浅谈超声探伤技术在无损检测中的应用

浅谈超声探伤技术在无损检测中的应用

张金阳

通辽发电总厂有限责任公司内蒙古通辽市028011

摘要：最近几年来，伴随着社会的不断发展和进步，我国的科学技术也得到了飞速发展。同期超声探伤技术对超声检测技术的发展在一定程度上也发挥出了举足轻重的作用。为了能够在一定条件下更好的了解超声探伤技术在无损检测中的具体应用，需要通过其具体在建筑工程，机车等方面的无损检测中的各种应用，来验证超声探伤存在一系列的优点。文章介绍了无损检测的相关概述，同时还对超声探伤在无损检测中的应用，机车检测方面的应用以及在建筑和土木方面的应用进行了详细的论述，文章的最后还对超声探伤技术在无损检测中应用的发展前景进行了简要的论述。

关键词：超声探伤；无损检测；应用

引言：

众所周知，超声无损检测可以说是一种非常重要的无损检测技术，究其原因是因为它自身汇聚很多优点，穿透能力不但强，而且和其他设备相比较，超声无损检测采用的设备也比较简单，而且该项技术的使用条件和安全性以及检测范围相对来说都比较广泛。该项无损检测技术采用的输出信号是以波形的方式来使用的，这样可以让计算机信号处理，人工智能等一系列的高新技术得到更加广泛的应用，最终可以提高检测技术的准确度以及可靠性。超声波无损探伤可以说是超声无损检测的一种具体应用，其具体用途是用来检测铸件缩孔，气泡等一些存在的缺陷，所以总的来说，超声波无损探伤的发展前景是非常不错的。

一、超声探伤原理

超声探伤是无损检测的主要方法之一。它能非破坏性地探测材料性质及内部和表面缺陷如（裂纹、气泡、夹渣等）的大小、形成和分布情况，具有灵敏度高、穿透力强、检测速度快和设备简单、成本低等一系列特点。超声波探伤有反射和透射两种方法，其中反射方法准确度较高。脉冲发射器通过探头将超声波短脉冲送入试件，当回波从试件的缺陷或边界返回时，通过信号处理系统，在示波器上显示其幅度和传播时间。如果已知试件中的声速，则根据示波器上所获得的脉冲的传输时间即可获得缺陷的深度。

二、超声探伤分类

超声探伤方法很多，可以按不同的方式进行分类。现将几种常用的分类方法介绍如下。

（一）按原理分类

按探伤原理分类可分为脉冲反射法、穿透法和共振法。脉冲反射法是一种利用超声波探头发射脉冲到被检测试块内，根据反射波的情况来检测试件缺陷的方法。脉冲反射法又包括缺陷回波法、底波高度法和多次底波法等。

（二）按耦合方式分类

（三）按探伤显示方法分类

可分为A型显示，B型显示与C型显示。A型显示探伤仪只显示缺陷的深度；B型显示探伤仪，可显示工件内部缺陷的横断面形状，此时示波器横坐标代表探头在工件面上的位置，纵坐标代表缺陷的深度。探头沿工件移动与示波管扫描线的水平移动是同步的，为使图象保留在荧光屏上，应选用长余辉示波管，且探头移动速度不能太快；C型显示探伤仪，可以显示工件内部缺陷的平面图形。

（四）按智能方式分类

上述探伤方法如由人工操作，则为人工探伤。如使试样或探头移动，在它的移动中利用超声波自动地检测缺陷并予以显示或指示(喷色)的方式，称为超声自动探伤。自动探伤要有探伤仪(带闸门装置)、显示装置、探头及其夹持机构。根据探头设置方式的不同还可大致分为：直接接触方式，此方式只用在探伤速度不大且表面光滑的场合，如轨道、无缝钢管和轴等；局部水浸方式是超声探伤中最适用的方式，还可细分为其他方式，但原理是相同的；全水浸方式用于工件的某部分(如黏结层)或管类的精密探伤。当水槽机构设计成可以进行自动探伤的情况下，除去工件的装卸以外，探伤可以实现全部自动化。如果工件加工精度高，而且水槽内架设的探头夹持机构、移动架的精度也高，则探伤的准确度也高。

