钢结构无损检测-超声波检测之检测技术（钢结构检测）

无损检测

4.超声波检测通用技术（2）检验方法横波斜探头扫查时，扫查速度和扫查间距的要求与纵波检测时相似。但扫查方式有其独特的特点，横波斜探头扫查不仅要考虑探头相对于试件的移动方向、移动轨迹，还要考虑探头的朝向。声束方向是根据拟检测缺陷的取向而确定的，声束方向确定之后探头移动就有了前后左右之分。四种基本的的扫查方式如图3所示。通常前后左右扫查用于发现缺陷的存在，寻找缺陷的最大峰值，左右扫査可用于缺陷横向长度的测定，转动扫查和环绕扫查则为了确定缺陷的形状。无损检测

超声波检测

焊缝检测无损检测

(a)转动扫查(b)环绕扫查(c)左右扫查(d)前后扫查斜探头的扫查方式

无损检测

4.超声波检测通用技术（3）缺陷评定斜探头横波检测中缺陷的评定包括缺陷水平位置和垂直深度的确定以及缺陷的尺寸评定。缺陷的水平位置和垂直深度是根据缺陷反射回波幅度最大时，在经校准的荧光屏时基线上缺陷回波的前沿位置所读出的声程距离或水平、垂直距离，再按已知的探头折射角计算得到的。与纵波直射法不同，横波斜射法时基线上最大峰值的位置是在探头移动中确定的，定位准确度受声束宽度的影响，而且，多数缺陷的取向、形状、最大反射部位也是不确定的，因此，所确定的缺陷位置不是十分精确。无损检测

超声波检测

焊缝检测缺陷的尺寸也是通过测量缺陷反射波高与基准反射体回波波高之比，以及测定缺陷的延伸长度而进行评定。平表面缺陷位置的确定，数字机现直接可读出来，故不一一描述。横波检测进行缺陷尺寸的评定中，缺陷回波高度是一个重要依据。在规定的灵敏度下，有时直接用波高作为判废的依据。缺陷当量尺寸的评定，依据的同样是规则反射体的回波高度与其尺寸的关系，常用试块对比法或实测距离幅度曲线进行评定。试块对比法可用三角形平底孔试块进行，评定的方法与纵波检测时相似。当量尺寸的评定也可以利用试块上测得的距离幅度曲线进行。缺陷指示长度也是横波缺陷评定的重要指标，与纵波一样，测长方法也有相对灵敏度法和绝对灵敏度法，其原理和操作过程与上述所介绍的相似。无损检测

无损检测

4.超声波检测通用技术（1）斜射声束横波检测技术斜射声束横波检测一般现都采用数字机超声波检测，由于各厂家、型号不同再不一一介绍，具体仪器调整详见各型号的说明书，但大致步骤如下：探头入射点与折角的测定、声速的测定、距离幅度的制作等。无损检测

超声波检测

焊缝检测斜探头横波检测灵敏度调节的原则与纵波检测是相同的，横波检测的做法通常是采用试块中的某一特定反射体，将其反射回波调节到荧光屏满刻度的指定高度，有时根据要求的灵敏度，再用衰减器调节一定的增益量。具体的试块、人工反射体类型、埋深、尺寸以及反射波调节的高度等，根据不同的检测试件有不同的规定。常用反射体有平底孔或RB-2等试块中的横孔，管材或根部检测也常用槽形人工缺陷当试块与试件存在表面耦合损失的差异时，要进行表面修正。即在调整好的灵敏度基础上，用衰减(或增益)旋钮提高所测得的修正量。传输修正值的测定见下节。无损检测

无损检测

液浸法直射声束纵波检测

无损检测

4.超声波检测通用技术（4）影响检测结果的因素超声检测的整个过程，目的都是要保证试件中所要求检测的缺陷能够检测出来，并能对其位置与尺寸进行正确评定。检测的结果是否准确，将会影响到试件合格与否的评判。因此，需要了解掌握影响缺陷检测结果的各个因素，一方面为了保证获得检测技术所能提供的最佳的、具有可比性和可重复性的检测结果；另一方面，也可了解检测技术本身尚不能解决的检测结果的不确定性，以对检测结果作出正确的解释与判断。无损检测

