超聲檢查是什么

1、超聲檢查是什么超聲檢測(cè)是指利用超聲波對(duì)金屬構(gòu)件內(nèi)部缺陷進(jìn)行檢查的一種無損探傷方法。用發(fā)射探頭向構(gòu)件表面通過耦合劑發(fā)射超聲波，超聲波在構(gòu)件內(nèi)部傳播時(shí)遇到不同界面將有不同的反射信號(hào)（回波）。利用不同反射信號(hào)傳遞到探頭的時(shí)間差，可以檢查到構(gòu)件內(nèi)部的缺陷。根據(jù)在熒光屏上顯示出的回波信號(hào)的高度、位置等可以判斷缺陷的大小，位置和大致性質(zhì)3超聲檢測(cè)對(duì)裂紋、未焊透及未熔合缺陷較敏感，對(duì)氣孔、夾渣不太敏感。超聲檢測(cè)直觀性較差，易漏檢。對(duì)近表面缺陷不敏感(稱為超聲波的盲區(qū)）。使超聲波與材料相互作用并對(duì)反射、透射和散射的波進(jìn)行研究，以對(duì)材料的宏觀缺陷、微觀組織、力學(xué)性能等進(jìn)行無損評(píng)價(jià)的技術(shù)。按原理可分穿透法、共振法

2、和脈沖反射法三種，以后者最為常用。對(duì)于宏觀缺陷的檢測(cè)，常用振動(dòng)頻率為0.525MHz的短脈沖波以反射法進(jìn)行，此時(shí)，在試件中傳播的聲脈沖遇到聲特性阻抗（材料密度與聲速相乘積），有變化處部分入射聲能可被反射。根據(jù)反射信號(hào)的有無和幅度的高低，可對(duì)缺陷的有無和大小作出評(píng)估。通過測(cè)量入射波與反射波之間的時(shí)差，可確定反射面與試件表面上入射點(diǎn)的距離。為適應(yīng)不同類型的試件，不同取向、位置和性質(zhì)的缺陷及質(zhì)量要求，可選用的波形有縱波、橫波、瑞利波、蘭姆波和爬波。采用特定的掃描顯示方式及相應(yīng)的電子線路，可獲得試件中缺陷分布及形態(tài)的圖像。材料特性的無損表征主要與超聲在試件中的傳播速度及在傳播過程中能量的衰減與材料的微

3、觀組織結(jié)構(gòu)有關(guān)，如果這種關(guān)系可從先前的冶金學(xué)研究得知，表征的內(nèi)容可包括：彈性方面的評(píng)價(jià)，微觀組織和形態(tài)變化的描述，分散的聲不連續(xù)性和缺陷群的評(píng)定，力學(xué)性能變化和材質(zhì)下降的測(cè)量等。此法優(yōu)點(diǎn)是：可用于金屬、非金屬、復(fù)合材料制件的無損評(píng)價(jià)；對(duì)確定內(nèi)部缺陷的諸參量較之其他無損檢測(cè)方法有綜合優(yōu)勢(shì)；靈敏度高，可檢出數(shù)十m級(jí)缺陷；僅需從一側(cè)接近試件；設(shè)備輕便可作現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。主要局限性是對(duì)材料及制件做精確的定性、定量表征，仍需進(jìn)一步深入研究。原理超聲波是頻率高于20千赫的機(jī)械波。在超聲探傷中常用的頻率為0.510兆赫。這種機(jī)械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(cè)物件的底面等

4、）就會(huì)產(chǎn)生反射、折射和波形轉(zhuǎn)換。這種現(xiàn)象可被用來進(jìn)行超聲波探傷，最常用的是脈沖反射法，探傷時(shí)，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(cè)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(cè)定缺陷的位置和大致尺寸。除反射法外，還有用另一探頭在工件另一側(cè)接受信號(hào)的穿透法以及使用連續(xù)脈沖信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)的連續(xù)法。利用超聲法檢測(cè)材料的物理特性時(shí)，還經(jīng)常利用超聲波在工件中的聲

