超声检测方法分类与特点

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1、第5章超声检测方法分类与特点2021/6/292概述超声检测方法分类的方式有多种，较常用的有如下几种：1、按原理分类：脉冲反射法、衍射时差法（TOFD）、穿透法、共振法。2．按显示方式分类：A型显示和超声成像显示（可细分为B、C、D、S、P型显示等）。3．按波型分类：纵波法、横波法、表面波法、板波法、爬波法等。4、按探头数目分类：单探头法、双探头法、多探头法。5、按探头与试件的接触方式分类：接触法、液浸法、电磁耦合法。6、按人工干预的程度分类：手工检测、自动检测。每一个具体的超声检测方法都是上述不同分类方式的一种组合，如最常用的：单探头横波脉冲反射接触法（A型显示

2、）。每一种检测方法都有其特点和局限性，针对每一检测对象所采用的不同的检测方法，是根据检测目的及被检工件的形状、尺寸、材质等特征来进行选择的。2021/6/2935.1按原理分类的超声检测方法超声检测方法按原理分类，可分为脉冲反射法、衍射时差法、穿透法和共振法。脉冲反射法超声波探头发射脉冲波到被检工件内，通过观察来自内部缺陷或工件底面反射波的情况来对试件进行检测的方法，称为脉冲反射法。脉冲反射法包括缺陷回波法、底波高度法和多次底波法。缺陷回波法底波高度法多次底波法2021/6/2945.1.2衍射时差法定义：TimeOfFlightDiffraction衍射时差法超

3、声检测TOFD方法利用缺陷端点的衍射波信号探测和测量缺陷的尺寸TOFD基本结构：一发一收双探头宽角度纵波斜探头（通常）2021/6/2952、TOFD检测设备举例2021/6/2963、TOFD检测显示示例A扫描显示TOFD图像2021/6/2974、物理基础－衍射缺陷上的每一点形成新的子波源称为衍射入射波2021/6/298衍射（续）缺陷衍射波衍射波入射波反射波特点：1、全方位2、低能量2021/6/299发射探头接收探头直通波直通波上端点下端点底面反射波底面反射波埋藏缺陷的检测原理2021/6/2910扫查面开口缺陷的检测原理发射探头接收探头缺陷下尖端底面反射

4、波底面反射波直通波中断无直通波2021/6/2911底面开口缺陷的检测原理发射探头接收探头直通波直通波缺陷上尖端底面反射波中断无底面反射波2021/6/2912层间缺陷的检测原理发射探头接收探头直通波直通波底面发射波底面发射波反射波反射信号2021/6/2913TOFD检测图像——灰度图白+黑-幅度时间时间将每一个A扫描信号转化为灰度线，沿探头的运动方向拼接成二维灰度图2021/6/2914TOFD扫查方式非平行扫查平行扫查偏置非平行扫查发射探头接收探头探头架移动方向XY+Y－焊缝发射探头接收探头探头架移动方向XY+Y－焊缝发射探头接收探头探头架移动方向XY+Y－

5、焊缝2021/6/29151、表面开口裂纹212021/6/29162、X形坡口根部未焊透2112342021/6/29173、V形坡口根部未焊透根部未焊透1232021/6/29184、密集气孔122021/6/29195、横向裂纹12341232021/6/29206、根部未焊满1232021/6/29217、层间未熔合2021/6/29228、根部未熔合TOFDtechniqueLackofrootfusiondefect2021/6/29239、根部凹陷TOFDtechniqueRootConcavitydefect2021/6/292410、根部过厚TO

6、FDtechniqueOverpenetrationdefect2021/6/2925TOFD优点与脉冲反射法超声检测和射线检测相比，TOFD的主要优点在于：（1）能探测不利取向的缺陷，缺陷检出率高；（2）超声波束覆盖区域大；（3）缺陷高度测量精确；（4）实时成像，快速分析；（5）非基于波幅，波幅影响小；（6）快速、安全、方便。2021/6/2926荷兰焊接协会的对比试验POD缺陷检出率FCR误报率R可靠性2021/6/2927TOFD局限性（1）由于TOFD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；

7、（2）TOFD信号较弱，易受噪声影响；（3）倾向于“过分夸大”中壁缺陷和部分良性缺陷，比如气孔、夹层等；（4）TOFD数据分析对检测人员要求高。2021/6/29285.1.3穿透法穿透法是采用一发一收双探头分别放置在试件相对的两端面，依据脉冲波或连续波穿透试件之后的能量变化来检测试件缺陷的方法。2021/6/29295.1.4共振法依据试件的共振特性来判断缺陷情况和工件厚度变化情况的方法称为共振法。常用于试件测厚。共振法测厚的原理见4.1.6，目前已很少使用共振法测厚。2021/6/29305.2A型显示和超声成像按超声信号的显示方式，可将超声检测方法分为A型显

8、示和超声成