超聲波探傷是利用超聲波在物體中傳幫帶一些物理特性來(lái)發(fā)現(xiàn)物體內(nèi)部的不連續(xù)性，即缺陷或傷的一種方法，是無(wú)損檢驗(yàn)一種重要手段。超聲波在鋼材中的穿透能力很強(qiáng)，對(duì)于平面狀缺陷，盡管有得缺陷很深，只要超聲波直射到缺陷面，都能得到很高的缺陷波。目前我國(guó)廣為采用的超聲波探傷方法按超聲波的類(lèi)型可分為縱波、橫波和表面波探傷。

    超聲波探傷的優(yōu)點(diǎn)是檢測(cè)厚度大、靈敏度高、速度快、成本低、對(duì)人體無(wú)害，能對(duì)缺陷進(jìn)行定位和定量。然而，超聲波探傷對(duì)缺陷的顯示不直觀，探傷技術(shù)難度大，容易受到主、客觀因素的影響，以及探傷結(jié)果不便保存等，使超聲波探傷也有其局限性。由于超聲探傷是靠超聲波在缺陷處反射波在熒光屏上形成的信號(hào)來(lái)判定缺陷的性質(zhì)和當(dāng)量的，比較抽象，并且受到很多的干擾信號(hào)影響，給超聲探傷造成了一定的難度。

    斜探頭K值得測(cè)量及影響

    分析距離、孔徑、K值和溫度等影響斜探頭K值測(cè)量精度的因素。實(shí)驗(yàn)表明,小孔徑測(cè)量K值精度比大孔徑高;大K值探頭易造成測(cè)量誤差,最佳測(cè)量距離為1～3倍近場(chǎng)區(qū),環(huán)境溫度的影響不容忽視。

    在用斜探頭對(duì)焊縫進(jìn)行超聲波探傷時(shí)，斜探頭的K值精度直接影響到缺陷的定位精度。由于斜探頭的實(shí)際K值與出廠時(shí)標(biāo)稱K值往往有些偏差；并且在使用一段時(shí)間后，由于探頭表有機(jī)玻璃的磨損，也會(huì)造成探頭K值的變化，當(dāng)探頭出現(xiàn)前磨時(shí)，折射角變小，K值變小；當(dāng)探頭出現(xiàn)后磨時(shí)，折射角變大，K值變大；溫度對(duì)探頭K值的影響也很大，一般探頭的K值是在室溫下測(cè)定的，在溫差大的天氣下探傷時(shí)，應(yīng)注意及時(shí)測(cè)定探頭的K值，以免誤測(cè)，高溫探傷時(shí)，必須使用高溫探頭。所以在實(shí)際使用中，每次探傷前都要對(duì)探頭的K值進(jìn)行一次校核。

    缺陷的估判

    缺陷檢出后，應(yīng)在不同的方向上對(duì)其進(jìn)行探測(cè)。

    缺陷類(lèi)型及其識(shí)別

    1．點(diǎn)狀缺陷點(diǎn)狀缺陷是指氣孔或小夾渣等小缺陷，大多呈，球形，也有不規(guī)則形狀，屬于小的體積性缺陷。從不同方向探測(cè)，缺陷回波無(wú)明顯變化。點(diǎn)狀缺陷包括氣孔和點(diǎn)狀?yuàn)A渣。氣孔和點(diǎn)狀?yuàn)A渣的缺陷回波高度低，波形比較穩(wěn)定，從各方向探測(cè)，反射波高大致相同，但是稍微一移動(dòng)探頭缺陷波就消失。

    2.線狀缺陷這種缺陷可測(cè)指示長(zhǎng)度，但不易測(cè)其斷面尺寸（高度和寬度），如線狀?yuàn)A渣、未焊透或未熔合等，在長(zhǎng)度方向也可能是間斷的，如鏈狀?yuàn)A渣或斷續(xù)未焊透或斷續(xù)未熔合等。探頭對(duì)準(zhǔn)這類(lèi)缺陷前后左右掃查時(shí)，只要信號(hào)不明顯斷開(kāi)較大距離，缺陷基本連續(xù)，如在長(zhǎng)度方向缺陷波明顯降落，則可能是斷續(xù)的，應(yīng)在明顯斷開(kāi)的位置附近進(jìn)一步作移動(dòng)和環(huán)繞掃查，如觀察到垂直方向附近波高迅速降落，且無(wú)明顯的二次回波，則證明缺陷是斷續(xù)的。

