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目录 1

第一章 超声波探伤的基础 1

1.1音响检查和超声波探伤 1

1.2超声波的特征 2

1.2.1超声波的发生和接收 2

1.2.2波动和几何光学 3

1.2.3纵波（L波） 4

1.2.4横波（S波） 5

1.2.5表面波和板波 6

1.3超声波的理论 7

1.3.1声速 7

1.3.2波长 7

1.3.3反射和透过 9

1.3.4在薄层中的透过和反射 13

1.3.5斜入射时的反射和折射 15

1.3.6斜入射时的透过率和反射率 18

1.3.7晶片 21

1.3.8晶片发射的声场 21

1.3.9指向性 23

1.3.10远距离声场和近距离声场 24

1.4缺陷对超声波的反射 26

1.4.1圆形平面伤和方形平面伤 27

1.4.2球形伤 29

1.4.3圆柱形伤 30

1.4.4大平面的反射（垂直探伤中的底面回波） 30

1.5分贝 32

习题（第一章） 34

习题答案（第一章） 42

2.1试块的目的 44

第二章 标准试块和对比试块 44

2.2标准试块 45

2.2.1JISZ2345超声波探伤用G型灵敏度标准试块（STB-G） 45

（1）目的、形状和构造 45

（2）使用方法 47

2.2.2JISZ2346钢板超声波探伤用N1型灵敏度标准试块（STB-N1） 48

（1）目的和形状 48

（2）使用方法 49

（2）使用方法 50

（1）目的和形状 50

2.2.3JISZ2347超声波斜探伤用Al型标准试块（STB-A1） 50

2.2.4JISZ2348超声波斜探伤用A2型灵敏度 51

标准试块（STB-A2） 51

（1）目的和形状 51

（2）使用方法 51

2.2.5JISZ2349超声波斜角探伤用A3型标准试块（STB-A3） 52

2.2.6NDIS-2301-66超声波板波探伤用P1型标准试块（NDI-STB-P1） 53

2.3对比试块 53

2.3.1按ASME标准的对比试块 53

2.3.2采用日本无损检测协会（NDI）标准的对比试块 55

2.3.3美国石油学会（API）的对比试块 57

习题（第二章） 59

习题答案（第二章） 60

第三章 超声波探伤仪和探头 63

3.1概要 63

3.2构造和性能 63

3.2.1整机构造 63

3.2.2发射部分 67

3.2.3接收部分 67

3.2.4示波管和刻度板 71

3.2.5时间轴部分和同步部分 73

3.2.6电源部分 75

3.2.7探头 76

（1）直探头 76

（2）斜探头 78

（3）分割式直探头 78

（4）水浸探头 79

（5）间隙水浸探头 80

3.2.8高频电缆 82

（6）探头的标识 82

3.2.9辅助电路 84

（1）距离振幅补偿电路（DAC） 84

（2）闸门电路 84

3.3操作方法 87

3.3.1准备 87

3.3.2操作 88

（1）示波管部分的调整 88

（2）时间轴和增益的调整 89

3.4探伤仪的性能 91

3.5维修检查 92

习题（第三章） 99

习题答案（第三章） 102

第四章 超声波探伤的要点和垂直探伤的要点 103

4.1超声波探伤操作的要点 103

4.1.1探伤方法的种类 103

（1）按原理分类 103

（2）按显示方式分类 103

（3）按振动型式分类 103

（4）按探头个数分类 104

（5）按接触方法分类 105

4.1.2基本操作 105

（1）概要 105

（2）探头的操作方法 107

（3）测定范围的调整操作 109

（4）探伤灵敏度的调整操作 112

4.1.3探伤顺序 113

（1）探伤时间 113

（4）探伤方向 114

（3）探伤装置的选定 114

（2）探伤方法的选定 114

（5）频率 115

（6）晶片尺寸、折射角的选定 116

（7）探伤面及其修整 117

（8）耦合剂和耦合方法 118

（9）确定灵敏度的方式 120

（10）粗探伤和精探伤 122

4.2.1回波位置的测定 123

4.2探伤图形的观察和评价 123

4.2.2回波高度的测定 124

