超聲波探傷儀概念及優(yōu)點

　　超聲波探傷是利用超聲能透入金屬材料的深處，并由一截面進入另一截面時，在界面邊緣發(fā)生反射的特點來檢查零件缺陷的一種方法，當超聲波束自零件表面由探頭通至金屬內(nèi)部，遇到缺陷與零件底面時就分別發(fā)生反射波來，在熒光屏上形成脈沖波形，根據(jù)這些脈沖波形來判斷缺陷位置和大小。

　　利用材料及其缺陷的聲學性能差異對超聲波傳播的影響來檢驗材料內(nèi)部缺陷的無損檢驗方法?，F(xiàn)在廣泛采用的是觀測聲脈沖在材料中反射情況的超聲脈沖反射法，此外還有觀測穿過材料后的入射聲波振幅變化的穿透法等。常用的頻率在0.5～5MHz之間。

　　常用的檢驗儀器為 A型顯示脈沖反射式超聲波探傷儀。根據(jù)儀器示波屏上反射信號的有無、反射信號和入射信號的時間間隔、反射信號的高度，可確定反射面的有無、其所在位置及相對大小。儀器的基本結(jié)構(gòu)和原理見圖1。

　　超聲波在介質(zhì)中傳播時有多種波型，檢驗中最常用的為縱波、橫波、表面波和板波。用縱波可探測金屬鑄錠、坯料、中厚板、大型鍛件和形狀比較簡單的制件中所存在的夾雜物、裂縫、縮管、白點、分層等缺陷;用橫波可探測管材中的周向和軸向裂縫、劃傷、焊縫中的氣孔、夾渣、裂縫、未焊透等缺陷;用表面波可探測形狀簡單的制件上的表面缺陷;用板波可探測薄板中的缺陷。

　　在A型探傷儀的基礎(chǔ)上發(fā)展而成的 B型、C型探傷儀，可得到不同方向反射面的信號，也可將B型、C型顯示組合以得到材料的內(nèi)部反射面的三維顯示圖。

　　上述各種探傷儀均利用脈沖電信號激勵壓電換能器發(fā)射超聲波，但也可用渦流聲換能器來檢驗導電材料。這種換能器的換能過程在被探傷件表面進行，無須與材料接觸，也不需要耦合劑，就可檢驗表面粗糙和溫度高至500℃以上的金屬材料，在冶金工業(yè)中應用較多。

　　超聲波在材料中傳播，由于吸收和散射等，強度會衰減，因此測量在諸如真空自耗爐中熔煉的合金材料中的衰減，有可能無損地了解材料組織均勻性的情況。

　　脈沖反射式超聲波法同其他無損檢驗方法相比

　　主要優(yōu)點是：

　?、俅┩改芰?，探測深度可達數(shù)米;

　　②靈敏度高，可發(fā)現(xiàn)與直徑約十分之幾毫米的空氣隙反射能力相當?shù)姆瓷潴w;

　?、墼诖_定內(nèi)部反射體的位向、大小、形狀及性質(zhì)等方面較為準確;

　?、軆H須從一面接近被檢驗的物體;

　?、菘闪⒓刺峁┤毕輽z驗結(jié)果;

　　⑥操作安全，設(shè)備輕便。

　　主要缺點是：

　　①要由有經(jīng)驗的人員謹慎操作;

　?、趯Υ植?、形狀不規(guī)則、小、薄或非均質(zhì)材料難以檢查;

　?、蹖λl(fā)現(xiàn)缺陷作十分準確的定性、定量表征仍有困難。