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第一章 超声波检测原理和物理基础 1

第一节 振动和波动 1

一、振动的概念 1

二、谐振动 2

三、波动 2

四、超声波的特性 4

第二节 超声波的传播 5

一、波形和波阵面 5

二、连续波和脉冲波 6

三、波的叠加、干涉和驻波现象以及惠更斯原理 6

四、超声波的波型 8

五、超声波的波速 10

六、超声波的声压、声强和声特性阻抗 12

第三节 平界面上的垂直入射 15

一、超声波在单一平界面上的反射和透射 15

二、超声波在多层平界面上的反射和透射 18

第四节 平界面上的斜入射 19

一、斜入射时界面上的反射、折射和波型转换 20

二、声压反射系数 22

三、声压往复透射系数 23

四、超声波在规则界面上的反射、折射和波型转换 25

第五节 超声波聚焦和发散 28

一、平面波入射至弯曲面上的反射回波 28

二、球面波入射至弯曲面上的反射回波 29

三、平面波透过曲面透镜后的聚焦和发散 29

第六节 声波的衰减 30

一、产生衰减的原因 30

二、衰减系数 31

三、衰减系数的测定 31

复习思考题 32

第二章 超声波发射声场与规则反射体的回波声压 33

第一节 超声波的获得和超声场 33

一、超声波的获得 33

二、超声场 33

第二节 超声波发射声场 33

一、圆盘波源辐射的纵波声场 33

二、矩形波源辐射的纵波声场 39

三、近场区在两种介质中的分布 40

四、实际声场与理想声场的比较 41

第三节 横波发射声场 43

一、假想横波波源 43

二、横波声场的结构 44

第四节 超声波的绕射、散射和对规则反射体的回波声压 47

一、超声波的绕射和散射 47

二、远声场中各种规则反射体的回波声压 48

三、缺陷声压反射系数及其应用 49

四、制作AVG曲线 52

复习思考题 56

第三章 超声波探伤仪和探头 57

第一节 超声波探伤仪 57

一、超声波探伤仪的特点 57

二、模拟式超声波探伤仪的一般工作原理和基本组成 57

三、数字智能探伤仪 60

四、超声波探伤仪的维护保养 63

五、自动检测设备 63

六、超声波测厚仪 64

第二节 超声波探头 66

一、压电效应及压电材料 67

二、压电材料的主要性能参数 67

三、探头的种类和结构 69

四、探头的型号 71

第三节 超声波检测试块 73

一、试块的分类 73

二、试块的要求和维护 73

三、国内外常用试块简介 73

第四节 超声检测系统的性能 86

一、检测仪的性能 86

二、探头的性能及测试 88

三、超声检测仪和探头的组合性能及测试 91

复习思考题 95

第四章 超声波检测技术 96

第一节 超声波检测方法的分类 96

一、按原理分类 96

二、按波型分类 99

三、按探头数目分类 100

四、按探头接触方式分类 102

五、按显示方式分类 103

第二节 超声波探伤仪的调节及常用性能指标的测试 105

一、衰减器衰减误差的测试 106

二、垂直线性误差的测试 106

三、动态范围的测试 108

四、水平线性误差的测试 108

五、直探头的测试 110

六、斜探头的测试 114

七、双晶直探头的测试 116

第三节 脉冲反射式超声波检测的技术要求 118

一、检测仪的选择 119

二、探头的选择 119

三、耦合剂的选择 121

四、检测面的准备 121

五、材质衰减和耦合损耗的测定 122

第四节 超声纵波检测技术 125

一、扫描速度的调节 125

二、检测灵敏度的调节 126

三、缺陷的定位 127

四、缺陷尺寸的测量 129

第五节 超声横波检测技术 134

一、横波扫描速度的调节 134

二、横波检测面为平面时缺陷的定位 136

三、横波周向检测圆柱曲面时缺陷的定位 140

四、横波检测时缺陷的定量 141

第六节 缺陷自身高度的测定 142

一、端点衍射波法 142

二、端部最大回波法 145

三、半波高度法 146

第七节 缺陷性质的分析与判别 147

一、缺陷性质的估判依据 148

二、缺陷性质的估判程序 148

三、缺陷类型的识别 149

第八节 影响缺陷定位、定量的主要因素 152

一、影响缺陷定位的主要因素 152

二、影响缺陷定量的因素 154

复习思考题 157

第五章 钢板超声波检测 158

第一节 钢板生产加工过程中可能产生的缺陷 158

第二节 钢板直探头超声纵波检测 159

一、对探伤仪的要求 159

二、检测方式和扫查面 161

三、缺陷的测定与记录 161

四、缺陷的评定方法 163

五、缺陷的评定和报告 163

第三节 钢板斜探头超声横波检测 165

一、探头和试块的选用 165

二、基准灵敏度的确定 165

三、扫查方法 166

四、验收标准 166

第四节 复合钢板超声波检测 166