4.2.3回波高度的dB表示 126

4.2.4探伤图形的评价 127

（1）评价所用的回波 127

（2）探伤图形的表示符号 128

（3）迟到回波 131

（4）缺陷回波的评价方法 132

（5）报告书 134

4.3.1探伤准备 135

（1）探伤方向 135

（6）合格判定 135

4.3垂直探伤的要点 135

（2）探伤范围 136

（3）频率的选定 137

4.3.2探伤方法 137

（1）探伤面的修整 137

（2）耦合剂 137

（3）探伤灵敏度 138

（4）粗探伤和精探伤 138

4.3.3使用特殊探头的方法 139

（1）全没水浸法 139

（5）测定范围 139

（6）其他调度 139

（2）局部水浸法 140

（3）间隙法 140

（4）喷流探伤法 141

（5）分割式探头探伤法 142

4.3.4缺陷回波的评价 142

（1）AVG曲线图 143

（3）缺陷大小的推断 147

（2）距离振幅的校正 147

4.3.5探伤顺序 150

习题（第四章） 152

习题答案（第四章） 162

第五章 板材的探伤 165

5.1钢板的制造方法和缺陷 165

5.2厚板的探伤 167

5.2.1探伤面和耦合剂 167

5.2.2探测频率 167

5.2.4探伤部位和扫查方法 170

5.2.3探伤灵敏度 170

5.2.5探伤图形 172

6.2.6叠加效应 172

5.2.7水浸法（包括局部水浸法、间隙法） 176

5.2.8按回波高度对缺陷分类 177

（1）用分割式直探头时 177

（2）用直头探时 177

5.2.9缺陷指示长度的测定 177

5.2.10探伤结果的记录 178

5.3薄板探伤 178

5.3.1板波的发生 179

（1）使用波型和探伤装置 180

5.3.2用板波的探伤方法 180

（2）灵敏度调整 182

（3）判定基准 183

5.3.3用板波检出的缺陷 183

5.4复合钢的探伤 185

5.4.1复合钢的制法和缺陷 185

5.4.2界面回波 185

5.4.3复合钢的探伤 187

习题（第五章） 190

习题答案（第五章） 193

第六章 铸锻钢件的探伤 195

6.1铸锻钢件的组织和缺陷 195

6.2组织和衰减及草状回波 196

6.2.1晶粒大小、晶粒组织和衰减及草状回波 196

6.2.2有助于理解超声波衰减和草状回波的金相学 197

6.2.3衰减的表示方法 199

（1）钢板底波的多次反射 200

（2）衰减程度的表示方法和测定方法 201

（3）衰减系数的近似定义 201

（4）用平板状试块测定衰减系数的方法 202

（5）超厚板及粗圆棒的衰减系数测定方法 204

6.2.4一般钢铁材料中的衰减表现 205

6.3探伤面的修整和耦合剂 206

（1）铸造状态或锻造状态的探伤面 206

（2）机械加工的探伤面 206

6.4探测频率 207

6.5探伤灵敏度和测定范围 208

6.5.1探伤灵敏度 208

6.5.2测定范围 209

6.5.3距离振幅的校正 209

（2）底波方式 209

（1）试块方式 209

6.6探伤方向和扫查方向 211

6.7探伤图形的分类 214

6.8探伤结果的记录 216

习题（第六章） 218

习题答案（第六章） 220

第七章 条钢的探伤 222

7.1条钢的制法和缺陷 222

7.3圆柱面回波 223

7.2组织、衰减及草状回波 223

7.5探测频率 225

7.4探伤面的修整和耦合剂 225

7.6探伤灵敏度 226

7.6.1灵敏度调整方法 226

（1）试块方式 226

（2）底波方式 226

7.6.4分割式探头的使用 227

7.7.1手工探伤 227

7.7探伤方向和扫查方法 227

7.6.3聚焦探头的使用 227

7.6.2距离振幅的校正 227

7.7.2自动探伤 229

7.8缺陷和探伤图形 230

7.9探伤结果的记录 230

习题（第七章） 234

习题答案（第七章） 236

第八章 斜角探伤的要点 237

8.1概述 237

8.2斜角探伤的几何学 237

8.3探伤的准备 243

