超聲波檢測學(xué)習(xí)的幾點思考

于艷杰

摘 要 本文從超聲波檢測的理論學(xué)習(xí)，探傷設(shè)備的選擇，探傷儀的操作步驟和幾個參數(shù)的選擇四個方面，闡述了筆者在超聲波檢測學(xué)習(xí)中的思考，希望對即將從事或?qū)W習(xí)超聲波探傷的學(xué)者有所幫助。

關(guān)鍵詞 超聲波 焊縫 探頭

中圖分類號：TP814 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

焊接無損檢測方法有很多，例如，射線檢測、超聲波檢測、滲透檢測、磁粉檢測等，其中，超聲波檢測具有穿透能力強，探測深度可達(dá)數(shù)米，靈敏度高，可發(fā)現(xiàn)與直徑約十分之幾毫米的空氣隙反射能力相當(dāng)?shù)姆瓷潴w，僅須從一面接近被檢驗的物體，可立即提供缺陷檢驗結(jié)果，操作安全，設(shè)備輕便等優(yōu)點，得到了廣泛的應(yīng)用。

1超聲波檢測的理論學(xué)習(xí)

首先，可以選擇一本頁數(shù)不是很多的有關(guān)焊接檢測的參考書，先初步了解焊接無損檢測的幾種常見的方法，特別是超聲波探傷的原理、設(shè)備、一般程序、缺陷識別等相關(guān)的知識。其次，通過對實際設(shè)備的簡單操作，在操作過程中就會遇到很多問題，例如，探頭的校準(zhǔn)，試塊的作用，一些參數(shù)的意義以及選擇等。可以先將這些問題記下來，然后，再系統(tǒng)學(xué)習(xí)超聲波檢測的理論，這時，就可以選擇一些詳細(xì)介紹超聲波檢測的參考書了。

2超聲波探傷設(shè)備的選擇

在購買超聲波探傷設(shè)備時，探傷儀的功能都差不多，一般情況下，肯定價格高一些，功能會多一些。同時，廠家會給出標(biāo)準(zhǔn)配置，在此，本文強調(diào)以下幾點，為同行們少走一些彎路，能在購買到設(shè)備后，物盡所用。

2.1探頭的選擇

直探頭用于發(fā)射垂直于探頭表面?zhèn)鞑サ目v波，以探頭直接接觸工件表面的方式進(jìn)行垂直入射縱波檢測，也就是說，直探頭主要用于檢測與檢測面平行或近似平行的缺陷，如板件、鍛件檢測等。因此，焊縫的檢測基本上是用不到的。如果，作為教學(xué)設(shè)備，直探頭還是必須的。焊縫檢測所用的探頭都是斜探頭，斜探頭有不同的K值，K值越大，則探頭的折射角越大，聲程相應(yīng)增長，熒光屏上相應(yīng)始波與一次聲程之間的距離拉長，便于缺陷的檢測。而且近場區(qū)干擾減小，適合于薄板檢測；K值小，探頭的折射角小，聲程短，衰減小，適合于厚板檢測。在檢測條件允許的情況下，應(yīng)盡量選擇K值較大的斜探頭。

2.2標(biāo)準(zhǔn)試塊的選擇

標(biāo)準(zhǔn)試塊，國內(nèi)廠家在購買超聲波探傷儀時，沒有給配置，需要自己購買。標(biāo)準(zhǔn)試塊通常是由權(quán)威機(jī)構(gòu)制定的試塊，其特性與制作要求有專門的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。標(biāo)準(zhǔn)試塊通常具有規(guī)定的材質(zhì)、形狀、尺寸及表面狀態(tài)。標(biāo)注試塊用于儀器探頭系統(tǒng)性能測試校準(zhǔn)和檢測校準(zhǔn)，即對探頭的校準(zhǔn)和制作DAC/AVG曲線。斜探頭的校準(zhǔn)主要采用的試塊是CSK-ⅠA和CSK-ⅢA。

2.3耦合劑的選擇

為了改善探頭與工件間聲能的傳遞，而加在探頭和檢測面之間的液體薄層稱為耦合劑。耦合劑主要的作用是排除探頭和工件之間的空氣，另外還起到潤滑的作用，耦合劑屬于超聲波探傷的消耗品。雖然，耦合劑的種類有很多，根據(jù)經(jīng)驗，市面上專賣的耦合劑會腐蝕試塊，只要購買機(jī)油做耦合劑即可。

3超聲波探傷儀的操作步驟

3.1探傷前的準(zhǔn)備

以30mm厚鋼板的對接焊縫為例。首先，探傷檢測面前的準(zhǔn)備。數(shù)字超聲波探傷儀主機(jī)，橫波斜探頭，標(biāo)準(zhǔn)試塊，耦合劑。其次，探測面的選擇（焊縫的一側(cè)）。最后，開機(jī)操作。將探頭和超聲波探傷儀主機(jī)連接，開啟面板開關(guān)，開機(jī)自檢，進(jìn)入探傷界面。

3.2校準(zhǔn)和DAC曲線的制作

首先，對斜探頭自動校準(zhǔn)。其次，制作DAC曲線，DAC偏置設(shè)置，設(shè)置表面補償和評估曲線。最后，保存通道。此時，校準(zhǔn)的參數(shù)和DAC曲線均保存在了通道里。

3.3現(xiàn)場探傷

首先，通過調(diào)整探傷靈敏度，使DAC曲線完整顯示在屏幕上，然后開始探傷。其次，探傷時一般是使探頭垂直焊口走向并沿焊口走向做鋸齒型掃查。最后，將探傷波形和數(shù)據(jù)存儲到相應(yīng)組號，并生成探傷報告。

4超聲波探傷中幾個參數(shù)的意義和選擇

4.1材料聲速

焊縫的超聲波探傷，屬于固體介質(zhì)中的聲速。不同的介質(zhì)，聲速不同，聲速還與波的類型有關(guān)，在同一固體介質(zhì)中，縱波、橫波和表面波的聲速各不相同。如果測量板焊縫的缺陷，我們使用的是斜探頭，屬于橫波，所以通過參考書中查表可知鋼中的橫波聲速是3230m/s。

4.2閘門

也叫做波門，超聲波探傷的過程中，出現(xiàn)傷波需要用閘門套住傷波，才能在屏幕上顯示傷波的數(shù)據(jù)。即閘門用來讀取測量數(shù)據(jù)，如缺陷深度、水平、聲程等。

4.3增益

增益是數(shù)字式超聲波探傷儀的回波幅度調(diào)節(jié)量（靈敏度），在模擬儀器中通常稱之為“衰減”，這兩種概念剛好相反，即增益加大，回波幅度增高；而衰減加大，回波幅度則下降。

在探傷工作中，利用增益調(diào)節(jié)可以控制儀器的靈敏度，測量信號的相對高度，用于判斷缺陷的大小，或測量材料的衰減性能等，用分貝（dB）表示。

5結(jié)語

通過本文的介紹，希望對初學(xué)者有一定的幫助。當(dāng)然，超聲波檢測也有其局限性，例如，對工件中的缺陷進(jìn)行精確地定性、定量仍需深入研究，對具有復(fù)雜形狀或不規(guī)則外形的工件進(jìn)行超聲波檢測有困難，缺陷的位置、取向和形狀對檢測結(jié)果有一定影響，工件材質(zhì)、晶粒度等對檢測有較大的影響。因此，要想準(zhǔn)確地定位出焊縫缺陷中的位置，也要結(jié)合其它的檢測方法。

參考文獻(xiàn)

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