超声三级考试秘笈

超声考试知识点整理

1.不同情况下的工件厚度选择：

1）不等厚对接接头在确定灵敏度、质量分级和试块选择时按薄侧来，特别是CSK-ⅡA-1和

CSK-ⅡA-2选择时不能以厚代薄（CSK-ⅡA-2 /3可以），因为两块试块的横孔长度不同，灵敏度不同。（如35对接45，试块只能选CSK-ⅡA-1，然后用二次波覆盖到45的范围，或者加工一块更厚的

CSK-ⅡA-1试块，增加深度50的横孔来覆盖，不能直接选择CSK-ⅡA-2）。

2）插入式管接头为筒体（封头）厚度，安放式管接头为接管厚度，T型接头为腹板厚度（看焊缝厚度以哪个为基准）

2.工艺验证方法

工艺验证是针对特定的仪器和探头组合在检测对象上的灵敏度和信噪比验证，可以在对比试块、模拟试块或直接在检测对象上进行，验证内容包括检测范围内最大声程处的灵敏度和信噪比能否满足检测要求。步骤如下：

1）确定仪器和探头（工艺验证是针对仪器和探头组合的，任何一个改变都得重新做工艺验证）；

2）根据检测对象（焊缝对应的板厚、板材厚度、锻件厚度等）在相应的试块上做DAC曲线，曲线的最大孔深要正好超过所检测的范围（一次波为T，二次波为2T，T为板厚）；

3）根据检测对象对应的灵敏度要求，查找基准灵敏度的值（如φ2×40-18则记为a=18），最大声程处的灵敏度余量要求不小于10dB（标准4.2.2.2.3.7规定），如果有横向裂纹检测要求则增加6dB（记为b=6），耦合补偿（表面补偿、衰减差异等，记为c），则总dB数为（a+b+c+10）dB；

4）将做好的DAC曲线先增益（a+b+c）dB，在此基础上继续增益直至最远处声程的基准灵敏度曲线达到基准波高（如20%或某一值），记下此时的dB数N1，继续增益使得电噪声水平达到之前确定的基准波高，记下此时的dB数N2，则N2-N1≥10dB认为符合要求。方法2：将做好的DAC曲线上最小孔深处调整至80%基准波高，记录下此时的dB数Y1，同时标记好最远声程处的曲线高度，继续增益直至电噪声水平达到先前标记的最远处声程的曲线高度，记下此时的增益值Y2，则Y2-Y1≥（a+b+c+10）dB 认为符合要求。

3.焊接接头检测区宽度和探头移动区宽度

检测区宽度：焊缝本身加上熔合线两侧各10mm，检测区厚度为工件厚度加上焊缝余高；

探头移动区宽度：采用一次波（直射波）法为≥0.75P，二次波（一次反射波）法为≥1.25P。

4.影响耦合的因素：耦合层厚度的影响（半波透声层或特别薄）；表面粗糙度的影响；耦合剂声阻抗的影响（Z越大则透声性越好耦合越好）；工件表面形状的影响（平面＞凸面＞凹面）

5.K值选择的考虑因素：1）声束应能扫查到整个检测区截面；2）声束中心线尽量与可能出现的危险性缺陷垂直；3）尽量用一次波检测，减少误判并保证有足够的灵敏度。

6.焊缝检测在条件允许时尽量采用较大K值探头的原因：1）尽量增大一次波的覆盖范围；2）与坡口面的夹角尽量大，缺陷回波尽量高，提高主要危害性缺陷检出率。

7.探头的基本性能：中心频率、频带宽度、脉冲宽度、相对脉冲回波灵敏度、电阻抗（静电容）

仪器探头组合性能：水平线性、垂直线性、组合频率、灵敏度余量、分辨力、信噪比、盲区（仅限直探头）

8.近场区、盲区、未扩散区：近场区是最后一个声压极大值处所对应的长度；盲区是仪器和探头共同决定的，取决于始脉冲宽度和阻塞时间，是不能用于检测的部分；未扩散区是不存在扩散衰减的区域，对于理想圆盘波源定为波束宽度不超过圆盘直径的区域。对于直探头，f越大，N越大，盲区越小。

9.标准试块和对比试块：具有规定的化学成分、表面粗糙度、热处理和几何形状，用于仪器和探头系统性能校准，因此标准试块是统一定好的，不能自己设计和更改，共有CSK-ⅠA、DZ-Ⅰ和DB-P Z20-2三块；对比试块是指与被检件或化学成分相似，含有意义明确参考反射体的试块，用于检测校准的试块。

