不等厚对接焊接缝的超声波检测
不等厚对接焊接缝的超声波检测
发表时间：2019-03-13T16:03:14.470Z 来源：《中国西部科技》2019年第2期作者：李绪清
[导读] 随着科技的不断被研发摸索,时代一直地发展,在超声波的应用方面有着很大的进步,现今的进步和技术变得日益成熟,对接焊接技术也随着时代不断革新进步,尤其是在机械工程方面的使用十分地宽泛普及。为了保证机械工程方面的应用安全,对对接焊接的检测也逐渐变得成熟,超声波检测在不等厚对接焊接方面的应用十分重要。基于此,这篇文章主要从进行不等厚对接焊接的特点出发,简单讨论一下如何发现对接中的缺陷以及利用超声波进行不等
海洋石油工程股份有限公司
在传统的对接焊接中,可以分为两种焊接形式,一种是对接焊缝,另一种是角焊缝。这两种焊接形式就是在悍件的坡面和另一件焊件的坡面进行焊接,使金属熔化并与之相交融,所形成的不规则的区域叫做焊缝。在焊接的区域由于施工上的问题,造成了缝隙存在,给以后的使用造成不便,为了解决操作不便带来的问题,我们采取了一种根据不等厚对接焊接的特点进行的检测方式,超声波检测。这种方式可以有效地检测出零件的问题所在,解决问题,提高效率。
一、进行不等厚对接焊接的特点
在一些楼房或者厂房的施工现场,遇到一些特殊的情况时我们需要把两个不同厚度的圆筒或者其他形状的物品焊接在一起,在焊接的过程中由于一些因素会造成一切缺陷,对于这种缺陷我们进行了一系列的检测,及时发现问题所在。根据不同的对接焊接类型,检测的方式也不尽相同。首先,我们先根据不等厚的对接焊接的结构分析一下焊接时的特点。
(一)进行焊接的圆筒的结构,焊接的圆筒壁不是很厚,但是筒底的焊接区域比较厚。
(二)在进行焊接的圆筒的筒壁的厚度是不等厚的,筒壁的厚度自左向右逐渐增大,达到2.6mm时是极限,筒壁的厚度不会再增大,而且几何形状比较复杂。
(三)在焊接过程中,由于是利用高温使金属熔化,凝结在一起,凝结在一起的部分比较粗糙,残留着明显的操作痕迹。
(四)在进行焊接的过程中,他们的焊接的金属用料也是有所不同,化学成分有所差异,所以就造成了焊接的部分颜色与筒身颜色的不同。根据这些特点,我们可以利用这些来进行检测,帮助检测出零件中出现的问题,可以节省很大的时间。
二、在不等厚对接焊接的过程中进行缺陷波的判定
在焊接过程中,常常出现的缺陷有很多种,例如由于焊接过程中空气比较充足在焊接的部分,就容易出现气泡,还有就是在焊接的时候由于温度不够,焊接的时间较短,没有到达时间的标准,就容易出现裂缝和未焊透的情况,而且在焊接的过程中没有做好准备,就容易让其他杂质进入焊接的部分,出现杂渣,影响焊接部分的焊接效果。还有一个常见的焊接缺陷就是由于焊接技术人员的技术操作问题,造成焊接偏离原始计划好的位置,出现焊偏的情况。在这些焊接缺陷中,最危险的情况就是出现焊接未焊透和焊接出现裂痕的情况,在这种情况下容易出现危险,给之后零件焊接的使用埋下了一定的使用风险。所以为了避免发生这种风险,我们利用超声波检测技术来发现这些焊接问题,利用超声波的声波反馈,检测出现的问题,并找到解决的办法。当超声波检测出焊接出有缺陷时,并不能马上得出缺陷的性质,我们必须根据检测出的波形,还有检测出的缺陷的位置,焊接工艺等客观因素进行综合分析,分析出是否真的出现焊接缺陷,查看反射回来的波形是缺陷波还是伪缺陷波,根据判断的情况,我们可以根据反射回来的反射波的声程来进行结果的判断,若是反射波的前沿出现在一个声波程中,我们可以初步判断这是缺陷波,而如果出现其他的情况,我们就可以判断其他情况下是伪缺陷。根据缺陷波反射回来的路程,在排除其他干扰的情况下,根据探头到检测出的水平距离来判断缺陷具体的位置。
(一)缺陷波的判定。在我们进行缺陷波的检测时,如果反射回来的反射波出现在第一次波程和第二次波程之间,二次波位在反射管上的反射点位于探测设备的一侧,则我们就可以判定反射体的位置,并确定反射体的类型。
(二)伪缺陷波的判定。当我们了解了一些缺陷波的判定方式,确定出缺陷波的确定方式,我们就可以发现其他不同的情况,就是伪缺陷波的出现的情况。但是,为什么会出现伪缺陷波呢,是由于什么原因出现伪缺陷波呢。在我们技术工人焊接的过程中在焊接焊缝的底部时,出现不规则焊接面,在检测的时候,就容易出现伪缺陷波。还有一种情况就是由于反射管子本身的弧度的问题,就容易出现很多错口。当这些错口的反射声波恰好和缺陷声波的反射方向一致,就会出现伪缺陷波。
三、利用超声波进行不等厚对接焊接检测的好处
在进行对接焊接检测时,可以进行射线检测和超声波检测。这两种方式是进行检测对接焊接的过程的主要的方式。随着时间的进步,科技的发展,射线检测的方法的缺陷日益显露出来,比如在射线的使用过程中,辐射对人体的危害比较大,在进行检测的过程中,如果对检测人员的保护措施不当,会对人体造成难以挽回的影响。而且在射线检测的过程中,射线的穿透力受到限制,对比较厚的界面和厚度变化比较大的界面检测的效果不是很明显,对于检测结果的判断会有所影响。而且使用射线检测的成本比较高,设备大,检测的时间周期长。我们利用超声波进行检测,可以有效地解决射线检测出现的问题,超声波的设备比较小,携带比较方便,而且超声波对于人体几乎没有影响,使用过程不会对人体造成危害,而且在检测的过程中不需要移动物体,检测的周期短,反馈的时间短,可以在短时间内对零件是否出现缺陷进行判断,检测的结果也是比较准确。
四、总结:
由于射线检测的一些局限性,射线检测逐渐退出了对对接焊接的检测范围,现在超声波检测是进行不等厚对接焊接检测的主要方式。我们利用超声波进行零件缺陷的检测,成本低,而且检测的过程比较方便灵活,有着高效率,在我们进行零件的检测和零件问题检测方面起到了非常重要的作用。超声波检测过程方便快捷,对使用者的身体损害小,其地位已经逐步确立,为以后零件检测和缺陷检测的发展打下了坚实的基础。
参考文献：
[1]高健；邢志刚；侯慧雯. 论"超声波无损检测"技术在不等厚对接焊缝上的应用[J].《科技创新与应用》2016年22期
[2]钱政平; 陈士华; 章文显; 杨雯青.不等厚板对接焊缝的超声波探伤[J].轨道交通装备与技术 2016年07期
[3]陈东; 景宽; 宋华; 王宇.不等厚激光拼焊板咬边缺陷研究[J].机械设计与制造2015年05期
超声导波检测技术的研究进展_周正干
