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叢書名：軌道交通裝備無損檢測人員資格培訓及認證系列教材
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- 作者：萬升云等著
- 出版時間：2021/12/1
- ISBN：9787111672173
- 出 版 社：機械工業(yè)出版社
- 中圖法分類：TN958.92
- 頁碼：
- 紙張：膠版紙
- 版次：
- 開本：16開
本書是一本相控陣超聲波檢測人員資格鑒定認證的培訓教材，由中國中車焊接和無損檢測培訓中心組織行業(yè)專家按照ISO/TR 25107—2016《無損檢測 無損檢測人員培訓大綱》、GB/T 9445—2015《無損檢測 人員資格鑒定與認證》和EN473/ISO 9712—2015《無損檢測 人員資格鑒定與認證》標準要求編寫而成。
本書共分12章，主要內(nèi)容包括：概述、超聲波檢測物理基礎(chǔ)、探頭、聲束合成、相控陣掃描顯示和掃查方式、相控陣超聲波檢測儀器、相控陣超聲波檢測系統(tǒng)校準檢查、檢測靈敏度、檢測和結(jié)果評定、相控陣超聲波檢測技術(shù)在軌道交通領(lǐng)域中的應(yīng)用、相控陣超聲波檢測技術(shù)的其他應(yīng)用和工藝規(guī)程等。
本書既注重理論與實踐應(yīng)用的結(jié)合，又緊跟現(xiàn)代科學技術(shù)的發(fā)展，并及時介紹國內(nèi)外相控陣超聲波檢測的新觀點和新技術(shù)。本書除作為相控陣超聲波檢測人員資格鑒定認證培訓教材外，也可供各企業(yè)生產(chǎn)一線人員、質(zhì)量管理及檢測人員、安全監(jiān)督人員、工藝技術(shù)人員、研究機構(gòu)及大專院校相關(guān)專業(yè)師生學習參考。
本書是一本無損檢測人員學習和考證的培訓教材，由中車及眾多行業(yè)權(quán)威專家編著，為國內(nèi)首本實用性的相控陣培訓教材，與超聲波檢測技術(shù)及應(yīng)用、目視檢測技術(shù)及應(yīng)用、磁粉檢測技術(shù)及應(yīng)用、滲透檢測技術(shù)及應(yīng)用構(gòu)成了無損檢測培訓系列教材，適合從事無損檢測方面的企業(yè)生產(chǎn)一線人員、質(zhì)量管理及檢測人員、安全監(jiān)督人員、工藝技術(shù)人員、研究機構(gòu)及大專院校相關(guān)專業(yè)師生閱讀學習。
相控陣超聲波檢測技術(shù)是超聲波檢測方法的新興技術(shù)，目前應(yīng)用于醫(yī)學和工業(yè)領(lǐng)域，在生命安全、設(shè)備和裝備制造、檢修、運行，以及在產(chǎn)品質(zhì)量的保證，提高生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本等方面正發(fā)揮著越來越大的作用。
相控陣超聲波檢測技術(shù)應(yīng)用的正確性、規(guī)范性、有效性及可靠性，一方面取決于所采用的技術(shù)和裝備水平，另一方面取決于檢測人員的知識水平和判斷能力。無損檢測人員所承擔的職責要求他們具備相應(yīng)的無損檢測理論知識和綜合技術(shù)素質(zhì)。因此，必須制訂相應(yīng)的規(guī)則和程序，對相控陣超聲波檢測相關(guān)人員進行培訓與考核，鑒定他們是否具備這種資格。
為進一步提高軌道交通裝備行業(yè)無損檢測技術(shù)保障水平和能力，研究并建立與國際慣例接軌、適應(yīng)新時期發(fā)展需要的軌道交通行業(yè)無損檢測人員合格評定制度勢在必行。鑒于國內(nèi)外有關(guān)相控陣超聲波檢測方面的著作較少，并且沒有適用于軌道交通行業(yè)無損檢測人員資格鑒定與認證要求的教材。為此，中國中車焊接和無損檢測培訓中心組織行業(yè)專家編寫了本書。
