無損檢測是工業(yè)發(fā)展必不可少的有效工具，無損探傷技術(shù)是檢測壓力容器焊縫及各類金屬結(jié)果焊縫內(nèi)部缺陷的主要手段，在一定程度上反應(yīng)了一個國家的工業(yè)發(fā)展水平。無損檢測是指利用聲、光、磁和電等特性，在不損害或不影響被檢對象使用性能的前提下，檢測被檢對象中是否存在缺陷或不均勻性，給出缺陷的大小、位置、性質(zhì)和數(shù)量等信息，進(jìn)而判定被檢對象所處技術(shù)狀態(tài)（如合格與否、剩余壽命等）的所有技術(shù)手段的總稱，主要應(yīng)用于金屬材料制造的機(jī)械、器件等的原材料、零部件和焊縫，也可用于玻璃等其它制品。

一、超聲波檢測定義
       超聲波檢測是根據(jù)超聲波在材料中傳播至界面時發(fā)生反射、散射或使透過的能量下降等物理現(xiàn)象，對試件進(jìn)行宏觀缺陷檢測、幾何特性測量、組織結(jié)果和力學(xué)性能變化的檢測和表征，并進(jìn)而對其特定應(yīng)用性進(jìn)行評價的技術(shù)。

二、超聲波檢測原理
       超聲波是頻率高于20KHz的機(jī)械波。在超聲探傷中常用的頻率為0.5-5兆赫。超聲波在材料中能以一定的速度和方向傳播，遇到聲阻抗不同的異質(zhì)界面（如缺陷或被測物件的底面等）就會產(chǎn)生反射。因此，超聲波可用于無損探傷，最常用的是脈沖回波探傷法探傷，將脈沖振蕩器發(fā)出的電壓加在探頭上（用壓電陶瓷或石英晶片制成的探測元件），探頭發(fā)出的超聲波脈沖通過聲耦合介質(zhì)（如機(jī)油或水等）進(jìn)入材料并在其中傳播，遇到缺陷后，部分反射能量沿原途徑返回探頭，探頭又將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娒}沖，經(jīng)儀器放大而顯示在示波管的熒光屏上。根據(jù)缺陷反射波在熒光屏上的位置和幅度（與參考試塊中人工缺陷的反射波幅度作比較），即可測定缺陷的位置和大致尺寸。

三、超聲波檢測的特點
       超聲波具有良好的指向性，在介質(zhì)中傳播過程中，會發(fā)生衰減和散射，在異種介質(zhì)的界面上將產(chǎn)生反射、折射和波型轉(zhuǎn)換。利用這些特性，可以獲得從缺陷界面反射回來的反射波，從而達(dá)到探測缺陷的目的。超聲波的能量高，且在固體中的傳輸時能量損失很小，探測深度大，由于超聲波在異質(zhì)界面上會發(fā)生反射、折射等現(xiàn)象，尤其是不能通過氣體固體界面。如果金屬中有氣孔、裂紋、分層等缺陷（缺陷中有氣體）或夾雜，超聲波傳播到金屬與缺陷的界面處時，就會全部或部分反射。反射回來的超聲波被探頭接收，通過儀器內(nèi)部的電路處理，在儀器的熒光屏上就會顯示出不同高度和有一定間距的波形?？梢愿鶕?jù)波形的變化特征判斷缺陷在工件重的深度、位置和形狀。因此超聲波探傷具有檢測厚度大、靈敏度高、速度快、成本低和對人體無害等優(yōu)點，且能對缺陷進(jìn)行定位和定量，但超聲波探傷對缺陷的顯示不直觀，探傷技術(shù)難度大，容易受到主客觀因素影響，以及探傷結(jié)果不便于保存，超聲波檢測對工作表面要求平滑，要求富有經(jīng)驗的檢驗人員才能辨別缺陷種類、適合于厚度較大的零件檢驗，使超聲波探傷也具有其局限性。

