超声波检测学习的几点思考

于艳杰

摘 要 本文从超声波检测的理论学习，探伤设备的选择，探伤仪的操作步骤和几个参数的选择四个方面，阐述了笔者在超声波检测学习中的思考，希望对即将从事或学习超声波探伤的学者有所帮助。

关键词 超声波 焊缝 探头

中图分类号：TP814 文献标识码：A

焊接无损检测方法有很多，例如，射线检测、超声波检测、渗透检测、磁粉检测等，其中，超声波检测具有穿透能力强，探测深度可达数米，灵敏度高，可发现与直径约十分之几毫米的空气隙反射能力相当的反射体，仅须从一面接近被检验的物体，可立即提供缺陷检验结果，操作安全，设备轻便等优点，得到了广泛的应用。

1超声波检测的理论学习

首先，可以选择一本页数不是很多的有关焊接检测的参考书，先初步了解焊接无损检测的几种常见的方法，特别是超声波探伤的原理、设备、一般程序、缺陷识别等相关的知识。其次，通过对实际设备的简单操作，在操作过程中就会遇到很多问题，例如，探头的校准，试块的作用，一些参数的意义以及选择等。可以先将这些问题记下来，然后，再系统学习超声波检测的理论，这时，就可以选择一些详细介绍超声波检测的参考书了。

2超声波探伤设备的选择

在购买超声波探伤设备时，探伤仪的功能都差不多，一般情况下，肯定价格高一些，功能会多一些。同时，厂家会给出标准配置，在此，本文强调以下几点，为同行们少走一些弯路，能在购买到设备后，物尽所用。

2.1探头的选择

直探头用于发射垂直于探头表面传播的纵波，以探头直接接触工件表面的方式进行垂直入射纵波检测，也就是说，直探头主要用于检测与检测面平行或近似平行的缺陷，如板件、锻件检测等。因此，焊缝的检测基本上是用不到的。如果，作为教学设备，直探头还是必须的。焊缝检测所用的探头都是斜探头，斜探头有不同的K值，K值越大，则探头的折射角越大，声程相应增长，荧光屏上相应始波与一次声程之间的距离拉长，便于缺陷的检测。而且近场区干扰减小，适合于薄板检测；K值小，探头的折射角小，声程短，衰减小，适合于厚板检测。在检测条件允许的情况下，应尽量选择K值较大的斜探头。

2.2标准试块的选择

标准试块，国内厂家在购买超声波探伤仪时，没有给配置，需要自己购买。标准试块通常是由权威机构制定的试块，其特性与制作要求有专门的标准规定。标准试块通常具有规定的材质、形状、尺寸及表面状态。标注试块用于仪器探头系统性能测试校准和检测校准，即对探头的校准和制作DAC/AVG曲线。斜探头的校准主要采用的试块是CSK-ⅠA和CSK-ⅢA。

2.3耦合剂的选择

为了改善探头与工件间声能的传递，而加在探头和检测面之间的液体薄层称为耦合剂。耦合剂主要的作用是排除探头和工件之间的空气，另外还起到润滑的作用，耦合剂属于超声波探伤的消耗品。虽然，耦合剂的种类有很多，根据经验，市面上专卖的耦合剂会腐蚀试块，只要购买机油做耦合剂即可。

3超声波探伤仪的操作步骤

3.1探伤前的准备

以30mm厚钢板的对接焊缝为例。首先，探伤检测面前的准备。数字超声波探伤仪主机，横波斜探头，标准试块，耦合剂。其次，探测面的选择（焊缝的一侧）。最后，开机操作。将探头和超声波探伤仪主机连接，开启面板开关，开机自检，进入探伤界面。

3.2校准和DAC曲线的制作

首先，对斜探头自动校准。其次，制作DAC曲线，DAC偏置设置，设置表面补偿和评估曲线。最后，保存通道。此时，校准的参数和DAC曲线均保存在了通道里。

3.3现场探伤

首先，通过调整探伤灵敏度，使DAC曲线完整显示在屏幕上，然后开始探伤。其次，探伤时一般是使探头垂直焊口走向并沿焊口走向做锯齿型扫查。最后，将探伤波形和数据存储到相应组号，并生成探伤报告。

4超声波探伤中几个参数的意义和选择

4.1材料声速

焊缝的超声波探伤，属于固体介质中的声速。不同的介质，声速不同，声速还与波的类型有关，在同一固体介质中，纵波、横波和表面波的声速各不相同。如果测量板焊缝的缺陷，我们使用的是斜探头，属于横波，所以通过参考书中查表可知钢中的横波声速是3230m/s。

4.2闸门

也叫做波门，超声波探伤的过程中，出现伤波需要用闸门套住伤波，才能在屏幕上显示伤波的数据。即闸门用来读取测量数据，如缺陷深度、水平、声程等。

4.3增益

增益是数字式超声波探伤仪的回波幅度调节量（灵敏度），在模拟仪器中通常称之为“衰减”，这两种概念刚好相反，即增益加大，回波幅度增高；而衰减加大，回波幅度则下降。

在探伤工作中，利用增益调节可以控制仪器的灵敏度，测量信号的相对高度，用于判断缺陷的大小，或测量材料的衰减性能等，用分贝（dB）表示。

5结语

通过本文的介绍，希望对初学者有一定的帮助。当然，超声波检测也有其局限性，例如，对工件中的缺陷进行精确地定性、定量仍需深入研究，对具有复杂形状或不规则外形的工件进行超声波检测有困难，缺陷的位置、取向和形状对检测结果有一定影响，工件材质、晶粒度等对检测有较大的影响。因此，要想准确地定位出焊缝缺陷中的位置，也要结合其它的检测方法。

参考文献

[1] 梁升，王新晴.A型脉冲反射式超声波探伤仪的正确使用[J].工业计量，2008，118（05）：40-42.

[2] 张雪荣，朱小忠，万险峰，张俊，金勇.NDT超声波探伤仪在高速重轨检测中的应用[J].无损检测，2012，34（11）：77-80.