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哈尔滨工程大学

超声波无损探伤实验

S311020083时文

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第一章探伤仪器简介

1.1TUD360探伤仪器

TUD360超声波探伤仪是一种便携式无损探伤仪器，它能够快速便捷、无损伤、精确地

进行工件内部多种缺陷（裂纹、夹杂、气孔等）的检测、定位、评估和诊断。它广泛地应用

在制造业、钢铁冶金业、金属加工业、化工业等需要缺陷检测和质量控制的领域，也广泛应

用于航空航天、铁路交通、锅炉压力容器等领域的在役安全检查与寿命评估。

超声波探伤仪是超声波探伤的主体设备，它的作用是产生点振荡并加于换能器上，激励

探头发射超声波，同时将探头送回的电信号进行放大，通过一定的方式显示出来，从而得到

被探工件内部有无缺陷及缺陷位置和大小等信息。

脉冲反射式超声波法同其他无损检验方法相比，主要优点是：①穿透能力强，探测深度

可达数米；②灵敏度高，可发现与直径约十分之几毫米的空气隙反射能力相当的反射体；③

在确定内部反射体的位向、大小、形状及性质等方面较为准确；④仅须从一面接近被检验的

物体；⑤可立即提供缺陷检验结果;⑥操作安全,设备轻便。主要缺点是：①要由有经验的人员

谨慎操作；②对粗糙、形状不规则、小、薄或非均质材料难以检查；③对所发现缺陷作十分

准确的定性、定量表征仍有困难。

其主要参数：

扫描范围(mm)扫描范围(mm)：2.5～5000(钢纵波)

脉冲移位(ms)脉冲移位(ms)：-20～+3400us

探头零点(ms)探头零点：0us～99.99us，

分辨率0.01

材料声速(m/s)材料声速：1000m/s～9999m/s

输出阻尼(W)50，150，400

频率范围(MHz)0.2～10

增益调节(dB)0～110dB

垂直线性误差≤3%

水平线性误差≤0.2%

探伤灵敏度余量≥50dB

动态范围≥32dB

外型尺寸(mm)230×184×53

重量(kg)1.2Kg

温度：-15℃~50℃

湿度：20%～90%RH

无强磁场、腐蚀环境

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1.2探头选择

超声波探伤中，超声波的发射和接收都是通过探头来实现的。探头的选择包括探头型式，

频率，晶片尺寸和斜探头K值的选择。

（1）探头型式选择

本实验中所用的探头形式有纵波直探头、横波斜探头。

纵波直探头只能发射和接收纵波，波束轴线垂直于探测面，主要用于探测与探测面平行

的缺陷。如锻件、钢板中的夹层、折叠等缺陷。

横波斜探头是通过波形转换来实现探伤的。主要用于探测语探测面垂直或成一定角度缺

陷。如焊缝中的未焊透、夹渣、未融合等缺陷。

（1）探头频率选择

超声波探伤频率在0.5~10MHz之间，选择范围大。一般选择频率时应考虑以下因素。

①由于波的绕射，使超声波灵敏度约为λ/2，因此提高频率，有利于发现更小缺陷。

②频率高，脉冲宽度小，分辨力高，有利于区分相邻缺陷。

③由θ=arcsin1.22λ/D可知，频率高，波长短，则版扩散角小，声束指向性好，能

量集中，由利于发现缺陷并对缺陷定位。

④由N=D/4λ可知，频率高，波长短，近场区长度大，对探伤不利。

⑤频率增加，衰减急剧增加。

实际探伤中要全面分析考虑各方面的因素，合理选择频率。一般在保证探伤灵敏度的前

提下尽可能选用较低的频率。对于晶粒较细的锻件，轧制件和焊接件，一般选用较高频率，

对于晶粒大的铸件，奥氏体钢宜选用较低频率。

(2)探头晶片尺寸的选择

探头圆晶片尺寸一般为φ10~φ30mm，晶片大小对探伤也有一定影响。选择晶片尺寸要

考虑以下因素。