超声波探伤的原理及优缺点

超声波探伤是利用超声波能透入金属材料的深处，并由一截面进入另一截面时，在界面边缘发

生反射的特点来检查零件缺陷的一种方法，

当超声波束自零件表面由探头通至金属内部，

遇到缺陷与零件底面时就分别发生反射波，

在荧光屏上形成脉冲波形，根据这些脉冲波形来判断缺陷位置和大小。

基本原理：

脉冲反射式超声波探伤仪应用的最为广泛。一般在均匀的材料中，缺陷的存在将造成材料的不连续，这种不连续往往又造成声阻抗的不一致，由反射定理我们知道，超声波在两种不同声阻抗的介质的交界面上将会发生反射，反射回来的能量的大小与交界面两边介质声阻抗的差异和交界面的取向、大小有关。脉冲反射式超声波探伤仪就是根据这个原理设计的。

超声波在介质中传播时有多种波型，检验中最常用的为纵波、横波、表面波和板波。用纵波可探测金属铸锭、坯料、中厚板、大型锻件和形状比较简单的制件中所存在的夹杂物、裂缝、缩管、白点、分层等缺陷；用横波可探测管材中的周向和轴向裂缝、划伤、焊缝中的气孔、夹渣、裂缝、未焊透等缺陷；用表面波可探测形状简单的铸件上的表面缺陷；用板波可探测薄板中的缺陷。

主要特性

超探仪是一种便携式工业无损探伤仪器，它能够快速便捷、无损伤、精确地进行工件内部多种缺陷（裂纹、夹杂、折叠、气孔、砂眼等）的检测、定位、评估和诊断。

既可以用于实验室，也可以用于工程现场。本仪器能够广泛地应用在制造业、钢铁冶金业、金属加工业、化工业等需要缺陷检测和质量控制的领域，也广泛应用于航空航天、铁路交通、锅炉压力容器等领域的在役安全检查与寿命评估。它是无损检测行业的必备。

(1）超声波在介质中传播时，在不同质界面上具有反射的特性，如遇到缺陷，缺陷的尺寸等于或大于超声波波长时，则超声波在缺陷上反射回来，探伤仪可将反射波显示出来；如缺陷的尺寸甚至小于波长时，声波将绕过缺陷而不能反射；

（2）波声的指向性好，频率越高，指向性越好，以很窄的波束向介质中辐射，

         易于确定缺陷的位置.

（3）超声波的传播能量大，如频率为1MHZ（1兆赫兹）的超声波所传播的能量，相当于振幅相同        而频率为1000HZ（赫兹）的声波的100万倍。

主要优点

①穿透能力强，探测深度可达数米；

②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；可检测缺陷的大小通常可以认为是波长的1/2。

③在确定内部反射体的位向、大小、形状等方面较为准确；

④仅须从一面接近被检验的物体；

⑤可立即提供缺陷检验结果;

⑥操作安全,设备轻便。

超声波探伤比X射线探伤具有较高的探伤灵敏度、周期短、成本低、灵活方便、效率高，对人体无害等优点；

主要缺点

②对粗糙、形状不规则、小、薄或非均质材料难以检查；

超声波探伤比X射线探伤缺点是对工作表面要求平滑、要求富有经验的检验人员才能非常准确的辨别缺陷种类、对缺陷没有直观性；超声波探伤适合于6mm以上厚度的工件

波段介绍

人耳能够感受到频率高于20赫兹，低于20000赫兹的弹性波，所以在这个频率范围内的弹性波又叫声波。频率小于20赫兹的弹性波又叫次声波，频率高于20000赫兹的弹性波叫做超声波。次声波和超声波人耳都不能感受。

利用材料及其缺陷的声学性能差异对超声波传播的影响来检验材料内部缺陷的无损检验方法。广泛采用的是观测声脉冲在材料中反射情况的超声脉冲反射法，此外还有观测穿过材料后的入射声波振幅变化的穿透法等。常用的频率在0.5～5MHz之间。

常用的检验仪器为 A型显示脉冲反射式超声波探伤仪。根据仪器示波屏上反射信号的有无、反射信号和入射信号的时间间、反射信号的高度，可确定反射面的有无、其所在位置及相对大小。

超声检测方法有哪些？

通常有穿透法、脉冲反射法、串列法，穿透法反射法等。

超声检测有哪些应用？

水浸（喷水）法检测钢管、锻件；单（双）探头检测焊缝；多探头检测大型管道；板材超声波探伤；复合材料超声探伤；非金属材料检测等应用。

超声波探伤仪一般分 金属超声波探伤仪和非金属超声波探伤仪两种。

金属超声波探伤仪的探头频率一般在0.2M-15MHz，主要检测各种金属内部缺陷。TOFD也属于此类。

非金属超声波探伤仪的探头频率一般在 250KHz以下，主要用于检测混凝土的强度、裂缝深度、混凝土匀质性、损伤层厚度、混凝土厚度、桩身完整性、结构内部缺陷、钢管混凝土内部缺陷。

超声波探伤仪根据显示方式，又分为A扫描、B扫描、C扫描三种。

在每个类别里面，都有很多厂家生产的各种型号探伤仪。探伤仪质量的好坏主要从仪器的垂直线性度、水平线性度、灵敏度余量、分辨力、信噪比等。