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目录1

1．序言1

1.1 无损检验1

1.2 超声检验法概述1

1.3 超声探伤法的发展2

1.4 日本的超声探伤法3

2．超声波5

2.1 概述5

2.2 波动论6

2.2.1 波6

2.2.2 波动的种类7

2.2.3 波长与速度8

2.2.4 波动的形式11

2.2.5 波动论与几何光学12

2.2.6 声的强度13

2.2.7 脉冲连续波和傅里叶解析14

2.3 声波的发射16

2.3.1 声波的产生和接收16

2.3.2 振子发射的声波17

2.3.3 活塞声源的指向性18

2.3.4 格状声源的指向性22

2.4 平面的反射折射22

2.4.1 垂直反射和往复通过率22

2.4.2 层面反射24

2.4.3 驻波和共振26

2.4.4 折射和反射27

2.4.5 斜入射的效率28

2.4.6 角反射31

2.5 缺陷的反射率31

2.5.1 反射率的定义31

2.5.2 圆形平面缺陷的反射率32

2.5.3 矩形平面缺陷的反射率33

2.5.4 球形缺陷的反射率34

2.5.5 圆柱形缺陷的反射率34

2.5.6 曲面的反射率35

2.5.7 投影面积相同的缺陷的反射率35

2.5.8 缺陷的反射指向性和反射率的降低36

2.5.9 视在反射率36

2.6 近场和缺陷的反射率38

2.6.1 固体中脉冲的处理38

2.6.2 近场（液体中）38

2.6.3 近场的探伤40

2.6.4消除近场干涉条纹的方法45

2.7 板中的波动48

2.7.1 板波的种类48

2.7.2 板波的相位速度49

2.7.3 脉冲波的速度和相位速度50

2.7.4 板波的位移分布52

2.8 超声波的衰减53

2.8.1 衰减的表示53

2.8.2 衰减的原因53

2.8.3 散射衰减55

2.8.4 液体中的衰减60

2.8.5 高分子物质中的衰减60

2.9 其他理论61

2.9.1 多普勒效应61

2.9.2 透镜效应61

2.9.3 衍射65

2.9.4 散射67

3．探伤仪69

3.1 探头69

3.1.1 探头的种类69

3.1.2 直探头69

3.1.3 斜探头、表面波探头70

23．板波的相位速度 472

3.1.4 水浸探头73

3.1.5 其他特殊探头74

3.1.6 探头使用注意事项76

3.1.7 高频电缆77

3.2.2 振子材料78

3.2 电声转换78

3.2.1 压电现象78

3.2.3 探头的电声转换效率和振子的机械Q值80

3.3 连续波型探伤仪81

3.4 脉冲型探伤仪82

3.4.1 同步电路82

3.4.2 脉冲（振荡）电路83

3.4.3 接收电路85

3.4.4 扫描电路91

3.4.5 示波管91

3.4.6 存储示波管93

3.4.7 其他93

3.5.1 共振法和超声厚度计99

3.5 共振式超声厚度计99

3.5.2 可听式超声厚度计100

3.5.3 直视式超声厚度计102

3.5.4 裂纹检测仪105

3.5.5 超声厚度计的自动连续记录106

3.6 探伤仪的特性107

3.6.1 探伤仪的特性107

3.6.2 围绕使用目的的特性107

3.6.3 探伤仪具有的电气性能111

3.7.1 比较器方式113

3.7 衰减测量器113

3.7.2 衰减器（电阻衰减器）方式117

4.1 直接接触垂直法121

4．探伤法121

4.1.1 各种参数的设定122

4.1.2 伤的位置的判定方法123

4.1.3 伤的大小的测定124

4.1.4 探伤点的确定方法124

4.1.5 需要注意的问题125

4.1.6 近表面伤的探伤法125

4.1.7 应用例125

4.2 斜角探伤法126

4.2.1 斜角探伤的基础126

4.2.2 装置的校准129

4.2.3 探伤条件的设定130

4.2.4 扫查方法131

4.2.5 缺陷位置的判定132

4.2.6 缺陷形状的推定135

4.2.7 缺陷大小的推定137

4.3 表面波探伤法139

4.3.1 表面波的性质139

4.3.2 表面波的发生方法139

4.3.3 脉冲的传播状态140

4.3.4 人工伤的反射141

4.3.5 棱线（角）的反射142

4.3.6 应用例145

4.4 板波探伤法145

4.4.1 板波的发生145

4.4.2 板波的传播148

4.4.3 连续波的板波探伤法150

4.4.4 板波厚度测定法151

4.4.5 板波探伤步骤的一例151

4.4.6 板波探伤法的应用例152

4.5 水浸法153

4.5.1 水浸法的原理和特征153

4.5.2 水浸法的探伤图形153