10.校准或核查周期：每年一次（校准）：仪器和探头组合性能中的水平线性、垂直线性、组合频率、

灵敏度余量、分辨力、衰减器精度、盲区（仅限直探头时）

每6个月一次（运行核查）：水平线性、垂直线性

每3个月一次（运行核查）：灵敏度余量、分辨力和盲区（仅限直探头时）

每次检测前（检查）：仪器设备器材外观、线缆连接和开机信号显示、斜探头的

前沿和K值（注意事项：以上每项工作之前应将仪器的抑制、滤波等开关置于关

或最低水平）

11.超声检测的相关因素内容包括：工件材质/规格（工件厚度、曲率半径等）、检测面（单双面/侧、内外等）、检测技术（接触法/液浸法、直/斜探头）、仪器、探头、耦合剂、校准（试块及校准方法）、扫查方向/范围、扫查方式（手动/自动）、缺陷定量方法、数据采集方式、人员资格、报告要求等。

12.检测时机：1）焊接完成后，并清除可能影响检测的飞溅、氧化皮、焊渣、焊瘤、表面成型不良等；2）有延迟裂纹倾向的应在焊后24h（球罐为36h）再检测，有再热裂纹倾向的应在热处理后再增加一次检测；3）锻件原则上应在热处理后，开孔、开槽等精加工工序之前进行，便于减小盲区，发现热处理产生的缺陷。

13仪器和探头系统性能复核

时间点：仪器、探头、耦合剂改变时；怀疑扫描量程或灵敏度；连续工作4h以上；工作结束时。

扫描量程复核：任意一点在扫描线上的偏移量超过该点读数的10%或者全扫描量程的5%，则应重新调整扫描量程并对上次复核以来的所有检测部位复检。

扫查灵敏度复核：检测范围内如发现DAC曲线任意一深度人工反射体回波幅度下降2dB，则需要复检（存在漏检风险），若上升2dB则应重新评定（可能误判）。

14.板对接焊缝探伤K值选择注意事项：1）根据工件厚度在标准表25中选择K值范围；2）根据检测等级选择斜探头数量；3）如果为单面检测时，应根据一、二次波声束覆盖要求：K≥（a+b+l0）/T

15.带宽、脉冲宽度、频率、波长、穿透力、分辨力、灵敏度、阻尼电阻、发射强度、探头阻尼关系

阻尼电阻↓+探头阻尼↑，则频带越宽、脉冲越窄、频率↑、波长↓、分辨力↑、穿透力↓、发射强度↓、灵敏度↓

16.采用削薄处理的对接焊缝斜探头检测时注意事项：1）斜面对检测的影响相当于减小了K值，因此在斜面检测时应采用较大的K值，如果是双侧检测，应注意采用两种K值；2）在斜面反面进行检测时应注意不能采用二次波，会有变形波干扰；

3）对缺陷定位时应进行修正，可采用计算法或图表法确定。

17.对于管座角焊缝，当从接管内壁进行直探头检测时能否采用底波调节灵敏度？

答：不能。接管角焊缝属于Ⅰ型焊接接头，根据标准表27规定，斜探头和直探头的检测灵敏度要求是一样的，都必须采用φ2的DAC曲线，因此不能采用底波法来调节灵敏度。

18.对于复合板，从基材侧检测和覆材侧检测结果是否一致？

答：由于复合板是以底波消失法来评定缺陷的，而底波是否消失主要取决于未结合的面积和声束的横截面积，由于探头声束是扩散的，声束的横截面积随着声程增大而扩大，所以对于一个确定的未结合而言，检测的声程越大则底波越高，因此一般而言，覆材侧的检测结果严于基材侧的检测结果。

19.能否通过不锈钢复合层对基材焊缝进行检测？

答：不能。标准未规定相应的试块和探头，奥氏体不锈钢晶粒较粗，对超声衰减大。另外，奥氏体不锈钢与低合金钢相比，声速和声阻抗都有差异，这会导致检测时对缺陷定位不准、检测灵敏度降低以及信噪比降低等，所以无法通过不锈钢复合层对基材焊缝进行检测。

20.单面双侧与双面检测相比，其缺点是什么？如何优化？

答：主要缺点是检测面一侧存在盲区，对此可采用高频率、大K值、小晶片探头或双晶斜探头对盲区进行补充检测。

21.对带不锈钢堆焊层的检测，从基材侧检测与从堆焊层侧检测各有何优缺点？

答：基材侧检测的优点是不受堆焊层表面状态的影响，耦合较好；适合与在役容器堆焊层的检测，缺点是只适合于表面相互平行的工件的检测，缺陷定位不准确，基材材质和表面状态对检测有影响。

