超声检测（UT）技术入门

yosya

01

—

超声检测及其优劣性

超声检测是一种无损检测方法，它使用高频声波来检测和测量工业部件中的不连续性。与海军声纳和医学超声类似，工业 UT 的工作原理是向材料发送声波，并分析返回的回波，以收集有关被测部件内部结构的信息。

这种方法的优点在于，它可以应用于各种技术，使其在许多行业和环境中都非常有用。

经验丰富的无损检测专家会利用现场经验和知识，为工作选择合适的技术，并通过各种报告格式传达发现结果。

UT 在工业应用中的主要目标包括：

测量厚度：UT 通常用于通过比较来自前表面和后表面的超声波回波来测量部件的厚度。

检测内部缺陷：通过检测不连续性与超声波相互作用时返回的信号，UT 有助于识别和测量内部缺陷。

应力测量：UT 可用于应力测量，例如螺栓应力测量和残余应力测量，这是该方法的独特应用。

超声检测在无损检测中的优势和局限性

UT 是一种通用的方法，适用于许多行业，包括制造业、航空航天、石油和天然气等。它能够执行体积检测并检测表面不可见的缺陷，这使其对于确保设备和结构的完整性和安全性非常宝贵。

超声检测的优势

• 体积检测：与液体渗透检测 (PT) 和磁粉检测 (MT) 等基于表面的方法不同，UT 可以检测内部不连续性。
• 安全性：与射线照相检测 (RT) 不同，UT 中使用的超声波对测试区域内的人员无害，消除了辐射安全问题。
• 灵敏度：UT 对结构完整性至关重要的缺陷（尤其是平面不连续性）高度敏感。
• 通用性：UT 可以检测表面、近表面和次表面不连续性，使其适用于广泛的应用。
• 便携性：UT 设备具有便携性，可以在各种环境和位置进行检测。
• 速度：UT 提供快速的检测结果，支持时间敏感的项目。
• 不连续性评估：先进的 UT 技术可以帮助检测人员确定不连续性的大小和严重程度，以支持明智的决策。
  
  

超声检测的局限性

• 复杂几何形状：使用 UT 检测具有不规则形状或复杂几何形状的部件可能具有挑战性。
• 表面准备：UT 通常需要在换能器和材料之间建立良好的表面接触，因此需要仔细的表面准备。
• 需要耦合剂：需要一种凝胶或液体介质来提供换能器和材料之间的界面，这在某些情况下可能是一个后勤挑战。
• 材料特性：UT 在处理散射或吸收声音的材料（如混凝土或不锈钢铸件）或非弹性材料（如橡胶和软塑料）时可能效果较差。
• 不连续性方向：某些方向的不连续性可能会带来检测挑战，需要使用其他方法进行测试。
• 培训和经验：UT 需要高度的专业知识。技术人员需要熟悉物理学，并对分析数据和解释结果的能力充满信心。这使得 UT 培训和认证至关重要。
  
  

02

—

超声检测的基本原理

在超声检测方法中，超高频声波被引入到被检测的部件中。技术人员将超声波探头（或传感器）放置在材料上，通常会使用一层液体或凝胶（称为耦合剂）来促进声波传输到部件中。

探头将电脉冲转换为声波，然后将返回的声波转换回电脉冲，这些电脉冲可以在屏幕上直观地显示。

当声波遇到反射体（一种具有不同密度和声速的材料）时，它们会反射回探头。通过分析这些回波的时间和振幅，熟练的操作人员可以确定到反射体的距离，并识别不连续性的类型，例如焊缝中的夹渣、气孔或裂纹。

无损检测从业者利用对各种波型、探头类型和显示选项的全面理解，使超声检测方法能够灵活地应用于各种要求、环境和应用。

声波与材料的相互作用

用于工业应用的超声检测的声波超出了人类听觉的范围，通常超过1 MHz，以确保精确的测量。当这些声波穿透材料时，它们会与任何内部不连续性（例如裂纹、气孔或夹杂物）相互作用，并反射回探头。

超声检测基于声波的反射、折射和穿透原理，以精确定位和识别材料内部的不连续性。