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超声波探伤仪的检测精度的影响因素及缺陷评估

超声波探伤仪的检测精度的影响因素及缺陷评估
请在使用TUD310 之前阅读下列资料，了解和遵守有关要求。这对于避免导致错误探伤结果的可能
的过失操作非常重要。非法操作还可能导致人身**意外或财产损失。
6.1 使用超声探伤仪的必要条件
 操作人员的培训
 特殊技术测试要求与限制的知识
 选择适当的测试设备
6.1.1 操作人员的培训
对超声检测设备的操作，要求操作人员接受过正规的探伤方法培训。正规的培训包括对下列内容的
了解。例如：
 声传播原理
 测试材料声速的影响
 不同材料界面声波特性
 被检测材料中声衰减和表面状况对检测的影响
缺乏这些知识可能导致难以预见的错误探伤结果。可与有关的无损检测协会组织或我公司联系，获
取关于培训超声探伤人员以及考取等级资格证的相关信息。
6.1.2 探伤技术要求
每次超声检测都要遵循具体的检测技术要求。*重要的要求有：
 定义显示范围
 选择适当的探伤方法
 考虑材料性质
 决定记录和评估的范围
6.1.3 测试范围
超声探伤获取的信号仅涉及探头声束所覆盖到被测物的部分。把从被检测部分得到的结论应用到被
测物的未被检测部分时，应非常小心。这些结论一般只在具备丰富经验和由统计资料数据证明是正确的
情况下才可能适用。
声束可以从被测物内的界面全部反射，因而较深处的缺陷和反射点可能仍然没有探测到。因此，确
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保被测物被探测的部分都处在声束覆盖范围之内非常重要。
6.1.4 超声壁厚测量
所有的超声壁厚测量都是基于对传播时间的测量。准确的测量结果要求被测物体内的声速恒定。在
由钢（甚至各种合金成分）制成的被测物体中，声速的变化非常小，这一条件通常也能实现，而只对高
精度测量才有影响。在其它材料中（例如非金属或塑料），声速变化可能很大，因此影响测量精度。
6.1.5 剩余壁厚的测量
对工厂设备（例如内部受到腐蚀或侵蚀的管道、容器和各种类型的反应容器）剩余壁厚的测量，要
求有一个合适的测厚仪，特别注意探头的选用和操作。检测人员应知道相应的额定剩余壁厚和可能的壁
厚损耗。
6.2 影响检测精度的因素
a) 检测对象的材料
b) 温度
c) 表面粗糙度
d) 磁场
e) 附着物质
f) 缺陷的形状特征
g) 缺陷的声阻抗
h) 缺陷的表面特征（如是否光滑）
i) 探伤方法的选择
所有的超声检测缺陷定位都是基于对超声回波信号的测量。检测对象中声速是否恒定是影响检测结
果精度的一个重要因素，所以要实现较高的检测精度，需要检测对象中有相对恒定的超声传播速度。
6.2.1 材料的影响
在钢这样的检测对象中，即使其中含有多种不同的合金成分，其声速也认为是基本恒定的。而在其
它的许多材料中，如许多非铁金属或塑料中，超声传播速度的变化是非常显著的，因而会影响测量的精
度。
如果待检测对象的材料不是各向同性的，那么在不同的方向上声速就会不同。在这种情况下必须用
检测范围内的声速的平均值进行计算。平均值是通过测量声速与待测试块的平均声速相当的参考试块而
获得的。
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6.2.2 温度的影响
材料的声速会随着材料温度的变化而发生变化。如果仪器的校准是在温度相对较低的环境中进行的，
而仪器的使用却在温度相对较高的环境中，这种情况下就会使检测结果偏离真实值。要避免温度的这种
影响，方法是校准仪器前将参考试块预热，以达到跟使用环境相同的温度；或者将测量结果乘以一个温
度影响因子。
6.2.3 表面粗糙度的影响
被探伤件的表面粗糙程度对探伤有影响。粗糙程度增大，影响增大。粗糙表面会引起系统误差和偶
然误差，每次测量时，在不同位置上应增加测量的次数，以克服这种偶然误差。
6.2.4 附着物质的影响
探伤前必须**附着物质，以保证仪器探头和被测试件表面直接接触。
6.2.5 磁场
周围各种电气设备所产生的强磁场，会严重地干扰探伤工作。
6.3 缺陷评估方法
目前的探伤实践中，基本上有两种不同的缺陷评价方法：
a. 如果声束的直径小于缺陷范围，那么声束可以用于探测缺陷边界，并确定它的范围。
b. 如果声束直径大于缺陷范围，缺陷*大回波响应必须与用于比较的人工缺陷*大回波响应相比较。
6.3.1 缺陷边界法
探头的声束直径越小，通过缺陷边界法确定的边界以至缺陷范围，就越准确。但是如果声束相对较
宽，确定的缺陷范围可能与实际的缺陷范围明显不同。所以，应慎重选择能在缺陷位置得到足够狭窄集
中声束的探头。
6.3.2 回波显示比较法
一个较小的自然缺陷反射的回波，通常小于一个人工对比缺陷（例如同样大小的圆盘缺陷）反射的
回波。这是由于（例如）自然缺陷的表面较粗糙或者由于声束打到缺陷时的角度不佳造成的。如果评价
自然缺陷时没有考虑到这一事实情况，就会有低估它们当量值的危险。
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对于参差不齐或裂开的缺陷，例如铸件中的收缩孔，可能会出现缺陷边界表面的声散射较强，根本没有
产生回波。在这种情况下，应该选择另外不同的分析方法，例如在分析中使用底面回波衰减法。
缺陷回波的距离灵敏度在对大工件的探伤中扮演了一个重要角色。在选择人工对比缺陷时要注意，
这些缺陷同被评价的自然缺陷一样，可能是由同样的“距离变化规律”支配的。
超声波在任何材料中传播都会衰减，这种声衰减的速度通常非常小，例如，由细密纹理的钢制成的
部件，同样也包括许多其它材料制成的小部件。但是，如果声波在材料中要传播较长的距离，高度累积
的声衰减就可能产生（即使材料的衰减系数很小）。这就会造成自然缺陷回波显得太小的危险。为此，必
须在评价结果中对衰减的影响作出估计，在需要的时候给予考虑。
如果被测物体表面粗糙，入射声能的一部分将在物体表面被散射，影响探测。散射越厉害，反射回
波越小，评定结果时出现的误差就越大。因此，被测物体的表面状况，对回波高度的影响是重要的。

时代集团成立于1984年，公司主要生产里氏硬度计洛氏硬度计粗糙度仪超声波测厚仪涂层测厚仪超声波探伤仪等检测仪器

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