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。
一．試塊
按一定用途設(shè)計制作的具有簡單幾何形狀人工反射體的試樣，通常稱為試塊。試塊和儀器、探頭一樣，是超聲波探傷中的重要工具。
1．試塊的作用
（1）確定探傷靈敏度
超聲波探傷靈敏度太高或太低都不好，太高雜波多，判傷困難，太低會引起漏檢。因此在超聲波探傷前，常用試塊上某一特定的人工反射體來調(diào)整探傷靈敏度。
（2）測試探頭的性能
超聲波探傷儀和探頭的一些重要性能，如放大線性、水平線性、動態(tài)范圍、靈敏度余量、分辨力、盲區(qū)、探頭的入射點、K值等都是利用試塊來測試的。
（3）調(diào)整掃描速度
利用試塊可以調(diào)整儀器屏幕上水平刻度值與實際聲程之間的比例關(guān)系，即掃描速度，以便對缺陷進行定位。
（4）評判缺陷的大小
利用某些試塊繪出的距離-波幅-當(dāng)量曲線（即實用AVG）來對缺陷定量是目前常用的定量方法之一。特別是3N以內(nèi)的缺陷，采用試塊比較法仍然是最有效的定量方法。此外還可利用試塊來測量材料的聲速、衰減性能等。
2.試塊的分類
（1）按試塊來歷分為：標(biāo)準(zhǔn)試塊和參考試塊。
（2）按試塊上人工反射體分：平底孔試塊、橫孔試塊和槽形試塊
3.試塊的要求和維護
1.      常用試塊簡介（儀器使用時重點講解）
IIW(CSK-IA)
CS-1
CSK-IIIA
第四章    板材和管材超聲波探傷
第一節(jié)    板材超聲波探傷
根據(jù)板材的材質(zhì)不同，板材分為鋼板、鋁板、銅板等，實際生產(chǎn)中鋼板應(yīng)用最廣，這里以鋼板為例來說明板材的超聲波探傷工藝方法。

一．      鋼板常見缺陷及探傷方法
鋼板是由板坯軋制而成，而板坯又是由鋼錠軋制或連續(xù)澆鑄而成的，鋼板中常見缺陷有分層、折迭、白點等，裂紋少見。
鋼板中分層、折迭等缺陷是在軋制過程中形成的，因此它們大都平行于板面。根據(jù)板厚的不同，將鋼板分為薄板（小于6mm）與中厚板(中板在6~40mm之間，厚板大于40mm)。中厚板常用垂直板面入射的縱波探傷法；薄板常用板波探傷法。
中厚板垂直探傷法的耦合方式有直接接觸法和充水耦合法。采用的探頭有單晶直探頭、雙晶直探頭或聚焦探頭。探傷鋼板時，一般采用多次底波反射法，只有當(dāng)板厚很大時才采用一次底波或二次底法。
二．      探頭與掃查方式的選擇
1.   探頭的選擇包括探頭頻率、直徑和結(jié)構(gòu)形式的選擇
由于鋼板晶粒比較細，為了獲得較高的分辨力，宜選用較高的頻率，一般為2.5~5.0MHz。
鋼板面積大，為了提高探傷效率，宜選用較大直徑的，但對于厚度較小的鋼板，探頭直徑不宜過大，因為大探頭近場區(qū)長度大，對探傷不利。一般探頭直徑范圍為F10~F30mm。
探頭的結(jié)構(gòu)形式主要根據(jù)板厚為確定，板厚較大時，常選用單晶探頭；板厚較薄時可選用雙晶直探頭，因為雙晶直探頭盲區(qū)很小。雙晶直探頭主要用于探測厚度為6~30mm的鋼板。
2.   掃查方式的選擇
根據(jù)鋼板用途和要求不同，采用的主要掃查方式分為全面掃查、列線掃查、邊緣掃查和格子掃查等。
三．      探測范圍和靈敏度的調(diào)整
第二節(jié)    復(fù)合材料超聲波探傷
一．      復(fù)合材料中常見缺陷
