超聲波檢測(cè)技術(shù)及應(yīng)用（第2版）

目錄前言第1章 超聲波檢測(cè)概述 11.1 機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波 11.1.1 振動(dòng) 11.1.2 機(jī)械波 31.1.3 次聲波、聲波和超聲波 51.2 波的類型 61.2.1 按質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向分類 61.2.2 按波陣面的形狀分類 81.2.3 按振動(dòng)的持續(xù)時(shí)間分類 101.3 超聲波的傳播速度 111.3.1 固體介質(zhì)中的縱波、橫波與表面波聲速 111.3.2 液體、氣體介質(zhì)中的聲速 131.4 波的疊加、干涉、衍射和惠更斯原理 141.4.1 波的疊加與干涉 141.4.2 駐波 151.4.3 惠更斯原理 151.5 超聲場(chǎng)的特征值 171.5.1 聲壓P 171.5.2 聲阻抗Z 181.5.3 聲強(qiáng)I 181.5.4 貝爾與分貝 191.6 超聲平面波在大平界面上垂直入射的行為 221.6.1 超聲波在單一的平面界面的反射和透射 221.6.2 多層平面界面垂直入射 261.7 超聲波傾斜入射到界面時(shí)的反射和折射 291.7.1 斜入射時(shí)界面上的反射、折射和波形轉(zhuǎn)換 291.7.2 臨界角 311.7.3 斜入射時(shí)反射系數(shù)、折射系數(shù)和往復(fù)透射率 331.7.4 超聲波在規(guī)則界面上的反射、折射和波形轉(zhuǎn)換規(guī)律 361.8 超聲波的聚焦與發(fā)散 391.8.1 聲壓距離公式 391.8.2 球面波在平界面上的反射與折射 401.8.3 平面波在曲界面上的反射與折射 411.8.4 球面波在曲界面上的反射和折射 441.9 超聲波發(fā)射聲場(chǎng)及規(guī)則反射體的回波聲壓 471.9.1 縱波發(fā)射聲場(chǎng) 471.9.2 橫波發(fā)射聲場(chǎng) 571.9.3 聚焦聲源發(fā)射聲場(chǎng) 621.9.4 規(guī)則反射體的回波聲壓 641.10 超聲波的衰減 701.10.1 衰減的原因 701.10.2 衰減方程與衰減系數(shù) 711.10.3 衰減系數(shù)的測(cè)定 73第2章 超聲波檢測(cè)設(shè)備及器材 752.1 超聲波檢測(cè)儀 752.1.1 超聲波檢測(cè)儀概述 752.1.2 A型脈沖反射式超聲波檢測(cè)儀的一般工作原理 762.1.3 儀器主要開(kāi)關(guān)旋鈕的作用及其調(diào)整 802.1.4 數(shù)字式檢測(cè)儀 802.1.5 超聲波檢測(cè)儀的維護(hù)保養(yǎng) 842.2 相控陣超聲波檢測(cè)儀 852.2.1 相控陣超聲波檢測(cè)技術(shù)原理 852.2.2 相控陣探頭的發(fā)射與接收 862.2.3 相控陣超聲波的掃描方式 862.2.4 相控陣檢測(cè)儀關(guān)鍵技術(shù)參數(shù) 882.3 超聲波TOFD檢測(cè)儀 902.3.1 超聲波TOFD檢測(cè)基本原理 902.3.2 超聲波TOFD檢測(cè)系統(tǒng)構(gòu)成 912.3.3 超聲波TOFD掃描方式 912.4 鐵路專用超聲波檢測(cè)設(shè)備 922.4.1 A型顯示超聲波自動(dòng)檢測(cè)機(jī) 922.4.2 鐵路車輛輪軸B掃描或C掃描超聲波自動(dòng)檢測(cè)機(jī) 932.4.3 輪軸相控陣超聲波自動(dòng)檢測(cè)機(jī)介紹 942.4.4 