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超声波探伤原理

超声波探伤原理

超声波探伤是利用超声波在物质中的传播、反射和衰减等物理特性来发现缺陷的一种探伤方法。与射线探伤相比，超声波探伤具有灵敏度高、探测速度快、成本低、操作方便、探测厚度大、对人体和环境无害，特别对裂纹、未熔合等危险性缺陷探伤灵敏度高等优点。但也存在操作者的水平和经验有关缺点。在探伤中，常与射线探伤配合使用，提高探伤结果的可靠性。超声波检测主要用于探测试件的内部缺陷。

超声波探伤仪器和探头的选择方法介绍

•        一、探伤仪选择
1.仪器和各项指标要符合检测对象标准规定的要求。
2.其次可考虑检测目的，如对定位要求高时，应选择水平线性误差小的仪器，
•        选择数字式探伤仪更好。对定量要求高时，应选择垂直线性误差小，衰减器精度高的仪器
•        对大型工件或粗晶材料工件探伤，可选择功率大，灵敏度余量高，信噪比高，低频性能好的仪器。对近表面缺陷检测要求高时，可选择盲区小，近区分辨好的仪器。
•        主要考虑：灵敏度、分辨力、定量要求，定位要求和便携、稳定等方面
•        二、探头选择
•        1.型式选择：原则为根据检测对象和检测目的决定：
•        如：焊缝——斜探头
•        钢板、铸件——直探头
•        钢管、水浸板材——聚焦探头(线、点聚集)
•        近表面缺陷——双晶直探头
•        表面缺陷——表面波探头
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•        2.探头频率选择
•        超声波检测灵敏度一般是指检测*小缺陷的能力，从统计规律发现当缺陷大小为
•        时，可稳定地发现缺陷波，对钢工件用2.5~5MHZ，λ为：纵波2.36~1.18，横波1.29~0.65，则纵波可稳定检测缺陷*小值为：0.6~1.2mm之间，横波可稳定检测缺陷*小值为：0.3~0.6之间
•        这对压力容器检测要求已能满足。
•        故对晶粒较细的铸件、轧制件、焊接件等常采用2.5~5MHZ。
•        对晶粒较粗大的铸件、奥氏体钢等因会出现许多林状反射，(由材料中声阻抗有差异的微小界面作为反射面产生的反射)，也和材料噪声干扰缺陷检测，故采用较低的0.5~2.5MHZ的频率比较合适，主要是提高信噪比，减少晶粒反射
此外应考虑检测目的和检测效果，如从发现*小缺陷能力方面，可提高频率，但对大工件因声程大频率增加衰减急剧增加。对粗晶材料如降低频率，且减小晶片尺寸时，则声束指向性变坏，不利于检测远场缺陷，所以应综合考虑。
•        3.晶片尺寸选择：
•        原则：①晶片尺寸要满足标准要求，如满足JB/T4730-2005要求，即晶片面积≤500mm2，任一边长≤25mm。
②其次考虑检测目的，有利于发现缺陷，如工件较薄，则晶片尺寸可小些，此时N小。铸件、厚工件则晶片尺寸可大些，N大、θ0小。发现远距离缺陷能力强
•        ③考虑检测面的结构情况
•        如对小型工件，曲率大的工件复杂形状工件为便于耦合要用小晶片，对平面工件，晶片可大一些。
•        4.斜探头K值选择：
•        原则：①保证声束扫到整个检测断面，对不同工件形状要具体分析选择。
•        ②尽可能使检测声束与缺陷垂直，在条件许可时，尽量用K大些的探头。薄工件K大些，厚工件K可小些。
•        ③根据检测对象选K：
•        如单面焊根部未焊透，选K=0.7-1.5，即在K=0.84-1时检测灵敏度*高。

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