大学课程《机车检测与监测技术》教学PPT课件：项目2 无损检测技术.pdf

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机车检测和监测技术项目2目录CONTENTS任务一无损检测概述任务二超声波无损检测任务三电磁探伤无损检测铁路小故事复习思考题任务一无损检测概述一、无损检测概念

（一）无损检测的定义无损检测（NDT）是一门综合性的应用科学技术，它是在不改变或不影响被检对象使用性能的前提下，借助物理手段对其进行宏观与微观缺陷检测，几何特性度量，化学成分、组织结构和力学性能变化的评定，进而就其使用性能做出评价的一门学科

（二）无损检测的作用现代无损检测技术不仅形式多样，技术手段也日臻成熟，在铸件、锻件、棒材、粉末冶金制件、焊接件、非金属材料、陶瓷制件、复合材料、锅炉、压力容器、核电设备等许多领域都有较好的应用，对于改进产品的设计制造工艺、降低制造成本以及提高设备运行的可靠性等具有十分重要的意义。

其作用主要如下：

三、机车检测与故障诊断系统的构成用无损检测技术测定材料的物理性能和组织结构，能判断材料的品种和热处理状态，进行材料分选。

产品的几何尺寸、涂层和镀层厚度、表面腐蚀状态、硬化层深度和应力密度都能用无损检测技术测定对在役设备或生产中的产品进行现场或动态检测，将产品中的缺陷变化信息连续地提供给运行和生产部门实行监视对产品质量做出评价。

无论是铸件、锻件、焊接件、钣金件或机加工件以及非金属结构都能应用无损检测技术探测其表面或内部缺陷，并进行定位定量分析。

（1）无损探伤

（2）材料检测（3）几何度量（4）现场监视一、无损检测概念（三）无损检测的特点

（1）不破坏被检对象。

（2）可实现100%的检验。

（3）发现缺陷并做出评价，从而评定被检对象的质量。

（4）可对缺陷形成原因及发展规律做出判断，以促进有关部门改进生产工艺和产品质量。

（5）对关键部件和关键部位在运行中做定期检查，甚至长期监控以保证运行安全，防止事故发生。

（四）无损检测的基本要素

（1）源，它能提供适当的探测介质或激励被检测物体产生某种特殊的运动。

（2）探测介质或特殊运动方式会受到被检测物体的结构异常（不连续或某种变异）的影响而引起变化。

（3）探测器，它能检测出探测介质或特殊运动方式的变化。

（4）记录和显示装置能指示或记录由探测器发出的信号。

（5）解释这些信号的方法。

一、无损检测概念（五）无损检测的发展无损检测技术是工业发展必不可少的有效工具，它必将随着工业生产的进步而发展。

早期的无损检测称为无损探伤（NDI），它的作用是在不损坏产品的前提下发现人眼无法看到的缺陷，以满足工程设计中的强度要求。

第二阶段称为无损检测（NDT），这个阶段始于20世纪70年代，它不但检测最终产品，而且要测量各种工艺参数，制成工件后，还需知道它的组织结构、晶粒大小和残余应力等。

第三阶段称为无损评价（NDE），尤其对航空、航天、核电、能源、交通、石油和化工等方面的机械产品，在加强检测同时注重产品质量的评价，确保每一件产品都是合格的。

二、常用无损探伤方法无损探伤是无损检测（包括探伤、测量、评价）的一个重要组成部分，它是对材料、工件或组件进行非破坏性检测和分析，以发现材料和构件中非连续性宏观缺陷（如裂纹、夹渣、气孔等）为主要目的检验。

无损探伤的方法较多，可分为6大类约70余种，但在实际应用中较普遍的为超声探伤、射线探伤、磁粉探伤、渗透探伤、涡流探伤5种常规方法。

鉴于超声波探伤和磁粉探伤在目前占有举足轻重的地位，本书将在后面予以重点介绍，以下针对其他几种常规探伤简要介绍其基本原理、主要特点和适用场合。

二、常用无损探伤方法工业应用中的射线探伤技术大体上可以分为射线照相探伤技术、射线实时成像探伤技术、射线层析（CT）探伤技术等，常规的射线探伤技术一般指射线照相探伤技术（以下均以此技术介绍），其基本原理（右图）为：