综 述 NDT 无损检测 2006年第28卷第2期 超声导波检测技术的研究进展 周正干,冯海伟 (北京航空航天大学机械工程及自动化学院,北京 100083) 摘 要:综述近年来超声导波检测研究的最新进展。介绍导波在不同材料和结构中的频散特性及与之相关的理论成果。从导波的结构出发,分析了导波在介质中能量与位移的分布。论述了导波检测技术领域中数值分析方法和信号处理方面的一些新技术。 关键词:超声检测;导波;频散特性;有限元;边界元;信号处理 中图分类号:T G 115.28 文献标识码:A 文章编号:1000 6656(2006)02 0057 07Progress in Research of Ultrasonic Guided Wave Testing Technique ZHOU Zheng gan,FENG Hai wei (School of M echanical Engineering and Automation,Beijing University of Aeronautics and Astr onautics,Beijing 100083,China) Abstract:T he recent advances in ult rasonic g uided w ave testing technique are summar ized.Firstly,the disper se char acter istics and the r elated t heo retical r esults of the g uided wav es in differ ent mater ials and distinct structur es ar e intro duced.T hen,based o n the structure o f the g uided waves,the distr ibution o f the energ y and displacement o f guided w aves is ana lyzed.L ast ly ,some new techniques o f numer ical analy sis and signal pro cessing fo r g uided wav e no ndest ructive testing are descr ibed. Keywords:U ltr aso nic t esting ;G uided wav e;Disperse characterist ic;F inite element;Boundary element;Signal pr ocessing 相对于传统的超声波检测技术,超声导波具有传播距离远、速度快的特点,因此,在大型构件(如在役管道)和复合材料板壳的无损检测中有良好的应用前景。但目前,导波的一些机理和特性仍然不很清楚,导波的理论研究成为近年来无损检测界的热点。随着理论研究的深入,产生了很多有关导波的 新技术,促使其应用于更广泛的领域。 1 导波的分类 导波是由于声波在介质中的不连续交界面间产生多次往复反射,并进一步产生复杂的干涉和几何弥散而形成的。主要分为圆柱体中的导波以及板中的SH 波、SV 波、兰姆波(Lam b)和漏兰姆波[1]等。 根据Silk 和Bainto n 的理论[2] ,圆柱体中的导波分为 轴对称纵向模式L(0,m)(m =1,2,3, 收稿日期:2005 01 13 基金项目:国家自然科学基金资助项目(50475006) )。 轴对称扭转模式T (0,m )(m =1,2,3, )。 非轴对称弯曲模式F(n,m )(n,m =1,2,3, )。各模式中整数m 是计数变量,反映该模式在管壁厚方向上的振动形态;整数n 反映该模式绕管壁螺旋式传播形态。其中,L(0,m )和T (0,m )模式是F(n,m )模式中n =0的特例。 虽然上述定义已被广泛接受,但是针对某些具体问题,研究人员也提出了不同的导波分类方法,以利于分析在具体问题中表现出来相似特征的导波模式。如Vo gt T 等[3] 在研究部分埋地圆柱体结构中的导波散射问题时提出了单一(v ,n)模式,其中v 1对应原弯曲模式;v =0对应原纵波和扭转模式。两种模式用计数变量n 区别。两种定义方式的模式,(0,1)对应L(0,1),(0,2)对应T(0,1),(0,3)对应L(0,2),(0,4)对应T (0,2)等。 2 频散特性与频散方程 频散是导波的主要特性之一,即导波的相速度 57
焊缝超声波探伤(第二节平板对接焊缝的超声波探伤方法)
第四章 焊缝超声波探伤 第二节 平板对接焊缝的超声波探伤方法 由于焊缝有增强量、表面凹凸不平，以及焊缝中危险性缺陷(裂缝、未焊透)大多垂直于板面，所以，对接焊缝超声波探伤基本方法一般都利用斜探头在焊缝两侧与钢板直接接触后 所产生的折射横波进行探测，见图4–4所示。 一、探测面的修整 为保证整个焊缝截面都被超声波束扫查到，探头必须在探测面上左 右、前后移动，为此，通常要对探测面进行修整。探测面上的焊接飞溅、氧化皮、锈蚀等应清理掉。清理的方 法可用铲刀、钢丝刷、砂轮等使钢板露出金属光泽。 探测面的修整宽度按GB11345–89标准规定： a. 用一次(直射)波法扫查，则焊缝两测的修整宽度(探头移动区)应大于0.75P ： P=2TK (4–1) 式中：T 为母材厚度；K 为斜探头折射角的正切(K=tg β)。 b. 用一次反射波法，在焊缝两面两侧扫查，故修整宽度大于1.25P ： 二、耦合剂的选用 为使超声波能顺利传入工件，在探伤前必须在探测面上涂上耦合剂，常用的耦合剂有机油、化学浆糊、水、甘油等。 耦合剂的选用应考虑： ① 工件表面光洁度和倾斜角度 ② 探测频率 ③ 耦合剂的声透性能 ④ 保存和使用的方便性 ⑤ 经济性和安全等 各种耦合剂在工件表面光洁度较高时，其声透性能一般相差不大，当工件表面光洁度较差时，选用声阻抗较大的耦合剂，如甘油，可获得较好的声透性能。 三、探头的选择 探头选择主要指探头角度和频率的选择 1. 探头角度的选择 对于钢质材料，为保证纯横波探测，探头的入射角应在第一临界角(27.5°)和第二临界角(57°)之间，即27.5°＜α＜57°。国内过去使用的探头均以入射角标称，如、30°、40°、45°、50°、55°等。近年来，考虑到为使缺陷定位计算方便，故均改用K 值探头(K=tg β)如K=0.8、K=1、K=1.5、K=2、K=2.5、K=3等。国外则普遍用折射角标称，如β=35°、β=45°、β=60°、β=70°、β=80°等。 为保证整个焊缝截面为声束覆盖，当用一次波和二次波探测时，探头的K 值尚须满足下式(见图4–5)： K ≥ T b a l ++ (4– 2) 图4–4 焊缝探伤一般方法