堆焊层检测的优点是不受工件形状的影响，对缺陷定位准确，判别缺陷信号容易，对堆焊层下母材中裂纹的检测效果较好，缺点是受堆焊层表面状态影响较大。

制造过程中的探伤应以堆焊层侧为主，在堆焊层检测有困难或在役检查时，母材侧探伤也可以作为一种替代方法。

22.当在接管内表面进行斜探头检测时，有哪些注意事项？

答：1）DAC曲线的灵敏度应采用与检测面曲率相适用的RB-C试块进行修正；2）检测前后应进行时基线和检测灵敏度的校准和复核；3）对缺陷定位时应进行修正，可采用计算法或图表法确定缺陷位置；4）对于缺陷的指示长度应进行修正再评定。

23.带堆焊层的焊缝进行检测时，如何根据工序选择合适的检测方法？理由是什么？

答：基层焊接完成后进行MT（有要求时）、UT或TOFD，合格后进行复合层堆焊，然后对堆焊层进行PT 检测，最后对接头整体进行射线检测，热处理、水压试验后若有相关要求则进行MT或PT。原因如下：1）基层焊接完成后把焊缝根部磨平，有利于进行UT检测，而且在基层焊接接头中存在超标缺陷时也容易进行返修，且不会影响到复合层的焊接质量；2）堆焊层的材质属于不锈钢，所以对堆焊层进行PT

检测；3）当UT、PT检测合格后再进行射线检测，能够对基层和复合层全焊缝射线检测，而UT在复合层堆焊后对基层根部和复合层的检测存在困难。

24检测应力腐蚀裂纹最有效的是哪种检测方法？为什么？

答：磁粉检测是最有效的方法。原因如下：

应力腐蚀裂纹是一种表面裂纹，属于表面缺陷，而检测表面缺陷的方法包括磁粉、渗透和涡流检测。渗透适合于表面开口型缺陷，应力腐蚀裂纹开口宽度很小；涡流检测能检测表面和近表面缺陷，但较难检出焊缝表面存在的细微裂纹；磁粉检测适合于检测铁磁性材料的表面和近表面缺陷，灵敏度高于渗透检测。

25.针对小管径环缝检测，在选择探头时应考虑哪些因素？

答：1）考虑探头尺寸与工件接触面应尽量耦合良好，探头接触面在R＞W2/4时（W为探头宽度），可采用平板试块调节灵敏度，探头尺寸越小，接触面越小，耦合越好，当不满足此要求时应采用GS试块调节灵敏度；

2）探头前沿应尽可能短，焊缝被一次波扫查的范围才能尽可能大；

3）当只能从单侧进行扫查时应采用两种或以上K值探头进行检测，为了检测根部未焊透，应选择一个K1探头；

4）要选择盲区小、杂波少、没有明显双峰、有足够的灵敏度的性能良好的探头；

5）K值选择要符合标准要求的范围，不能偏小（一次波扫查范围小），不能太大（表面波增多，干扰大，实际灵敏度较低）。

26.一般在什么情况下需要对钢板进行斜探头检测？

答：1）合同有要求时；2）需要检测分层以外的缺陷，如白点、裂纹等。

27.B级检测和C级检测的主要区别是什么？如果采用B级检测会有什么缺点？

答：主要区别：

1）C级检测要求对斜探头经过的母材区域要进行直探头进行检测，B级不用；

2）对于C级要求两种K值探头进行双面双侧检测时，而B级可采用两种K值单面双侧或双面单侧或一种K值双面双侧进行检测；

3）工件厚度大于40mm的对接接头C级要求增加对焊缝的直探头检测；

4）对于单侧坡口角小于5°的窄间隙焊缝，C级要求增加对与坡口面平行缺陷的检测。

B级缺点：对于厚板，采用单面双侧检测时存在较大的盲区，可能会造成盲区内的缺陷漏检。

28.根据C级检测要求，如在用直探头对母材区域检测时发现可记录缺陷，应如何处理？

答：如果缺陷对检测造成影响，则应改变检测技术，如改变探头的折射角等。如果不能进行超声检测，则应采用其他检测方法，如射线检测等。

29.对于大尺寸的筒体（直径远大于500）常规A、B类焊缝，超声检测时有哪些相同点和不同点？答：相同点：都属于I型焊接接头，检测技术等级、试块、探头、频率、灵敏度要求，纵向缺陷和横向缺陷的检测方法，扫查方式，质量分级等都相同。