射线在穿过物质的过程中，会受到物质的散射和吸收作用，因物体材料、缺陷和穿透距离的不同，射线强度将产生不同程度的衰减。

当把强度均匀的射线照射到物体的一侧，使透过的射线在物体另一侧的胶片上感光，胶片显影后，得到与材料内部结构和缺陷相对应的黑度不同的图像，即射线底片。

通过对图像的观察分析，最终确定物体缺陷的种类、大小和分布情况。

（一）射线探伤（RT）缺陷的射线照相二、常用无损探伤方法磁粉探伤是指把钢铁等铁磁性材料磁化后，利用缺陷部位所发生的磁极吸附磁粉的特性显示缺陷位置的方法。

把一根中间有横向裂纹的强磁性材料试件进行磁化后（右图），可以认为磁化的材料是许多小磁铁的集合体。

在没有缺陷的连续部分，由于小磁铁的N、S磁极互相抵消，而不呈现出磁极，但在裂纹等缺陷处，由于磁性的不连续将呈现磁极，在缺陷附近的磁力线绕过空间出现在外面，即缺陷漏磁。

缺陷附近所产生的称为缺陷的漏磁场，其强度取决于缺陷的尺寸、位置及试件的磁化强度等。

当把磁粉散落在试件上时，在裂纹处就会吸附磁粉，称为缺陷磁粉迹痕，由此可以发现缺陷的部位。

（二）磁粉探伤（MT）（c）缺陷漏磁（a）磁棒磁力线分布（b）磁棒的磁极磁场的形成二、常用无损探伤方法渗透探伤是指将溶有荧光染料（荧光探伤）或着色染料（着色探伤）的渗透液施加在试件表面，渗透液由于毛细作用能渗入各种形状开口于表面的细小缺陷中。

此时，清除附着在表面的多余渗透液，把工件表面多余的渗透液清洗干净，但不得把已渗入缺陷内的渗透液清洗掉，然后经干燥和施加显像剂后，在黑光或白光下观察，缺陷处可分别发出黄绿色的荧光或呈现红色，从而能够用肉眼检查出试件表面的开口缺陷。

渗透探伤的基本步骤如图所示。

渗透探伤除荧光渗透探伤和着色渗透探伤方法外，还有滤出粒子探伤法、气体渗透成像等。

渗透探伤适用于检测金属和非金属材料表面开口的裂纹、折叠、疏松、针孔等缺陷。

它能确定缺陷的位置、大小和形状，但难于确定其深度，不适用于探测多孔性材料及材料内部缺陷。

（三）渗透探伤（PT）（a）渗透（b）清水清洗（c）溶剂清洗（d）显像（e）观察渗透探伤步骤二、常用无损探伤方法涡流探伤是将通有交流电的激励线圈靠近某一导电试件（右图），由于电磁感应作用进入试件的交变磁场可在试件中感生出方向与激励磁场相垂直的、呈旋涡状流动的电流（涡流）。

此涡流产生磁场会影响原磁场的变化，从而引起线圈阻抗的变化，通过对线圈阻抗变化的测量，就可得知试件中产生的涡流状况，从而获悉与试件有关的一些参量。

当试件内有缺陷时，涡流因流动途径的变化，使涡流磁场也相应变化，经试验线圈检出异常磁场的变化量，可获得缺陷的信息。

（四）涡流探伤（ET）涡流的产生二、常用无损探伤方法超声波探伤是利用超声能透入金属材料的深处，并由一截面进入另一截面时，在界面边缘发生反射的特点来检查零件缺陷的一种方法。

当超声波束自零件表面由探头通至金属内部，遇到缺陷与零件底面时就分别发生反射波，在荧光屏上形成脉冲波型，根据这些脉冲波形来判断缺陷位置和大小超声波在介质中传播时有多种波型，检验中最常用的为纵波、横波、表面波和板波。