一、探头的选用 166

二、基准灵敏度的确定 166

三、对比试块 167

四、检测工艺 168

五、检测方法 169

六、未接合缺陷的评定 169

第五节 钢板超声波自动检测 173

一、钢板超声波自动检测系统 173

二、对比试块 173

三、检测灵敏度 174

四、检测方法 175

五、缺陷的评判 175

复习思考题 175

第六章 钢管超声波检测 176

第一节 钢管中常见的缺陷 176

第二节 钢管的超声波检测方法 177

一、钢管超声横波检测 177

二、周向检测时缺陷的定位 180

三、探头入射点与折射角的测定 180

第三节 小直径钢管的超声波检测 182

一、接触法检测 182

二、液浸法检测 183

第四节 大直径薄壁钢管超声波检测 188

一、纵波垂直入射检测法 189

二、横波周向检测法 189

三、横波轴向检测法 190

复习思考题 190

第七章 锻件和铸件超声波检测 191

第一节 铸件和锻件的内部缺陷 191

一、铸件内部常见缺陷 191

二、锻件内部常见缺陷 192

三、铸件和锻件超声波检测的特点 193

第二节 碳素钢锻件的超声波检测 194

一、探头和试块的选用 194

二、检测技术 196

三、灵敏度的确定 197

四、工件材质衰减系数的测定 197

五、缺陷当量的确定 198

六、缺陷记录 199

七、质量分级等级评定 200

八、钢锻件超声横波检测 200

九、缺陷性质分析 201

十、非缺陷回波分析 203

十一、常见缺陷的波形特征 204

第三节 奥氏体钢锻件的超声波检测 208

一、直探头检测 209

二、斜探头检测 210

第四节 铸件的超声波检测 210

一、检测条件的选择 210

二、灵敏度的调整和缺陷的检测 211

三、耦合衰减的测定 214

四、不同类型缺陷的评定 216

复习思考题 221

第八章 铁素体钢焊缝超声波检测 222

第一节 铁素体钢焊缝常见缺陷 222

第二节 钢板对接焊缝的检测 225

一、检测准备 225

二、距离-波幅曲线的绘制与应用 228

三、扫查方式 234

四、缺陷位置的测定 236

五、纵向接头焊缝的检测方法 237

六、缺陷大小的测定 243

七、焊缝质量评级 243

八、校验灵敏度 244

第三节 小径管对接焊缝超声波检测 245

一、小径管焊缝的检测特点 245

二、检测条件的选择 245

三、检测位置及探头移动区 246

四、耦合剂 247

五、距离-波幅曲线的绘制 247

六、扫查 247

七、缺陷定量的检测 247

八、缺陷的评定 248

九、质量分级 248

第四节 角焊缝超声波检测 248

一、角焊缝的检测 249

二、检测条件的选择 249

三、仪器的调整 249

四、扫查检测 250

五、缺陷的质量分级 252

第五节 钢结构用T、K、Y形管节点焊缝的超声波检测 253

一、T、K、Y形管节点焊缝的结构与检测方法 253

二、检测条件的选择 254

三、仪器的调整 255

四、缺陷的测定与判别 256

第六节 焊接缺陷性质的估判 258

一、对接焊缝的根部定位及缺陷判定 258

二、双面焊缝中间未焊透的检测 260

三、不同缺陷的回波动态波形 261

四、缺陷的识别 265

五、缺陷尺寸的估计与缺陷检测程序 268

第七节 检测工艺和检测报告范例 269

复习思考题 289

第九章 奥氏体不锈钢和有色金属焊缝超声波检测 290

第一节 奥氏体不锈钢焊缝超声波检测 290

一、奥氏体不锈钢的组织特点及检测难点 290

二、检测条件的选择 291

三、对比试块 291

四、仪器调节 291

五、检测准备 292

六、扫查 292

七、缺陷记录 293

八、缺陷评定 293

九、质量分级 294

第二节 堆焊层超声波检测 294

第三节 铝焊缝超声波检测 297

一、铝焊缝的特点与常见缺陷 297

二、检测条件的选择 298

三、检测准备 298

四、扫查 299

五、缺陷的定量检测 299

六、铝焊缝质量评定与分级 299

复习思考题 300

第十章 超声波检测新技术 301

第一节 衍射时差法检测技术 301

一、衍射时差法检测技术概述 301

二、衍射时差法检测原理 302

三、衍射时差法检测应用实例 310

第二节 超声相控阵检测技术 314

一、超声相控阵检测技术概述 314

二、超声相控阵检测原理 315

三、超声相控阵典型检测工艺 325

第三节 超声导波检测技术 331

一、超声导波概述 331

二、超声导波检测原理 333

三、超声导波检测典型应用实例 339

复习思考题 346

试题库 347

一、判断题 试题 347

答案 366

二、选择题 试题 351

答案 366

三、简答题 试题 362

答案 367

四、计算题 试题 363

答案 371

参考文献 379