超声波焊接原理及材料对其的影响
★超声波焊接是热塑性塑料在超声波振动作用下，由于表面分子间摩擦生热而使两块塑料熔接在一起的焊接方法。 超声波金属焊接: 1、超声波金属焊接 超声波金属焊接的优点在于快速、节能、熔合强度高、导电性好、无火花、接近冷态加工；缺点是所焊接金属件不能太厚（一般小于或等于5mm）、焊点位不能太大、需要加压。超声波金属焊接是一种机械处理过程，在焊接过程中，并无电流在被焊件中流过，也无诸如电焊模式的焊弧产生，由于超声焊接不存在热传导与电阻率等问题，因此对于有色金属材料来说，无疑是一种理想的金属焊接设备系统，对于不同厚度的片材，能有效地进行焊接。 超声波焊接原理: 超声波塑料焊接机超声波塑料焊接原理 当超声波作用于热塑性的塑料接触面时，会产生每秒几万次的高频振动，这种达到一定振幅的高频振动，通过上焊件把超声能量传送到焊区，由于焊区即两个焊接的交界面处声阻大，因此会产生局部高温。又由于塑料导热性差，一时还不能及时散发，聚集在焊区，致使两个塑料的接触面迅速熔化，加上一定压力后，使其融合成一体。当超声波停止作用后，让压力持续几秒钟，使其凝固成型，这样就形成一个坚固的分子链，达到焊接的目的，焊接强度能接近于原材料强度。超声波塑料焊接的好坏取决于换能器焊头的振幅，所加压力及焊接时间等三个因素，焊接时间和焊头压力是可以调节的，振幅由换能器和变幅杆决定。这三个量相互作用有个适宜值，能量超过适宜值时，塑料的熔解量就大，焊接物易变形；若能量小，则不易焊牢，所加的压力也不能太大。这个最佳压力是焊接部分的边长与边缘每1mm的最佳压力之积 原理分析图
超声波焊接优点: 1、超声波塑料焊接优点：焊接速度快，焊接强度高、密封性好；取代传统的焊接/粘接工艺，成本低廉，清洁无污染且不会损伤工件；焊接过程稳定，所有焊接参数均可通过软件系统进行跟踪监控，一旦发现故障很容易进行排除和维护。 2、超声波金属焊接优点：1）、焊接材料不熔融，不脆弱金属特性。2）、焊接后导电性好，电阻系数极低或近乎零。3）、对焊接金属表面要求低，氧化或电镀均可焊接。4）、焊接时间短，不需任何助焊剂、气体、焊料。5）、焊接无火花，环保安全。 超声波金属焊接适用产品: 1）、镍氢电池镍氢电池镍网与镍片互熔与镍片互熔。2）、锂电池、聚合物电池铜箔与镍片互熔，铝箔与铝片互熔。3）、电线互熔，偏结成一条与多条互熔。4）、电线与名种电子元件、接点、连接器互熔。5）、名种家电用品、汽车用品的大型散热座、热交换鳍片、蜂巢心的互熔。6）、电磁开关、无熔丝开关等大电流接点，异种金属片的互熔。7）、金属管的封尾、切断可水、气密。 超音波的熔焊应用方法: 一、熔接法：以超音波超高频率振动的焊头在适度压力下，使二块塑胶的接合面产生摩擦热而瞬间熔融接合，焊接强度可与本体媲美，采用合适的工件和合理的接口设计，可达到水密及气密，并免除采用辅助品所带来的不便，实现高效清洁的熔接。二、铆焊法：将超音波超高频率振动的焊头，压着塑胶品突出的梢头，使其瞬间发热融成为铆钉形状，使不同材质的材料机械铆合在一起。三、埋植：藉着焊头之传道及适当之压力，瞬间将金属零件（如螺母、螺杆等）挤入预留入塑胶孔内，固定在一定深度，完成后无论拉力、扭力均可媲美传统模具内成型之强度，可免除射出模受损及射出缓慢之缺点。四、成型：本方法与铆焊法类似，将凹状的焊头压着于塑胶品外圈，焊头发出超音波超高频振动后将塑胶溶融成形而包覆于金属物件使其固定，且外观光滑美观、此方法多使用在电子类、喇叭之固定成形，及化妆品类之镜片固定等。五、点焊：A、将二片塑胶分点熔接无需预先设计焊线，达到熔接目的。B、对比较大型工件，不易设计焊线的工件进行分点焊接，而达到熔接效果，可同时点焊多点。六、切割封口：运用超音波瞬间发振工作原理，对化纤织物进行切割，其优点切口光洁不开裂、不拉丝。超声波金属焊接机2、超声波金属焊接原理是利用超声频率（超过16KHz ）的机械振动能量，连接同种金属或异种金属的一种特殊方法．金属在进行超声波焊接时，既不向工件输送电流，也不向工件施以高温热源，只是在静压力之下，将框框振动能量转变为工作间的摩擦功、形变能及有限的温升．接头间的冶金结合是母材不发生熔化的情况下实现的一种固态焊接．因此它有效地克服了电阻焊接时所产生的飞溅和氧化等现象．超
大型薄板中超声导波的产生与鉴别
综 述 大型薄板中超声导波的产生与鉴别Ξ 冯占英1,2 周正干2 高翌飞2 (1.军事交通学院装运机械系,天津 300161;2.北京航空航天大学机械工程及自动化学院,北京 100083) 摘 要:介绍了目前大型构件超声检测的发展现状;讲述了导波特性的频散特性和模式;说明了导波在大型铝板中的激励方法;分析了导波的表现形式及其与普通横波的区别;阐明了导波模式的鉴别方法。 关键词:导波;频散;模式;相速度;群速度 中图分类号:T G115.28 文献标识码:A 文章编号:167124423(2007)05201204 常规的超声检测方法是用超声探头在被测试件表面进行逐点扫描。当被检工件较大时,一般使用C 扫描方法对工件进行结果显示。这种方法费时且效率较低。随着大型构件在工业中越来越广泛的应用,迫切需要一种高效便捷的检测方法。于是,超声导波方法应运而生。由于导波检测快速方便的应用特点,目前已成为超声检测领域研究的热点。国外如英国帝国理工大学[1],美国宾西法尼亚大学[2]等,国内如北京工业大学[3],同济大学[4]等,研究领域主要集中在大型板壳、管道、铁轨等,其中部分产品已投入实际使用。但是在众多的文献资料中,几乎没有文献论述导波波形和模式的鉴别,这就给不少研究人员带来很大的不便,本文将着重对大型薄板中导波的产生和鉴别进行详细论述。 1 导波的特性 普通的体波是指在无限介质中传播的波,同体波不同,导波是指由于介质边界的存在而产生的波,如表面波、L am b波和界面波等。正是因为边界的存在,波的传播以反射与折射的方式与边界发生作用,且发生横波和纵波间的模态转换。于是,导波就呈现出了普通超声波所不具有的一些特点。最主要的特征就是导波的频散现象和多模式。 1.1 频散现象 对于普通的纵波、横波,它们在介质中传播时,传播过程中其振动相位不会随频率变化,因此它们的群速度和相速度相同。导波则不同,导波在介质中传播时,传播速度随频率而变化。由于一般超声脉冲都是由许多不同频率的连续波叠加而成的,即有多次谐波成分,所以导波中各成分相应的传播速度不同,介质中的质点振动是各谐波作用下的振动合成。对于板中的导波(兰姆波)而言,它的相速度是相同频率波前的传播速度,是板厚与频率乘积的函数,而它的群速度是不同频率所组成的波包的传播速度[1,5]。铝板的频散曲线如图1所示 。 图1 铝板中兰姆波的频散曲线 第31卷第5期2007年10月 无损探伤 N D T V o l.31N o.5 O ctober.2007 ()
