超声波检测（UT）技术的应用

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超声波检测（UT），是开发较早、应用较广的四大常规方法之一。目前，这种方法仍是锅炉压力容器、特种设备、钢结构、输电、铁塔、通信铁塔等制造质量检验和在用检验最常用的无损检测方法之一。其他主要的还有射线检测（RT）；磁粉检测（MT）；渗透检测（PT）。另外，还有涡流检测（ET）、声发射检测（AE）等。
一、超声波检测适用范围
超声波检测适用于板材、复合板材、碳钢和低合金、钢锻件、管材、棒材、奥氏体不锈钢、锻件等钢结构、输电线路铁塔、微波通信塔及承压设备原材料和零部件的检测；也适用于钢结构、输电线路铁塔、微波通信塔及承压设备对接焊接接头、T型焊接接头、角焊缝以及堆焊层等的检测。
二、超声波在检测中应用
1．板材超声检测
板材主要用于压力容器壳体，钢结构厂房，铁塔连接板。一般厚度为6～250mm，大多数压力容器用钢板厚度为8～40mm，钢板制造厂多采用超声局部水浸法。容器制造厂多采用接触法复验。在用设备一般不进行钢板超声检测。当发现异常以及鼓包等特殊情况再做这项工作。当使用双晶直探头时，应符合JB/T 4730.3-2005标准中附录A双晶直探头性能要求，特别是注意探头的距离——波幅曲线。对厚度为＜6mm的薄板，如用单晶直探头法，由于其板厚可能在盲区内，缺陷难以分辨，因此改用板波进行探伤。6～20mm的钢板应用双晶直探头检测。探头频率使用5MHz比2.5MHz要高，晶片面积不小于150mm2，其他性能应符合JB/T 4730.3-2005附录A要求。采用阶梯试块CBⅠ调整灵敏度，使试块上工件等厚的底面。第一次超声波达到满刻度的50%，再提高10db作为基准灵敏度 ；厚度＞20～40 mm的钢板，采用5MHz单晶直探头，晶片尺寸在Φ14～Φ20。厚度＞40～250mm的钢板宜采用2.5MHz、晶片尺寸在Φ20～Φ25 的单晶直探头。
2．锻件超声检测
检验时机：原则上应安排在热处理后，孔台等结构和加工前进行。检测面的表面粗糙度Ra≤6.3μm。当工件检测距离≥50 mm时，采用CSⅠ试块、公称频率2MHz～5MHz，晶片为Φ14 ～Φ25的单晶直探头。当工件检测距离＜50 mm时，采用CSⅡ试块、公称频率5MHz、晶片面积≥150mm2 的双晶直探头。当被检部位厚度≥3倍的探头近场区长度，且探测面与底面平行时，原则上可采用底波计算法确定单直探头基准灵敏度。而双晶直探头确定基准4，应采用CSⅡ试块，依次测试一组不同检测距离Φ3平底孔（至少三个）。做出距离－波幅曲线以此作为基准灵敏度。
3．钢管超声检测
钢管的检测主要是针对纵向缺陷。一般采用横波斜射法。对比试块应选取与被检钢管规格相同，材质、热处理工艺和表面状况相同或相似的钢管制备。不得有≥Φ2当量的自然缺陷。试块的尺寸，V形槽和位置应符合JB/T 4730.3-2005的规定。
4．焊缝超声检测
焊缝质量直接影响产品的使用寿命及安全性。UT是保证焊缝质量的重要检测手段之一。焊缝内部质量一般用RT，但对于厚壁或焊缝中的裂纹。未熔合等危险性缺陷。超声方法优于射线。JB/T 4730.3-2005对母材厚度为400mm的全熔化焊对焊缝的超声检测进行了明确规定，并指出应检测到整条焊缝熔合线和热影响区，而过去人们认为，对焊缝的检测只是检测焊缝部位。
5．平板对接焊缝
8～46mm厚平板对接焊缝采用二次波探伤，大于46mm的采用一次波。采用耦合剂有机油、化学糨糊和水；常用探头频率为2.5MHz～5MHz，检查时常用锯齿形扫查。
扫查时需注意：
①扫查时探头作10°～15°转动；
②扫查范围符合要求；
③每次前进间距不超过探头晶片直径。
探头选择时要考虑：
①使声束扫查到整个焊缝截面；
②使声束中心尽量与主要危险性缺陷垂直；
③保证有足够的探伤灵敏度。
6．管座角焊缝超声检测
管座角焊缝超声检测以直探头为主，对直探头扫查不到的应以斜探头检测，直探头探伤时，平底孔距离波幅曲线可在CSⅠ或CSⅡ上测试，其灵敏度为：评定线Φ2平底孔，定量线为Φ3平底孔，判废线为Φ6平底孔。而采用斜探头时，距离波幅曲线的测试同平板对接焊缝。
7．T形接头焊缝超声检测
6～50mm厚全焊透T形接头焊缝的超声检测要依据不同的焊缝结构形式，选择一种或几种方式组合实施检测。常用探头是直探头（或双晶直探头）和斜探头。
直探头距离－波幅曲线的灵敏度为：评定线Φ2平底孔，定量线为Φ3平底孔，判废线为Φ4平底孔。
斜探头距离－波幅曲线的灵敏度为：应按JB/T 4730.3-2005表19规定。
三、使用超声检测的原则
在无损检测中，必须认识到任何一种无损检测方法都不是万能的，每种无损检测方法都有各自的优点和缺点。因此，在无损检测应用中，如有可能，不要只采用一种无损检测方法，而应尽可能多的同时采用几种方法，以便保证各种检测方法互相取长补短，从而获得更多的信息。
另外，应根据材料材质、结构、制造方法、工作介质、使用条件和失效模式，预计可能产生的缺陷种类、形状、部位和方向。利用有关材料、焊接加工工艺的知识，选择适宜的无损检测方法，综合起来进行判断。例如，RT、UT主要用于内部缺陷检测，UT对裂纹缺陷控制灵敏度高，但定性不准是其不足。而RT的优点之一是对缺陷定性比较准确。MT主要用于铁磁性材料表面和近表面缺陷。PT主要用于非多孔性金属材料的表面开口和缺陷的检测。ET主要用于导电金属材料表面和近表面的缺陷。多种方法配合使用，能保证检测结果准确、可靠。
随着现代工业的发展，对产品质量和结构安全性、使用可靠性提出了越来越高的要求，由于无损检测技术具有不破坏试件、检测准确度高的特点，广泛应用于国内许多行业和部门。做为无损检测人员，只有了解结构、使用条件和失效模式，了解材料和焊缝中常见缺陷种类和产生原因，才有助于正确选择无损检测方法，正确分析和判断结果。

蓝臭臭

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