第1版 前言 1
基础教材 1
第1章 超声波检测的物理基础 1
1．1 振动与波 1
1．1．1 机械振动和机械波 1
1．1．2 超声波的波型 6
1．2 超声波的传播特性 9
1．2．1 波长和声速 9
1．2．2 超声场的特征量 12
1．2．3 超声波的波形 14
1．2．4 超声波的波动特性 16
1．3 超声平面波在界面上垂直入射的行为 19
1．3．1 反射和透射 19
1．3．2 往返透射比 22
1．3．3 多层平界面时的反射和透射 23
1．4 超声平面波在界面上斜入射的行为 25
1．4．1 反射、折射和波型转换 25
1．4．2 临界角，全反射和反射波的位移 27
1．4．3 斜入射时的反射系数和透射系数 28
1．4．4 在曲面上的反射和透射 31
1．5 圆盘声源的声场 33
1．5．1 圆盘声源在声束轴线上的声压分布 33
1．5．2 指向性 34
1．5．3 脉冲波声场 36
1．5．4 规则形状反射体的反射 37
1．6 超声波在传播过程中的衰减 40
1．6．1 衰减的起因 40
1．6．2 衰减规律和衰减系数 41
复习题 42
1．6．3 衰减系数的粗略测定 42
第2章 超声波检测仪、探头及试块 44
2．1 超声波检测仪 44
2．1．1 概述 44
2．1．2 A型显示仪器的工作原理 45
2．1．3 A型显示超声仪的基本组成及各部分功能 47
2．1．4 B型显示和C型显示 52
2．1．5 数字化A型显示超声检测仪 54
2．2 超声波探头 56
2．2．1 压电换能器探头的基本结构和各部分的作用 56
2．2．2 压电换能器探头的主要种类 58
2．2．3 压电换能器探头的型号标识 61
2．2．4 压电换能器探头与仪器的连接 62
2．2．5 电磁声换能器 63
2．3．1 分类和作用 64
2．3 试块 64
2．3．2 ⅡW试块 65
2．3．3 铝合金超声波标准试块 66
2．4 仪器、探头及其组合的性能测定 67
2．4．1 超声仪某些电性能的测定 68
2．4．2 超声探头性能测定 68
2．4．3 仪器和探头组合性能的测定 68
复习题 69
第3章 超声波检测的基本问题 70
3．1 对检测对象的了解与要求 70
3．2 3 入射方向和探测面的选择 71
3．3 对探头的选择 71
3．4 对仪器的要求 73
3．5 对耦合剂的选择 74
3．6 对比试块 75
3．7 扫查 77
3．8 影响缺陷回波幅度的因素 78
3．9 实际缺陷的定量评定方法 80
3．9．1 当量法 81
3．9．2 缺陷回波高度法 81
3．9．3 底面回波高度法及F／B_F法 82
3．9．4 缺陷延伸度定量评定法 82
3．10 记录与报告 83
3．10．1 记录 83
3．10．2 报告 84
复习题 84
第4章 纵波检测 85
4．1 扫查 85
4．1．1 时间基线的调整 85
4．1．2 检测灵敏度的调整 86
4．1．3 扫查方式、速度及间距的确定 89
4．2．1 缺陷平面位置的确定 90
4．1．4 同步脉冲重复频率的调整 90
4．2 缺陷位置的确定 90
4．2．2 缺陷埋藏深度的确定 91
4．3 缺陷当量值的确定 91
4．3．1 用AVG图法确定缺陷的当量值 91
4．3．2 用试块对比法测定缺陷的当量值 95
4．3．3 以缺陷波高与底波波高之比评定缺陷大小 96
4．4 缺陷长度测量 96
4．5 背面回波的检测 97
4．6 纵波检测时侧边界面的影响 98
4．6．1 侧壁对检测灵敏度及缺陷定位的影响 98
4．6．2 61°反射 99
4．6．3 在直角边与方角内反射 100
4．6．4 迟到回波 100
4．7 分割型探头(联合双探头)的运用 101
4．8．1 特点 102
4．8 水浸法检测 102
4．8．2 水浸平探头的运用 105
4．8．3 水浸聚焦探头的运用 106
复习题 110
第5章 横波检测 111
5．1 斜探头发射的横波声场 111
5．1．1 近场影响区长度 111
5．1．2 指向性 112
5．2 横波检测的基本工作方式 114
5．3 检测条件选择的考虑 115
5．4 横波检测前的准备 116
5．4．1 斜探头性能的测定 116
5．4．2 时间基线的调整 118
5．4．4 距离幅度曲线的制作及检测灵敏度的调整 121
5．4．3 入射点、折射角和测定范围的综合校正 121
5．5 检测作业 122
5．5．1 扫查 122
5．5．2 缺陷位置的确定 123
5．5．3 缺陷当量值的确定 126
5．5．4 缺陷长度的测定 128
5．6 横波检测时侧壁的影响 130
复习题 131
第6章 瑞利波和蓝姆波检测 132
6．1 瑞利波检测 132
6．1．1 瑞利波的产生 132
6．1．2 时间基线及灵敏度的调整 133
6．1．3 缺陷的检测 134
6．2 蓝姆波检测 135
6．2．1 蓝姆波的激励 137
6．2．2 模式的选择 138
复习题 140
6．2．3 缺陷的探测 140
第7章 铸锻件的超声波检测 142
7．1 铸件的超声波检测 142
7．1．1 铸件及铸件超事波检测的特点 142