4.5.3 水浸法声波的折射和反射154

4.5.4 水浸法的指向性155

4.5.5 声透镜及其效应155

4.5.6 应用水浸法的注意事项157

4.6 穿透法159

4.6.1 穿透法的原理和种类159

4.6.2 穿透法的特征160

4.6.3 连续穿透法（单纯穿透法）161

4.6.4 共振穿透法163

4.6.5 脉冲穿透法166

4.7 共振法166

4.7.1 超声厚度计的工作原理166

4.7.2 超声厚度计的特征168

4.7.3 超声厚度计的厚度测定170

4.7.4 超声厚度计的声速测定和材质判断172

4.8 △法173

4.8.1 △法的原理和特征173

4.8.2 △法的应用方法175

4.8.3 △法的应用例176

5．图形表示、记录方式和仪表化179

5.1 概论179

5.2 A显示及其变型180

5.2.1 A显示180

5.2.2 A显示图形的观测方法181

5.2.3 A显示的变型182

5.3.1 B显示184

5.3 B显示及其变型184

5.3.2 B显示的变型185

5.4.1 C显示186

5.4.2 C显示的变型186

5.4 C显示及其变型186

5.5 其他表示法187

5.5.1 立体表示法187

5.5.2 直视声象法（直接成象法）187

5.5.3 仪表指示法188

5.6 自动扫查器188

5.6.1 自动扫查法的种类和优点188

5.6.2 一般用途的自动扫查器189

5.6.3 螺旋扫查器190

5.6.4 平行程序扫查器191

5.6.5 Z形扫查器及其他191

5.6.6 同步装置194

5.7 记录器195

5.7.1 概述195

5.7.2 A、B、C显示摄影法197

5.7.3 用存储示波管显示198

5.7.4 笔式记录器198

5.7.5 用传真记录200

补遗（5.5.2声象直观法补遗）201

6．测定法203

6.1 声速测定203

6.1.1 利用脉冲反射法的简易测定法203

6.1.2 利用厚度计的简易测定法203

6.1.3 应用迟到反射波的声速测定法204

6.1.4 固体弹性常数的测定205

6.1.5 利用脉冲干涉法的声速测定205

6.1.6 振呜循环（Sing Around）方式207

6.2 衰减测定209

6.2.1 衰减测定的目的209

6.2.2 衰减的表示方法209

6.2.3 衰减常数210

6.2.4 衰减常数测定法211

6.2.5 反射损失及其补偿212

6.2.6 声场补偿215

6.2.7 试块的制作及测量装置的几个问题218

6.2.8 衰减测定用的基准块219

6.2.9 衰减测定的具体方法220

6.2.10 从棒材圆柱面测定衰减常数的方法220

6.3 指向性的测定221

6.4.2 使用半圆形试块的穿透法224

6.4 折射角测定224

6.4.1 折射角测定方法的种类和一般注意事项224

6.4.4 使用板状试块棱角反射波的反射法225

6.4.3 使用圆孔反射波的反射法225

6.5 探头特性测定226

6.5.1 振子的共振频率226

6.5.2 探头产生的近声场的测定227

6.5.3 转换效率测定227

6.6 探伤仪的特性测定228

6.6.1 阻塞特性228

6.6.2 灵敏度229

6.6.3 放大线性230

6.6.5 远距离分辨力232

6.6.4 时间轴线性的测定232

6.6.7 其他特性234

6.6.6 频率测定234

7．图形的影响因素237

7.1 概论237

7.2 探伤仪238

7.3 探头及高频电缆239

7.4 探头的接触状态240

7.5.1 衰减与频率的关系241

7.5 超声波衰减241

7.5.2 伤波及底波243

7.5.3 异常反射波244

7.6 干涉244

7.6.1 近场244

7.6.2 侧面的反射245

7.7 折射246

7.7.1 应力引起的声速变化246

7.7.2 超声波的折射状况248

7.8 探伤面250

7.8.1 探伤面的加工状况250

7.8.2 探伤面的形状252

7.9 底面253

7.9.1 底面形状的影响253

7.9.2 倾斜底面254

7.10 壁面256

7.11 缺陷257

7.11.1 缺陷位置的影响258

7.11.2 缺陷形状的影响259

7.11.3 缺陷性质的影响265

7.11.4 缺陷对透过性的影响267

8.1.2 对比试块和灵敏度标准试块271

8．灵敏度标准试块271

8.1 概论271

8.1.1 超声探伤仪的灵敏度表示271

8.1.3 标准试块的各种型式272

8.1.4 标准试块的原材料273

8.2 各国的灵敏度标准试块274

8.3 日本的灵敏度标准试块274

