鋼結構無損檢測-超聲波檢測之檢測技術（鋼結構檢測）

無損檢測

4.超聲波檢測通用技術（2）檢驗方法橫波斜探頭掃查時，掃查速度和掃查間距的要求與縱波檢測時相似。但掃查方式有其獨特的特點，橫波斜探頭掃查不僅要考慮探頭相對于試件的移動方向、移動軌跡，還要考慮探頭的朝向。聲束方向是根據(jù)擬檢測缺陷的取向而確定的，聲束方向確定之后探頭移動就有了前后左右之分。四種基本的的掃查方式如圖3所示。通常前后左右掃查用于發(fā)現(xiàn)缺陷的存在，尋找缺陷的最大峰值，左右掃査可用于缺陷橫向長度的測定，轉動掃查和環(huán)繞掃查則為了確定缺陷的形狀。無損檢測

超聲波檢測

焊縫檢測無損檢測

(a)轉動掃查(b)環(huán)繞掃查(c)左右掃查(d)前后掃查斜探頭的掃查方式

無損檢測

4.超聲波檢測通用技術（3）缺陷評定斜探頭橫波檢測中缺陷的評定包括缺陷水平位置和垂直深度的確定以及缺陷的尺寸評定。缺陷的水平位置和垂直深度是根據(jù)缺陷反射回波幅度最大時，在經(jīng)校準的熒光屏時基線上缺陷回波的前沿位置所讀出的聲程距離或水平、垂直距離，再按已知的探頭折射角計算得到的。與縱波直射法不同，橫波斜射法時基線上最大峰值的位置是在探頭移動中確定的，定位準確度受聲束寬度的影響，而且，多數(shù)缺陷的取向、形狀、最大反射部位也是不確定的，因此，所確定的缺陷位置不是十分精確。無損檢測

超聲波檢測

焊縫檢測缺陷的尺寸也是通過測量缺陷反射波高與基準反射體回波波高之比，以及測定缺陷的延伸長度而進行評定。平表面缺陷位置的確定，數(shù)字機現(xiàn)直接可讀出來，故不一一描述。橫波檢測進行缺陷尺寸的評定中，缺陷回波高度是一個重要依據(jù)。在規(guī)定的靈敏度下，有時直接用波高作為判廢的依據(jù)。缺陷當量尺寸的評定，依據(jù)的同樣是規(guī)則反射體的回波高度與其尺寸的關系，常用試塊對比法或?qū)崪y距離幅度曲線進行評定。試塊對比法可用三角形平底孔試塊進行，評定的方法與縱波檢測時相似。當量尺寸的評定也可以利用試塊上測得的距離幅度曲線進行。缺陷指示長度也是橫波缺陷評定的重要指標，與縱波一樣，測長方法也有相對靈敏度法和絕對靈敏度法，其原理和操作過程與上述所介紹的相似。無損檢測

無損檢測

4.超聲波檢測通用技術（1）斜射聲束橫波檢測技術斜射聲束橫波檢測一般現(xiàn)都采用數(shù)字機超聲波檢測，由于各廠家、型號不同再不一一介紹，具體儀器調(diào)整詳見各型號的說明書，但大致步驟如下：探頭入射點與折角的測定、聲速的測定、距離幅度的制作等。無損檢測

超聲波檢測

焊縫檢測斜探頭橫波檢測靈敏度調(diào)節(jié)的原則與縱波檢測是相同的，橫波檢測的做法通常是采用試塊中的某一特定反射體，將其反射回波調(diào)節(jié)到熒光屏滿刻度的指定高度，有時根據(jù)要求的靈敏度，再用衰減器調(diào)節(jié)一定的增益量。具體的試塊、人工反射體類型、埋深、尺寸以及反射波調(diào)節(jié)的高度等，根據(jù)不同的檢測試件有不同的規(guī)定。常用反射體有平底孔或RB-2等試塊中的橫孔，管材或根部檢測也常用槽形人工缺陷當試塊與試件存在表面耦合損失的差異時，要進行表面修正。即在調(diào)整好的靈敏度基礎上，用衰減(或增益)旋鈕提高所測得的修正量。傳輸修正值的測定見下節(jié)。無損檢測

無損檢測

液浸法直射聲束縱波檢測

無損檢測

4.超聲波檢測通用技術（4）影響檢測結果的因素超聲檢測的整個過程，目的都是要保證試件中所要求檢測的缺陷能夠檢測出來，并能對其位置與尺寸進行正確評定。檢測的結果是否準確，將會影響到試件合格與否的評判。因此，需要了解掌握影響缺陷檢測結果的各個因素，一方面為了保證獲得檢測技術所能提供的最佳的、具有可比性和可重復性的檢測結果；另一方面，也可了解檢測技術本身尚不能解決的檢測結果的不確定性，以對檢測結果作出正確的解釋與判斷。無損檢測

