您現(xiàn)在的位置：首頁 > 檢測項(xiàng)目 > 其他檢測

內(nèi)部缺陷超聲檢測檢測

1對1客服專屬服務(wù)，免費(fèi)制定檢測方案，15分鐘極速響應(yīng)

可選形式：電子報(bào)告紙質(zhì)報(bào)告

可選語言：中文報(bào)告英文報(bào)告

發(fā)布時間：2025-07-28 13:22:11 更新時間：2025-07-27 13:22:12

點(diǎn)擊：0

作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測中心

內(nèi)部缺陷超聲檢測：原理與應(yīng)用

內(nèi)部缺陷超聲檢測（Ultrasonic Testing, UT）是一種廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域的無損檢測（NDT）技術(shù)，主要用于評估材料或結(jié)構(gòu)內(nèi)部的連續(xù)性缺陷。它利用高頻聲波（通常在0.5 MHz至25 MHz范圍內(nèi)）在材料內(nèi)部傳播，當(dāng)聲波遇到材料內(nèi)部的不連續(xù)界面（如裂紋、氣孔、夾雜、分層或未熔合等缺陷）或材料邊界時，會發(fā)生反射、折射或散射。通過接收和分析這些反射或透射的聲波信號（通常以A掃描波形顯示），檢測人員可以精確判斷缺陷的位置、大小、取向和性質(zhì)。該技術(shù)因其穿透能力強(qiáng)、靈敏度高、定位準(zhǔn)確、對操作者無害且能提供實(shí)時結(jié)果等顯著優(yōu)勢，被廣泛應(yīng)用于航空航天、石油化工、電力能源、軌道交通、壓力容器制造和重型機(jī)械等關(guān)鍵領(lǐng)域的在役檢驗(yàn)和質(zhì)量控制中。

主要檢測項(xiàng)目

超聲檢測的核心目標(biāo)是識別和評估材料內(nèi)部的各類不連續(xù)性缺陷，主要檢測項(xiàng)目包括：

裂紋：包括疲勞裂紋、應(yīng)力腐蝕裂紋、焊接裂紋等。
氣孔和縮孔：鑄造或焊接過程中產(chǎn)生的空洞類缺陷。
夾雜物：材料中混入的非金屬或金屬雜質(zhì)。
未熔合與未焊透：焊接接頭中常見的嚴(yán)重缺陷。
分層：在軋制板材或鍛件中，平行于表面的內(nèi)部分離。
白點(diǎn)/發(fā)紋：常見于鍛件中的細(xì)小裂紋群。
評估材料厚度：尤其適用于腐蝕減薄區(qū)域的測量。

核心檢測儀器

進(jìn)行內(nèi)部缺陷超聲檢測需要專業(yè)的儀器和設(shè)備組合：

超聲波探傷儀：核心設(shè)備，用于產(chǎn)生電脈沖激勵探頭、接收并處理返回的信號?，F(xiàn)代數(shù)字式儀器功能強(qiáng)大，具有數(shù)據(jù)存儲、分析、成像（如B掃描、C掃描）和自動報(bào)警功能。
超聲探頭（換能器）：實(shí)現(xiàn)電能與聲能的相互轉(zhuǎn)換。種類繁多：
- 直探頭：主要用于檢測與探測面平行的缺陷和測厚。
- 斜探頭：利用折射產(chǎn)生橫波或表面波，用于檢測與探測面成一定角度的缺陷（如焊縫檢測），常見角度有45°、60°、70°等。
- 雙晶探頭：一發(fā)一收，聚焦效果好，適用于粗糙表面或薄板檢測。
- 相控陣探頭：由多個晶片組成，通過電子延時控制實(shí)現(xiàn)聲束的偏轉(zhuǎn)、聚焦和掃描，靈活性高，檢測效率高，成像直觀。
- 水浸探頭：通常用于自動化檢測中，通過水層耦合。
耦合劑：填充探頭與工件表面之間的空氣間隙，保證聲能有效傳入工件。常用耦合劑有水、機(jī)油、甘油、專用凝膠或糊劑。
校準(zhǔn)試塊：用于儀器和探頭的校準(zhǔn)與靈敏度設(shè)定，如IIW試塊（國際焊接學(xué)會標(biāo)準(zhǔn)試塊）、ASME階梯試塊、DAC（距離-振幅曲線）試塊等。
掃查裝置：手動掃查工具或自動化掃查架（適用于復(fù)雜形狀或大批量檢測）。

