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目录 1

1．序言 1

1.1 无损检验 1

1.2 超声检验法概述 1

1.3 超声探伤法的发展 2

1.4 日本的超声探伤法 3

2．超声波 5

2.1 概述 5

2.2 波动论 6

2.2.1 波 6

2.2.2 波动的种类 7

2.2.3 波长与速度 8

2.2.4 波动的形式 11

2.2.5 波动论与几何光学 12

2.2.6 声的强度 13

2.2.7 脉冲连续波和傅里叶解析 14

2.3 声波的发射 16

2.3.1 声波的产生和接收 16

2.3.2 振子发射的声波 17

2.3.3 活塞声源的指向性 18

2.3.4 格状声源的指向性 22

2.4 平面的反射折射 22

2.4.1 垂直反射和往复通过率 22

2.4.2 层面反射 24

2.4.3 驻波和共振 26

2.4.4 折射和反射 27

2.4.5 斜入射的效率 28

2.4.6 角反射 31

2.5 缺陷的反射率 31

2.5.1 反射率的定义 31

2.5.2 圆形平面缺陷的反射率 32

2.5.3 矩形平面缺陷的反射率 33

2.5.4 球形缺陷的反射率 34

2.5.5 圆柱形缺陷的反射率 34

2.5.6 曲面的反射率 35

2.5.7 投影面积相同的缺陷的反射率 35

2.5.8 缺陷的反射指向性和反射率的降低 36

2.5.9 视在反射率 36

2.6 近场和缺陷的反射率 38

2.6.1 固体中脉冲的处理 38

2.6.2 近场（液体中） 38

2.6.3 近场的探伤 40

2.6.4消除近场干涉条纹的方法 45

2.7 板中的波动 48

2.7.1 板波的种类 48

2.7.2 板波的相位速度 49

2.7.3 脉冲波的速度和相位速度 50

2.7.4 板波的位移分布 52

2.8 超声波的衰减 53

2.8.1 衰减的表示 53

2.8.2 衰减的原因 53

2.8.3 散射衰减 55

2.8.4 液体中的衰减 60

2.8.5 高分子物质中的衰减 60

2.9 其他理论 61

2.9.1 多普勒效应 61

2.9.2 透镜效应 61

2.9.3 衍射 65

2.9.4 散射 67

3．探伤仪 69

3.1 探头 69

3.1.1 探头的种类 69

3.1.2 直探头 69

3.1.3 斜探头、表面波探头 70

23．板波的相位速度 4 72

3.1.4 水浸探头 73

3.1.5 其他特殊探头 74

3.1.6 探头使用注意事项 76

3.1.7 高频电缆 77

3.2.2 振子材料 78

3.2 电声转换 78

3.2.1 压电现象 78

3.2.3 探头的电声转换效率和振子的机械Q值 80

3.3 连续波型探伤仪 81

3.4 脉冲型探伤仪 82

3.4.1 同步电路 82

3.4.2 脉冲（振荡）电路 83

3.4.3 接收电路 85

3.4.4 扫描电路 91

3.4.5 示波管 91

3.4.6 存储示波管 93

3.4.7 其他 93

3.5.1 共振法和超声厚度计 99

3.5 共振式超声厚度计 99

3.5.2 可听式超声厚度计 100

3.5.3 直视式超声厚度计 102

3.5.4 裂纹检测仪 105

3.5.5 超声厚度计的自动连续记录 106

3.6 探伤仪的特性 107

3.6.1 探伤仪的特性 107

3.6.2 围绕使用目的的特性 107

3.6.3 探伤仪具有的电气性能 111

3.7.1 比较器方式 113

3.7 衰减测量器 113

3.7.2 衰减器（电阻衰减器）方式 117

4.1 直接接触垂直法 121

4．探伤法 121

4.1.1 各种参数的设定 122

4.1.2 伤的位置的判定方法 123

4.1.3 伤的大小的测定 124

4.1.4 探伤点的确定方法 124

4.1.5 需要注意的问题 125

4.1.6 近表面伤的探伤法 125

4.1.7 应用例 125