用纵波可探测金属铸锭、坯料、中厚板、大型锻件和形状比较简单的制件中所存在的夹杂物、裂缝、缩管、白点、分层等缺陷；用横波可探测管材中的周向和轴向裂缝、划伤、焊缝中的气孔、夹渣、裂缝、未焊透等缺陷；用表面波可探测形状简单的铸件上的表面缺陷；用板波可探测薄板中的缺陷。

（五）超声波探伤（UT）二、常用无损探伤方法几种探伤方法的比较见下表。

探伤方法优点缺点适用范围射线探伤

（1）适用于几乎所有材料；

（2）探伤结果（底片）显示直观、便于分析；（3）探伤结果可以长期保存；（4）探伤技术和检验工作质量可以监测

（1）检验成本较高；

（2）对裂纹类缺陷有方向性限制；（3）需考虑安全防护问题（如X、射线的传播）检测件及焊接件等构件内部缺陷，特别是体积型缺陷（即具有一定空间分布的缺陷）磁粉探伤

（1）直观显示缺陷的形状、位置、大小；

（2）灵敏度高，可检缺陷最小宽度约为1mm；（3）几乎不受试件大小和形状的限制；（4）检测速度快、工艺简单、费用低廉；（5）操作简便、仪器便于携带

（1）只能用于铁磁性材料；

（2）只能发现表面和近表面缺陷；（3）对缺陷方向性敏感；（4）能知道缺陷的位置和表面长度，但不知道缺陷的深度检测铸件、锻件、焊缝和机械加工零件等磁性材料的表面或表面缺陷（如裂纹）渗透探伤

（1）设备简单，操作简便，投资小；

（2）效率高（对复杂试件也只需一次检验）；（3）适用范围广（对表面缺陷，一般不受试件材料种类及其外形轮廓限制）

（1）只能检测开口于表面的缺陷，且不能显示缺陷深度及缺陷内部的形状和尺寸；

（2）无法或难以检查多孔的材料，检测结果受试件表面粗糙度影响较大；（3）难以定量控制检验操作程序，多凭检验人员经验、认真程度和视力的敏锐程度用于检验有色和黑色金属的铸件、锻件、粉末冶金件、焊接件以及各种陶瓷、塑料、玻璃制品的裂纹、气孔、分层、缩孔、疏松、折叠及其他开口于表面的缺陷5种常用无损探伤方法比较二、常用无损探伤方法探伤方法优点缺点适用范围涡流探伤

（1）适于自动化检测（可直接以电信号输出）；

（2）非接触式检测，无须耦合剂且速度快；（3）适用范围较广（既可检测缺陷也可检测材质、形状与尺寸的变化等）

（1）只限用于导电材料；

（2）对形状复杂试件及表面下较深部位的缺陷检测有困难，检测结果尚不直观，尚难判断缺陷性质、大小及形状用于钢铁、有色金属等导电材料所制成的试件，不适于玻璃、石头和合成树脂等非金属材料超声波探伤

（1）适于内部缺陷检测，探测范围大、灵敏度高、效率高、操作简单；

（2）适用广泛、使用灵活、费用低廉

（1）探伤结果显示不直观，难以对缺陷做精确定性和定量；

（2）一般需用耦合剂，对试件形状的复杂性有一定限制可用于金属、非金属及复合材料的铸、锻、焊件与板材续表任务二超声波无损检测一、超声波无损检测基础知识

（一）初识超声波

（二）超声波的产生波是物质的一种运动形式，可分为电磁波和机械波两类。

电磁波是交变电磁场在空间的传播过程，如无线电波、红外线等，而机械波是指机械振动在弹性介质中的传播过程，如水波、超声波等。

产生机械波需要两个必要条件：

一是要有做机械振动的振源；二是要有能传递机械振动的弹性介质。

超声波探伤是依据定向辐射超声波束在缺陷界面上产生反射或使透过声能下降等原理通过测量回波信息和透过声波强度变化来指示伤损的一种方法。

超声波探伤可检查金属材料、部分非金属材料的表面和内部缺陷，如检查锻件中的白点、裂纹、夹渣、分层；非金属材料中的气泡、分层和黏合层中的黏合不良；焊缝中裂纹，未焊透、夹渣、气孔以及管棒和锻件中与表面成一定角度的缺陷。

