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第一章 超声波检测原理和物理基础1

第一节 振动和波动1

一、振动的概念1

二、谐振动2

三、波动2

四、超声波的特性4

第二节 超声波的传播5

一、波形和波阵面5

二、连续波和脉冲波6

三、波的叠加、干涉和驻波现象以及惠更斯原理6

四、超声波的波型8

五、超声波的波速10

六、超声波的声压、声强和声特性阻抗12

第三节 平界面上的垂直入射15

一、超声波在单一平界面上的反射和透射15

二、超声波在多层平界面上的反射和透射18

第四节 平界面上的斜入射19

一、斜入射时界面上的反射、折射和波型转换20

二、声压反射系数22

三、声压往复透射系数23

四、超声波在规则界面上的反射、折射和波型转换25

第五节 超声波聚焦和发散28

一、平面波入射至弯曲面上的反射回波28

二、球面波入射至弯曲面上的反射回波29

三、平面波透过曲面透镜后的聚焦和发散29

第六节 声波的衰减30

一、产生衰减的原因30

二、衰减系数31

三、衰减系数的测定31

复习思考题32

第二章 超声波发射声场与规则反射体的回波声压33

第一节 超声波的获得和超声场33

一、超声波的获得33

二、超声场33

第二节 超声波发射声场33

一、圆盘波源辐射的纵波声场33

二、矩形波源辐射的纵波声场39

三、近场区在两种介质中的分布40

四、实际声场与理想声场的比较41

第三节 横波发射声场43

一、假想横波波源43

二、横波声场的结构44

第四节 超声波的绕射、散射和对规则反射体的回波声压47

一、超声波的绕射和散射47

二、远声场中各种规则反射体的回波声压48

三、缺陷声压反射系数及其应用49

四、制作AVG曲线52

复习思考题56

第三章 超声波探伤仪和探头57

第一节 超声波探伤仪57

一、超声波探伤仪的特点57

二、模拟式超声波探伤仪的一般工作原理和基本组成57

三、数字智能探伤仪60

四、超声波探伤仪的维护保养63

五、自动检测设备63

六、超声波测厚仪64

第二节 超声波探头66

一、压电效应及压电材料67

二、压电材料的主要性能参数67

三、探头的种类和结构69

四、探头的型号71

第三节 超声波检测试块73

一、试块的分类73

二、试块的要求和维护73

三、国内外常用试块简介73

第四节 超声检测系统的性能86

一、检测仪的性能86

二、探头的性能及测试88

三、超声检测仪和探头的组合性能及测试91

复习思考题95

第四章 超声波检测技术96

第一节 超声波检测方法的分类96

一、按原理分类96

二、按波型分类99

三、按探头数目分类100

四、按探头接触方式分类102

五、按显示方式分类103

第二节 超声波探伤仪的调节及常用性能指标的测试105

一、衰减器衰减误差的测试106

二、垂直线性误差的测试106

三、动态范围的测试108

四、水平线性误差的测试108

五、直探头的测试110

六、斜探头的测试114

七、双晶直探头的测试116

第三节 脉冲反射式超声波检测的技术要求118

一、检测仪的选择119

二、探头的选择119

三、耦合剂的选择121

四、检测面的准备121

五、材质衰减和耦合损耗的测定122

第四节 超声纵波检测技术125

一、扫描速度的调节125

二、检测灵敏度的调节126

三、缺陷的定位127

四、缺陷尺寸的测量129

第五节 超声横波检测技术134

一、横波扫描速度的调节134

二、横波检测面为平面时缺陷的定位136

三、横波周向检测圆柱曲面时缺陷的定位140

四、横波检测时缺陷的定量141

第六节 缺陷自身高度的测定142

一、端点衍射波法142

二、端部最大回波法145

三、半波高度法146

第七节 缺陷性质的分析与判别147

一、缺陷性质的估判依据148

二、缺陷性质的估判程序148

三、缺陷类型的识别149

第八节 影响缺陷定位、定量的主要因素152

一、影响缺陷定位的主要因素152

二、影响缺陷定量的因素154

复习思考题157

第五章 钢板超声波检测158

第一节 钢板生产加工过程中可能产生的缺陷158

第二节 钢板直探头超声纵波检测159

一、对探伤仪的要求159

二、检测方式和扫查面161

三、缺陷的测定与记录161

四、缺陷的评定方法163

五、缺陷的评定和报告163

第三节 钢板斜探头超声横波检测165

一、探头和试块的选用165

二、基准灵敏度的确定165

三、扫查方法166

四、验收标准166

第四节 复合钢板超声波检测166