超聲波檢測

焊縫檢測超聲檢測影響缺陷檢測結果的各個因素可分為兩類，一類是可控因素，另一類是不可控因素。可控因素包括檢測技術選擇的正確性，檢測系統(tǒng)的選用(包括儀器、探頭特性與參數(shù)的選擇、耦合劑與電纜線的選擇與使用)，檢測過程中儀器調(diào)整的正確性(包括時基線與靈敏度的調(diào)整、儀器各旋鈕的設置)，對試件表面狀態(tài)與材質(zhì)差異的修正，掃查操作的正確性，缺陷評定方法的正確性等。這些因素均可通過檢測工藝的正確制訂和檢測操作的正確實施加以保證，不可控因素是指在正確地實施檢測過程之后，仍存在的一些可能使得缺陷的評定結果不準確或不真實的因素。這些因素包括，儀器、探頭經(jīng)校準后在允許范圍內(nèi)的誤差，材質(zhì)的不均勻性，缺陷自身特性的影響等等。無損檢測

①檢測設備與器材的影響超聲檢測儀發(fā)展至今，水平線性和垂直線性等影響檢測誤差的缺陷在多數(shù)儀器上均已得到改進，通常均可滿足檢測要求。但不同儀器在發(fā)射脈沖頻帶寬度，接收系統(tǒng)頻帶寬度、電噪聲、分辨力等方面，仍存在著較大的差異，有些在儀器的基本性能參數(shù)中未有體現(xiàn)，在使用時，卻可能產(chǎn)生不同的檢測結果。如信噪比和分辨力的差異，影響到對微小缺陷、近表面缺陷的檢出能力。接收系統(tǒng)帶寬的不同，也可能對缺陷回波的幅度產(chǎn)生影響。無損檢測

超聲波探頭的一個特點是，同樣參數(shù)(頻率、晶片直徑)的探頭，由于制作工藝的差異，其性能會有很大的不同。因此，檢測時雖然確定了探頭參數(shù)，但其中心頻率、頻譜特性會有差異，這種差異對探頭的聲場會有所影響，頻帶的寬窄或脈沖寬度對聲波在材料中的衰減和信噪比、分辨力也有明顯的影響。因此，不同探頭檢測同一試件時，可能會給出不同的結果。對比試塊的材質(zhì)和表面狀態(tài)均是有一定要求的，其中的人工傷也是要求進行檢驗的，但即便如此，材質(zhì)、尺寸規(guī)格均相同的試塊，其人工傷反射回波還是會有1~2dB的差異。有時，在用幅度作為判定依據(jù)時，會出現(xiàn)爭議。無損檢測

②人員操作的影響接觸法手工檢測時，耦合劑的施加存在一定的不確定性，耦合層的厚度對缺陷回波幅度有較大的影響。當耦合劑厚度為的整數(shù)倍或者很薄時，聲能進入工件的透射率大，缺陷的回波高度高。當耦合劑厚度為的奇數(shù)倍時，聲能進入工件的透射率小，缺陷的回波高度低。因此，在不影響耦合的情況下，耦合劑的厚度涂得越薄越好，否則會影響缺陷定量的準確性。手工檢測時由于壓力難以保持得很穩(wěn)，尤其是操作人員不夠熟練的時候，會由于調(diào)整儀器和掃查時、缺陷評定時對探頭施加的壓力不同，使缺陷幅度的評定出現(xiàn)誤差。掃查速度與間距的控制存在的人為誤差以及目視觀察時的疏忽，也是造成小缺陷漏檢的一個因素。無損檢測

③試件與缺陷本身特性的影響試件形狀的影響主要是側壁干涉的影響?？v波探頭靠近試件側壁進行檢測時，從側壁上反射的縱波L和波型轉換產(chǎn)生的橫波S都有可能與直接射向缺陷的聲波發(fā)生干涉。由于側壁干涉，使探測的靈敏度下降，位于側壁附近的小缺陷就有可能漏檢。試件材質(zhì)的影響主要指材質(zhì)非均勻性和各向異性的影響。一些金屬材料以及復合材料等，其內(nèi)部結構是非均勻或各向異性的，其聲學特性也是不均勻的。這種非均勻性的分布[核對表述的準確性。已修改]，很多是無法預先得知的，在檢測時，會引起聲速、聲束方向、聲阻抗的改變，從而影響缺陷位置的確定以及缺陷回波幅度的評定。無損檢測

試件表面粗糙度的不均勻性，可能造成掃查過程中不同位置靈敏度的差異，以及缺陷幅度評定的差異。缺陷表面粗糙度的影響：當超聲波垂直入射到表面粗糙的缺陷上時，由于聲波被表面的凹凸不平亂反射，使沿原方向返回的缺陷反射波能量減少，探頭接收的回波高度隨著粗糙度的增大而降低。超聲檢測評定缺陷大小依據(jù)的是缺陷尺寸與回波高度的關系，除缺陷尺寸以外，缺陷的其他特征對缺陷的回波幅度也有影響，這些特征主要是缺陷的取向、形狀、性質(zhì)和缺陷表面粗糙度和指向性。缺陷取向的影響：當缺陷的反射面與聲束軸線垂直時，缺陷回波高度最高。但實際上缺陷的反射面與聲束軸線常常是不垂直的，因此，缺陷的當量往往比實際尺寸偏小。無損檢測

此外，缺陷自身厚度很薄時，其回波高度與厚度也有關。缺陷性質(zhì)的影響由于入射聲波在界面上的聲壓反射系數(shù)是由界面兩側介質(zhì)的聲阻抗決定的，界面兩側介質(zhì)的聲阻抗差異越大，聲