因此，它被广泛地应用于无损探伤。

一、超声波无损检测基础知识（三）超声波的类型根据超声波传播时介质质点的振动方向相对于波的传播方向的不同，可将超声波分为纵波、横波、表面波和板波4种。

1.纵波（L波）介质中质点的振动方向与波的传播方向互相平行的波，称为纵波，用L表示。

当介质质点受到交变拉压应力作用时，质点之间产生相应的伸缩形变，从而形成纵波2.横波（S或T波）介质中质点的振动方向与波的传播方向互相垂直的波，称为横波，用S或T表示。

当介质质点受到交变的剪切应力作用时，产生剪切形变，从而形成横波一、超声波无损检测基础知识3.表面波（R）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，称为表面波，常用R表示。

又称瑞利波。

表面波在介质表面传播时，介质表面质点做椭圆运动，椭圆长轴垂直于波的传播方向，短轴平行于波的传播方向。

椭圆运动可视为纵向振动与横向振动的合成，即纵波与横波的合成，因此表面波只能在固体介质中传播，不能在液体和气体介质中传播。

表面波的能量随深度增加而迅速减弱，当传播深度超过两倍波长时，质点的振幅就已经很小了，因此，一般认为表面波探伤只能发现距工件表面两倍波长深度内的缺陷。

表面波一般应用于钢管探伤。

一、超声波无损检测基础知识4.板波板波是板材特有的一种波形，它在板材厚度小于入射波波长时产生。

在一个给定的板材中可以存在3种不同偏振的板波：

第一种是纯横波，它的偏振方向与板表面平行；第二种是对称型的拉姆（Lamb）波，在板材中心面上的质点的偏振方向与传播方向平行，如同波的偏振，而其他位置的质点的偏振轨迹为椭圆；第三种为非对称型（或弯曲型）的拉姆（Lamb）波，板材中心面上质点的偏振方向与传播方向相垂直，其他位置的质点的偏振迹也为椭圆。

