科普：带你了解超声波无损检测

什么是超声波测试?

超声波无损检测(也称为超声波NDT或简称UT)是一种通过使用高频声波来表征试件厚度或内部结构的方法。超声波测试所用的频率或音调比人的听力极限高很多倍，最常见的范围是500 KHz至20 MHz。

可以测试哪种材料?

在工业应用中，超声测试广泛用于金属，塑料，复合材料和陶瓷。唯一不适合使用常规设备进行超声波测试的常见工程材料是木材和纸制品。超声波技术还广泛用于生物医学领域，用于诊断成像和医学研究.

超声波测试原理

左：探头将声波发送到测试材料中。有两种指示，一种是来自探针的初始脉冲，另一种是由于后壁回波。

正确：缺陷会产生第三个指示，同时会降低后壁指示的幅度。

它是如何工作的?

高频声波具有很强的方向性，它们将穿过一种介质(例如一块钢或塑料)传播，直到遇到与另一种介质(例如空气)的边界，然后它们反射回源。通过分析这些反射，可以测量试件的厚度，或者找到裂纹或其他隐藏的内部缺陷的证据。

在超声测试中，连接到诊断机的超声换能器会越过被检查的对象。如浸入测试中一样，换能器通常通过耦合剂(例如油)或水与测试对象分离。

有两种接收超声波形的方法：反射和衰减。

在反射(或脉冲回波)模式下，当“声音”反射回设备时，换能器执行脉冲波的发送和接收。反射的超声波来自界面，例如物体的后壁或物体内部的缺陷。诊断机器以信号的形式显示这些结果，其幅度代表反射的强度，距离代表反射的到达时间。

在衰减(或直通)模式下，发射器通过一个表面发送超声波，而单独的接收器在穿过介质后检测在另一表面到达的超声波量。发射器和接收器之间的空间中的瑕疵或其他条件会减少发射的声音量，从而显示出它们的存在。

耦合剂的加入通过减少由于表面之间的分离而导致的超声波能量损失来提高处理效率。

用超声波探伤仪检查管道

超声波测试的优点是什么?

超声波测试是完全无损的。试件不必切割，切片或暴露于有害化学物质。只需要进入一侧，这与使用卡尺和千分尺等机械厚度工具进行测量不同。与射线照相不同，超声波检测没有潜在的健康危害。正确设置测试后，结果将具有很高的可重复性和可靠性，超声波测试的潜在局限性是什么?

超声波探伤需要训练有素的操作员，他们可以借助适当的参考标准进行测试并正确解释结果。对某些复杂几何形状的检查可能具有挑战性。超声波测厚仪必须相对于被测材料进行校准，并且要求进行大范围测厚或对多种声学材料进行测量的应用可能需要多种设置。超声波测厚仪比机械测量设备贵。

 

在施工现场，技术人员使用超声相控阵仪器测试管道焊缝是否有缺陷。扫描仪由带磁性轮的框架组成，通过弹簧使探头与管道保持接触。湿区是超声耦合剂，可使声音传递到管壁中。

焊缝超声波检测

超声波测试最有用的特性之一是它能够确定焊缝中不连续点的确切位置。这种测试方法需要高水平的操作员培训和能力，并且取决于适当测试程序的建立和应用。此测试方法可用于黑色金属和有色金属材料，通常适合于只能从一侧进入的较厚部分的测试，并且通常可以检测到细线或较明显的缺陷，而射线照相检测可能不容易检测到这些缺陷。