    3.平面狀缺陷這種缺陷有長(zhǎng)度和明顯的自身高度，表面既有光滑的，也有粗糙的，如裂紋、面狀未熔合或面狀未焊透等。對(duì)表面光滑的缺陷作轉(zhuǎn)動(dòng)和環(huán)繞掃查時(shí)，在與缺陷平面相垂直方向的兩側(cè)，回波高度迅速降落。在與缺陷平面相垂直方向兩側(cè)回波高度呈不規(guī)則變化。從不同方向探測(cè)，缺陷回波顯著不同，在垂直于缺陷方向探測(cè)，缺陷回波高，在平行于缺陷方向探測(cè)，則缺陷回波高，在平行于缺陷方向探測(cè)，則缺陷回波低。這類(lèi)缺陷回波高度較大、波幅寬、會(huì)出現(xiàn)多峰。探頭移動(dòng)時(shí)，反射波連續(xù)出現(xiàn)，波幅有變動(dòng)，探頭轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)波峰有上下錯(cuò)動(dòng)的現(xiàn)象。

    4.多重缺陷這是一群缺陷的集合，每個(gè)小缺陷彼此之間相隔距離很近，用超聲波探傷無(wú)法單獨(dú)對(duì)每個(gè)小缺陷單獨(dú)定位和定量，如密集氣孔或再熱裂紋等。探頭對(duì)準(zhǔn)這類(lèi)缺陷作左右、前后掃查時(shí)，由各反射信號(hào)此起彼伏，密集缺陷所產(chǎn)生的回波信號(hào)顯示動(dòng)態(tài)波形。從掃描線上顯示的回波位置可大致判斷缺陷密集范圍。根據(jù)回波的不規(guī)則性，結(jié)合轉(zhuǎn)動(dòng)和環(huán)繞掃查，可大致判斷密集缺陷是一群球形狀缺陷還是具有多個(gè)反射面的平面型點(diǎn)狀反射體，如從不同方向、用不同角度測(cè)出的回波高度有明顯變化，從而可將密集氣孔與具有多個(gè)反射面的裂紋區(qū)分開(kāi)來(lái)。

    （二）、幾種常見(jiàn)缺陷

    1.咬邊這種缺陷反射波一般出現(xiàn)在一次與二次波的前邊。當(dāng)探頭在焊縫兩側(cè)探傷時(shí)，一般都能發(fā)現(xiàn)，在探頭移動(dòng)到出現(xiàn)最高反射信號(hào)處固定時(shí)，用手指沾取偶合劑輕輕的敲打焊縫邊緣，若發(fā)現(xiàn)信號(hào)有明顯的跳動(dòng)，則此缺陷波為咬邊反射信號(hào)。

    2.裂紋一般裂紋的回波高度較大，波幅寬，會(huì)出現(xiàn)多峰。探頭平移時(shí)，反射波連續(xù)出現(xiàn)，波幅有變動(dòng)；探頭轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，波峰有上下錯(cuò)動(dòng)現(xiàn)象。另外，裂紋也易出現(xiàn)在焊縫熱影響區(qū)，而且裂紋多垂直于焊縫，探傷時(shí)，應(yīng)在平行于焊縫的方向掃查。如果有裂紋，超聲波能直射至裂紋，便于發(fā)現(xiàn)。

    3.未焊透這種缺陷是由于焊縫金屬?zèng)]有添到接頭根部而形成。分布在焊縫根部，兩端較純，有一定的長(zhǎng)度，屬于平面狀缺陷。當(dāng)探頭平移時(shí)，未焊透反射波波形穩(wěn)定；從焊縫兩側(cè)探傷，均能得到大致相同的反射波型。

    4.未熔合焊接時(shí)，焊道與母材之間或焊道與焊道之間未完全熔化結(jié)合的部分叫做未熔合。當(dāng)超聲波垂直入射到缺陷表面時(shí)，回波較大，若探傷方法和折射角選擇不當(dāng)，就有可能漏檢。未熔合反射波的特征是：探頭平移時(shí)，波形較穩(wěn)定：兩側(cè)探測(cè)時(shí)，反射波幅不同，有時(shí)只能在一側(cè)探到。

    三、偽缺陷波的判別

    我們?cè)诤缚p超聲波探傷中，經(jīng)常會(huì)遇到熒光屏上除了出現(xiàn)缺陷波以外，還會(huì)出現(xiàn)很多的偽缺陷波，它并非由于缺陷造成的，因此很容易誤判。常見(jiàn)的偽缺陷有以下幾種：