8.4 学振灵敏度标准试块275

8.4.1 学振Ⅰ型灵敏度标准试块275

8.4.2 学振Ⅱ型灵敏度标准试块276

8.4.3 学振Ⅲ型灵敏度标准试块（JIS G型灵敏度标准试块，STB-G）277

8.4.4 学振Ⅲ型灵敏度标准试块（JIS-STB-G）使用方法279

8.5 斜角探伤装置特性试验试块282

8.5.1 JIS-STB-A1（IIW型试块）282

8.5.2 JIS-STB-A1的使用方法283

8.5.3 小型标准试块285

8.5.4 B．S．的标准试块286

8.6.1 人工缺陷的种类和特征287

8.6 斜角探伤灵敏度标准试块287

8.6.2 JIS-STB-A2288

8.6.3 JIS-STB-A2的使用方法289

8.6.4 用JIS-STB-A1（IIW型试块）调整探伤灵敏度292

8.6.5 B．S．标准试块293

8.6.6 利用平底孔的灵敏度标准试块293

8.6.7 NAVSHIPS（美国海军）的标准试块294

8.6.8 ASME（美国机械学会）的标准试块294

8.6.9 车轴灵敏度标准试块295

8.6.10 人工缺陷的形状、大小和反射脉冲高度295

8.7.2 使用方法296

8.7 板波探伤标准试块NDI-STB-P1296

8.7.1 规格的简述296

9.1.1 锻钢的一般情况299

9．金属材料的探伤299

9.1 锻件299

9.1.2 轴类310

9.1.3 铝及其合金的锻件315

9.1.4 其他金属锻件316

9.2 厚钢板316

9.2.1 厚钢板探伤的要领317

9.2.2 厚钢板的探伤图形318

9.2.3 和切断试验结果的对应关系320

9.2.4 与机械性能的关系322

9.2.5 探伤时的注意事项323

9.2.6 厚钢板探伤的实例325

9.2.7 检查的方法、标准和基准326

9.3 薄板和线材的探伤327

9.3.2 垂直穿透法探伤327

9.3.1 用斜角法检查夹层327

9.3.3 板波法探伤328

9.3.4 线材的检查329

9.3.5 镀层厚度的测定329

9.4 管材330

9.4.1 电孤焊接管的探伤330

9.4.2 电焊管的探伤330

9.4.3 无缝钢管的探伤331

9.5 焊缝334

9.5.1 探伤准备335

9.5.2 对接焊缝339

9.5.4 搭接填角焊缝344

9.5.3 T型填角焊缝344

9.5.5 埋钢支承块的T型焊缝345

9.5.6 其他焊缝345

9.5.7 探伤结果的记录346

9.5.8 关于探伤面的修理和接触介质NDI 202委员会的规定348

9.6.1 粘接部350

9.6 粘接部和配合部350

9.6.2 配合部356

9.7 条棒、型材357

9.7.1 钢棒357

9.7.2 钢轨358

9.7.3 铍铜合金扁平棒359

9.7.4 铝合金（型材、板材）360

9.7.5 高强度铝合金棒的探伤例362

9.8 铸件362

9.8.1 铸件超声探伤的特点362

9.8.2 铸钢件363

9.8.3 铸铁件366

9.8.4 有色金属铸件367

9.9 结晶组织369

9.9.1 组织和衰减369

9.9.2 组织和异常反射波376

9.9.3 超声波衰减和机械性能379

9.10 厚度测定380

9.10.1 脉冲法和共振法380

9.10.2 板面的腐蚀对厚度测定的影响381

9.10.3 腐蚀度测定例383

9.10.4 高温部分的厚度测定384

9.11 内应力384

9.11.1 残余应力的测定384

9.11.2 内部变形状况的检测386

9.11.3 应力分布引起的超声波折射387

9.12 原子反应堆材料和其他特殊金属材料388

9.12.1 核燃料388

9.12.2 用MA显示法对多缺陷材料等的检查392

9.12.3 烧结金属393

10．非金属材料的探伤395

10.1 概述395

10.2 混凝土395

10.2.1 共振测定法395

10.2.2 打击测定法397

10.2.3 用表面波对道路的检查397

10.2.4 超声测定法398

10.2.5 温度特性401

10.3 人造石墨401

10.3.1 脉冲宽度变窄和探头402

10.3.2 石墨的声速和衰减403

10.3.3 裂纹的检出403

10.4 瓷器404

10.3.4 石墨的高温特性404

10.5 矿脉和岩石406

10.6 木材408

10.7 橡胶、塑料和其他409

10.8 医学方面的应用412

11．探伤图形、记录及其分类417

11.1 探伤图形、记录417

11.2 探伤图形、记录的分类法417

11.2.1 按反射脉冲大小的分类417

11.2.2 按A显示波形的分类419