一、探头的选用166

二、基准灵敏度的确定166

三、对比试块167

四、检测工艺168

五、检测方法169

六、未接合缺陷的评定169

第五节 钢板超声波自动检测173

一、钢板超声波自动检测系统173

二、对比试块173

三、检测灵敏度174

四、检测方法175

五、缺陷的评判175

复习思考题175

第六章 钢管超声波检测176

第一节 钢管中常见的缺陷176

第二节 钢管的超声波检测方法177

一、钢管超声横波检测177

二、周向检测时缺陷的定位180

三、探头入射点与折射角的测定180

第三节 小直径钢管的超声波检测182

一、接触法检测182

二、液浸法检测183

第四节 大直径薄壁钢管超声波检测188

一、纵波垂直入射检测法189

二、横波周向检测法189

三、横波轴向检测法190

复习思考题190

第七章 锻件和铸件超声波检测191

第一节 铸件和锻件的内部缺陷191

一、铸件内部常见缺陷191

二、锻件内部常见缺陷192

三、铸件和锻件超声波检测的特点193

第二节 碳素钢锻件的超声波检测194

一、探头和试块的选用194

二、检测技术196

三、灵敏度的确定197

四、工件材质衰减系数的测定197

五、缺陷当量的确定198

六、缺陷记录199

七、质量分级等级评定200

八、钢锻件超声横波检测200

九、缺陷性质分析201

十、非缺陷回波分析203

十一、常见缺陷的波形特征204

第三节 奥氏体钢锻件的超声波检测208

一、直探头检测209

二、斜探头检测210

第四节 铸件的超声波检测210

一、检测条件的选择210

二、灵敏度的调整和缺陷的检测211

三、耦合衰减的测定214

四、不同类型缺陷的评定216

复习思考题221

第八章 铁素体钢焊缝超声波检测222

第一节 铁素体钢焊缝常见缺陷222

第二节 钢板对接焊缝的检测225

一、检测准备225

二、距离-波幅曲线的绘制与应用228

三、扫查方式234

四、缺陷位置的测定236

五、纵向接头焊缝的检测方法237

六、缺陷大小的测定243

七、焊缝质量评级243

八、校验灵敏度244

第三节 小径管对接焊缝超声波检测245

一、小径管焊缝的检测特点245

二、检测条件的选择245

三、检测位置及探头移动区246

四、耦合剂247

五、距离-波幅曲线的绘制247

六、扫查247

七、缺陷定量的检测247

八、缺陷的评定248

九、质量分级248

第四节 角焊缝超声波检测248

一、角焊缝的检测249

二、检测条件的选择249

三、仪器的调整249

四、扫查检测250

五、缺陷的质量分级252

第五节 钢结构用T、K、Y形管节点焊缝的超声波检测253

一、T、K、Y形管节点焊缝的结构与检测方法253

二、检测条件的选择254

三、仪器的调整255

四、缺陷的测定与判别256

第六节 焊接缺陷性质的估判258

一、对接焊缝的根部定位及缺陷判定258

二、双面焊缝中间未焊透的检测260

三、不同缺陷的回波动态波形261

四、缺陷的识别265

五、缺陷尺寸的估计与缺陷检测程序268

第七节 检测工艺和检测报告范例269

复习思考题289

第九章 奥氏体不锈钢和有色金属焊缝超声波检测290

第一节 奥氏体不锈钢焊缝超声波检测290

一、奥氏体不锈钢的组织特点及检测难点290

二、检测条件的选择291

三、对比试块291

四、仪器调节291

五、检测准备292

六、扫查292

七、缺陷记录293

八、缺陷评定293

九、质量分级294

第二节 堆焊层超声波检测294

第三节 铝焊缝超声波检测297

一、铝焊缝的特点与常见缺陷297

二、检测条件的选择298

三、检测准备298

四、扫查299

五、缺陷的定量检测299

六、铝焊缝质量评定与分级299

复习思考题300

第十章 超声波检测新技术301

第一节 衍射时差法检测技术301

一、衍射时差法检测技术概述301

二、衍射时差法检测原理302

三、衍射时差法检测应用实例310

第二节 超声相控阵检测技术314

一、超声相控阵检测技术概述314

二、超声相控阵检测原理315

三、超声相控阵典型检测工艺325

第三节 超声导波检测技术331

一、超声导波概述331

二、超声导波检测原理333

三、超声导波检测典型应用实例339

复习思考题346

试题库347

一、判断题 试题347

答案366

二、选择题 试题351

答案366

三、简答题 试题362

答案367

四、计算题 试题363

答案371

参考文献379