焊缝超声波检测工艺规程
焊缝超声波检验规程 1范围 适用于金属材料制承压设备用原材料、零部件和设备的超声检测，也适用于金属材料制在用承压设备的超声检测。 与承压设备有关的支承件和结构件的超声检测，也可参照本部分使用. 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过JB/T 4730的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。 JB 4730.1—2005 承压设备无损检测第1部分：通用要求 JB/T 7913—1995 超声波检测用钢制对比试块的制作与校验方法 JB/T 9214—1999 A型脉冲反射式超声波探伤系统工作性能测试方法 JB/T 10061—1999 A型脉冲反射式超声波探伤仪通用技术条件 JB/T 10062—1999 超声探伤用探头性能测试方法 JB/T 10063—1999 超声探伤用1号标准试块技术条件 3一般要求 3.1 超声检测人员 超声检测人员的一般要求应符合JB/T 4730.1的有关规定。 3.2 检测设备 3.2.1 超声检测设备均应具有产品质量合格证或合格的证明文件。 3.2.2 探伤仪、探头和系统性能 3.2.2.1 探伤仪 采用A型脉冲反射式超声波探伤仪，其工作频率范围为0.5MHz～10MHz，仪器至少在荧光屏满刻度的80%范围内呈线性显示。探伤仪应具有80dB以上的连续可调衰减器，步进级每档不大于2dB，其精度为任意相邻12dB误差在±1dB以内，最大累计误差不超过1dB。水平线性误差不大于1%，垂直线性误差不大于5%。其余指标应符合JB/T10061的规定。 3.2.2.2 探头 3.2.2.2.1 晶片面积一般不应大于500mm2，且任一边长原则上不大于25mm。 3.2.2.2.2 单斜探头声束轴线水平偏离角不应大于2°，主声束垂直方向不应有明显的双峰。 3.2.2.3 超声探伤仪和探头的系统性能 3.2.2.3.1 在达到所探工件的最大检测声程时，其有效灵敏度余量应不小于10dB。 3.2.2.3.2 仪器和探头的组合频率与公称频率误差不得大于±10%。 3.2.2.3.3 仪器和直探头组合的始脉冲宽度（在基准灵敏度下）：对于频率为5MHz的探头，宽度不大于10mm；对于频率为2.5MHz的探头，宽度不大于15mm。 3.2.2.3.4 直探头的远场分辨力应不小于30dB，斜探头的远场分辨力应不小于6dB。 3.2.2.3.5 仪器和探头的系统性能应按JB/T 9214和JB/T 10062的规定进行测试。 3.3 超声检测一般方法 3.3.1 检测准备 3.3.1.1 承压设备的制造安装和在用检验中，检测时机及抽检率的选择等应按法规、产品标准及有关技术文件的要求和原则进行。 3.3.1.2 检测面的确定，应保证工件被检部分均能得到充分检查。 3.3.1.3 焊缝的表面质量应经外观检测合格。所有影响超声检测的锈蚀、飞溅和污物等都应予以清除，其表
超声波的焊接原理及技术
一．超声波应用原理 我们知道正确的波的物理定义是：振动在物体中的传递形成波。这样波的形成必须有两个条件：一是振动源，二是传播介质。波的分类一般有如下几种：一是根据振动方向和传播方向来分类。当振动方向与传播方向垂直时，称为横波。当振动方向与传播方向一致时，称为纵波。二是根据频率分类，我们知道人耳敏感的听觉范围是20HZ-20000HZ，所以在这个范围之内的波叫做声波。低于这个范围的波叫做次声波，超过这个范围的波叫超声波。 波在物体里传播，主要有以下的参数：一是速度V，二是频率F，三是波长λ。三者之间的关系如下：V=F.λ。波在同一种物质中传播的速度是一定的，所以频率不同，波长也就不同。另外，还需要考虑的一点就是波在物体里传播始终都存在着衰减，传播的距离越远，能量衰减也就越厉害，这在超声波加工中也属于考虑范围。 1、超声波在塑料加工中的应用原理： 塑料加工中所用的超声波，现有的几种工作频率有15KHZ，18KHZ，20KHZ，40KHZ。其原理是利用纵波的波峰位传递振幅到塑料件的缝隙，在加压的情况下，使两个塑料件或其它件与塑料件接触部位的分子相互撞击产生融化，使接触位塑料熔合，达到加工目的。 2、超声波焊机的组成部分 超声波焊接机主要由如下几个部分组成：发生器、气动部分、程序控制部分，换能器部分。发生器主要作用是将工频50HZ的电源利用电子线路转化成高频（例如20KHZ）的高压电波。 气动部分主要作用是在加工过程中完成加压、保压等压力工作需要。 程序控制部分控制整部机器的工作流程，做到一致的加工效果。 换能器部分是将发生器产生的高压电波转换成机械振动，经过传递、放大、达到加工表面。 3．换能器部分由三部分组成：换能器（TRANSDUCER）；增幅器（又称二级杆、变幅杆，BOOSTER）；焊头（又称焊模，HORN或SONTRODE）。 ①换能器(TRANSDUCER)：换能器的作用是将电信号转换成机械振动信号。将电信号转换成机械振动信号有两种物理效应可以应用。A：磁致伸缩效应。B：压电效应的反效应。磁致伸缩效应在早期的超声波应用中较常使用，其优点是可做的功率容量大；缺点是转化效率低，制作难度大，难于大批量工业生产。自从朗之万压电陶瓷换能器的发明，使压电效应反效应的应用得以广泛采纳。压电陶瓷换能器具有转换效率高，大批量生产等优点，缺点是制作的功率容量偏小。现有的超声波机器一般都采用压电陶瓷换能器。压电陶瓷换能器是用两个金属的前后负载块将压电陶瓷夹在中间，通过螺杆紧密连接而制成的。通常的换能器输出的振幅为10μm左右。 ②焊头（HORN）：焊头的作用是对于特定的塑料件制作，符合塑料件的形状、加工范围等要求。 换能器、变幅杆、焊头均设计为所工作的超声频率的半波长，所以它们的尺寸和形状均要经过特别的设计；任何的改动均可能引致频率、加工效果的改变，它们需专业制作。耐用根据所采用的材料不同，尺寸也会有所不同。适合做超声波的换能器、变幅杆和焊头的材料有：钛合金、铝合金、合金钢等。由于超声波是不停地以20KHZ左右高频振动的，所以材料的要求非常高，并不是普通的材料所能承受的。 二：超声波工作原理： 热可塑性塑料的超声波加工，是利用工作接面间高频率的摩擦而使分子间急速产生热量，当此热量足够熔化工作时，停止超声波发振，此时工件接面由熔融而固化，完成加工程序。