復(fù)合材料是由母材與復(fù)合層粘合而成，常的復(fù)合材料是在碳鋼或低合金母材上，粘接不銹鋼、鈦、鋁、銅合金等復(fù)合層，以提高鋼板的耐腐蝕性。
復(fù)合材料一般用軋制、粘接、爆炸和堆焊等方法制造。復(fù)合材料中常風(fēng)缺陷是脫層（脫接），即復(fù)合層與母材在界面處復(fù)合不良。
二．      探傷方法
復(fù)合材料探傷與一般鋼板的探傷方法基本相同，常用單直探頭或聯(lián)合雙直探頭進行縱波探傷。探傷時可從母材一側(cè)探測，也可從復(fù)合層一側(cè)探測。
三．      缺陷的判別
第三節(jié)    薄板超聲波探傷
對于板厚小于6mm的薄板，如采用一般的縱波探傷法，由于其板厚往往在盲區(qū)內(nèi)，缺陷難以分辨。目前對這種薄板一般采用蘭姆波（板波）進行探傷。
第四節(jié)    管材超聲波探傷
一、      管材加工及常見缺陷
管材種類很多，據(jù)管徑不同分為小口徑管和大口徑管，據(jù)加工方法不同分為無縫鋼管和焊接管。
無縫鋼管是通過穿孔法和高速擠壓法得到的，穿孔法是用穿孔機穿孔，并同時用軋輥滾軋，最后用心棒軋管機定徑壓延平整成型。高速擠壓法是在擠壓機中直接擠壓成形，這種方法加工的管材尺寸精度高。
焊接管是先將板材卷成管形，然后用電阻焊或埋弧自動焊加工成型。一般大口徑管多用這種方法。對于厚壁大口徑管也可以由鋼錠經(jīng)鍛造、軋制等于工藝加工而成。
管材中常見缺陷與加工方法有關(guān)。無縫鋼管中常見缺陷有裂紋、折迭、夾層等；焊接管中常見缺陷與焊縫類似，一般為裂紋、氣孔、夾渣、未焊透等。鍛軋管常見缺陷與鍛件類似，一般為裂紋、白點、重皮等。
二、      小口徑管探傷
小口徑管是指外徑小于100mm的管材。這種管材一般為無縫管，采用穿孔法或擠壓法得到，其中主要缺陷平行于管軸的徑向缺陷（稱縱向缺陷），有時也有垂直于管軸線的徑向缺陷（稱橫向缺陷）。
對于管內(nèi)縱向缺陷，一般利用橫波進行周向掃查探測；對于管內(nèi)橫向缺陷，一般利用橫波進行軸向掃查探測。
按耦合方式不同，小口徑管探傷分為接觸法探傷和水浸法探傷。
三、      大口徑管探傷
超聲波探傷中，大口徑管一般是指外徑大于100mm的管材。大口徑管曲率半徑較大，探頭與管壁耦合較好，通常采用接觸法探傷，批量較大時也可采用水浸探傷。
第五章    鍛件與鑄件超聲波探傷
鍛件和鑄件是各種機械設(shè)備及鍋爐壓力容器的重要毛坯，它們在生產(chǎn)加工過程中常會產(chǎn)生一些缺陷，影響設(shè)備的安全使用。鑄件晶粒粗大、透聲性差，信噪比低，探傷困難大。
第一節(jié)    鍛件超聲波探傷
一．      鍛件加工及常見缺陷
鍛件是由熱態(tài)鋼錠經(jīng)鍛壓變形而成。鍛壓過程包括加熱、形變和冷卻。形變大致分為鐓粗、拔長和滾壓。為改善鍛件的組織性能，鍛后還要進行正火、退火或調(diào)質(zhì)等熱處理。
鍛件缺陷可分為鑄造缺陷、鍛造缺陷和熱處理缺陷。鑄造缺陷主要有：縮孔殘余、疏松、夾雜、裂紋等；鍛造缺陷主要有：折疊、白點、裂紋等。熱處理缺陷主要有：裂紋等。
二．      探傷方法概述
三．      探測條件的選擇
第二節(jié)    鑄件超聲波探傷
一．      鑄件中常見缺陷
鑄件是金屬液注入鑄入鑄模中冷卻凝固而成的，鑄件中常見缺陷有氣孔、縮孔、夾雜和裂紋等。
二．      鑄件探傷的特點
1.   透聲性差
2.   聲耦合差
3.   干擾雜波多
三．      鑄鋼件探測條件的選擇