全書共分為概述、超聲波檢測物理基礎(chǔ)、探頭、聲束合成、相控陣掃描顯示和掃查方式、相控陣超聲波檢測儀器、相控陣超聲波檢測系統(tǒng)校準檢查、檢測靈敏度、檢測和結(jié)果評定、相控陣超聲波檢測技術(shù)在軌道交通領(lǐng)域中的應(yīng)用、相控陣超聲波檢測技術(shù)的其他應(yīng)用和工藝規(guī)程等12章。
本書通俗易懂，簡明扼要，圖文并茂，是廣大相控陣超聲波檢測人員培訓、日常檢測的工具書，也可作為設(shè)計、工藝、管理及檢驗人員了解相控陣超聲波檢測的參考資料。
本書結(jié)合技能操作人員的特點，力求實用，并盡量與歐盟及國際上通行的無損檢測等級技術(shù)培訓及認證要求相適應(yīng)。
在本書的編寫過程中，中車科技質(zhì)量與信息化中心、中車戚墅堰機車車輛工藝研究所有限公司各級領(lǐng)導及中車無損檢測技術(shù)委員會各位委員提供了寶貴的建議和支持，培訓中心的各位同仁進行了缺陷圖譜的研制、拍攝、收集及整理工作，并在文字校對等方面做了大量具體的工作，在此向他們表示真誠的謝意。
由于編者水平有限，難免存在諸多不足之處，懇請廣大讀者不吝指正。愿本書能夠為軌道交通裝備行業(yè)無損檢測人員水平的提高、保證無損檢測技術(shù)的正確應(yīng)用和促進無損檢測專業(yè)的發(fā)展起到積極的推動作用。
本書編寫過程中得到了許多國內(nèi)外同行專家的指導和支持，謹此致謝！
著者2021年5月16日
前言
第1章 概述1
1.1相控陣超聲波檢測技術(shù)的發(fā)展1
1.2相控陣超聲波檢測的優(yōu)點和局限性1
1.2.1優(yōu)點1
1.2.2局限性2
第2章 超聲波檢測物理基礎(chǔ)3
2.1波的反射3
2.2波的折射3
2.3波的衍射3
2.4偏振3
2.5干涉4
2.6相干波源4
2.7惠更斯原理4
2.8波陣面的形成5
第3章 探頭7
3.1相控陣探頭類型8
3.1.1線陣8
3.1.2矩陣9
3.1.3環(huán)陣10
3.1.4 Rho-theta陣列10
3.1.5其他陣列類型11
3.2探頭和楔塊的選擇12
3.2.1頻率和帶寬12
3.2.2延遲和楔塊角度12
3.2.3陣列尺寸13
3.2.4楔塊14
3.2.5楔塊上的探頭14
第4章 聲束合成15
4.1聲束偏轉(zhuǎn)和聚焦17
4.2相控陣探頭術(shù)語18
4.2.1激發(fā)孔徑19
4.2.2非主動孔徑19
4.2.3有效激發(fā)孔徑19
4.2.4橫向分辨力、角分辨力和軸向分辨力20
4.2.5主瓣22
4.2.6旁瓣22
4.2.7柵瓣22
4.2.8聲束變跡23
4.3延遲計算24
4.3.1聲束聚焦計算24
4.3.2聲束偏轉(zhuǎn)計算25
4.4費馬定理27
4.5聚焦法則27
4.6聲場28
4.6.1近場區(qū)29
4.6.2聚焦形狀29
4.6.3焦距30
4.6.4聚焦增益32
4.6.5歸一化焦距33
4.6.6聲束尺寸33
4.6.7焦區(qū)34
4.6.8聲束擴散和半擴散角37
4.7相控陣聲束特性37
4.7.1矩形探頭計算38
4.7.2角分辨力計算40
4.8聲束偏轉(zhuǎn)極限43
4.9靈敏度和信噪比（S/N）45
第5章 相控陣掃描顯示和掃查方式46
5.1聚焦法則設(shè)置46
5.1.1扇掃描46
5.1.2電子（線性）掃描47
5.1.3固定聲束掃描47
5.1.4性能對比48
5.2掃查方式48
5.2.1柵格掃查48
5.2.2斜向掃查49
5.2.3螺旋掃查49
5.2.4螺線掃查50
5.3編碼掃查方式50
5.3.1往復掃查51
5.3.2單向掃查51
5.3.3沿線掃查（單軸掃查方式）51
5.4聲束控制組合技術(shù)52
第6章 相控陣超聲波檢測儀器53
6.1概述53
6.2超聲波采集模式54
6.3發(fā)射器類型55
6.4圖像形成55
6.5變跡58