碳钢对接焊接接头超声检测
碳钢对接焊接接头超声检测 目录 前言 (2) 1. 课程设计任务书 (3) 2. 碳钢板对接焊接接头超声检测工艺 (4) 2.1超声波探伤的方法 (4) 2.2超声波检测仪器和基本设备 (4) 2.2.1超声波仪器 (4) 2.2.2超声波探头 (5) 2.2.3超声波试块 (6) 2.2.4耦合剂的使用 (6) 2.3超声波检测的过程 (7) 2.3.1检验等级的确定 (7) 2.3.2探头K值的选择 (7) 2.3.3频率选择 (7) 2.3.4晶片尺寸的选择 (7) 2.4实时探伤操作 (7) 2.4.1探伤标准的选择 (7) 2.4.2检验区宽度的确定 (8) 2.4.3探头移动区宽度 (8) 3. 碳钢对接焊缝的超声波检测工艺卡 (9) 4. 根据编制的工艺及工艺卡，进行检测实验 (10) 4.1 探头测定与仪器的调节 (10) 4.1.1 探头测试 (10) 4.2 扫查方式 (11) 5.碳钢对接焊缝的超声波检测报告 (12)
课程设计总结 (13) 参考文献 (14) 前言 无损检测（Non-Destructive Testing,NDT）技术已成为控制产品质量、保证设备安全运行等方面极为重要的技术手段，在现代航空工业生产过程中，越来越多地要求对关键部件进行更加有效和准确的检测。 超声检测是指用超声波来检测材料和工件、并以超声检测仪作为显示方式的一种无损检测方法。超声检测是利用超声波的众多特性（如反射和衍射），通过观察显示在超声检测仪上的有关超声波在被检材料或工件中发生的传播变化，来判定被检材料和工件的内部和表面是否存在缺陷，从而在不破坏或不损害被检材料和工件的情况下，评估其质量和使用价值。本次课程设计利用超声检测的方法对对接板材焊缝进行检测。文中针对给定的材质：Q235，钢板厚度：12mm，开坡口手工对接焊接焊缝，通过实验检测该焊缝的缺陷，详细介绍试块选用，设备调试，现场探伤中的常见问题及解决方法。还介绍了现场探伤，缺陷定位和长度测量的具体方法，并通过标准对检测中的缺陷进行了等级评定并得出了检测工艺卡。在焊缝缺陷检测中，超声检测是目前公认的最有效的常规无损检测方法之一，与其它常规检测相比具有明显的优势。基于以上原因，本文重点研究焊缝内部缺陷的超声波检测方法，从而对焊接缺陷进行有效的安全评定。
超声波焊接常见缺陷及处理办法
超声波焊接常见缺陷及处理办法 一、强度无法达到欲求标准。 当然我们必须了解超音波熔接作业的强度绝不可能达到一体成型的强度，只能说接近于一体成型的强度，而其熔接强度的要求标准必须仰赖于多项的配合，这些配合是什么呢？ ※塑料材质：ABS与ABS相互相熔接的结果肯定比ABS与PC相互熔接的强度来的强，因为两种不同的材质其熔点也不会相同，当然熔接的强度也不可能相同，虽然我们探讨ABS与PC这两种材质可否相互熔接？我们的答案是绝对可以熔接，但是否熔接后的强度就是我们所要的？那就不一定了！而从另一方面思考假使ABS与耐隆、PP、PE相熔的情形又如何呢？如果超音波HORN瞬间发出150度的热能，虽然ABS 材质己经熔化，但是耐隆、PVC、PP、PE只是软化而已。我们继续加温到270度以上，此时耐隆、PVC、PP、PE已经可达于超音波熔接温度，但ABS材质已解析为另外分子结构了！由以上论述即可归纳出三点结论： １.相同熔点的塑料材质熔接强度愈强。
２.塑料材质熔点差距愈大，熔接强度愈小。 ３.塑料材质的密度愈高（硬质）会比密度愈低（韧性高）的熔接强度高。 二、制品表面产生伤痕或裂痕。 在超音波熔接作业中，产品表面产生伤痕、结合处断裂或有裂痕是常见的。因为在超音波作业中会产生两种情形：1.高热能直接接触塑料产品表面 2.振动传导。所以超音波发振作用于塑料产品时，产品表面就容易发生烫伤，而1m/m以内肉厚较薄之塑料柱或孔，也极易产生破裂现象，这是超音波作业先决现象是无可避免的。而在另一方面，有因超音波输出能量的不足(分机台与HORN上模)，在振动摩擦能量转换为热能时需要用长时间来熔接，以累积热能来弥补输出功率的不足。此种熔接方式，不是在瞬间达到的振动摩擦热能，而需靠熔接时间来累积热能，期使塑料产品之熔点到达成为熔接效果，如此将造成热能停留在产品表面过久，而所累积的温度与压力也将造成产品的烫伤、震断或破裂。是以此时必须考虑功率输出(段数)、熔接时间、动态压力等配合因素，来克服此种作业缺失。 解決方法：
超声导波检测技术原理
超声导波检测技术 超声导波（Ultrasonic Guided Wave）检测技术利用低频扭曲波（Torsinal Wave）或纵波（Longitudinal Wave）可对管路、管道进行长距离检测，包括对于地下埋管不开挖状态下的长距离检测。 超声导波（也称为制导波）的产生机理与薄板中的兰姆波激励机理相类似，也是由于在空间有限的介质内多次往复反射并进一步产生复杂的叠加干涉以及几何弥散形成的。但是对于管道检测，在一般管壁厚度下要产生适当的波型，则需要使用比通常超声波探伤低得多的频率，导波通常使用的频率f＜100KHz，因此导波对单个缺陷的检出灵敏度与通常使用频率在MHz级别的超声检测相比是比较低的，但是导波检测的优点是能传播20~30米长距离而衰减很小，因此可在一个位置固定脉冲回波阵列就可做大范围的检测，特别适合于检测在役管道的内外壁腐蚀以及焊缝的危险性缺陷。低频导波长距离超声检测法用于管道在役状态的快速检测，内外壁腐蚀可一次探测到，也能检出管子断面的平面状缺陷。 超声导波应用的主要波型包括-扭曲波（Torsinal Wave，也简称为扭波）和纵波（Longitudinal Wave）。 