4.2 斜角探伤法 126

4.2.1 斜角探伤的基础 126

4.2.2 装置的校准 129

4.2.3 探伤条件的设定 130

4.2.4 扫查方法 131

4.2.5 缺陷位置的判定 132

4.2.6 缺陷形状的推定 135

4.2.7 缺陷大小的推定 137

4.3 表面波探伤法 139

4.3.1 表面波的性质 139

4.3.2 表面波的发生方法 139

4.3.3 脉冲的传播状态 140

4.3.4 人工伤的反射 141

4.3.5 棱线（角）的反射 142

4.3.6 应用例 145

4.4 板波探伤法 145

4.4.1 板波的发生 145

4.4.2 板波的传播 148

4.4.3 连续波的板波探伤法 150

4.4.4 板波厚度测定法 151

4.4.5 板波探伤步骤的一例 151

4.4.6 板波探伤法的应用例 152

4.5 水浸法 153

4.5.1 水浸法的原理和特征 153

4.5.2 水浸法的探伤图形 153

4.5.3 水浸法声波的折射和反射 154

4.5.4 水浸法的指向性 155

4.5.5 声透镜及其效应 155

4.5.6 应用水浸法的注意事项 157

4.6 穿透法 159

4.6.1 穿透法的原理和种类 159

4.6.2 穿透法的特征 160

4.6.3 连续穿透法（单纯穿透法） 161

4.6.4 共振穿透法 163

4.6.5 脉冲穿透法 166

4.7 共振法 166

4.7.1 超声厚度计的工作原理 166

4.7.2 超声厚度计的特征 168

4.7.3 超声厚度计的厚度测定 170

4.7.4 超声厚度计的声速测定和材质判断 172

4.8 △法 173

4.8.1 △法的原理和特征 173

4.8.2 △法的应用方法 175

4.8.3 △法的应用例 176

5．图形表示、记录方式和仪表化 179

5.1 概论 179

5.2 A显示及其变型 180

5.2.1 A显示 180

5.2.2 A显示图形的观测方法 181

5.2.3 A显示的变型 182

5.3.1 B显示 184

5.3 B显示及其变型 184

5.3.2 B显示的变型 185

5.4.1 C显示 186

5.4.2 C显示的变型 186

5.4 C显示及其变型 186

5.5 其他表示法 187

5.5.1 立体表示法 187

5.5.2 直视声象法（直接成象法） 187

5.5.3 仪表指示法 188

5.6 自动扫查器 188

5.6.1 自动扫查法的种类和优点 188

5.6.2 一般用途的自动扫查器 189

5.6.3 螺旋扫查器 190

5.6.4 平行程序扫查器 191

5.6.5 Z形扫查器及其他 191

5.6.6 同步装置 194

5.7 记录器 195

5.7.1 概述 195

5.7.2 A、B、C显示摄影法 197

5.7.3 用存储示波管显示 198

5.7.4 笔式记录器 198

5.7.5 用传真记录 200

补遗（5.5.2声象直观法补遗） 201

6．测定法 203

6.1 声速测定 203

6.1.1 利用脉冲反射法的简易测定法 203

6.1.2 利用厚度计的简易测定法 203

6.1.3 应用迟到反射波的声速测定法 204

6.1.4 固体弹性常数的测定 205

6.1.5 利用脉冲干涉法的声速测定 205

6.1.6 振呜循环（Sing Around）方式 207

6.2 衰减测定 209

6.2.1 衰减测定的目的 209

6.2.2 衰减的表示方法 209

6.2.3 衰减常数 210

6.2.4 衰减常数测定法 211

6.2.5 反射损失及其补偿 212

6.2.6 声场补偿 215

6.2.7 试块的制作及测量装置的几个问题 218

6.2.8 衰减测定用的基准块 219

6.2.9 衰减测定的具体方法 220

6.2.10 从棒材圆柱面测定衰减常数的方法 220

6.3 指向性的测定 221

6.4.2 使用半圆形试块的穿透法 224