1.   探頭：一般以縱波直探頭為主，輔以橫波斜探頭和縱波雙晶探頭。鑄鋼晶粒較粗大，衰減嚴(yán)重，宜選用較低的頻率，一般為0.15~2.5MHZ。
2.   試塊：鑄鋼件探傷常用ZGZ系列平底孔對比試塊。
3.   探測表面與耦合劑：鑄鋼件表面粗糙，耦合條件差，探傷前應(yīng)對其表面進行打磨清理，探傷時常用粘度較大的耦合劑。
4.   透聲性測試
5.   鑄鋼件內(nèi)外層劃分
第六章    焊縫超聲波探傷
在焊縫探傷中，不但要求探傷人員具備熟練的超聲波探傷技術(shù)，而且還要求探傷人員了解有關(guān)的焊接基本知識，如焊接接頭型式、焊接坡口型式、焊接方法和焊接缺陷等。只有這樣，探傷人員才能針對各種不同的焊縫，采用適當(dāng)?shù)奶綔y方法，從而獲得比較正確的探測結(jié)果。
第一節(jié)    焊接加工及常見缺陷
鍋爐壓力容器及一些鋼結(jié)構(gòu)件主要是采用焊接加工成形。焊縫內(nèi)部質(zhì)量一般利用射線和超聲波來檢測，對焊縫中裂紋、未熔合等危險性缺陷，超聲波探傷比射線更容易發(fā)現(xiàn)。
一．      焊接加工
焊接過程實際上是個冶煉和鑄造過程，焊接接頭形式主要有對接、角接、搭接和T型接頭等幾種。在鍋爐壓力容器中，最常見的是對接，其次是角接和T型接頭，搭接少見。
二．      焊縫中常見缺陷
焊縫中常見缺陷有氣孔、夾渣、未焊透、未熔合和裂紋等。
焊縫中的氣孔、夾渣是立體型缺陷，危害性較?。欢鸭y、未熔合是平面型缺陷，危害性大，在焊縫探傷中，由于焊縫余高的影響及焊縫中裂紋、未焊透、未熔合等危險性大的缺陷往往與探測面垂直或成一定角度，因此一般采用橫波探傷。
第二節(jié)    中厚板對接焊縫超聲波探傷。
一．      探測條件的選擇
1.   探測面的修整
工件表面的粗糙度直接影響探傷結(jié)果，一般要求表面粗糙度不大于6.3mm，否則應(yīng)予以修整。
焊縫兩側(cè)探測面的修整寬度P一般根據(jù)母材厚度而定。
厚度為8 ~46mm的焊縫采用二次波探傷，探測面修整寬度為
       P32KT+50 (mm)
厚度為大于46mm的焊縫采用一次波探傷，探測面修整寬度為
       P3KT+50 (mm)
式中             K----探頭的K值；     
T-----工件厚度。
2.耦合劑的選擇
在焊縫探傷中，常用的耦合劑有機油、甘油、漿糊、潤滑脂和水等，實際探傷中用得最多的是機油和漿糊。
3.頻率選擇
焊縫的晶粒比較細小，可選用比較高的頻率探傷，一般為2.5~5.0MHz。對于板厚較小的焊縫，可采用較高的頻率；對于板厚較大，衰減明顯的焊縫，應(yīng)選用較低的頻率。
4.K值選擇
探頭K值的選擇應(yīng)從以下三個方面考慮：
（1）     使聲束能掃查到整個焊縫截面；
（2）     使聲束中心線盡量與主要危險性缺陷垂直；
（3）     保證有足夠的探傷靈敏度
設(shè)工件厚度為T，焊縫上下寬度分別為a和b，探頭K值為K，探頭前沿長度為L，則有：
      K3（a+b+L）/T
一般斜探頭K值可根據(jù)工件厚度來選擇，薄工件采用大K值，以便避免近場區(qū)探傷，提高定位定量精度；厚工件采用小K值，以便縮短聲程，減小衰減，提高探傷靈敏度。同時還可減少打磨寬度。在條件允許的情況下，應(yīng)盡量采用大K值探頭。
探頭K值常因工件中的聲速變化和探頭的磨損而產(chǎn)生變化，所以探傷前必須在試塊上實測K值，并在以后的探傷中經(jīng)常校驗。