扭曲波的特点是能够一边沿管子周向振动，一边沿管子轴 向传播，声能受管道内部液体影响较小（在导波检测时， 液体在管道中流动是允许的），回波信号能包含管轴方向 的缺陷信息，通常能得到清晰的回波信号，信号识别较容 易，在应用中需要换能器数量少，重量轻、费用省、因管 内液体介质而产生的扩散效应较小，波型转换较少，检测 距离较长，对轴向缺陷灵敏度高。 纵波特点是一边沿管子轴向振动，一边沿管子轴向传播， 回波幅度与缺陷性状关系不大，回波信号不如扭波清晰， 因为受管内流体流动的影响，也受探头接触面的表面状态 影响较大（油漆、凹凸等）受被测管内液体介质流动的影 响很大。 超声导波检测装置主要由固定在管子上的探伤套环（探头矩阵）、检测装置本体（低频超声探伤仪）和用于控制和数据采样的计算机三部分组成。 探头套环由一组并列的等间隔的环能器阵列组成，组成阵列的换能器数量取决于管径大小和使用波型，换能器阵列绕管子周向布置。 探伤套环的结构按管道尺寸采用不同节环-可以是一分为二，用螺丝固定以便于装拆（多用于直径较小的管道），或者充气式环（柔性探头套环），靠空气压力紧套在管子上（多用于直径较大的管道）。接触探头套环的管子表面需要进行清理但无须耦合剂，亦即除安放探头环的位置外，无需在清除和复原大面积包覆层或涂层上花费功夫，这也是超声导波检测的优点之一。超声导波探头套环上的探
电阻点焊的超声波检测
电阻点焊的超声波检测 （详见GMN10072） 一、介绍 1．目的 为超声波检测人员和用来检测的点焊零件提供标准 2．前言 超声波检测应用的效果取决于多方面的因素：检测设备的性能；执行检测的人员；检测焊点的材料UT特性以及焊接工艺的本身设定。超声波检测可能不适合某些应用，材料特性，厚度，结合形面，焊接工艺或是测试环境。 1.定义 关键准确率：检测出缺陷的能力。超声波检测出的不合格焊点数除以实际的不合格焊点数。 综合准确率：超声波检测准确的焊点数除以所有的超声波检测焊点数。 2.超声波检测（UT） 一种运用超声波技术的工艺，包括对材料，零件和总成件的检查、测试，或是评估。 这种工艺不会削弱或损坏部件的使用性能。 二、参考 GMN10072; GM4488M; GM9621P 三、人员认证级别 1.操作人员 操作人员应该能够正确执行认可的UT检测计划。另外，他们还要执行UT设备的功能认证，安装或是更换超声波探头，在规定的范围内调整增益，生成检测报告。 2.编程人员 UT编程人员应该能够设置检测设备，编写和认证UT检测计划，执行“测量认可研究” 的对比试验。这些人员必须非常熟悉UT设备，负责实际使用的培训和支持操作人员。 编写UT检测计划和执行工艺许可流程都是UT编程人员的职责。 四、工艺许可流程 1.工艺选择 UT编程人员必须选择和评估每个应用及部件针对UT的适用性。以下的因素需要考虑：
a)此零件，基于UT的成功案例 b)焊点的材料特性 c)焊点的可检测性 d)焊点外观和焊接的表面质量 2.编写基准UT检测程序 UT编程人员应该编写一个基准UT检测程序，包含设备的基本设定和每个焊点的决定参数。检测计划需要包括焊点识别和检查次序，如果需要还可以添加图示。 3.UT检测程序的调整 UT编程人员在准备测量认可对比研究时，要分析测量程序的结果（知道不合格焊点的类型），对UT检测计划进行必要的调整。在这个阶段，焊接板材可以是实际的生产零件，或是焊接试片，也可以是人为设定工艺条件下焊接的特殊零件。 4.测量认可对比研究（200 – 3000焊点） 必须进行测量认可的对比研究来确保UT检测结果和破坏性检测结果的一致性。研究试验基于实际生产零件（随机采样，不进行焊接工艺调整和UT程序调整）。如果在此阶段，对UT检测程序进行了修改，则测量认可对比研究必须重新开始。使用专用表格来记录认可的结果，参见附表《measure of agreement record NDT》。 点焊的UT检测工艺认可分为两种类型，A类和B类。 4.1A类凿检替代，GM9621P。如果完成了“测量认可对比研究”，且满足以下的规范， 设备或是应用，及对应的UT检测计划就被视为一种许可的过程中检测方法。 a)关键准确率大于或等于80% b)综合准确率大于或等于90% c)测量认可对比研究包含总共200 – 3000个焊点的样本（或是50个总成零件）和至少 20个小焊核焊点（参考GM4488M，section 4） 4.2B类破坏性检测替代，GM9621P。如果完成了“测量认可对比研究”，且满足以 下的规范，设备或是应用，及对应的UT检测计划就被视为一种许可的焊点破坏性检测方法。 d)关键准确率大于或等于95% e)综合准确率大于或等于90% f)测量认可对比研究包含总共200 – 3000个焊点的样本（或是50个总成零件）和至少 20个小焊核焊点（参考GM4488M，section 4） 5.稳定质量焊点工艺的偏离原则
焊缝超声波检测技术总结知识讲解
一、超声波探伤常见缺陷回波类型显示 1、气孔：单个气孔回波高度低，波形稳定，从各个方向探测，反射波大致相同，稍一移动探头就消失。密集气孔为一族反射波，其波高随气孔的大小而不同，当探头作定点转动时，会出现此起彼落的现象。 2、夹渣：点状夹渣的回波信号与点状气孔相似。条状夹渣回波信号多呈锯齿状，反射率低，一般波幅不高，波形常呈树枝状，主峰边上有小峰，探头平移时波幅有变动，从各个方向探测，反射波幅高度不相同。 3、未焊透：在板厚双面焊缝中，未焊透位于焊缝中部，声波在未焊透缺陷表面上类似镜面反射，用单斜探头探测时有漏检的危险。对于单面探测根部未焊头，类似端角反射。探头平移时，未焊透波形稳定。焊缝两侧探伤时，均能得到人致相同的反射波幅。 4、未熔合：当超声波垂直入射到其表面时，回波高度大，当探头平移时，波形较稳定，两侧探测时，反射波幅不同，有时只能从一面探测。 5、裂纹：一般来说，裂纹回波较大，波幅宽，会出现多峰。探头平移时，反射波连续出现，波幅有变化，探头转动时，波峰有上下错位的现象。 常见的缺陷回波图片 常见的缺陷类型图片 未熔合、未焊透 裂纹 气孔