6.4 折射角测定 224

6.4.1 折射角测定方法的种类和一般注意事项 224

6.4.4 使用板状试块棱角反射波的反射法 225

6.4.3 使用圆孔反射波的反射法 225

6.5 探头特性测定 226

6.5.1 振子的共振频率 226

6.5.2 探头产生的近声场的测定 227

6.5.3 转换效率测定 227

6.6 探伤仪的特性测定 228

6.6.1 阻塞特性 228

6.6.2 灵敏度 229

6.6.3 放大线性 230

6.6.5 远距离分辨力 232

6.6.4 时间轴线性的测定 232

6.6.7 其他特性 234

6.6.6 频率测定 234

7．图形的影响因素 237

7.1 概论 237

7.2 探伤仪 238

7.3 探头及高频电缆 239

7.4 探头的接触状态 240

7.5.1 衰减与频率的关系 241

7.5 超声波衰减 241

7.5.2 伤波及底波 243

7.5.3 异常反射波 244

7.6 干涉 244

7.6.1 近场 244

7.6.2 侧面的反射 245

7.7 折射 246

7.7.1 应力引起的声速变化 246

7.7.2 超声波的折射状况 248

7.8 探伤面 250

7.8.1 探伤面的加工状况 250

7.8.2 探伤面的形状 252

7.9 底面 253

7.9.1 底面形状的影响 253

7.9.2 倾斜底面 254

7.10 壁面 256

7.11 缺陷 257

7.11.1 缺陷位置的影响 258

7.11.2 缺陷形状的影响 259

7.11.3 缺陷性质的影响 265

7.11.4 缺陷对透过性的影响 267

8.1.2 对比试块和灵敏度标准试块 271

8．灵敏度标准试块 271

8.1 概论 271

8.1.1 超声探伤仪的灵敏度表示 271

8.1.3 标准试块的各种型式 272

8.1.4 标准试块的原材料 273

8.2 各国的灵敏度标准试块 274

8.3 日本的灵敏度标准试块 274

8.4 学振灵敏度标准试块 275

8.4.1 学振Ⅰ型灵敏度标准试块 275

8.4.2 学振Ⅱ型灵敏度标准试块 276

8.4.3 学振Ⅲ型灵敏度标准试块（JIS G型灵敏度标准试块，STB-G） 277

8.4.4 学振Ⅲ型灵敏度标准试块（JIS-STB-G）使用方法 279

8.5 斜角探伤装置特性试验试块 282

8.5.1 JIS-STB-A1（IIW型试块） 282

8.5.2 JIS-STB-A1的使用方法 283

8.5.3 小型标准试块 285

8.5.4 B．S．的标准试块 286

8.6.1 人工缺陷的种类和特征 287

8.6 斜角探伤灵敏度标准试块 287

8.6.2 JIS-STB-A2 288

8.6.3 JIS-STB-A2的使用方法 289

8.6.4 用JIS-STB-A1（IIW型试块）调整探伤灵敏度 292

8.6.5 B．S．标准试块 293

8.6.6 利用平底孔的灵敏度标准试块 293

8.6.7 NAVSHIPS（美国海军）的标准试块 294

8.6.8 ASME（美国机械学会）的标准试块 294

8.6.9 车轴灵敏度标准试块 295

8.6.10 人工缺陷的形状、大小和反射脉冲高度 295

8.7.2 使用方法 296

8.7 板波探伤标准试块NDI-STB-P1 296

8.7.1 规格的简述 296

9.1.1 锻钢的一般情况 299

9．金属材料的探伤 299

9.1 锻件 299

9.1.2 轴类 310

9.1.3 铝及其合金的锻件 315

9.1.4 其他金属锻件 316

9.2 厚钢板 316

9.2.1 厚钢板探伤的要领 317

9.2.2 厚钢板的探伤图形 318

9.2.3 和切断试验结果的对应关系 320

9.2.4 与机械性能的关系 322

9.2.5 探伤时的注意事项 323

9.2.6 厚钢板探伤的实例 325

9.2.7 检查的方法、标准和基准 326

9.3 薄板和线材的探伤 327

