广州合金材料焊缝超声波探伤测试

1、超声波检测技术

在弹性介质中（如固体、液体、气体）波源激发的纵波频率小于20Hz为次声波，20~20000Hz为声波，大于20000Hz为超声波。由于超声波可以穿透大多数材料，可以用做来探测材料内部及表面的缺陷。也可用在测量厚度等其他用途。

电源振荡激发高频声波，入射到构件后遇到缺陷超声波被反射、散射和衰减，由探头接收转换为电信号，再经放大显示，根据波型来判断缺陷的位置、大小和性质，并由相应的判定标准、规范来决定缺陷的危害程度。

（1）超声波探伤技术

①基本原理

超声波分为纵波、横波、表面波和板波。超声波探伤中广泛应用的是纵波，因为纵波的产生和接收比较容易。横波多用于焊缝的超声波探伤。表面波沿着金属表面进行传播，对表面缺陷非常敏感，用以探测复杂形状的表面缺陷。板波可对薄板进行检测。

超声波探伤系统由超声波探伤仪和探头组成，一般使用耦合剂，和探头接触的金属表面要进行打磨，形成光滑清洁的表面。

②超声波探伤方法

应用Zui广泛的方法是脉冲反射法。超声波发射进入被测金属，接收从缺陷反射回来的回波，用以判断缺陷的一种方法。又分为垂直探伤法，斜角探伤法。垂直探伤法主要用于铸件、锻件、板材和复合材料的检测。斜角探伤法主要用于探测焊缝、管件等内部缺陷。

③超声波探伤技术的应用特点

超声波探伤技术应用非常广泛，用以探测构件中的不连续性的缺陷，提供不连续三维位置的信息，给出可用来评估缺陷的数据。例如检测焊缝的缺陷，传动轴、高强螺栓及材料夹层的缺陷等。

其主要特点是：

①材料种类和厚度范围广泛。

②可提供缺陷的尺寸、深度、位置和性质，判断准确。

③对人身、材料无损害。

④便于携带，检测成本低，操作灵活、及时。

⑤要求操作人员知识水平和专业技能高。

（2）超声波测厚技术

利用超声波来检测材料的厚度，检查速度快。采用数字式超声波测厚仪可直接显示厚度。

高温下应使用高温压电测厚仪，并使用高温耦合剂，使用高温测厚仪应在标明的使用温度范围内使用。不适于不锈钢铸件等晶粒粗大材料的测量。

2、射线探伤技术

（1）基本原理

射线检查技术是常用的重要的检测技术，用以检测材料的内部缺陷。常用的射线有两种类型，即γ射线和X射线。

X射线--高速电子流射到某些固体表面（靶子）上时，产生特殊的射线（电磁波频率3×1016-20Hz，波长10-6~10-100cm）。

γ射线--放射性同位素（如60Co）可发射出波长很短的电磁波，即γ射线，速度达到光速。

射线具有极强的穿透能力，从材料的一个侧面照射，射线穿透材料，使另一面的胶片感光，显示出检测到的缺陷。还可转换成可见光，用电视摄像来显示探测到的缺陷。X射线计算机断层分析可确定缺陷的位置和空间尺寸。

（2）技术应用及特点

射线检测主要用于检查铸件的缩孔、气孔、非金属夹渣等，焊缝的不连续性缺陷等。

其特点是检测缺陷直观，底片可长期保存，适用材料的范围广，成本低，操作人员业务能力和经验水平较超声波检测要求低。

两种射线检验技术比较如下：

X射线检测技术-仪器尺寸大，不便于携带，穿透力较高，用于较厚材料（钢构件120mm），不衰减，可调节射线源强度，对人体有害，需要电源。

γ射线检测技术-仪器尺寸小，便于携带，穿透力强，用于厚壁材料（钢构件可达300mm），衰减，射线源强度不可调，对人体危害大，不需电源。

3、渗透检测技术

渗透检测技术是将渗透剂涂于清洁的被检查的部件表面上，如果表面有开放性缺陷时，渗透剂则渗透到缺陷中去，去除表面多余的渗透剂，再涂以显影剂，缺陷就显现出痕迹，采用天然光或紫外线光观察，判断缺陷的种类和大小。

（1）基本操作方法

①清洗：去除金属表面的油污、锈斑及涂料等，待干燥。

②涂以渗透剂：大约5分钟后，将表面的渗透剂用水或溶剂清除。

③显像：将显影剂喷涂在金属表面上，干燥后如有缺陷很快就显示出来。如使用荧光显影剂，则使用紫外线照射下观察缺陷。

④清除表面的显影剂：注意有些渗透剂可能含氯化物，不能用于奥氏体不锈钢。

（2）适用范围

渗透探伤适用于检测各种材料和各种形状的构件表面缺陷。其设备简单，便于携带，操作简单易学，检测的效果直观，成本低廉，用于表面开放型的缺陷。只对缺陷做出定性判断，凭经验对缺陷的深度做出粗略的估计。

4、磁粉检测技术

磁粉探伤技术的基本原理是将铁磁性材料（铁、鈷、镍）置于强磁场当中，使其磁化，如果其表面或近表面存在缺陷，就会有部分磁力线外溢形成漏磁场，对施加在其表面的磁粉产生吸附作用，磁粉缺陷部位显示出缺陷的痕迹，反映出缺陷的取向、位置和大小。

操作工艺：

①预处理，清除金属表面油污、涂料和铁锈等。

②磁化，根据构件的大小、形状及缺陷的可能类型选择磁化方法，按规程进行操作。

③施加磁粉，将磁粉或磁悬液施加在磁化的构件上。

④检查，如果使用非荧光磁粉，利用自然光观察磁粉的聚集的状态，判定缺陷的部位和大小等。使用荧光磁粉，则在暗室内利用紫外线照射检查。

⑤后处理，检查后进行退磁，清除磁粉等。

5、涡流探伤技术

涡流检测的基本原理是利用电磁感应来检测导电材料的缺陷。涡流检测探头或线圈使用交流电，其交变磁场诱发被测试的部件产生涡流电流，部件的缺陷引起涡流电流强度和分布状况的变化，并显示在阴极射线管或仪器上，根据测试涡流电流的变化来判定缺陷。

涡流探伤技术主要用于导电体（钢铁、有色金属、石墨）的表面及近表面缺陷的探伤，检查腐蚀、变形、厚度测量、材料分层等。可提供缺陷的深度尺寸。检查电站、原子能、化学工业、化肥工业等使用的锅炉、冷凝器、炉管、管道等设备的缺陷，如裂纹、腐蚀，变形等。采用涡流检测技术，检测速度快，准确性高，可进行定量检查，其厚度误差±0.05mm，还可以实现自动检测和记录，实现自动化和计算机的数据处理。难于用于形状复杂的构件。