板波一般应用于薄板、薄壁钢管探伤。

一、超声波无损检测基础知识1.超声波探伤的优点

（1）指向性好。

超声波波长很短，像光波一样，可以定向发射，因而能方便、准确地对缺陷定位。

（2）穿透力强。

超声波能量高，在大多数介质中传播时能量损失小，在一些金属材料中传播时，其穿透能力可达数米。

（3）灵敏度高。

一个存在于钢中的空气分层厚度为106mm，反射率可超过21%，当分层厚度在105mm以上时，反射率可超过94%。

（4）适用面广。

可检测金属、非金属、复合材料等多种材料制件的检测，采用多种波形以及各种探头作不同方向的探测，能探出工件内部和表面各种取向的缺陷。

（5）高效低价。

检测速度快，在较短的时间内就可完成对工件的检测，仅耗损少量电能和耦合剂。

（四）超声波探伤的优缺点一、超声波无损检测基础知识2.超声波探伤的缺点

（1）检测结果受人为影响。

对试件中缺陷的发现与评价，主要取决于探伤人员对仪器的调节和判断。

（2）探测面状态影响检测结果。

探测表面要求制备，不良的探测面影响伤损检测灵敏度。

（3）工件状态影响检测结果。

工件形状过于复杂，材料晶粒和组织不均匀对探伤结果均有一定的影响。

（4）定量精度差。

探测出缺陷的当量或延伸度与实际缺陷大小均有一定的误差。

一、超声波无损检测基础知识

（1）振幅A：

振动质点偏离平衡位置的最大距离。

（2）频率f：

振动质点单位时间（通常指1s，以下同）内围绕平衡位置完成全振动的次数称为振动频率，其数值与波动频率相等。

波动频率是指波动过程中任一给定质点在单位时间内通过完整波的个数。

在实际探伤中往往会遇到工作频率和重复频率两个概念。

工作频率是指探头发射的超声波频率，重复频率是指探头每秒钟向试件发射超声波的次数。

为了提高探伤速度，一般要求重复频率越高越好，但过高的重复频率会导致发射和接收间的干扰，产生幻象回波。

因此，重复频率应根据被检工件的大小，一次声程所需要的时间，仪器接收和发射超声波的能力，以及探伤速度等多方面因素决定。

（五）超声波的基本参数一、超声波无损检测基础知识（3）周期T：

振动质点完成一次全振动所需要的时间，单位为秒（s）。

周期与频率的关系为T1/f。

（4）波长：

同一波线上相邻两振动相位相同的质点间的距离称为波长。

波源或介质中任意质点完成一次全振动，波正好前进一个波长的距离，单位为毫米（mm）或米（m）。

（5）声速c：

声波在弹性介质中，单位时间内所传播的距离，也可称为波速，单位为米/秒（m/s）或千米/秒（km/s）。

波长、声速和频率之间的关系为c/f。

一、超声波无损检测基础知识下表为一些常用材料中的声速和波长。

材料声速/（km/s）纵波波长/mm横波波长/mm纵波横波2MHz2.5MHz2MHz2.5MHz钢5.93.232.952.361.6151.292有机玻璃2.731.431.371.090.7150.572尼龙10102.41.20.96水1.480.740.59油1.40.700.56空气0.340.170.14一些常用材料中的声速和波长一、超声波无损检测基础知识通常把充满超声波的空间部分或超声振动所波及的部分介质称为超声场。