二、焊缝探伤中常见的伪缺陷回波 6、仪器杂波：在不接探头的情况下，由于仪器性能不良，灵敏度调节过高，荧光屏上出现单峰或者多峰波形，接上探头工作时，此波仔荧光屏上的位置固定不变。一般情况下，降低灵敏度后，此波即消失。 7、探头杂波：仪器接上探头后，在荧光屏上显示山脉冲波幅很高、很宽的信号，无论探头是否接触好，它都存在且位置不随探头移动而移动，即固定不变。 8、耦合剂反射回波：如果探头的折射角度大，而探伤灵敏度有调得较高，则有一部分能量转换成表面波，这种表面波传播到探头前沿耦合剂堆积处，造成反射信号。只要探头固定不动，随着耦合剂的流大、波幅慢慢降低，很不稳定，用手擦掉探头前面的耦合剂时，信号就会消失。 9、焊缝表面和沟槽反射波：在多到焊缝表面形成一道道沟槽。当超声波扫查到沟槽时，会引起沟槽反射。鉴别的方法是，一般出现在一次、二次波处或稍偏后的位置，这种反射信号的特点是不强烈、迟钝。 10、焊缝上下错位引起的反射波：由于焊缝上下焊偏，在一侧探伤时，焊角反射波很像焊缝内的缺陷，当探头移到另一侧时，在一次波前没有反射波或测得探头的水平距离的焊缝的母材上。 11 、焊角回波：焊缝一般都有一定的余高，余高与母材的交界处称为焊角，由焊角产生的回波称为焊角回波。在阶梯试块上做试验：如下图A、图B所示，从A、B两个相反的方向检测同一个台阶，探头在A位置时会有回波，在B位置时没有回波。角焊回波的特点是：探头在工件上A位置处会有焊角回波产生，在B位置处则无焊角回波产生。焊角回波高度与余高高度有关，余高高时焊角回波高度高，余高低时焊角回波高度低，余高到一定程度时，无焊角回波。当探头沿焊缝平行移动时，焊角回波的位置不会改变，当探头垂直焊缝作前后移动时，焊角回波的位置会相应的移动一段距离，如果根据最高焊角回波的位置计算出它的水平位置和垂直距离，计算出的焊角位置与工件上的实际焊角位置相同；如果用手沾油轻轻敲击工件的焊角处，焊角回波会上下跳动。 (图A)(图B)
钢结构焊缝超声波检测实施细则
1 引用标准 《无损检测人员资格鉴定与认证》GB/T 9445-2008 《焊缝无损检测超声检测技术检测等级和评定》GB/T 11345-2013 《焊缝无损检测超声检测焊缝中的显示特征》GB/T 29711-2013 《焊缝无损检测超声检测验收等级》GB/T 29712-2013 《钢结构超声波探伤及质量分级法》JG/T 203-2007 《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205-2001 2 适用范围 本细则适用于母材厚度为不小于8mm铁素体钢全熔透焊缝(包括对接接头、T型接头和角接接头)的超声波探伤。如母材厚度小于8mm且不小于4mm，则按照标准JG/T 203-2007进行超声波探伤。 3 主要仪器设备 3.1 超声检测仪器应定期进行性能测试。除另有约定外，超声检测仪宜符合下列要求： 3.1.1 温度的稳定性：环境温度变化5℃，信号的幅度变化不大于全屏高度的±2%，位置变化不大于全屏宽度的±1%。 3.1.2 显示的稳定性：频率增加约1Hz，信号幅度变化不大于全屏高度的±2%，位置变化不大于全屏宽度的±1%。 3.1.3 水平线性的偏差不大于全屏宽度的±2%。 3.1.4 垂直线性的测试值与理论值的偏差不大于±3%。 3.2 系统性能测试 至少在每次检测前，应按JB/T9214推荐的方法，对超声检测系统工作进行性能试。除另有约定外系统性能宜符合下列要求： 3.2.1 用于缺欠定位的斜探头入射点的测试值与标称值的偏差不大于±1mm； 3.2.2 用于缺欠定位的斜探头折射角的测试值与标称值的偏差不大于±2o； 3.2.3 灵敏度余量、分辨力和盲区，视实际应用需要而定。 系统性能的测试项目、时机、周期及其性能要求，应在书面检测工艺规程中予以详细规定。 3.3 探头 3.3.1 检测频率应在2MHz～5MHz范围内，同时应遵照验收等级要求选择合适的频
超声检测工艺卡
超声检测工艺卡
一台现场组焊反应器,材质为１６MnＲ,壁厚42mm。现要求对其主体对接环焊缝进行100%超声波检测(检测技术等级为C级),请按JB/T４730—2005填写下表检测工艺 超声波探伤工艺卡
超声波探伤工艺卡 1、表1为某高压气体贮罐超声波检测工艺卡,请将工艺卡中得空白项填写完毕。(15分,每空1分)
与探头系统进行重新核查？(５分)
答:(１)校准后得探头、耦合剂与仪器调节旋钮发生改变时; (2)检测人员怀疑扫描量程或扫查灵敏度有变化时; (3)连续工作4h以上时; (4)工作结束时。 3.根据JＢ/Ｔ4７30—2005标准规定,该工件得纵、环焊缝就是否需要作横向检测,如何进行横向检测?(5分) 答:应进行斜平行扫查,并把各线得灵敏度均调高6ｄB. 4、如果在该容器超声波检测中发现有裂纹存在,应如何处理？(5分) 答:(1)首先应将裂纹打磨至肉眼不可见,必要时可进行表面检测,以确认裂纹消除干净; (2)返修后应采用同样得工艺进行超声检测,以确认就是否产生新得超标缺陷; (3)根据相关规程(《容规》、《检规》)应确定就是否需要进行扩探、 注:编制等栏填写资格证书级别或职务,不要写名字。 3.2.2、1探伤仪 采用A型脉冲反射式超声波探伤仪,其工作频率范围为0.５MHz~10MHz,仪器至少在荧光屏满刻度得80%范围内呈线性显示。探伤仪应具有80dＢ以上得连续可调衰减器,步进级每档不大于2dB,其精度为任意相邻12dB误差在±１ｄB以内,最大累计误差不超过１dB、水平线性误差不大于1％,垂直线性误差不大于５%。其余指标应符合JB/Ｔ10061得规定。 3、2、2。2 探头 3、2、２、２、１晶片面积一般不应大于5０0ｍm2,且任一边长原则上不大于２５mm。 3。２。2。２、2单斜探头声束轴线水平偏离角不应大于2°,主声束垂直方向不应有明显得双峰。 3。２.2、3 超声探伤仪与探头得系统性能 3、２。2、３.1 在达到所探工件得最大检测声程时,其有效灵敏度余量应不小于10dB。 ３。2、２。3.２仪器与探头得组合频率与公称频率误差不得大于±10％、
焊缝超声波探伤
