四川无损检测实验室超声波探伤

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发布时间：2024-12-03

1. 探伤仪
   • 超声波探伤仪是核心设备，其基本原理是电 - 声和声 - 电转换。探伤仪产生电脉冲，该脉冲激励探头产生超声波。当超声波遇到缺陷返回后，探头将接收到的超声波信号转换为电信号，探伤仪对这些电信号进行放大、处理和显示。探伤仪能够调节超声波的发射频率、脉冲宽度、增益等参数，以适应不同的检测要求。例如，对于较厚的工件检测，可能需要较低的发射频率来保证超声波有足够的穿透能力。
2. 探头（换能器）
   • 探头是实现超声波发射和接收的关键部件。它主要由压电晶片、阻尼块、保护膜等组成。压电晶片利用压电效应，在电信号作用下产生超声波振动，发射超声波。当超声波返回时，压电晶片又将机械振动转换为电信号。阻尼块用于吸收晶片振动后的余振，减少信号干扰。保护膜则保护压电晶片免受磨损和腐蚀。探头根据其工作方式可分为直探头、斜探头等。
   • 直探头主要用于发射和接收纵波，其超声波传播方向与探头轴线方向一致，适用于检测与探测面平行的缺陷，如板材内部的分层缺陷。斜探头主要用于发射和接收横波，通过在探头与工件表面之间设置一定的入射角，使超声波在工件中以横波形式传播，用于检测与探测面有一定角度的缺陷，如焊缝中的裂纹。
3. 耦合剂
   • 耦合剂的作用是排除探头与工件表面之间的空气，使超声波能够有效地传入工件。因为超声波在空气中会发生强烈的反射，很难传入工件内部。常见的耦合剂有甘油、机油、浆糊等。在检测时，将耦合剂涂抹在工件表面，然后将探头放置在耦合剂上，这样超声波就可以顺利地从探头传入工件。例如，在检测形状复杂的工件时，需要选择流动性较好的耦合剂，以确保探头与工件表面能够充分接触。

1. 脉冲反射法（A 扫描）
   • 这是超声波探伤中常用的方法。探伤仪发射一个超声脉冲，这个脉冲进入工件后，遇到缺陷和工件底面等不同声阻抗界面时会产生反射波。探伤仪的显示屏（A 扫描显示）上横坐标表示超声波传播时间，纵坐标表示反射波幅度。通过测量反射波的时间和幅度，可以确定缺陷在工件中的深度和相对大小。
   • 例如，在检测一个焊接结构件时，超声脉冲在焊缝处遇到气孔，就会产生反射波。根据反射波出现的时间（已知超声波在工件中的传播速度）可以计算孔距离工件表面的深度；根据反射波的幅度可以大致判断气孔的大小。这种方法适用于检测材料和形状的工件，如管道、压力容器、机械零部件等。
2. 穿透法
   • 穿透法需要在工件相对的两侧分别放置发射探头和接收探头。发射探头发出的超声波穿透工件后被接收探头接收。当工件内部没有缺陷时，接收探头接收到的超声波强度相对稳定；当有缺陷时，由于缺陷对超声波的衰减作用，接收探头接收到的信号强度会减弱。
   • 穿透法的优点是可以检测出较小的缺陷，并且对缺陷的定位比较准确。但它需要工件两侧都能放置探头，这在一些实际检测场景中可能会受到限制。比如在检测大型的铸锻件时，如果铸锻件形状复杂，很难在两侧都布置探头，这种方法的应用就会受到影响。它适用于检测厚度相对较薄、对检测精度要求较高的工件。
3. TOFD（衍射时差法超声检测）
   • TOFD 是一种较新的超声检测技术。它利用超声波在缺陷端点产生的衍射波来检测和测量缺陷。在检测时，两个探头（一个发射探头和一个接收探头）以一定的间距放置在工件表面，发射探头发出超声脉冲，当脉冲遇到缺陷端点时会产生衍射波，接收探头接收到这些衍射波。
   • 通过测量衍射波的时间差和探头间距等参数，可以地计算出缺陷的高度、深度等信息。TOFD 技术具有的检测精度，能够检测出微小的缺陷，尤其适用于检测焊缝中的缺陷，如在石油化工行业的管道焊接质量检测中发挥着重要作用。