超聲波探傷無損檢測(Ultrasonic Testing,簡稱UT)是一種利用超聲波在材料中傳播的特性來檢測材料內部缺陷和結構特征的無損檢測技術。它具有非破壞性、高精度、高靈敏度等優點。
原理
超聲波是頻率高于20kHz的機械波,在材料中傳播時,遇到不同介質的界面(如缺陷、材料分界面等)會發生反射、折射和波形轉換等現象。超聲波探傷無損檢測就是基于這些物理現象,通過發射超聲波到被檢測材料中,然后接收反射回來的超聲波信號,根據信號的特征(如幅度、時間、頻率等)來判斷材料內部是否存在缺陷,以及缺陷的位置、大小和性質等信息。
設備
超聲波探傷無損檢測設備主要由超聲波探頭、超聲波探傷儀和試塊三部分組成:
1、超聲波探頭:是超聲波探傷的核心部件,它的作用是將電信號轉換為超聲波信號(發射探頭),并將接收到的超聲波信號轉換回電信號(接收探頭)。常見的探頭類型有直探頭、斜探頭、雙晶探頭等,不同類型的探頭適用于不同的檢測場景。
2、超聲波探傷儀:用于產生高頻電脈沖激勵探頭發射超聲波,同時對接收到的超聲波信號進行放大、處理和顯示。它能夠顯示超聲波信號的波形,并測量信號的各種參數,如聲程、回波高度等。
3、試塊:是用于校準超聲波探傷儀和探頭性能,以及確定缺陷當量大小的標準試樣。試塊上通常有不同尺寸和形狀的人工缺陷,通過與試塊上已知缺陷的回波信號進行對比,可以判斷被檢測材料中缺陷的大小和性質。
檢測流程
1、表面準備:清除被檢測材料表面的油污、銹蝕、氧化皮等雜質,確保探頭與材料表面有良好的耦合。
2、儀器校準:使用標準試塊對超聲波探傷儀和探頭進行校準,調整儀器的增益、掃描速度等參數,使儀器能夠準確地顯示和測量超聲波信號。
3、耦合劑涂抹:在被檢測材料表面涂抹一層耦合劑,如機油、甘油、水玻璃等,以排除探頭與材料表面之間的空氣,使超聲波能夠順利地傳入材料中。
4、掃查檢測:將探頭沿著被檢測材料的表面進行移動,按照預定的檢測路徑進行全面掃查。在掃查過程中,觀察探傷儀上顯示的超聲波波形,記錄下異常回波信號的位置和特征。
5、結果分析與評定:根據記錄的回波信號,結合相關標準和規范,對材料內部的缺陷進行分析和評定,確定缺陷的類型、位置、大小和嚴重程度等信息。
優點
1、非破壞性:檢測過程中不會對被檢測材料造成任何損傷,能夠保持材料的完整性和使用性能。
2、高精度和高靈敏度:可以檢測出材料內部微小的缺陷,對缺陷的定位和定量精度較高。
3、檢測深度大:超聲波在材料中的傳播距離較遠,能夠對較厚的材料進行檢測。
4、適用范圍廣:可用于檢測各種金屬材料、非金屬材料和復合材料,適用于不同的形狀和尺寸的工件。