三个反射回波,A,、,B,、,C,。当,A,、,B,、,C,不能分开，则分辨力,F,为：,当,A,、,B,、,C,能分开时，则分辨力,F,为：,（,2,）仪器与斜探头分辨力的测定：探头置于,CSK,IA,试块上，对准,50,、,44,、,40,三阶梯孔，使示波屏上出现三个反射波。平行移动探头并调节仪器，使,50,、,44,回波等高，其波峰为,hl,，波谷为,h2,，则其分辨力,实际测试时用,衰减器,将,h1,衰减到,h2,，其衰减量,N,为分辨力，即,X=,NdB,。,5,、信噪比,1,）定义：指示波屏上有用的最小缺陷信号幅度与无用的噪声杂波幅度之比。,2,）测试方法：一般以,200/l,平底孔反射回波,H,信,与噪声杂波高,H,噪,之间的分贝差来表示信噪比的大小。,=20lgH,信,/H,噪,。,射线探伤,采用,X,射线或,射线照射焊接接头检查内部缺陷的方法。,1.,射线性质,（,1,）不可见，以光速直线传播；,（,2,）不带电，不受电场和磁场的影响；,（,3,）具有可穿透物质和在物质中衰减的特性；,（,4,）可使物质电离，能使胶片感光，亦能使某些物质产生荧光；,（,5,）能对生物细胞起作用（生物效应）；,2.,射线与物质的相互作用,当射线穿透物质时，由于射线与物质的相互作用，将产生一系列极为复杂的物理过程，其结果使射线因吸收和散射而失去一部分能量，强度相应减弱，这种现象称之为射线的衰减，并可用衰减定律表达：,式中,射线透过厚度 的物质后的射线强度；,射线的初始强度；,自然对数的底；,透过物质的厚度；,线衰减系数，为上述各物理效应分别引起的,衰减系数之和。,（,1,）射线照相法的原理,射线探伤的实质是根据被检工件与其内部缺陷介质对射线能量衰减程度不同，而引起射线透过工件后的强度差异，使缺陷能在射线底片或,X,光电视屏幕上显示出来。,3.,射线照相法的检验原理及程序,（,2,）射线照相法的一般程序,4.,射线探伤的安全及防护（,GB4792,84,）,（,1,）屏蔽防护；,（,2,）距离防护；,（,3,）时间防护。,选择射线,照射方向,划线编号,洗片,贴片,评片,整理存档,磁粉探伤,1.,磁粉探伤的分类1,）磁粉法,（,2,）磁敏探头法,（,3,）录磁法,2.,探伤的基本原理,铁磁材料的工件被磁化后，在其表面和近表面的缺陷处磁力线发生变形，逸出工件表面形成漏磁场。用上述的方法将漏磁场检测出来，进而确定缺陷的位置。,4.,工件磁化,（,1,）按电流种类分为直流磁化与交流磁化,（,2,）按通电方式分为直接通电磁化与间接通电磁化,（,3,）按磁化方向分为,纵向、周向及复合磁化,4.,磁粉探伤,（,1,）磁粉干法检验,（,2,）磁粉湿法检验,磁粉探伤原理示意图,return,工 件 的 磁 化,return,(2),濕式螢光磁粉,:,關閉室內燈光,，,拉起遮光布簾,，,以黑,光燈照射試片,，照相時相機,快門,調至,2,秒,(,2,),。,