9.3.2 垂直穿透法探伤 327

9.3.1 用斜角法检查夹层 327

9.3.3 板波法探伤 328

9.3.4 线材的检查 329

9.3.5 镀层厚度的测定 329

9.4 管材 330

9.4.1 电孤焊接管的探伤 330

9.4.2 电焊管的探伤 330

9.4.3 无缝钢管的探伤 331

9.5 焊缝 334

9.5.1 探伤准备 335

9.5.2 对接焊缝 339

9.5.4 搭接填角焊缝 344

9.5.3 T型填角焊缝 344

9.5.5 埋钢支承块的T型焊缝 345

9.5.6 其他焊缝 345

9.5.7 探伤结果的记录 346

9.5.8 关于探伤面的修理和接触介质NDI 202委员会的规定 348

9.6.1 粘接部 350

9.6 粘接部和配合部 350

9.6.2 配合部 356

9.7 条棒、型材 357

9.7.1 钢棒 357

9.7.2 钢轨 358

9.7.3 铍铜合金扁平棒 359

9.7.4 铝合金（型材、板材） 360

9.7.5 高强度铝合金棒的探伤例 362

9.8 铸件 362

9.8.1 铸件超声探伤的特点 362

9.8.2 铸钢件 363

9.8.3 铸铁件 366

9.8.4 有色金属铸件 367

9.9 结晶组织 369

9.9.1 组织和衰减 369

9.9.2 组织和异常反射波 376

9.9.3 超声波衰减和机械性能 379

9.10 厚度测定 380

9.10.1 脉冲法和共振法 380

9.10.2 板面的腐蚀对厚度测定的影响 381

9.10.3 腐蚀度测定例 383

9.10.4 高温部分的厚度测定 384

9.11 内应力 384

9.11.1 残余应力的测定 384

9.11.2 内部变形状况的检测 386

9.11.3 应力分布引起的超声波折射 387

9.12 原子反应堆材料和其他特殊金属材料 388

9.12.1 核燃料 388

9.12.2 用MA显示法对多缺陷材料等的检查 392

9.12.3 烧结金属 393

10．非金属材料的探伤 395

10.1 概述 395

10.2 混凝土 395

10.2.1 共振测定法 395

10.2.2 打击测定法 397

10.2.3 用表面波对道路的检查 397

10.2.4 超声测定法 398

10.2.5 温度特性 401

10.3 人造石墨 401

10.3.1 脉冲宽度变窄和探头 402

10.3.2 石墨的声速和衰减 403

10.3.3 裂纹的检出 403

10.4 瓷器 404

10.3.4 石墨的高温特性 404

10.5 矿脉和岩石 406

10.6 木材 408

10.7 橡胶、塑料和其他 409

10.8 医学方面的应用 412

11．探伤图形、记录及其分类 417

11.1 探伤图形、记录 417

11.2 探伤图形、记录的分类法 417

11.2.1 按反射脉冲大小的分类 417

11.2.2 按A显示波形的分类 419

11.2.3 以A显示波形及其变化状况为基础的分类 419

11.2.4 以反射脉冲的大小及其发生数目为基础的分类 422

11.2.5 考虑反射脉冲的大小、发生数和分布等的分类 422

11.2.6 按反射脉冲高度和反射脉冲连续长度的分类 423

12．对超声探伤的考虑方法 425

12.1 超声探伤的诸问题 425

12.2 超声探伤的用法和考虑方法 426

12.3 标准的制定方法 427

13．装置的维修 428

13.1 故障和维修的概述 428

13.1.1 概述 428

13.1.2 故障的原因 428

13.1.3 故障的一般性质 429

13.1.4 可靠性 430

13.1.5 维修 431

13.1.6 维修条件 431

13.2 超声探伤仪的维修 432

13.2.1 准备 432

13.2.2 步骤和要领 432

13.2.3 探伤仪本身故障的发现和处理 435

13.2.4 探头和高频电缆 437

13.2.5 平时保养的要点 438