    儀器雜波

    在不接探頭的情況下，由于儀器的性能不良，探頭靈敏度調(diào)節(jié)過(guò)高時(shí)，熒光屏上會(huì)出現(xiàn)單峰或者多峰的波形。接上探頭工作時(shí)，此波形在熒光屏上的位置不變，降低靈敏度時(shí)波形就會(huì)消失，這種雜波比較好區(qū)分，不會(huì)對(duì)探傷帶來(lái)太大的影響。

    2、探頭雜波

    當(dāng)探頭吸收塊吸收不良時(shí)，會(huì)在始波后出現(xiàn)一些雜波。當(dāng)斜探頭有機(jī)玻璃斜契設(shè)計(jì)不合理時(shí)，聲波在有機(jī)玻璃內(nèi)的反射回到晶片，也會(huì)引起一些雜波。這種波形在熒光屏上顯示出脈沖幅度很高、很寬的信號(hào)，無(wú)論探頭是否接觸工作，它都存在，且位置不會(huì)隨著探頭的移動(dòng)而移動(dòng)，此種假信號(hào)很容易識(shí)別。

    3、表面粗糙引起的干擾信號(hào)

    由于表面粗糙度對(duì)耦合有很明顯的不良影響，即探傷時(shí)聲速中心軸方向的聲壓降低，而橫向散射分量增大。如果垂直于底面的橫向分量足夠大的話，則有可能接收到來(lái)自于底面的反射波，這些信號(hào)位于探測(cè)深度內(nèi)，干擾了探測(cè)的正常進(jìn)行。同時(shí)，由于主聲束軸線上聲壓的減小，實(shí)際上也降低了探測(cè)靈敏度。因此必須對(duì)表面進(jìn)行處理，改善表面狀況，以減少干擾信號(hào)的產(chǎn)生，提高探傷質(zhì)量。

    4、焊縫上下錯(cuò)位引起的反射波

    板材在加工破口時(shí)，上下刨得不對(duì)稱或焊接時(shí)焊偏會(huì)造成上下層焊縫錯(cuò)位。由于焊縫上下焊偏，造成在一側(cè)探傷時(shí)，焊角反射波很像焊縫內(nèi)缺陷，當(dāng)移到另一側(cè)時(shí)，一次波前沒(méi)有反射波。

    5、焊縫表面溝槽引起的反射波

    射波在鋼管現(xiàn)場(chǎng)對(duì)接焊縫中出現(xiàn)較多，由于鋼管長(zhǎng)度偏差，加上多層結(jié)構(gòu)的累積誤差，使部分鋼管柱對(duì)接時(shí)焊縫寬度過(guò)大，多道施焊使焊縫表面形成一道道焊痕。當(dāng)超聲波掃查到焊縫時(shí)，會(huì)引起焊痕反射，該反射波信號(hào)不強(qiáng)烈、遲鈍，一般出現(xiàn)在一、二次底波稍偏后位置。識(shí)別方法是將探頭固定不動(dòng)，用手沾耦合劑輕輕拍打焊痕處，該波則輕輕跳動(dòng)。

    6、耦合劑反射波

    理論上要求耦合層厚度為半徑長(zhǎng)的整數(shù)倍，若耦合劑過(guò)于粘稠、流動(dòng)性不好、耦合層厚度太厚，容易堆積在探頭前部，從壓電晶片反射的縱波有一部分轉(zhuǎn)換成表面波，造成反射信號(hào)，用手輕輕抹掉探頭前部的耦合劑，該波即會(huì)消失

    無(wú)損檢測(cè)是一門(mén)跨學(xué)科的技術(shù)，其特點(diǎn)就是在不破壞構(gòu)件材質(zhì)和性能的條件下檢測(cè)構(gòu)件的特征質(zhì)量。超聲波探傷是無(wú)損探傷的主要方法之一，在實(shí)際無(wú)損探傷中得到廣泛的應(yīng)用。各種無(wú)損檢測(cè)方法和破壞性方法相結(jié)合。對(duì)于鋼管熱影響區(qū)反射信號(hào)超標(biāo)，如不能準(zhǔn)確判斷缺陷性質(zhì)，可采用射線拍片進(jìn)行確認(rèn)，為弄清缺陷性質(zhì)，位于管端的可取樣分析。