四、超聲檢測的方法
1、按原理分類
    a、脈沖反射法
       超聲波探頭發(fā)射脈沖波到被檢試件內(nèi)，根據(jù)反射波的情況來檢測試件缺陷的方法，稱為脈沖反射法。脈沖反射法包括缺陷回波法、底波高度法和多次底波法。
    b、穿透法
       穿透法是依據(jù)脈沖波或連續(xù)波穿透試件之后的能量變化來判斷缺陷情況的一種方法。穿透法常采用兩個探頭，一收一發(fā)，分別放置在試件的兩側(cè)進(jìn)行探測。
    c、共振法
       若聲波（頻率可調(diào)的連續(xù)波）在被檢工件內(nèi)傳播，當(dāng)試件的厚度為超聲波的半波長的整數(shù)倍時，將引起共振，儀器顯示出共振頻率。當(dāng)試件內(nèi)存在缺陷或工件厚度發(fā)生變化時，將改變試件的共振頻率，依據(jù)試件的共振頻率特性，來判斷缺陷情況和工件厚度變化情況的方法稱為共振法。共振法常用于試件測厚。

2、按波形分類
    a、縱波法
       使用直探頭發(fā)射縱波進(jìn)行探傷的方法，稱為縱波法。包括：單晶探頭反射法、雙晶探頭反射法和穿透法。此法主要用于鑄造、鍛壓、軋材及其制品的探傷，該法對與探測面平行的缺陷檢出效果最佳。由于盲區(qū)和分辨力的限制，其中反射法只能發(fā)現(xiàn)試件內(nèi)部離探測面一定距離以外的缺陷。在同一介質(zhì)中傳播時，縱波速度大于其它波型的速度，穿透能力強(qiáng)，晶界反射或散射的敏感性較差，所以可探測工件的厚度是所有波型中最大的，而且可用于粗晶材料的探傷。
    b、橫波法
       將縱波通過楔塊、水等介質(zhì)傾斜入射至試件探測面，利用波型轉(zhuǎn)換得到橫波進(jìn)行探傷的方法，稱為橫波法。由于透入試件的橫波束與探測面成銳角，所以又稱斜射法。此法主要用于管材、焊縫的探傷；其它試件探傷時，則作為一種有效的輔助手段，用以發(fā)現(xiàn)垂直法不易發(fā)現(xiàn)的缺陷。
    c、表面波法
       使用表面波進(jìn)行檢測的方法，稱為表面波法。此法主要用于表面光滑的試件。表面波波長很短，衰減很大。同時，它僅沿表面?zhèn)鞑?，對于表面上的?fù)層、油污、不光潔等，反應(yīng)敏感，并被大量地衰減。利用此特點可通過手沾油在聲束傳播方向上進(jìn)行觸摸并觀察缺陷回波高度的變化，對缺陷定位。
    d、板波法
       使用板波進(jìn)行探傷的方法，稱為板波法。主要用于薄板、薄壁管等形狀簡單的試件探傷。探傷時板波充塞于整個試件，可以發(fā)現(xiàn)內(nèi)部和表面的缺陷。
    e、爬波法
       爬波是指表明下的縱波，它是當(dāng)?shù)谝唤橘|(zhì)中的縱波入射角位于第一臨界角附近時在第二介質(zhì)中產(chǎn)生的表明下橫波，這種表面下縱波不是純粹的縱波，還有折射波。爬波對于檢測表明比較粗糙的工件表面缺陷，靈敏度分辨率比表面波高。

3、按探頭數(shù)目分類
    a、單探頭法
       使用一個探頭兼作發(fā)射和接收超聲波的探傷方法稱為單探頭法。對于與波束軸線垂直的片狀缺陷和立體缺陷的檢測效果好，與波束軸線平行的片狀缺陷則難以檢出。
    b、雙探頭法
       使用兩個探頭（一個發(fā)射，一個接收）進(jìn)行探傷的方法稱為雙探頭法，主要用于發(fā)現(xiàn)單探頭難以檢出的缺陷。方法：并列式、交叉式、V型串列式、K型串列式、串列式等。
    c、多探頭法
       使用兩個以上的探頭成對地組合在一起進(jìn)行探傷的方法，稱為多探頭法。例如：相控陣檢測方法

4、按探頭接觸方法分類
    a、直接接觸法
       探頭與試件探測面之間，涂有很薄的耦合劑層，此法稱為直接接觸法。其特征是探傷圖形較簡單，判斷容易，檢出缺陷靈敏度高，操作方法簡單，但對被測試件探測面的粗糙度要求較高。
    b、液浸法
       將探頭和工件浸于液體中以液體作耦合劑進(jìn)行探傷的方法，稱為液浸法。耦合劑可以是油，也可以是水。液浸法適用于表面粗糙的試件，探頭也不易磨損，耦合穩(wěn)定，探測結(jié)果重復(fù)性好，便于實現(xiàn)自動化探傷。液浸法分為全浸沒式和局部浸沒式（噴液式、通水式、滿溢式）。

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