14．自动探伤法 439

14.1 自动探伤 439

14.2 探伤方式 439

14.2.1 脉冲方式 439

14.2.2 连续波方式 439

14.3 自动探伤速度 440

14.4 自动探伤装置的构成和机能 440

14.4.1 由探头区分的探伤方式 441

14.4.2 探头及其保持机构 444

14.4.3 闸门装置 446

14.6.3 动态实验 447

14.4.4 显示部分 449

14.5.1 钢板 453

14.5 自动探伤应用例 453

14.5.2 管材 454

14.5.3 型材和条钢 454

14.6.1 工件 456

14.6.2 静态实验 456

14.5.4 钢轨探伤 456

14.6 自动化的发展方法 456

14.6.4 实用装置 457

附录 459

1．流体中的波动方程式 459

2．固体中的波动方程式 459

5．平面波的解 460

4．波动方程式的解 460

3．速度势 460

6．关于一般座标轴的平面波的方程式 461

7．复数的表示和标记法 462

8．柱面波的解 462

9．球面波的解 463

10．从振动面的声源求任意点的声场的方法 463

11．圆形柱塞声源的中心轴上的声场 464

12．圆形柱塞声源的远场 464

13．矩形柱塞声源的远场 465

14．固体中的指向性 466

15．群声源的指向性 466

16．流体中界面处的反射折射 467

17．固体中界面处的反射折射 468

18．液体→固体的反射、折射 469

20．固体→真空（≈空气）的反射 470

21．平面缺陷的反射（液体中的刚体） 470

19．固体→液体的反射、折射 470

22．圆柱和球形缺陷的反射（液体中的刚体） 471

24．板波的位移分布 473

25．圆棒的波动 474

26．方棒的波动 474

27．Love波 474

28．群速度 475

29．散射衰减理论 476

30．富里叶级数 482

31．在不同物质的界面处有第三种物质层时的反射和透过 483

1．超声探伤标准术语 485

资料 485

2．相关术语 492

2.1 西德标准 492

2.2 国际焊接学会（I．I．W．）术语 492

2.3 英国标准 492

3．超声波图表 492

3.1 液体中的声速 492

3.2 液体中超声波的衰减 495

3.3 固体中的声速和弹性 495

3.4 固体中超声波的衰减 500

3.5 固体的泊松比与声速比（CS/CL） 504

3.6 板波的型式和声速 506

3.7 超声波发射、接收用振子的诸常数 509

4．分贝换算表 510

5.2 折射 511

5.1 斜入射的反射 511

5．反射和折射 511

5.3 各种物质界面处的声压反射率（平面波法线入射） 513

5.4 各种物质的超声波穿透程度（概略值） 514

6．指向性 515

6.1 圆形振子 515

6.2 菊型电极振子 518

6.3 矩形振子 519

7．标准 521

7.1 日本工业标准 521

7.2 日本造船相关工业会（1960） 521

7.3 车轴超声探伤基准（1957）国铁工作局 522

7.4 NDIS 日本非破坏检查协会标准 522

7.5 HPIS 日本高压技术协会标准 524

7.6 省令、告示 526

7.7 潜水艇艇体探伤实施细则（防卫厅） 528

7.8 日本锻钢会标准 529

7.9 水管焊缝的标准 530

7.10 日本建筑学会标准（计划） 531

7.11 ASTM （美国材料试验学会）通用标准 531

7.12 ASTM 关于钢板 532

7.13 ASTM 关于锻件 534

7.14 ASTM关于钢管 534

7.15 ASME锅炉和压力容器标准 535

7.16 SNT（无损检验学会） 537

7.17 BS（英国标准） 538

7.18 西德标准 538

7.19 超声探伤法评定基准研究会暂定标准 539

8．超声探伤法的文献 542

9．有关超声探伤专利一览 542