本書對聲學理論、超聲波儀器系統、通用檢測技術進行了系統闡述，重點介紹了火力發電廠和電網設備的超聲檢測原理及檢測技術。本書側重于實際應用，對重要設備提出了檢測工藝方法及實測案例。
 
本書基於超聲檢測設備、方法、標準的新發展，論述了超聲波檢測的物理基礎、發射聲場與規則反射體的回波聲壓、超聲波檢測儀器系統、電力專用試塊及探頭、超聲波檢測方法和通用檢測技術等，著重講述了發電設備超聲檢測和電網設備超聲檢測，並詳細介紹了相控陣超聲檢測、以及超聲導波檢測、TOFD超聲檢測、電磁超聲檢測技術等。

電力行業金屬材料專業委員會成立於20世紀80年代初，2014年成為中國電機工程學會下設的二學術組織機構，主要涉及電站和電網系統金屬材料的選材、製造、安裝、性能測試、無損檢測、品質分析與評價、狀態檢測、壽命評估、失效分析、焊接修復、表面防護、金屬監督等技術領域，涵蓋了電站設備和電網設施金屬部件的研發、設計、製造、安裝、使用、檢驗、維修和改造等各個環節。

第一章 超聲檢測的物理基礎  1
第一節 超聲波的基礎知識  1
第二節 超聲波的物理特性 2
第三節 超聲波的傳播特性9

第二章 發射聲場與規則反射體的回波聲壓25
第一節 超聲場特性25
第二節 規則反射體的回波聲壓27

第三章 A 型超聲檢測儀器系統 34
第一節 A 型超聲檢測儀34
第二節 超聲波探頭 77
第三節 超聲檢測試塊 94
第四節 電力專用試塊及探頭121

第四章 超聲檢測方法和通用檢測技術 153
第一節 超聲檢測方法概述153
第二節 儀器與探頭的選擇160
第三節 耦合與補償 162
第四節 儀器的調節163
第五節 缺陷位置的確定166
第六節 缺陷的定量測定168
第七節 缺陷自身高度的測定 170
第八節 影響缺陷定位、定量的主要因素 173
第九節 缺陷性質分析176
第十節 非缺陷回波判別 178

第五章 發電設備超聲檢測181
第一節 鍛造三通及彎頭超聲檢測 181
第二節 中厚壁管道對接接頭超聲檢測196
第三節 小徑管對接焊接接頭橫波檢測205
第四節 小徑管對接焊接接頭爬波檢測215
第五節 P91/P92 鋼對接焊接接頭超聲檢測225
第六節 汽包集中下降管管座角焊縫超聲檢測236
第七節 汽輪發電機合金軸瓦超聲檢測240
第八節 發電機護環超聲檢測 250
第九節 高溫緊固螺栓超聲檢測256
第十節 葉片（含葉根、輪緣）超聲檢測270
第十一節 發電機風扇葉片超聲檢測290
第十二節 汽輪機主軸焊縫超聲檢測296

第六章 電網設備超聲檢測305
第一節 瓷支柱絕緣子及瓷套超聲檢測305
第二節 GIS 組合電器鋁合金殼體焊縫超聲檢測328
第三節 輸變電鋼管結構焊縫超聲檢測336
第四節 釺焊型銅鋁過渡線夾超聲檢測344

第七章 相控陣超聲檢測
 354
第一節 相控陣超聲檢測技術原理354
第二節 相控陣超聲檢測應用案例 381
第三節 鐵素體鋼小徑管對接焊縫相控陣超聲檢測 398
第四節 高溫緊固螺栓相控陣超聲檢測407
第五節 接管座角焊縫相控陣超聲檢測415
第六節 汽輪機葉片（葉根）相控陣超聲檢測419
第七節 管道對接焊縫相控陣超聲檢測428