超声场具有一定的空间大小和形状，只有当缺陷位于超声场内时，才有可能被发现。

超声场圆盘声源（指一种圆平面状的振子）辐射的纵波声场轴线上的声压分布规律如图所示。

由图可知，波源附近的轴线上声压上下起伏变化，存在若干个极大极小值。

距波源的距离愈近，声压极大极小值的点就愈密。

声学上把由子波的干涉在波源附近的轴线上产生一系列声压极大极小值的区域称为超声场的近场区。

（六）超声场的特征值圆盘声源束轴线上的声压分布规律一、超声波无损检测基础知识2.声阻抗Z超声场中任一点的声压p与该处质点振动速度之比v称为声阻抗，常用Z表示，。

由上式可知，声阻抗的大小等于介质的密度与波速的乘积。

由vp/Z可知，在同一声压下，Z增加，质点的振动速度下降。

因此声阻抗Z可理解为介质对质点振动的阻碍作用。

超声波在两种介质组成的界面上的反射和透射情况与两种介质的声阻抗密切相关。

1.声压p超声场中某一点在某一时刻所具有的压强p1与没有超声波存在时的静态压强p0之差，称为该点的声压，用p表示，即：

pp1p0。

超声场中某一点的声压的幅值与介质的密度、波速和频率成正比。

在超声波探伤仪上，屏幕上显示的波高与声压成正比。

一、超声波无损检测基础知识3.声强单位时间内垂直通过单位面积的声能称为声强，常用I表示。

当超声波传播到介质中某处时，该处原来静止不动的质点开始振动，因而具有动能；同时该处介质产生弹性变形，因而也具有弹性位能；声能为两者之和。

声波的声强与频率的平方成正比，而超声波的频率远大于可闻声波。

因此超声波的声强也远大于可闻声波的声强。

这是超声波能用于探伤的重要原因。

在同一介质中，超声波的声强与声压的平方成正比。

一、超声波无损检测基础知识1.扩散衰减超声波在传播过程中，由于波束的扩散，使超声波的能量随距离增加而逐渐减弱的现象叫作扩散衰减。

超声波的扩散衰减仅取决于波阵面的形状，与介质的性质无关。

2.散射衰减超声波在介质中传播时，遇到声阻抗不同的界面产生散乱反射引起衰减的现象，称为散射衰减。

散射衰减与材质的晶粒密切相关，当材质晶粒粗大时，散射衰减严重，被散射的超声波沿着复杂的路径传播到探头，在屏上引起林状回波，使信噪比下降，严重时噪声会湮没缺陷波。

3.吸收衰减超声波在介质中传播时，由于介质中质点间内摩擦（即黏滞性）和热传导引起超声波的衰减，称为吸收衰减或黏滞衰减。

通常所说的介质衰减是指吸收衰减与散射衰减，不包括扩散衰减。

（七）超声波的衰减超声波在介质中传播时，随着距离增加，超声波能量逐渐减弱的现象叫作超声波衰减。

引起超声波衰减的主要原因是波束扩散、晶粒散射和介质吸收。

二、超声波探伤的原理及方法当超声波在被检测材料中传播时，材料的声学特性和内部组织的变化对超声波的传播产生一定的影响，通过对超声波受影响程度和状况的探测，来了解材料的性能和结构的变化，这种技术称为超声波检测。

利用超声波检测技术形成的超声波探伤方法，按照工作原理分可以分为脉冲反射法、穿透法、衍射时差法；按照波形分类可以分为纵波法、横波法、表面波法、板波法和爬坡法；按照显示方式分类可分为A型显示探伤法和超声成像显示法；按照探头数目来分可分为单探头法、双探头法和多探头法；按照与工件的接触方法来分可分为接触法、液浸法和电磁耦合法。

二、超声波探伤的原理及方法直探法就是纵波探伤，主要用于探测与工件表面平行的缺陷。

斜探法就是横波探伤，主要用于探测与工件表面垂直或成某一角度的缺陷。

脉冲反射法探伤是利用由脉冲反射式的超声波探伤仪发射的超声波，在两种不同介质的表面上发生反射作用，并将反射回来的超声波接收放大，在荧光屏上以可见光的形式显示出来，来达到探伤的目的。

液浸法，利用此方法检测钢管、锻件的缺陷，如图所示。

单（双）探头检测焊缝的方法如图所示。

（a）全浸没式（b）喷液式（c）通水式（d）满溢式水浸（喷水）法检测钢管、锻件二、超声波探伤的原理及方法穿透法是最早采用的超声波探伤法，也叫透射法，其基本原理是，先将两个探头分别置于被测工件的两个相对面，一个探头发射超声波，超声波即透射过被测工件而被另一面的探头所接收。

若被测件内有缺陷存在，由于缺陷可引起超声波的衰减，因此透射过的超声波的能量减少，根据能量减少的程度可判断缺陷的大小。

穿透法分为连续穿透法和脉冲穿透法两种。

脉冲穿透法（如图）的优点是，不存在探测盲区，判定缺陷方法简单，适用于连续的自动化探测较薄的工件；其缺点是，探伤灵敏度低，分辨率差，不能确定缺陷的深度位置，一般需要专用的探头夹持装置

（一）穿透法（a）无缺陷（b）有小缺陷（c）有大缺陷二、超声波探伤的原理及方法超声波以持续极短的时间发射脉冲到被检测工件内，当遇到缺陷和底面就会产生反射，根据反射波的情况来检测工件的方法称为脉冲反射法，它是目前应用最广泛的一种超声波探伤法。

脉冲反射法可分为垂直探伤法和斜角探伤法两种。

根据探伤波形进行判断的探伤，称为缺陷回波法（也称为二次回波法），该方法是脉冲反射法的基本方法。

当工件完好时，超声波可以顺利到达工件底面，在工件底面光滑且与探伤平面平行的条件下，探伤波形中只有发射脉冲T及底面回波B两个信号。

若工件中存在缺陷，在探伤波形中，底面回波前面会出现表示缺陷的回波，如图所示。

（二）脉冲反射法缺陷回波探伤的基本原理二、超声波探伤的原理及方法1.垂直探伤法使超声波垂直进入工件进行探伤的方法称为垂直探伤法。

当被测件无缺陷时（图2-10），示波屏上只有始波T和底波B，当被测件中有小缺陷时，示波屏上除始波和底波外，还有缺陷波F，当被测件中的缺陷大于声束直径时，示波屏幕上只有始波和缺陷波，底波消失。