8.3.1频率、折射角和测定范围的选择 244

（1）频率的选择 244

（2）折射角的选择 244

（3）测定范围的选择 244

8.3.2斜探头入射点的测定 245

8.3.3测定范围的调整 247

（1）用斜探头调整横波的测定范围 247

（2）用直探头和斜探头调整横波的测定范围 249

8.3.4折射角的测定 251

8.3.5入射点、折射角和测定范围的综合校正 252

8.3.6距离波幅校正曲线的制作 254

8.3.7示波屏时间轴上的W0·5？和W18的标定 257

8.3.8探伤灵敏度的调整 258

8.3.9探伤面的修整和耦合剂 260

8.4探伤作业 262

8.3.10探伤面的划线 264

8.3.11修正操作 264

8.4.1斜探头的扫查法 264

（1）NDIS-2404-74（JIS原案） 266

8.4.2粗探伤和精探伤 266

8.4.3缺陷长度的测定方法 266

（2）钢结构建筑焊缝的超声波检查标准（日本建筑学会） 267

8.4.4缺陷种类的推断方法 267

习题（第八章） 268

习题答案（第八章） 272

第九章 焊缝的探伤 273

9.1预备知识 273

9.1.1焊接法概要 273

9.1.2焊缝的接头形状 274

9.1.3焊缝的坡口形状 275

9.1.4焊接缺陷和超声波探伤的关系 277

9.2焊缝超声波探伤的一般顺序 278

9.3探伤方法 280

（1）对接焊缝的探伤 280

（2）T型焊缝和角焊缝的探伤 282

9.4干扰回波（假讯号） 283

（3）正式报告书 286

（2）探伤现场记录 286

（1）直接写在工件上 286

9.5记录 286

习题（第九章） 292

习题答案（第九章） 293

第十章 管材的探伤 296

10.1钢管的制造方法和缺陷 296

10.2管材斜角探伤基础 297

10.2.1管子探伤的几何学 298

（1）折射角和内面入射角 298

（2）探头距离及声程 299

（3）半壁厚声程及半壁厚探头距离 301

10.3直接接触法（包括间隙扫查法） 303

10.3.1无缝钢管的超声波探伤 304

（1）对比试块 304

（2）折射角 304

（3）测定范围 305

（4）探伤灵敏度 305

（5）探伤注意点 305

（6）由曲面引起的折射角的扩散 305

（7）折射角的测定 305

（1）对比试块 307

10.3.2焊接管的超声波探伤 307

（2）折射角 308

（3）测定范围 308

（4）灵敏度调整 309

（5）扫查 309

（6）缺陷定位 309

10.4水浸法 310

10.4.1水浸探伤的基本方法 310

（1）水层距离的选择 310

（2）折射角的选择 311

（3）应付折射角扩散的办法 313

（4）水 313

10.5小口径厚壁管的斜探伤 315

习题（第十章） 317

习题答案（第十章） 319

第十一章 用于维护的超声波检测 321

11.1疲劳裂纹的探伤 321

11.1.1疲劳裂纹的发生 321

11.1.2疲劳裂纹的探伤 321

11.2.2应力腐蚀裂纹的探伤 323

11.2应力腐蚀裂纹的探伤 323

11.2.1应力腐蚀裂纹的发生 323

11.3厚度测定 324

11.3.1由腐蚀或磨损引起壁厚的减小 324

11.3.2测厚 325

习题（第十一章） 328

习题答案（第十一章） 329

附录 331

1．各种固体和液体的密度、声速及声阻抗 331

3．倍数的符号和名称 333

2．分贝 333

4．各种物质界面上的纵波声压反射率（平面波、法线入射） 334

5．远距离声场中的指向性 335

6．斜入射时的声压反射率（钢→空气） 336

7．斜入射时的声压往复透过率 336

8．日本工业标准JISZ2344—1973金属材料的脉冲反射式超声波探伤检验方法 337

9．日本工业标准JISG0801—1974压力容器用钢板的超声波探伤检验 369

10．日本无损检测学会标准NDIS2001—72超声波探伤专用术语汇编 384

11．日本无损检测学会标准NDIS2404—74钢焊缝的超声波手工探伤方法和探伤结果的分类方法 417

12．主要标准及其概要 447