主要檢測方法

根據(jù)缺陷定位原理和信號顯示方式，常用的超聲檢測方法有：

脈沖反射法：
- 這是最常用的方法。探頭既發(fā)射超聲波也接收反射波。
- 當(dāng)聲波在材料內(nèi)部傳播遇到缺陷或底面時，會反射回探頭。
- 儀器根據(jù)發(fā)射脈沖與回波之間的時間差（Time of Flight, TOF）確定缺陷的深度位置，根據(jù)回波高度（振幅）評估缺陷的相對大小。
穿透法：
- 使用兩個探頭，分別置于被測物相對的兩側(cè)，一個發(fā)射，一個接收。
- 通過測量接收到的聲波能量衰減來判斷缺陷的存在及其嚴(yán)重性。
- 對缺陷定位能力較弱，但在某些特定應(yīng)用（如復(fù)合材料的層壓質(zhì)量檢測）中有優(yōu)勢。
共振法：
- 主要用于精確測量薄板或薄壁管材的厚度。
- 通過改變發(fā)射頻率，找到使材料產(chǎn)生共振的頻率，根據(jù)共振頻率計(jì)算厚度。
衍射時差法（Time of Flight Diffraction, TOFD）：
- 使用一對斜探頭（一發(fā)一收）對稱布置在焊縫兩側(cè)。
- 主要利用缺陷端點(diǎn)的衍射波進(jìn)行檢測和定量（尤其是高度測量），對缺陷高度定量精度高，成像效果好，常用于焊縫的自動化檢測。
相控陣超聲檢測（Phased Array Ultrasonic Testing, PAUT）：
- 利用多晶片探頭，通過軟件控制每個晶片發(fā)射脈沖的時間延遲（相位），實(shí)現(xiàn)聲束的電子偏轉(zhuǎn)、聚焦和掃描。
- 無需移動探頭或僅需很少移動即可完成大范圍檢測，可生成高質(zhì)量的截面視圖（S掃描）或體積視圖（C掃描），檢測效率高，結(jié)果直觀。

通用檢測流程通常包括：檢測前的準(zhǔn)備工作（表面清理）、儀器與探頭選擇及校準(zhǔn)（包括靈敏度設(shè)置、聲速校準(zhǔn)、零點(diǎn)校準(zhǔn)）、掃查（按預(yù)定路徑覆蓋待檢區(qū)域）、信號采集與評估（識別缺陷信號，測量其位置和幅度/指示長度）、記錄與報(bào)告。

關(guān)鍵檢測標(biāo)準(zhǔn)

超聲檢測的實(shí)施和結(jié)果評定必須遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，以確保檢測的一致性和可靠性。國際上和各國都建立了完善的標(biāo)準(zhǔn)體系：

國際標(biāo)準(zhǔn)：
- ISO 17640: 焊接無損檢測 - 超聲檢測 - 技術(shù)、檢測等級和評定。
- ISO 11666: 焊接無損檢測 - 超聲檢測 - 驗(yàn)收等級。
- ISO 16810, 16811, 16823, 16825, 16826, 16827, 16828: 超聲檢測基礎(chǔ)通用標(biāo)準(zhǔn)系列。
- ISO 19675: 超聲相控陣檢測標(biāo)準(zhǔn)。
- ISO 5577: 無損檢測 - 超聲檢測 - 詞匯。
美國標(biāo)準(zhǔn)：
- ASME Boiler and Pressure Vessel Code, Section V: 無損檢測 - 第7章超聲檢測方法。
- ASME B31.3: 工藝管道 - 附錄U 無損檢測方法。
- ASTM E317: 不使用電子測量儀器評估脈沖反射式超聲檢測系統(tǒng)性能的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施規(guī)程。
- ASTM E797 / E797M: 接觸法超聲測厚的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施規(guī)程。
- ASTM E164: 焊縫接觸法超聲檢測的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施規(guī)程。
- ASTM E2491: 超聲衍射時差法技術(shù)檢測和評定缺陷的標(biāo)準(zhǔn)指南。
- ASTM E2700: 接觸法超聲相控陣技術(shù)檢測的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐規(guī)程。
中國國家標(biāo)準(zhǔn)（GB）和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：
- GB/T 11345: 焊縫無損檢測超聲檢測技術(shù)、檢測等級和評定。
- GB/T 29711: 焊縫無損檢測超聲檢測焊縫中的顯示特征。
- GB/T 29712: 焊縫無損檢測超聲檢測驗(yàn)收等級。
- GB/T 12604.1: 無損檢測術(shù)語超聲檢測。
- NB/T 47013.3: 承壓設(shè)備無損檢測第3部分：超聲檢測（針對鍋爐、壓力容器等）。
- TB/T 1558, TB/T 2340: 鐵道行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。