車輪輪輞超聲波數(shù)字成像檢測(cè)系統(tǒng) 962.4.5 制動(dòng)盤超聲波自動(dòng)檢測(cè)機(jī) 982.5 超聲波探頭 992.5.1 壓電效應(yīng) 992.5.2 壓電材料的主要性能參數(shù) 1002.5.3 探頭的種類和結(jié)構(gòu) 1022.5.4 探頭型號(hào) 1112.6 耦合劑 1132.6.1 耦合劑的作用 1132.6.2 耦合劑要求 1132.6.3 耦合劑及其聲阻抗 1132.7 試塊 1142.7.1 試塊的作用 1142.7.2 試塊的分類 1142.7.3 國(guó)內(nèi)外常用試塊簡(jiǎn)介 1152.8 儀器和探頭的性能 1302.8.1 超聲波檢測(cè)儀器的主要性能 1302.8.2 探頭的主要性能 1312.8.3 超聲波檢測(cè)儀器和探頭的組合性能 1322.8.4 超聲波檢測(cè)儀、探頭及其組合性能的測(cè)試方法 1332.8.5 周期性能校驗(yàn) 138第3章 超聲波檢測(cè)方法和通用檢測(cè)技術(shù) 1393.1 超聲波檢測(cè)方法概述 1393.1.1 按原理分類 1393.1.2 按波形分類 1423.1.3 按探頭數(shù)目分類 1443.1.4 按探頭接觸方式分類 1463.2 儀器與探頭的選擇 1473.2.1 檢測(cè)儀的選擇 1473.2.2 探頭的選擇 1473.3 表面耦合損耗的測(cè)定和補(bǔ)償 1493.3.1 耦合損耗的測(cè)定 1493.3.2 補(bǔ)償方法 1503.4 檢測(cè)儀掃描速度（范圍）的調(diào)節(jié)及缺陷的定位 1503.4.1 基于模擬式檢測(cè)儀掃描速度的調(diào)節(jié) 1503.4.2 基于數(shù)字式檢測(cè)儀的調(diào)校 1523.4.3 缺陷位置的測(cè)定 1533.5 檢測(cè)靈敏度的調(diào)節(jié)及缺陷的定量 1583.5.1 檢測(cè)靈敏度的調(diào)節(jié) 1583.5.2 缺陷大小的測(cè)定 1713.6 缺陷自身高度的測(cè)定 1753.6.1 表面波波高法 1763.6.2 表面波時(shí)延法 1763.6.3 橫波串列式雙探頭法 1773.6.4 相對(duì)靈敏度20dB法 1783.6.5 衍射波法 1793.6.6 端部最大回波法 1793.6.7 TOFD檢測(cè)法 1803.6.8 相控陣檢測(cè)法 1813.7 影響缺陷定位、定量的主要因素 1813.7.1 影響缺陷定位的主要因素 1823.7.2 影響缺陷定量的因素 1843.8 缺陷性質(zhì)分析 1893.8.1 根據(jù)加工工藝分析缺陷性質(zhì) 1893.8.2 根據(jù)缺陷特征分析缺陷性質(zhì) 1893.8.3 根據(jù)缺陷波形分析缺陷性質(zhì) 1893.8.4 根據(jù)底波分析缺陷的性質(zhì) 1933.8.5 缺陷類型識(shí)別和性質(zhì)估判 1943.9 非缺陷回波的判別 1963.9.1 遲到波 1963.9.2 61°反射 1973.9.3 三角反射 1993.9.4 其他非缺陷回波 1993.10 側(cè)壁干涉 2013.10.1 側(cè)壁干涉對(duì)檢測(cè)的影響 2013.10.2 避免側(cè)壁干涉的條件 2023.11 表面波檢測(cè) 2033.11.1 表面波的性質(zhì) 2033.11.2 表面波的產(chǎn)生 2043.11.3 人工缺陷對(duì)表面波的反射 2053.11.4 棱邊的反射 2053.11.5 影響表面波傳播的其他因素 2063.12 板波檢測(cè) 2073.12.1 板波的種類 2073.12.2 板波的產(chǎn)生 