第八節 發電機護環相控陣檢測441
第八章 超聲導波檢測449
第一節 超聲導波檢測技術原理 449
第二節 超聲導波檢測工藝方法及案例455

第九章 衍射時差法超聲檢測473
第一節 衍射時差法超聲檢測技術原理  473
第二節 衍射時差法超聲檢測工藝方法及案例 486
第十章 電磁超聲檢測506
第一節 電磁超聲檢測技術原理06
第二節 電磁超聲檢測工藝方法及案例512

附錄 A 超聲檢測實用公式 519
參考文獻534

安全和發展是人類永恆的主題。無損檢測作為一種保障設備安全的最為重要的技術手段，廣泛應用於工業、醫療等領域，無損檢測技術也在不斷地提高自身的科技含量以滿足時代需求。

超聲檢測的研究應用已有近百年的歷史，在多種無損檢測中具有其他技術無法比擬的優勢，如適用技術領域廣泛、檢測成本較低、檢測深度較大、穿透力極強、檢測結果更為準確、在使用過程中方便快捷，且不會對人體產生不利影響等，因此超聲檢測在各國都得到了普遍 應用。第三次技術革命以來，現代科技水準不斷提高，工業生產過程中也不斷對產品的品質 提出了更為嚴格的技術要求。電腦技術的成熟進步和廣泛應用，推動了超聲檢測技術的進 一步發展，使其能提供更高品質的檢測結果；現代資訊技術在超聲檢測技術中的應用，使其 能應對更複雜的檢測工作，在提取並分析資料時更為方便。超聲檢測技術的研究發展和應用 取得了更大的進展，成為最為常用和最為重要的無損檢測技術。

目前，超聲檢測技術已經發展到數位化、自動化、圖像化的新階段，基於電腦技術進 入新的資訊加工發展階段，使用檢測技術時由電腦進行控制與操作，可以對產品的全生命 週期進行監督，發現品質有問題的產品可以及時精准定位並做出相應處理。這對超聲檢測提 出了一些更高的基本要求，主要涉及三個方面：一是對檢測設備的要求，包括儀器的數位化 和設備系統的自動化；二是對檢測方法的要求，包括自動採集、通信和評價檢測結果；三是 對檢測標準的要求，包括設備系統、方法、人員、機構等各個方面。

改革開放 40 年來，我國工業經歷了翻天覆地的變化，電力工業正在從中國製造走向中 國智造，機組參數由高壓參數發展到了亞臨界、超臨界、超超臨界參數，目前正在研發的 “700℃計畫”走在世界最前沿，電網也發展到特高壓交流、直流等長距離輸電，電力設備由 進口自全世界走向出口到全世界，在這一發展歷程中超聲檢測做出了卓越的貢獻。西安熱工 研究院有限公司相關專家在中國電機工程學會金屬材料專委會的支援下組織國內的一批研 究院、無損檢測技術公司、儀器設備廠家等針對超聲檢測的前沿技術發展編寫了《發電廠與 電網超聲檢測技術》一書。

本書基於超聲檢測設備、方法、標準的新發展，論述了超聲檢測的物理基礎、發射聲場 與規則反射體的回波聲壓、A 型超聲檢測儀器系統、超聲檢測方法和通用檢測技術等，著重 講述了發電設備超聲檢測和電網設備超聲檢測，並詳細介紹了相控陣超聲檢測、超聲導波檢 測、衍射時差法超聲檢測、電磁超聲檢測等。 本書側重于實際應用，並力圖對發電與電網設備涉及的超聲檢測技術進行全面闡述和系 統化處理，可作為火力發電廠與電網公司、電力檢修公司、大專院校、科研院所、檢測機構、 培訓公司等超聲檢測技術人員的案頭必備書。

本書在編寫過程中參考了大量的相關書籍、科研和技術報告，在此對原作者表示深深的 謝意。

由於時間倉促和水準有限，書中難免出現疏漏與不足之處，懇請廣大讀者予以批評指正。


西安熱工研究院有限公司
蔡暉
2019 年2月于西安