6.6模擬與數(shù)字聲束成形對比59
6.7相控陣超聲波檢測儀器進展59
6.8設(shè)備硬件基礎(chǔ)60
6.8.1脈沖發(fā)生器和接收器60
6.8.2數(shù)據(jù)采集和自動化系統(tǒng)68
6.8.3運行（自動化和半自動化系統(tǒng)）71
6.8.4掃查和數(shù)據(jù)采集75
6.8.5掃查裝置85
6.8.6掃描顯示和掃描裝備86
6.8.7存儲和數(shù)字化89
第7章 相控陣超聲波檢測系統(tǒng)校準檢查93
7.1儀器線性校準93
7.1.1時基線性（水平線性）94
7.1.2顯示高度線性96
7.1.3幅值控制線性98
7.2陣元有效性的評定100
7.2.1手工檢查100
7.2.2預設(shè)程序101
7.3聲束角度和偏移點的確定102
7.4聲束特性104
7.5相控陣聲束偏轉(zhuǎn)極限的確定106
7.6用于系統(tǒng)驗證的校準塊109
第8章 檢測靈敏度110
8.1用于費馬計算的參數(shù)110
8.1.1聲速的確定112
8.1.2楔塊延遲時間的確定113
8.1.3衰減的補償114
8.2檢測靈敏度反射體116
8.2.1內(nèi)部反射體117
8.2.2表面反射體118
8.3對不定向缺欠的敏感性119
8.4手動校準和自動校準120
8.4.1參考靈敏度DAC曲線的繪制120
8.4.2參考靈敏度TCG曲線的繪制121
第9章 檢測和結(jié)果評定123
9.1檢測技術(shù)123
9.1.1接觸技術(shù)和液浸技術(shù)123
9.1.2手工檢測和自動檢測123
9.1.3聚焦形式125
9.1.4掃描范圍126
9.2數(shù)據(jù)采集和分析127
9.2.1參數(shù)設(shè)置127
9.2.2文件結(jié)構(gòu)131
9.2.3軟件選項132
9.2.4數(shù)據(jù)分析135
9.3材料加工形式和缺欠類型137
9.3.1材料加工形式137
9.3.2缺欠類型138
9.4結(jié)果評定138
9.4.1幾何結(jié)構(gòu)信號139
9.4.2缺欠顯示140
9.4.3缺欠定性142
9.4.4缺欠定量146
第10章 相控陣超聲波檢測技術(shù)在軌道交通領(lǐng)域中的應(yīng)用149
10.1車軸相控陣超聲波檢測149
10.1.1車軸149
10.1.2檢測方法150
10.1.3數(shù)據(jù)分析152
10.2齒輪相控陣超聲波檢測153
10.3螺栓不解體相控陣導波在役檢測158
10.3.1螺栓158
10.3.2檢測部位和缺欠158
10.3.3檢測方法158
10.3.4數(shù)據(jù)分析159
10.4鋼軌相控陣超聲波檢測161
10.4.1鋼軌161
10.4.2檢測部位和缺欠161
10.4.3檢測方法162
10.4.4數(shù)據(jù)分析165
第11章 相控陣超聲波檢測技術(shù)的其他應(yīng)用171
11.1奧氏體不銹鋼焊縫相控陣超聲波檢測171
11.2復合材料相控陣超聲波檢測175
11.3相控陣二維成像管道腐蝕檢測179
第12章 工藝規(guī)程181
12.1范圍181
12.2規(guī)范性引用文件181
12.3術(shù)語及定義182
12.4安全182
12.5人員資質(zhì)182
12.6焊縫標識和零位182
12.7掃查面準備183
12.8檢測區(qū)域183
12.9檢測設(shè)備183
12.10設(shè)備校驗184
12.11設(shè)備檢查186
12.12檢測技術(shù)186
12.13結(jié)果評定（驗收準則）186
12.14檢測結(jié)果記錄187
12.15違規(guī)行為187
附錄188
附錄A出射點公式188
附錄B25～44mm板厚對接焊縫檢測技術(shù)190
參考文獻193
書單推薦