三、超声探伤在无损检测中的应用

（一）机车检测方面的应用

最近几年来，伴随着科学技术的飞速发展，我国铁路运营线路已经超越了十万公里，另外，同期铁路也开始向高速，重载这两个方向进行全面的发展。众所周知，高速铁路中的钢轨数量相对来说比较大，经过长时间的使用之后，线路上的钢轨在承担繁重的运输任务之后，在一定程度上肯定会出现一系列的磨损，例如锈蚀、周边裂纹等现象，这些现象的存在，在后期的使用过程中肯定会更加的严重，最后甚至还会影响到高速公路的正常运营。为了能够从根本上解决这类现象的问题，这需要采取无损检测技术，这样在检测钢轨内部的时候，一旦发现裂缝缺陷，或者是其他缺陷，超声波探头一旦接触到出现裂缝的部位，探头就会通过无损探测技术来反映出相应的信号，这样就可以通过探伤仪内部相关的电路来显示出缺陷的信号，这样就可以及时的采取措施进行相应的处理。

（二）在建筑和土木方面的应用

众所周知，建筑工程具有一定的特殊性，施工现场相对来说比较复杂，在现场存在着很多的问题。超声波检测就是通过利用混凝土自身具备的抗压强度和超声波在混凝土中所传播的参数来综合的检测混凝土自身强度的。一般来说，混凝土的弹性模量越大，混凝土的强度等级就越高，同期超声波的传播速度就越高。相关专家经过一系列的研究，得到相关的数据，可以用非线性的数学模型进行相应的拟合，就是通过相应的实验来建立起混凝土强度和声速之间的存在的相应关系。后期可以通过相应的测试来确保混凝土的强度值。另外超声在桥梁混凝土裂缝检测中的应用也非常的必要。桥梁结构的使用性能以及耐久年限，都是通过桥梁的相关设计，施工，以及建筑桥梁所用材料的质量等各个方面的因素来共同决定的，桥梁的设计或者在施工的时候，都存在着一系列的缺陷，这些缺陷的存在，会导致桥梁结构存在着一系列薄弱的环节，这些薄弱环节的存在，在后期会给桥梁的运营带来一系列不必要的麻烦，严重时甚至还会带来一些安全事故。为了能够从根本上杜绝这类安全事故的发生，这就需要我们采取超声检测技术来进行相应的检测，这样可以更好的对桥梁裂缝进行控制。

（三）焊接检测方面

采用超声相控阵技术及B扫描实时成像技术，通过足够数量的探头排列和触发时间控制，并选用不同频率范围，可以实现嵌入式电阻丝电熔连接接头的检测。通过对比超声图像与接头实剖图，发现该方法能可靠地检出物体中的缺陷，并能较准确地确定缺陷位置和大小。在聚乙烯管道安装工程中的检测进一步验证了该技术的可靠性。

超声相控阵技术及B扫描实时成像方法对聚乙烯管电熔接头各类缺陷有较好的检出能力。经过大量含缺陷电熔接头进行检测和试验研究，对比超声成像图和实剖图，发现该方法对于聚乙烯电熔接头的各类缺陷均有较高的检测灵敏度和检出准确度。通过城镇聚乙烯燃气管道安装工程检测实践，验证该技术能实现嵌入式电阻丝电熔连接接头的检测。

四、结束语

最近几年来，伴随着科学技术的飞速发展，现代意义的无损检测技术开始出现，后期开始在各个领域得到广泛的应用。众所周知，超声检测作为无损检测的一种至关重要的方法，该方法运用的领域非常的广泛，而且该种技术的适应性相对来说也比较强，而且该技术还具备灵敏度比较高的探头，为了能够更好的判断出桥梁或者建筑物种存在的缺陷，需要建立相应的数学模型，来更好的分析缺陷所在的区域，同时还可以在一定程度上更加广泛的应用在其他的领域。

参考文献：

[1]朱明龙.探究超声探伤技术在无损检测中的应用[J].化工管理,2018,500(29):259.

[2]颉栋.超声无损检测技术在金属材料焊接中的应用[J].冶金与材料,2018,38(06):104+106.

[3]于四海.超声探伤技术在无损检测中的应用[J].中华民居(下旬刊),2013(4).