11.2.3 以A显示波形及其变化状况为基础的分类419

11.2.4 以反射脉冲的大小及其发生数目为基础的分类422

11.2.5 考虑反射脉冲的大小、发生数和分布等的分类422

11.2.6 按反射脉冲高度和反射脉冲连续长度的分类423

12．对超声探伤的考虑方法425

12.1 超声探伤的诸问题425

12.2 超声探伤的用法和考虑方法426

12.3 标准的制定方法427

13．装置的维修428

13.1 故障和维修的概述428

13.1.1 概述428

13.1.2 故障的原因428

13.1.3 故障的一般性质429

13.1.4 可靠性430

13.1.5 维修431

13.1.6 维修条件431

13.2 超声探伤仪的维修432

13.2.1 准备432

13.2.2 步骤和要领432

13.2.3 探伤仪本身故障的发现和处理435

13.2.4 探头和高频电缆437

13.2.5 平时保养的要点438

14．自动探伤法439

14.1 自动探伤439

14.2 探伤方式439

14.2.1 脉冲方式439

14.2.2 连续波方式439

14.3 自动探伤速度440

14.4 自动探伤装置的构成和机能440

14.4.1 由探头区分的探伤方式441

14.4.2 探头及其保持机构444

14.4.3 闸门装置446

14.6.3 动态实验447

14.4.4 显示部分449

14.5.1 钢板453

14.5 自动探伤应用例453

14.5.2 管材454

14.5.3 型材和条钢454

14.6.1 工件456

14.6.2 静态实验456

14.5.4 钢轨探伤456

14.6 自动化的发展方法456

14.6.4 实用装置457

附录459

1．流体中的波动方程式459

2．固体中的波动方程式459

5．平面波的解460

4．波动方程式的解460

3．速度势460

6．关于一般座标轴的平面波的方程式461

7．复数的表示和标记法462

8．柱面波的解462

9．球面波的解463

10．从振动面的声源求任意点的声场的方法463

11．圆形柱塞声源的中心轴上的声场464

12．圆形柱塞声源的远场464

13．矩形柱塞声源的远场465

14．固体中的指向性466

15．群声源的指向性466

16．流体中界面处的反射折射467

17．固体中界面处的反射折射468

18．液体→固体的反射、折射469

20．固体→真空（≈空气）的反射470

21．平面缺陷的反射（液体中的刚体）470

19．固体→液体的反射、折射470

22．圆柱和球形缺陷的反射（液体中的刚体）471

24．板波的位移分布473

25．圆棒的波动474

26．方棒的波动474

27．Love波474

28．群速度475

29．散射衰减理论476

30．富里叶级数482

31．在不同物质的界面处有第三种物质层时的反射和透过483

1．超声探伤标准术语485

资料485

2．相关术语492

2.1 西德标准492

2.2 国际焊接学会（I．I．W．）术语492

2.3 英国标准492

3．超声波图表492

3.1 液体中的声速492

3.2 液体中超声波的衰减495

3.3 固体中的声速和弹性495

3.4 固体中超声波的衰减500

3.5 固体的泊松比与声速比（CS/CL）504

3.6 板波的型式和声速506

3.7 超声波发射、接收用振子的诸常数509

4．分贝换算表510

5.2 折射511

5.1 斜入射的反射511

5．反射和折射511

5.3 各种物质界面处的声压反射率（平面波法线入射）513

5.4 各种物质的超声波穿透程度（概略值）514

6．指向性515

6.1 圆形振子515

6.2 菊型电极振子518

6.3 矩形振子519

7．标准521

7.1 日本工业标准521

7.2 日本造船相关工业会（1960）521

7.3 车轴超声探伤基准（1957）国铁工作局522

7.4 NDIS 日本非破坏检查协会标准522

7.5 HPIS 日本高压技术协会标准524

7.6 省令、告示526

7.7 潜水艇艇体探伤实施细则（防卫厅）528

7.8 日本锻钢会标准529

7.9 水管焊缝的标准530

7.10 日本建筑学会标准（计划）531

7.11 ASTM （美国材料试验学会）通用标准531

7.12 ASTM 关于钢板532

7.13 ASTM 关于锻件534

7.14 ASTM关于钢管534

7.15 ASME锅炉和压力容器标准535

7.16 SNT（无损检验学会）537

7.17 BS（英国标准）538

7.18 西德标准538

7.19 超声探伤法评定基准研究会暂定标准539

8．超声探伤法的文献542

9．有关超声探伤专利一览542