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培训教材之理论基础

第一章无损检测概述

无损检测包括射线检测（RT）、超声检测（UT）、磁粉检测（MT）、渗透检测（PT）和涡流检测

（ET）等五种检测方法。主要应用于金属材料制造的机械、器件等的原材料、零部件和焊缝，

也可用于玻璃等其它制品。

射线检测适用于碳素钢、低合金钢、铝及铝合金、钛及钛合金材料制机械、器件等的焊

缝及钢管对接环缝。射线对人体不利，应尽量避免射线的直接照射和散射线的影响。

超声检测系指用A型脉冲反射超声波探伤仪检测缺陷，适用于金属制品原材料、零部件

和焊缝的超声检测以及超声测厚。

磁粉检测适用于铁磁性材料制品及其零部件表面、近表面缺陷的检测，包括干磁粉、湿磁粉、

荧光和非荧光磁粉检测方法。

渗透检测适用于金属制品及其零部件表面开口缺陷的检测，包括荧光和着色渗透检测。

涡流检测适用于管材检测，如圆形无缝钢管及焊接钢管、铝及铝合金拉薄壁管等。

磁粉、渗透和涡流统称为表面检测。

第二章超声波探伤的物理基础

第一节基本知识

超声波是一种机械波，机械振动与波动是超声波探伤的物理基础。

物体沿着直线或曲线在某一平衡位置附近作往复周期性的运动，称为机械振动。振动的传播

过程，称为波动。波动分为机械波和电磁波两大类。机械波是机械振动在弹性介质中的传播

过程。超声波就是一种机械波。

机械波主要参数有波长、频率和波速。波长?：同一波线上相邻两振动相位相同的质点间的距

离称为波长，波源或介质中任意一质点完成一次全振动，波正好前进一个波长的距离，常用

单位为米(m)；频率f：波动过程中，任一给定点在1秒钟内所通过的完整波的个数称为频率，

常用单位为赫兹(Hz)；波速C：波动中，波在单位时间内所传播的距离称为波速，常用单位

为米/秒（m/s）。

由上述定义可得：C=?f，即波长与波速成正比，与频率成反比；当频率一定时，波速愈大，

波长就愈长；当波速一定时，频率愈低，波长就愈长。

次声波、声波和超声波都是在弹性介质中传播的机械波，在同一介质中的传播速度相同。它

们的区别在主要在于频率不同。频率在20~20000Hz之间的能引起人们听觉的机械波称为声

波，频率低于20Hz的机械波称为次声波，频率高于20000Hz的机械波称为超声波。次声波、

超声波不可闻。

超声探伤所用的频率一般在0.5~10MHz之间，对钢等金属材料的检验，常用的频率为1~5MHz。

超声波波长很短，由此决定了超声波具有一些重要特性，使其能广泛用于无损探伤。

1.方向性好：超声波是频率很高、波长很短的机械波，在无损探伤中使用的波长为毫米级；

超声波象光波一样具有良好的方向性，可以定向发射，易于在被检材料中发现缺陷。

2.能量高：由于能量（声强）与频率平方成正比，因此超声波的能量远大于一般声波的能

量。

3.能在界面上产生反射、折射和波型转换：超声波具有几何声学的上一些特点，如在介质

中直线传播，遇界面产生反射、折射和波型转换等。

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4.穿透能力强：超声波在大多数介质中传播时，传播能量损失小，传播距离大，穿透能力

强，在一些金属材料中其穿透能力可达数米。

第二节波的类型及波速测量

一．波的类型

根据波动传播时介质质点的振动方向相对于波的传播方向的不同，可将波动分为纵波、横波、

表面波和板波等。

1.纵波L

介质中质点的振动方向与波的传播方向互相平行的波，称为纵波，用L表示。

当介质质点受到交变拉压应力作用时，质点之间产生相应的伸缩形变，从而形成纵波；凡能

承受拉伸或压缩