2083.12.3 蘭姆波的傳播特點(diǎn) 2093.12.4 板波檢測(cè)的一般程序 2093.13 超聲波檢測(cè)目的與時(shí)機(jī) 210第4章 鑄鍛件超聲波檢測(cè) 2114.1 鑄件超聲波檢測(cè) 2114.1.1 鑄件的基礎(chǔ)知識(shí) 2114.1.2 常見(jiàn)缺陷 2114.1.3 鑄件分類 2124.1.4 鑄件的特點(diǎn) 2124.1.5 鑄件超聲波檢測(cè)的特點(diǎn) 2124.1.6 檢測(cè)技術(shù)要點(diǎn) 2134.2 鍛件超聲波檢測(cè) 2164.2.1 鍛件的基礎(chǔ)知識(shí) 2164.2.2 常見(jiàn)缺陷 2174.2.3 鍛件分類 2184.2.4 鍛件檢測(cè)方法概述 2194.2.5 軸類鍛件的檢測(cè) 2204.2.6 盤類鍛件的檢測(cè) 2214.2.7 筒類鍛件的檢測(cè) 2214.2.8 檢測(cè)技術(shù)要點(diǎn) 2224.2.9 掃查 2244.2.10 缺陷位置和大小的確定 2244.2.11 質(zhì)量評(píng)定 2264.2.12 軌道交通裝備用車軸相關(guān)知識(shí) 226第5章 板材、棒材超聲波檢測(cè) 2295.1 板材超聲波檢測(cè) 2295.1.1 鋼板加工及常見(jiàn)缺陷 2295.1.2 檢測(cè)方法 2295.1.3 探頭與掃查方式的選擇 2325.1.4 探測(cè)范圍和靈敏度的調(diào)整 2345.1.5 缺陷的判別與測(cè)量 2345.1.6 鋼板質(zhì)量分級(jí) 2355.2 棒材超聲波檢測(cè) 2355.2.1 棒材及棒材中的主要缺陷 2355.2.2 棒材超聲波檢測(cè)的特點(diǎn) 2365.2.3 棒材超聲波檢測(cè)技術(shù) 2385.3 管材超聲波檢測(cè) 2395.3.1 管材中的主要缺陷 2395.3.2 管材橫波檢測(cè)技術(shù)基礎(chǔ) 2405.3.3 小直徑薄壁管檢測(cè) 2435.3.4 大直徑薄壁管檢測(cè) 249第6章 焊接接頭超聲波檢測(cè) 2516.1 焊接基礎(chǔ)知識(shí) 2516.1.1 焊接方法 2516.1.2 焊接接頭形式 2526.1.3 焊接坡口形式 2536.1.4 常見(jiàn)焊接缺陷 2546.2 焊接接頭超聲波檢測(cè)通用技術(shù)及要求 2566.2.1 檢測(cè)方法和檢測(cè)等級(jí) 2566.2.2 檢測(cè)區(qū)域和檢測(cè)移動(dòng)區(qū)域 2576.2.3 探頭 2576.2.4 耦合劑 2606.2.5 超聲波檢測(cè)儀掃描速度的調(diào)節(jié) 2606.2.6 參考靈敏度的設(shè)定方法和距離-波幅曲線（DAC） 2606.2.7 掃查方向要求 2616.2.8 常用的掃查方式 2626.2.9 傳輸修正 2636.2.10 缺陷回波性質(zhì)判斷 2646.2.11 非缺陷回波的分析 2676.2.12 缺陷的定量 2686.3 對(duì)接接頭檢測(cè) 2696.3.1 檢測(cè)條件的選擇 2696.3.2 掃查 2706.3.3 質(zhì)量評(píng)定 2716.4 其他形式接頭的超聲波檢測(cè) 2736.4.1 T形接頭、角接接頭超聲波檢測(cè) 2736.4.2 管座接頭超聲波檢測(cè) 2746.5 其他材料焊接接頭超聲波檢測(cè) 2756.5.1 鋁合金焊接接頭超聲波檢測(cè) 2756.5.2 奧氏體型不銹鋼焊接接頭超聲波檢測(cè) 275第7章 軌道交通裝備典型零部件超聲波檢測(cè)應(yīng)用 2787.1 車軸超聲波檢測(cè) 