5、速、衰減和共振等特性。應(yīng)用脈沖反射探傷法通常用于鍛件、焊縫等的檢測(cè)。可發(fā)現(xiàn)工件內(nèi)部較小的裂紋、夾渣、縮孔、未焊透等缺欠。被檢測(cè)物要求形狀較簡(jiǎn)單，并有一定的表面光潔度。為了成批地快速檢查管材、棒材、鋼板等型材，可采用配備有機(jī)械傳送、自動(dòng)報(bào)警、標(biāo)記和分選裝置的超聲探傷系統(tǒng)。除探傷外，超聲波還可用于測(cè)定材料的厚度,使用較廣泛的是數(shù)字式超聲測(cè)厚儀，其原理與脈沖回波探傷法相同，可用來測(cè)定化工管道、船體鋼板等易腐蝕物件的厚度。利用測(cè)定超聲波在材料中的聲速、衰減或共振頻率可測(cè)定金屬材料的晶粒度、彈性模量（見拉伸試驗(yàn)）、硬度、內(nèi)應(yīng)力、鋼的淬硬層深度、球墨鑄鐵的球化程度等。此外，穿透式超聲法在檢驗(yàn)纖維增強(qiáng)塑料和

6、蜂窩結(jié)構(gòu)材料方面的應(yīng)用也已日益廣泛。超聲全息成象技術(shù)也在某些方面得到應(yīng)用。檢測(cè)方法根據(jù)耦合方式，超聲檢測(cè)分為直接接觸法和液浸法。采用直接接觸法進(jìn)行超聲檢測(cè)，需要在探頭和工件待檢測(cè)面之間涂以很薄的耦合劑，以改善探頭與檢測(cè)面之間聲波的傳導(dǎo)。液浸法是將探頭和工件全部或部分浸于液體中，以液體作為耦合劑，聲波通過液體進(jìn)入工件進(jìn)行檢測(cè)的方法。直接接觸法主要采用A型顯示脈沖反射法工作原理，操作方便、檢測(cè)圖形簡(jiǎn)單、判斷容易和靈敏度高，在實(shí)際生產(chǎn)中得到最廣泛的應(yīng)用。直接接觸法超聲檢測(cè)方法有直射聲束法和斜射聲束法。（1）直射聲束法直射聲束法是采用直探頭將聲束垂直入射工件待檢測(cè)面進(jìn)行檢測(cè)的方法，又稱縱波法。當(dāng)直探頭

7、在待檢測(cè)面上移動(dòng)時(shí)，無缺陷處示波屏上只有始波T和底波B，如圖9-6中（a）所示；若探頭移到有缺陷處且缺陷反射面比聲束小時(shí)，則顯示屏上出現(xiàn)始波T、缺陷波F、和底波B，如圖9-6中（b）所示；當(dāng)探頭移到大缺陷處時(shí)，則示波屏上只出現(xiàn)始波T、缺陷波F，如圖9-6中（c）所示。顯然，垂直法探傷能發(fā)現(xiàn)與探傷面平行或近于平行的缺陷。圖9-6（2）斜射聲束法斜射聲束法是采用斜探頭將聲束傾斜入射工件待檢測(cè)面進(jìn)行檢測(cè)的方法，又稱橫波法。如圖9-7所示，當(dāng)斜探頭在待檢測(cè)面上移動(dòng)時(shí)，無缺陷時(shí)示波屏上只有始波T，這是因?yàn)槁暿鴥A斜入射至底面產(chǎn)生反射后，在工件內(nèi)以“W”形路徑傳播，故沒有底波出現(xiàn)，如圖9-7中（a）所示；當(dāng)工件存在缺陷而缺陷與聲束垂直或缺陷的傾斜角很小時(shí)，聲束會(huì)被反射回來，此時(shí)示波屏上將顯示出始波T和缺陷波F，如圖9-7中（b）所示；當(dāng)斜探頭接近板端時(shí)，聲束將被端角反射回來，在示波屏上將出現(xiàn)始波T和端角波B，如圖9-7中（c）所示。2圖9-7優(yōu)缺點(diǎn)超聲檢測(cè)法的優(yōu)點(diǎn)是：穿透能力較大，例如在鋼中的有效探測(cè)深度可達(dá)1米以上；對(duì)平面型缺陷如裂紋、夾層等，探傷靈敏度較高，并可測(cè)定缺陷的深度和相對(duì)大?。辉O(shè)備輕便，操作安全，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化檢驗(yàn)。缺點(diǎn)是：