超声波检测

焊缝检测超声检测影响缺陷检测结果的各个因素可分为两类，一类是可控因素，另一类是不可控因素。可控因素包括检测技术选择的正确性，检测系统的选用(包括仪器、探头特性与参数的选择、耦合剂与电缆线的选择与使用)，检测过程中仪器调整的正确性(包括时基线与灵敏度的调整、仪器各旋钮的设置)，对试件表面状态与材质差异的修正，扫查操作的正确性，缺陷评定方法的正确性等。这些因素均可通过检测工艺的正确制订和检测操作的正确实施加以保证，不可控因素是指在正确地实施检测过程之后，仍存在的一些可能使得缺陷的评定结果不准确或不真实的因素。这些因素包括，仪器、探头经校准后在允许范围内的误差，材质的不均匀性，缺陷自身特性的影响等等。无损检测

①检测设备与器材的影响超声检测仪发展至今，水平线性和垂直线性等影响检测误差的缺陷在多数仪器上均已得到改进，通常均可满足检测要求。但不同仪器在发射脉冲频带宽度，接收系统频带宽度、电噪声、分辨力等方面，仍存在着较大的差异，有些在仪器的基本性能参数中未有体现，在使用时，却可能产生不同的检测结果。如信噪比和分辨力的差异，影响到对微小缺陷、近表面缺陷的检出能力。接收系统带宽的不同，也可能对缺陷回波的幅度产生影响。无损检测

超声波探头的一个特点是，同样参数(频率、晶片直径)的探头，由于制作工艺的差异，其性能会有很大的不同。因此，检测时虽然确定了探头参数，但其中心频率、频谱特性会有差异，这种差异对探头的声场会有所影响，频带的宽窄或脉冲宽度对声波在材料中的衰减和信噪比、分辨力也有明显的影响。因此，不同探头检测同一试件时，可能会给出不同的结果。对比试块的材质和表面状态均是有一定要求的，其中的人工伤也是要求进行检验的，但即便如此，材质、尺寸规格均相同的试块，其人工伤反射回波还是会有1~2dB的差异。有时，在用幅度作为判定依据时，会出现争议。无损检测

②人员操作的影响接触法手工检测时，耦合剂的施加存在一定的不确定性，耦合层的厚度对缺陷回波幅度有较大的影响。当耦合剂厚度为的整数倍或者很薄时，声能进入工件的透射率大，缺陷的回波高度高。当耦合剂厚度为的奇数倍时，声能进入工件的透射率小，缺陷的回波高度低。因此，在不影响耦合的情况下，耦合剂的厚度涂得越薄越好，否则会影响缺陷定量的准确性。手工检测时由于压力难以保持得很稳，尤其是操作人员不够熟练的时候，会由于调整仪器和扫查时、缺陷评定时对探头施加的压力不同，使缺陷幅度的评定出现误差。扫查速度与间距的控制存在的人为误差以及目视观察时的疏忽，也是造成小缺陷漏检的一个因素。无损检测

③试件与缺陷本身特性的影响试件形状的影响主要是侧壁干涉的影响。纵波探头靠近试件侧壁进行检测时，从侧壁上反射的纵波L和波型转换产生的横波S都有可能与直接射向缺陷的声波发生干涉。由于侧壁干涉，使探测的灵敏度下降，位于侧壁附近的小缺陷就有可能漏检。试件材质的影响主要指材质非均匀性和各向异性的影响。一些金属材料以及复合材料等，其内部结构是非均匀或各向异性的，其声学特性也是不均匀的。这种非均匀性的分布[核对表述的准确性。已修改]，很多是无法预先得知的，在检测时，会引起声速、声束方向、声阻抗的改变，从而影响缺陷位置的确定以及缺陷回波幅度的评定。无损检测

试件表面粗糙度的不均匀性，可能造成扫查过程中不同位置灵敏度的差异，以及缺陷幅度评定的差异。缺陷表面粗糙度的影响：当超声波垂直入射到表面粗糙的缺陷上时，由于声波被表面的凹凸不平乱反射，使沿原方向返回的缺陷反射波能量减少，探头接收的回波高度随着粗糙度的增大而降低。超声检测评定缺陷大小依据的是缺陷尺寸与回波高度的关系，除缺陷尺寸以外，缺陷的其他特征对缺陷的回波幅度也有影响，这些特征主要是缺陷的取向、形状、性质和缺陷表面粗糙度和指向性。缺陷取向的影响：当缺陷的反射面与声束轴线垂直时，缺陷回波高度最高。但实际上缺陷的反射面与声束轴线常常是不垂直的，因此，缺陷的当量往往比实际尺寸偏小。无损检测

此外，缺陷自身厚度很薄时，其回波高度与厚度也有关。缺陷性质的影响由于入射声波在界面上的声压反射系数是由界面两侧介质的声阻抗决定的，界面两侧介质的声阻抗差异越大，声