脉冲反射式垂直探伤法（a）无缺陷（b）有小缺陷（c）有大缺陷二、超声波探伤的原理及方法2.斜角探伤法超声波以一定的角度（大于0）进入工件，超声波与探测面成一定的角度的传播方式进行探伤的方法称为斜角探伤法。

当被测工件无缺陷时（如图），示波屏上只有始波T，被测工件有缺陷时，示波屏上除了有始波外，还有缺陷波F。

缺陷处的衍射现象二、超声波探伤的原理及方法衍射时差法（TOFD）是利用缺陷部位的衍射波信号来检测和测定缺陷尺寸的一种超声检测方法，通常使用纵波斜探头，采用一发一收模式。

缺陷处的衍射现象如图所示。

（三）衍射时差法（TOFD）缺陷处的衍射现象二、超声波探伤的原理及方法TOFD方法一般将探头对称分布于焊缝两侧。

在工件无缺陷部位，发射超声脉冲后，首先到达接收探头的是直通波，然后是底面反射波。

有缺陷存在时，在直通波和底面反射波之间接收探头还会接收到缺陷处产生的衍射波（图2-13）。

除上述波外，还有缺陷部位和底面因波形转换产生的横波，因为速度小于纵波，因而一般会迟于底面反射波到达接收探头。

（三）衍射时差法（TOFD）缺陷处A扫描信号二、超声波探伤的原理及方法

（1）主要优点：

缺陷的衍射信号与缺陷的方向无关，缺陷检出率高；超声波束覆盖区域大；缺陷高度测量精确；实时成像，分析快速；缺陷的定量不依赖于缺陷的回波幅度；快速、安全、方便。

（2）局限性：

由于T0FD的直通波和底面反射波均有一定的宽度，处于此范围的缺陷波难以被发现，因此在扫查面和底面存在几毫米的表面盲区；TOFD信号较弱，易受噪声影响；倾向于“过分夸大”中下部缺陷和部分良性缺陷，如气孔、夹层等；TOFD数据分析对检测人员要求高。

三、超声波探伤设备超声波探伤仪是根据超声波的传播特性和电声转换原理，利用电子技术而制造的。

超声波探伤仪的种类很多，有模拟式和数字式，有通用式和专用式，有固定式和便携式，有单通道和多通道等。

超声波探伤器（仪）是超声波探伤的重要设备，虽型号不一，但其基本结构均包括高频脉冲发生器、换能器（探头）、接收放大器和指示器4部分。

超声波探伤仪是超声波探伤的主要设备，它的作用是产生电振荡并加于探头（或称为换能器），激励探头发射超声波，同时将探送回的电信号进行放大，通过一定方式显示出来，从面得到被探工件内有无缺陌及缺陷位置和大小等信息。

三、超声波探伤设备

（一）模拟式超声波探伤仪1.工作原理A型显示脉冲反射式模拟式超声波探伤仪的种类很多，功能不一，但基本电路和工作原理大致相同。

它们一般都由同步、发射、扫描、接收、显示、电源、辅助单元（报警和深度补偿）和探头组成。

A型脉冲反射式超声波探伤仪的结构如图所示A型脉冲反射式超声波探伤仪组成三、超声波探伤设备A型显示脉冲反射式超声波探伤仪的工作流程如下：

同步电路产生的触发脉冲同时加至扫描电路和发射电路，扫描电路受触发开始工作，产生锯齿波扫描电压，加至示波管水平偏转板上，使电子束发生水平偏转，在荧光屏上产生一条水平扫描线。

与此同时，发射电路受触发将高频窄脉冲加至探头上，激励压电晶片振动产生超声波。

超声波在工件中传播，遇缺陷或底面发生反射，超声波返回探头时，又被压电晶片转换为电信号，经接收电路大和检波，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F和底波B（T为发射脉冲），根据缺陷波的位置可以确定缺陷