無損探傷檢測方法實際應用介紹

      大多數超聲檢測都采用脈沖回波法，檢測中聲波從聲阻抗發生變化的部位反射并被發射聲源接收。接收的信號指明了不連續性的存在(內部和外部的)以及它們離開探頭的距離，這個距離是與回波傳播的時間成正比的。對這種情況檢測只需在試件的一側進行，與穿透法檢測相比它有很大的優勢。為了取得最大的檢測可靠性聲波應垂直入射到反射體的主要表面上。

        如果接收探頭與發射探頭分開，這樣的布置叫做一發一收檢測，缺陷定位要采用三角法。如果接收探頭沿著聲束傳播軸線并從發射探頭越過工件，這種方法稱為穿透式超聲檢測。圖3.2是脈沖回波法檢測中常用的三種模式

       在穿透法中聲束穿過試件在發射探頭對面一側被接收。兩個探頭必須是一個發射，個接收。熒光屏上所顯示的時間是單向通過材料所用的時間，因此耦合的好壞，兩個探頭是否在一條直線上，對這種方法的成功應用是很重要的。

        在有些一收一發檢測技術中兩個探頭在工件的同一側。脈沖傳播時間取決于聲波從發射探頭到反射體再到接收探頭的單一聲程。一種聲束路徑是采用串列式一發一收布置，通常是針對大厚度材料的中心區域。在這種技術中發射探頭發射斜聲束到材料的中心部位(通常為雙V形焊縫的根部)，在垂直平面上反射并被接收探頭接收，接收探頭是位于發射探頭后面的一個或多個探頭。另一種一發一收檢測法用于水浸檢測，它接收是使用一個聚焦探頭，發射是使用一個寬聲束探頭，布置的形狀為三角形(“”技術)。這種技術依靠內部反射體輻射的聲波(橫波能量轉換成縱波能量)以及通過使用聚焦探頭降低背景噪聲。

         當聲波以一定的角度發射到材料中時即為斜聲束檢測。當角度減小到0”時就稱為直聲束，直聲束廣泛地用于板材或平面材料的檢測。板材中的分層很容易被直聲束檢測并可以確定其尺寸。盡管也可以將橫波垂直發射到材料中去，但到目前為止對這種檢測縱波仍然是應用最廣泛的波型。

       聲束在兩種不同介質的界面上可以產生折射。如果第二介質有較高的聲速，折射角可以從0°到 90°(相當于臨界入射角)。橫波角聲束一般要大于20”(為避免在材料中同時存在多種模式的波型)而小于80°(為避免出現表面波)。

斜聲束(橫波或縱波)常用于檢測焊縫，這是因為主要缺陷如裂紋、未熔合、未焊透和夾渣等在垂直于壁厚方向都有一定的尺寸。之所以采用斜聲束是因為對這些反射體的垂直表面，可以達到近似垂直入射的目的。其它類型的結構和輪也使用斜聲束檢測，特別是對直聲束不能到達的地方，如形狀不規則的鍛件、鑄件和裝配件。

        表面波不像縱波和橫波那樣被廣泛應用，但在某些場合上還是有很大的優點，如需要聲波能沿著不規則輪廓傳播時，像發動機葉片。表面波在材料表面的穿透深度大約是一個波長，因此只能對表面或者很接近表面的缺陷才有一定的靈敏度。這種波對表面條件很敏感，包括殘留的耦合劑以及手指阻尼。表面波一般采用斜聲束探頭通過波型轉換產生，即入射角剛好超過第二臨界角。

       超聲檢測中將超聲波耦合到工件中去有兩種主要方法，即接觸法和水浸法。手工接觸法最常用于檢測難以搬動的大工件，如板材、結構件和壓力容器。直聲東和斜聲束都可以使用。手工接觸法檢測使用的耦合劑，其粘度要比水高，比重油脂低。在機械化自動檢測中往往用水作為耦合劑，它在探頭和工件之問流動。在手工檢測中，操作者要不斷地添加耦合劑。

      手工接觸法檢測之所以應用廣泛，是因為根據需要很容易更換探頭、改變角度和檢測方向。具有不同輪廓的試件檢測時難度較小。接觸法主要的優點之一是它的便攜性。尺寸小、重量在 201bs 以下的超聲儀器很容易買到。用這種儀器和接觸法技術，檢測人員幾乎可以到任何地方做超聲檢測。有經驗的操作者可以在現場評定而且具有很高的可靠性。

      水浸法檢測中可以用液柱作為中間介質使聲波進出工件。水浸法檢測也可以把工件浸在水中(或其它合適的液體)或通過不同的裝置(溢水或噴水)，在探頭和試件之間保持連續的水流。大多數檢測是用自動掃描系統。水浸法有很多優點:探頭的尺寸、形狀和類型可以有很多種，包括平的、聚焦的、圓形的、矩形的、刷子形和陣列的:很容易做到自動檢測:因為不會發生探頭楔塊的磨損，所以表而粗糙度不會帶來麻煩:可以檢測不同尺寸和形狀的工件:與手動相比，掃查可以更快、更徹底:可以直接進行位置和缺陷參數的記錄:因為使用較高頻率的探頭，數據精度更高。

    水浸法檢測的缺點是:安裝調試時間長;需要維持耦合液體:預先設定掃查方式以降低自動定位裝置的使用:在工件-水界面信號的損失:關鍵位置和角度問題以及系統的準直等。

     在所有的優點中，最重要的或許是在檢測中可以使用不同尺寸和形狀的探頭。聲束聚焦常用來提高橫向分辨力、增加靈敏度，但掃查時間明顯增加。自動檢測有許多優點，包括提高掃查速度，減少人為因素，可以與成像和信號處理系統一起使用等。