比较细，较高的频率可以获得较高的分辨力。一般探头的直径 为Φ10mm～Φ25mm，对于较大面积的钢板为提高工作效率可 采用较大直径的探头，对于较薄的钢板为减小近场区影响应使 用双晶直探头或采用小直径的探头, 探头选用应符合表7.1的要 求。
板厚，㎜
6～20 ＞20～40 ＞40～250
表7.1板材超声波检测探头选用
这些缺陷有的是钢水本身产生，如脱氧时加脱氧剂造成，或炼 钢炉混入钢水中的耐火材料等，这些缺陷在钢锭中位置没有一 定规律，故出现在钢板中位置也无序。 分层是以上缺陷轧制而成，大多与钢平行，且具有固定走向。 为平面状缺陷，严重时形成完全剥离的层状裂纹，对小的点状 夹杂物则形成小的局部分层。
பைடு நூலகம்
折叠和重皮—钢板表面局部形成互相折合的双层金属，基本 平行于表面。存在于表面
超声检测
第七章 板材和管材超声检测
7.1钢板超声检测
板材分类(从超声检测的角度) ： 薄板δ<6mm 中板6mm≤δ≤40 mm 厚板δ>40mm
薄板—常用板波检测法（5.3.4）；
中厚板—垂直入射法 （垂直板面入射的纵波直探头检测法）
7.1.1钢板中常见缺陷
分层、折叠和重皮、白点、裂纹 分层—是板坯中缩孔、夹渣等在轧制过程中未融合而形成的分 离层。存在于内部 分层破坏了钢板的整体连续性，影响钢板承受垂直板面的拉应 力作用的强度。
采用底波多次反射法探伤应满足下面三条件：
1.工件的探伤面与底面互相平行，确保产生多次反射。 （如工件加工倾斜就不合适）；
2.钢板材质晶粒度必须均匀，保证无缺陷处底面多次反射 波次数的稳定。（各次相同）；
3.材质对超声波的衰减要小。保证反射底波有足够数量， 以利探伤观察。一般碳钢、不锈钢均能满足这些条件。
液浸法是探头与钢板通过一层耦合液体（常用水）来耦合 如图所示。
为使钢板上（耦合液体/钢）下（钢板底面）表面的多 次反射波不互相干扰，常调整液体层厚度使耦合液体/钢界 面的反射波和钢板底面多次反射波重合，这种方法称为多次 重合法,如图所示。
当耦合液体/钢界面的界面波S第2、3、4……次反射波分 别与钢板的第1、2、3……次底波一一重合时，称为一次重合 法；当耦合液体/钢界面的第2、3、4……次反射波分别与钢板 的第2、4、6……次底波重合时，称为二次重合法。依此类推
7.1.3板材超声波检测过程
7.1.3.1表面要求 钢板检测时表面为轧制面，当表面比较粗糙或氧化皮较为
严重时，应做适当的处理，如用钢丝刷及打磨等。一般选取钢 板的任意一个轧制面进行检测，如有需要也可选上下两个轧制 面进行检测。
7.1.3.2探头选用 探头的频率一般为2.5MHz～5MHz，这是因为钢板的晶粒
例1：用超声波水浸法检测厚度为32mm的钢板，若采用四次重合法
检测，求水层厚度？
H n c液 4 1480 32 32mm
c钢
5900
应用水浸多次重合法检测不仅可以减小近场区的影响，而
且可以根据多次底波衰减情况来判断缺陷严重程度，一般常用
四次重合法。
对充水直探头的要求： ① 为满足多次重合法要求，水层厚度要连续可调。 ② 调至不同厚度时，必须保证发射的声束与钢板表面垂直。 ③ 充水探头内水套管内径必须大于最大水层厚度时声束直径。 ④ 进出水口位置应大于最大水层可调厚度，且出水口应小于进水口，保证 水套充满水。 ⑤ 探伤时应及时注意排除水中气泡。或采用消泡剂去除气泡。
一次重合法
二次重合法
三次重合法
四次重合法
一般较为常用的是四次重合法。液浸法超声波检测中，耦 合液体层厚度的确定可由（7.1）式通过计算求得：
t液
t钢
4H液 c液
2H液 c液
2n
c钢
H
n c液
c钢
H－耦合液体层厚度 n－重合次数（即一次重合法n=1、二次重合法n=2） c液－耦合液体中的声速 c钢－钢中的声速 δ－钢板厚度
大缺陷
在钢板检测中值得 注意的是：当板厚 较薄且板中缺陷较 小时，各次底波之 前的缺陷波开始几 次逐渐升高，然后 再逐渐降低。这种 现象是由于不同反 射路径声波互相叠 加造成的，因此称 为叠加效应，如图 所示。
图中F1只有1条路径，F2比F1多三条路径，F3比F1多五条 路径。路径多，叠加能量多，缺陷回波高。但当路径进一步增 加时，衰减也迅速增加，这时衰减的影响比叠加效应更大，因 此缺陷波升高到一定程度后又逐渐降低。
在钢板检测中，若出现叠加效应，一般应根据F1来评价缺 陷。只有当板厚δ＜20mm时，才以F2来评价缺陷，这主要是 为了减小近场区的影响，用F2和B2评价时，基准灵敏度应以第 二次反射波校准。
叠加效应条件：a 小缺陷 b 中心部位 c 一般25mm以下 （10-25）mm。
7.1.2.2液浸法（充液耦合法）
7.1.2.1直接接触法
探头通过薄层耦合剂与工件接触 进行检测。当探头位于被检对象完好 区（无缺陷）时，显示屏上显示多次 等距离的底波，无缺陷波。
无缺陷
当探头位于缺陷较小的区域（缺 陷截面小于声束截面积）时，显 示屏上缺陷回波与底波共存，底 波有所下降。
小缺陷
当探头位于缺陷较大区域（缺陷截面 大于等于声束截面积）时，显示屏上 只有缺陷的多次反射波，底波消失。 与液浸法区别是耦合层较薄，耦合剂 /钢板的界面反射波在始脉冲宽度以 内在显示屏上看不到。
有直接接触法和水浸法。采用的探头有聚焦或非聚焦的单晶 直探头、双晶直探头。
采用单晶直探头检测，在调节检测仪扫描线时，一般采
用多次底波反射法，即在示波屏上显示多次反射底波。这样 不仅可以根据缺陷波来判定缺陷情况，而且可根据底波衰减 情况来判定缺陷情况。只有当板厚很大时才采用一次底波或 二次底波法。一次底波法示波屏上只出现钢板界面回波与一 次底波，只考虑界面回波与底波B1之间的缺陷波。
白点—是钢板在轧制后冷却过程中氢原子来不及扩散而形成 的，白点的断裂面呈白色，多出现在厚度大于40mm的钢板 中，属于氢至裂纹。存在于内部
裂纹—轧制工艺和温度不合适时造成。存在于钢板表面，偶 尔在内部。裂纹较少见，如轧制工艺稳定，这类缺陷不常见。
7.1.2 检测方法
中厚板一般采用脉冲反射式垂直入射法检测，耦合方式