焊缝手动超声波探伤 锅炉压力容器和各种钢结构主要采用焊接方法制造。射线探伤和超声波探伤是对焊缝进行无损检测的主要方法。对于焊缝中的裂纹、未熔合等面状危害性缺陷，超声波比射线有更高的检出率。随着现代科技快速发展，技术进步。超声仪器数字化，探头品种类型增加，使得超声波检测工艺可以更加完善，检测技术更为成熟。但众所周知：超声波探伤中人为因素对检测结果影响甚大；工艺性强；故此对超声波检测人员的素质要求高。检测人员不仅要具备熟练的超声波探伤技术，还应了解有关的焊接基本知识；如焊接接头形式、坡口形式、焊接方法和可能产生的缺陷方向、性质等。针对不同的检测对象制定相应的探伤工艺，选用合适的探伤方法，从而获得正确的检测结果。 射线检测局限性： 1.辐射影响，在检测场地附近，防护不当会对人体造成伤害。 2.受穿透力等局限影响，对厚截面及厚度变化大的被检物检测效果不好。 3.面状缺陷受方向影响检出率低。 4.不能提供缺陷的深度信息。 5.需接近被检物体的两面。 6.检测周期长，结果反馈慢。设备较超声笨重。成本高。 常规超声波检测不存在对人体的危害，它能提供缺陷的深度信息和检出射线照相容易疏漏的垂直于射线入射方向的面积型缺陷。能即时出结果；与射线检测互补。 超声检测局限性： 1.由于操作者操作误差导致检测结果的差异。 2.对操作者的主观因素（能力、经验、状态）要求很高。 3.定性困难。 4.无直接见证记录（有些自动化扫查装置可作永久性记录）。 5.对小的（但有可能超标的缺陷）不连续性重复检测结果的可能性小。 6.对粗糙、形状不规则、小而薄及不均质的零件难以检查。 7.需使用耦合剂使波能量在换能器和被检工件之间有效传播。
管道超声导波检测技术
管道超声导波检测技术 发表时间：2018-08-14T11:41:10.603Z 来源：《防护工程》2018年第7期作者：张加恬[导读] 超声导波检测技术作为一种长距离、全范围的检测手段，已经发展成为国内外前沿的管道检测技术 浙江赛福特特种设备检测有限公司浙江杭州 310000 摘要：超声导波检测技术作为一种长距离、全范围的检测手段，已经发展成为国内外前沿的管道检测技术。超声导波技术作为新型的无损检测技术，因为其具有检测距离长、速度快、成本低并且可以检测到一般常规检测器无法检测的地方，例如有套管或者埋地管道等特殊管道。本文通过介绍管道超声导波检测技术的一些基础理论知识，提出这一检测技术的应用关键，对此，为以后人们能广泛应用管道超 声导波技术提出合理化的建议。 关键词：超声导波技术；管道；检测技术 在化工及其相关类工厂中大量压力管道被集中在管廊上，沿着装置或在厂区外布置。管廊上压力管道的距离长，离地距离高，而常规检测技术是单点检测，对于数量庞大的管道，其检测成本高，效率低。超声导波检测技术具有检测距离长，效率高且可以同时检测管道内外壁的优点。超声导波检测技术作为一种长距离、全范围的检测手段，已经发展成为重要的管道检测技术。 1 超声导波技术 1.1基本原理 导波原理好像平板中的板波，它发出的超声波频率比板波更低，它横穿整个管壁，并可以继续沿管壁传播上百米。当在传播过程中碰到缺陷、结构变化的地方，脉冲波会发生反射并沿管壁传播到传感器而被接收。这一特殊的工作原理决定了管道超声波可以应用于工业企业中大范围、远距离的检测中去，实现全覆盖管道壁。 1.2导波检测技术的应用范围、优缺点 应用于：管道、管状设备等。检测管道类型：无缝管、纵焊管等。优点：（1）一般常规超声波检测只能检测到管壁一个点的腐蚀情况，而管道导波检测技术可以利用一个检测点，从两个方向检测到几米甚至上百米管道腐蚀情况。（2）可以检测到常规检测技术无法检测到的地方，如埋地管道等特殊管道。（3）检测速度快、效率高、全方位覆盖，无漏检。（4）可敏感地感应到横截面检测面的金属损失，检测深度也达到管道横截面的4%。缺点：（1）超声导波不能对缺陷准确定性，定量也是不准确的，对可疑地方只能再根据其他检测方法进行进一步检测。（2）超声导波检测技术很难将单个点状缺陷和轴向条状缺陷检测出来。（3）焊接处的管道因为结构发生变化影响整个检测的长度和准确度。 2 弯管检测研究现状 导波在弯头部位容易发生频散和模态转换，并且导波能量将主要集中在弯头的背弯部位。因此导波检测弯头时，容易发现处于弯头背弯部位的缺陷，而可能漏检内弯的缺陷。在弯头生产时，弯头背弯处壁厚将小于内弯壁厚，且背弯处受到管道中介质冲刷的影响，更容易产生缺陷。因此采用超声导波检测弯头部位缺陷是可行的，但其难点在于信号分析。国内外对于弯管的研究还较少。 2.1国内研究概况 目前大多数从事导波检测的科研人员主要针对的是直管道的缺陷检测展开的研究，然而管道系统里的直管道绝大部分是 90°弯曲管道连接起来的，研究导波在弯曲管道中的传播在近年来变成一个热门的话题。学者已经对导波在弯曲处的传播特性进行了研究，并对弯管中缺陷的进行了检测，模态具有检测弯曲管道外侧区域的能力。也有学者通过改变90度弯头的曲率半径进行试验，模态在不同的曲率半径下，穿过90度弯头的能力（即透射系数）。 2.2导波检测仪器对比 超声导波的激励方式主要有压电晶片和磁致伸缩，相比于压电晶片式导波仪器，磁致伸缩激励方式易于实现非耦合状态下检测，且易于激励扭转模态导波。其中磁致伸缩导波检测是通过磁致伸缩效应和逆磁致伸缩效应激发和接收超声导波信号。铁磁体在外磁场作用下会引起磁畴的变化，而磁畴的变化也引起晶格的变形，从而产生振动激发应力波。反之，在磁场的作用下，铁磁体中晶格的变化会改变磁畴，从而影响外磁场的变化。磁磁致伸缩仪器的功放研制是关键点和难点。压电晶片激励超声导波的研究难点和热点在于晶片的研制。采用压电方式激励导波时难以激励纯正的扭转模态，但是很容易激励纵向模态导波，而磁致伸缩激励方式正好相反。在价格方面，压电晶片导波检测仪器比磁致伸缩导波仪器更昂贵。 3 超声导波检测方法 经过这么多年的发展，超声导波检测技术在压力管道中进行检测的技术得到了国内外很多研究机构的关注与研究。因为在实际生产作业中非常需要利用先进的检测技术对压力管道检测管道情况，所以超声导波技术逐渐浮出水面，成为管道检测的一大技术。 3.1单一模式导波检测 一般来说，激励源产生的波是处于其所在频域范围内所有的模式，是很复杂的，几乎是没办法直接利用这种信号直接进行分析的。但是如果利用一些特定的激励形式把复杂的信号转化成具有单一模式的信号，这样将大大减少工作强度。当前在国外研究领域，超声导波检测经常使用的单一模式导波是 L的模式。采用L模式的导波的优点在于：（1）在某个固定的频率带宽内，这种模式下的信号基本都是非频散的，意思就是导波的群速度和相速度都不会随着频率的变化而发生巨大变化，所以这样当导波进行传播时是相对稳定的，几乎不发生变形；（2）这种模式下的导波的传播速度是最快的，这样会使其他杂乱的、不需要利用的信号处在后面；（3）这种方法对内表面和外表面的灵敏度都很高，因此这种模式的导波不但可以检测内外表面的损伤，还可以沿径向方向进行检测。 3.2模态声发射技术 声发射技术是近五十年才发展起来的，但是因为其有很大的优势所以发展很迅速。这种技术是利用其在发生作用的时候可以快速释放能量对管带物体进行检测的，它的优势在于能够形成动态检测，而且覆盖面广。 3.3多模式导波检测