7．1．2 检测方法和检测条件的选定 143
7．1．3 铸件中缺陷的评定 145
7．1．4 铸件超声检测的例子 145
7．2 锻件的超声波检测 147
7．2．1 锻件中常见缺陷 147
7．2．2 轴类锻件的超声波检测 149
7．2．3 饼类锻件的检测 153
7．2．4 筒类锻件的检测 154
复习题 157
8．1．1 普通钢板 158
8．1．2 复合板 158
第8章 板材的超声波检测 158
8．1 板材的制造方法及常见缺陷 158
8．2 中厚板的超声波检测 159
8．2．1 检测的方法 159
8．2．2 板材的纵波扫查方法 161
8．2．3 纵波扫查使用的频率和扫查灵敏度 162
8．2．4 纵波检测图形及缺陷评定 162
8．2．5 横波单斜探头法 164
8．3 复合板的超声波检测 165
8．3．1 复合板的结合面回波 165
8．3．2 复合板的检测 166
8．4 薄板的超声波检测 167
8．4．1 蓝姆波法 167
8．4．2 穿透反射法 168
复习题 169
第9章 管材的超声检测 170
9．1 管材超声波横波接触法检测基础 170
9．1．1 折射角和内表面入射角 170
9．1．2 跨距和声程 172
9．2 直接接触法(包括间隙扫查法) 174
9．2．1 对比试验样管 174
9．2．2 折射角 175
9．2．3 测定范围 175
9．2．4 检测灵敏度 175
9．2．5 由曲面引起的折射角的扩散 175
9．2．6 扫查注意点 175
9．2．7 探头横波接触法 176
9．3 水浸法 176
9．3．1 水浸检测的基本方法 177
9．3．2 聚焦声束宽度的影响 181
9．4 厚壁管检测法 181
复习题 183
第10章 棒材的超声波检测 184
10．1 棒材的制造方法及常见缺陷 184
10．2 棒材超声波检测的特点 184
10．2．1 直探头径向垂直入射时的情况 184
10．2．2 斜探头径向斜入射时的情况 187
10．3 大直径轧棒的超声波检测 188
10．4 较小直径轧制棒材的检测 189
10．5 细棒的检查 191
10．6 灵敏度的调整和缺陷的评定 191
复习题 194
11．1 预备知识 195
11．1．1 焊接法概要 195
第11章 焊缝的超声波检测 195
11．1．2 焊缝的接头形式 196
11．1．3 焊缝坡口形式 197
11．1．4 焊接缺陷 198
11．2 平板对接焊缝的超声波检测 200
11．2．1 探测面的修整 200
11．2．2 检测条件的选择 200
11．2．3 扫查 201
11．2．4 薄板对接焊缝的检测 203
11．3 T字形焊缝、角焊缝及搭接焊缝的检测 204
11．4 干扰回波 205
11．4．1 干扰回波的判别 205
11．4．2 一些典型干扰回波的例子 206
复习题 209
12．1．1 纵波速度的测量 210
第12章 材料声速、声衰减及厚度的测量 210
12．1 声速的测量 210
12．1．2 横波速度的测量 211
12．2 声衰减的测量 212
12．2．1 视在衰减值的测量方法 212
12．2．2 视在衰减值的给出 215
12．3 超声测厚 215
12．3．1 共振法 215
12．3．2 脉冲反射法 216
复习题 218
实验指导 220
第一部分 仪器性能、探头(纵波)性能、仪器—探头组合性能的测定 220
实验一 仪器水平线性的测定 220
实验二 仪器垂直线性的评定 221
实验三 分贝调节器准确度的测定 223
实验四 纵波直射单探头近场长度的测定 225
实验五 纵波直射单探头在近场和远场区中声束横截面上声压的分布 227
实验六 仪器-探头组合性能测试之一：深度分辨力的测定 229
实验七 仪器-探头组合性能测试之二：灵敏度和信噪比的测定 232
实验八 双晶纵波探头性能的测试 234
第二部分 纵波检测 236
实验九 时间基线的校准及缺陷深度的测定 236
实验十 探测灵敏度的调整 238
实验十一 传输损失值的测定及其在调灵敏度时的应用 240
实验十二 用AVG图求缺陷当量 242
实验十三 反射体延伸度的估测 244
实验十四 侧面再反射形成迟到回波 246
第三部分 横波检测 247
实验十五 横波斜探头入射点和折射角的测定 247
实验十六 波束指向性的测定 250
实验十七 零点校正与时间基线按声程的校准 253
实验十八 横波检测灵敏度的调整和分辨力的评估 255
实验十九 用横波斜探头检测时反射体的定位 260
实验二十 缺陷当量值的确定、缺陷延伸度的估测 262
第四部分 瑞利波和蓝姆波检测 264
实验二十一 关于瑞利波的实验 264
实验二十二 蓝姆波的实验 267
第五部分 试件的检验 270
实验二十三 中厚板的检验—水浸法 270
实验二十四 轴类的检验 272
实验二十五 管材的检验 275
实验二十六 平板对接焊缝的检验 277
实验用试块示意图及编号 279
附录A 一些物质的密度和声速 289
附录B 一些物质界面上的纵波声压反射系数(平面波、法线入射) 290
参考文献 291