2787.1.1 車軸缺陷的種類及其產(chǎn)生的原因 2787.1.2 車軸超聲波檢測(cè)技術(shù)要求 2807.1.3 檢測(cè)工藝方法 2817.1.4 缺陷波形特征及分析 2857.1.5 質(zhì)量控制 2897.2 輪對(duì)壓裝部位疲勞裂紋超聲波檢測(cè) 2907.2.1 疲勞裂紋的產(chǎn)生和危害 2907.2.2 檢測(cè)方法 2917.2.3 檢測(cè)工藝技術(shù) 2917.2.4 常見(jiàn)波形分析 2947.2.5 質(zhì)量判定 3017.3 空心軸超聲波檢測(cè) 3027.3.1 空心車軸超聲波檢測(cè)方法 3027.3.2 檢測(cè)技術(shù)要求 3027.3.3 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 3057.4 車軸輪座接觸不良的超聲波檢測(cè) 3057.4.1 接觸不良的危害 3057.4.2 接觸不良的超聲波檢測(cè) 3057.4.3 接觸不良反射波形分析 3087.5 車輪超聲波檢測(cè) 3087.5.1 車輪的生產(chǎn)流程 3087.5.2 車輪加工和主要缺陷 3087.5.3 檢測(cè)方法概述 3097.5.4 檢測(cè)裝置 3097.5.5 檢測(cè)系統(tǒng)組成 3107.5.6 試塊 3107.5.7 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 3107.6 球墨鑄鐵曲軸超聲波檢測(cè) 3117.6.1 球墨鑄鐵曲軸缺陷的種類及其產(chǎn)生的原因 3117.6.2 球鐵曲軸的超聲波檢測(cè) 3137.6.3 波形特征 3147.7 制動(dòng)盤超聲波檢測(cè) 3157.7.1 制動(dòng)盤制造工藝及常見(jiàn)缺陷 3157.7.2 制動(dòng)盤失效機(jī)理 3157.7.3 制動(dòng)盤超聲波檢測(cè)要點(diǎn) 3157.8 螺栓的超聲波檢測(cè) 3177.8.1 螺栓的基本知識(shí) 3177.8.2 超聲波檢測(cè)工藝及質(zhì)量控制 320第8章 超聲波檢測(cè)工藝及質(zhì)量控制 3208.1 工藝文件的管理 3208.1.1 標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范 3208.1.2 工藝規(guī)程、工藝卡（單） 3218.1.3 無(wú)損檢測(cè)工藝文件 3218.1.4 記錄與報(bào)告 3258.1.5 工藝試驗(yàn) 3268.1.6 工藝驗(yàn)證 3268.2 質(zhì)量控制 3298.2.1 人員的控制 3298.2.2 無(wú)損檢測(cè)設(shè)備與器材的管理 3298.2.3 工藝文件的管理 3308.2.4 檢測(cè)環(huán)境的控制 3308.2.5 檢測(cè)參數(shù)的控制 330第9章 超聲波檢測(cè)實(shí)驗(yàn) 3319.1 儀器與直探頭的綜合性能測(cè)定 3319.2 儀器與斜探頭的綜合性能測(cè)定 3339.3 直探頭（SPK）的應(yīng)用（一） 3379.4 傳輸修正的測(cè)定 3389.5 直探頭DAC曲線的制作 3409.6 直探頭（SPK）的應(yīng)用（二） 3419.7 雙晶探頭（SEPK）的應(yīng)用 3429.8 焊接接頭的超聲波檢測(cè) 3439.9 實(shí)驗(yàn)用試塊示意圖 344附錄 國(guó)內(nèi)外常用超聲波檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)目錄 347參考文獻(xiàn) 356