不同点：1）A类焊缝对缺陷进行水平和深度定位时，应根据K值及筒体尺寸进行修正；

2） A类焊缝在外圆检测时应考虑潜在的K值要求，即sinβ≤Di/Do（超过时声束达不到内面）； 3）A类焊缝外表面检测时，检测面宽度比平板焊缝略大些，缺陷显示深度比平板焊缝小，内表面检测时，检测面宽度比平板略小些，缺陷显示深度比平板大；

4）B类焊缝可按平板方法检测；

5）在封头侧检测B类焊缝时应注意K值选择隐藏条件（同2），对缺陷定位应注意按1）进行修正；

30.对于插入式接管角焊缝，各个检测面的特点是什么？

答：1）接管内表面直探头检测时，主要检测管侧未熔合及焊缝中其他缺陷；

2）封头或筒体内表面斜探头检测时，主要检测坡口未熔合、根部未焊透及焊缝中其他缺陷；

3）接管内表面斜探头检测时，缺陷波深度大于接管壁厚，在接管外表面检测时，缺陷波深度大于2倍的接管壁厚；

4）探头在筒体内/外表面作与筒体轴线平行扫查时，按平板工件方法对缺陷进行定位和测量，作与筒体轴线垂直方向探测时（即横向缺陷检测），按纵缝方法对缺陷定位和测量；

5）探头对封头上接管角焊缝检测时，应进行筒体纵缝方式进行修正。

31.对于UT检测发现的超标缺陷进行返修，程序和要求是什么?

答：首先应对缺陷进行清除并开坡口，对于铁磁性材料应采用磁粉检测I级合格，直至缺陷彻底清除。然后采用评定合格的焊接工艺由持证焊工进行补焊，然后对补焊表面进行磁粉检测，当补焊深度超过

6mm时还应进行UT检测按原标准验收合格。

32.超声检测在用和在制的主要区别是什么？

答：1）可达性不同，在用设备一般可达性差，有的空间狭小，有的需要拆保温，受到很多局限性；

2）缺陷性质不同，在用检测的新生缺陷主要是腐蚀减薄、应力腐蚀裂纹、疲劳裂纹等，与工况和介质有关；

3）检测目的不同，在用检测主要是判定缺陷是否使用过程中产生，制造缺陷是否有扩展，质量评级标准与在制也不同，并且要求对缺陷定性和测量自身高度；

4）在用的检测环境与在制也区别较大，更为恶劣，甚至可能影响检测结果，如表面平整度、粗糙度、温度等都会有影响。

33.球罐对接焊缝超声检测从内壁扫查和从外壁扫查有何差异？

答：外壁检测工作环境条件好，对内壁近表面缺陷可用一次波检测，灵敏度高；内壁检测工作环境条件差，对内壁近表面缺陷需要用二次波检测，灵敏度低。对外壁近表面缺陷，两者正好相反。

34.如何对超声仪器、探头和试块进行管理，以保证检测的有效性和可靠性？

答：1）器材在采购时应提供合格证书，避免购买缺乏质量保证的产品，并加强验收测试；

2）使用中的设备、探头和试块应定期进行性能检定，并有检定标识，保证在有效期内使用；

3）对于特定产品使用的仪器和探头还需要满足产品的特殊要求，满足近表面分辨力、灵敏度和信噪比等实际检测需求；

4）要保证仪器、探头、耦合剂、电缆线对特定产品的适用性；

5）对于检测要求严格的工件，要尽量采用同一仪器和探头组合检测，以保证检测结果的一致性； 6）对于易损的探头和试块应经常进行性能校验，检测时要根据变化进行相应的修正。

35.对于长度特别长（＞3米）而宽度又较小的锻件能否采用大平底法进行长度方向的检测？

答：不适合。因为1）声程太长，仪器灵敏度余量不够；2）声程太长，所需的灵敏度较高，使得远场信噪比急剧下降，检测可靠性较低；3）声程太长，声束扩散较大，边缘检测时容易产生侧壁干涉，可用纵波+横波组合检测代替。

36.锻件检测时引起底波降低的因素有哪些？

答：1）缺陷的影响；2）耦合差异，检测面的状态差异，如油污、氧化皮、异物、表现沟槽等；3）地面有吸声的附着物，如油污等；4）锻件本身的组织差异，如晶粒度不一样；5）探头原因，如保护膜破损等引起的差异。

37.幻象波产生的原因及消除措施

答：幻象波是由于探头前一次激发的声波在工件内未完全衰减，与下一次激发的声波在工件内相遇产生的混响，因此消除幻象波的根本是使声能的衰减时间大于两次激发的间隔时间，跟仪器的重复频率、工件的声衰减和工件形状特征等因素相关。

消除措施：1）降低仪器的重复频率；2）增大工件的声衰减，如增加探头频率、采用更小晶片尺寸的探头等。