苏州工业管道超声波探伤检测 铸件缺陷超声波无损检测

超声波探伤是无损检验方法之一。超声波探伤技术主要用于在不破坏金属材料的情况下， 采用物理、 化学等手段和方法来探测所检对象内部和表面的各种潜在缺陷。近年来，超声波广泛用来检测金属材料的质量，并逐步成为金属材料预检或正式检验的手段。

一、超声波探伤是如何取得超声波的？

超声波是一种超出人的听觉范围的高频率弹性波，目 前已被广泛应用于科研、 工程和医学中许多领域。 人耳能听到的声音频率为16HZ-20kHZ，而超声检验装置所发出和接收的频率要比20kHZ 高得多， 一般为0.5-25MHZ，常用频率范围为0.5-10MHZ。

超声波可以分为纵波、横波、表面波和板波等多种类型。 当介质中质点的位移与波传播方向一致时为纵波；质点的位移方向与波传播方向相垂直时为横波；表面波（或称瑞利波）只能在物体的表面传播，不能显著地深入到物体的内部；当板状弹性介质受到交替变化的表面张力作用，板厚与波长相当时，介质质点产生相应的纵向和横向振动，声波遍布整个板厚，这种波称为板波，也称兰姆波。在固体中，各类超声波都可以传播，但横波的传播速度比纵波小。 在液体和气体中， 只有纵波才能传播。

超声波和其它波一样，可以反射、折射、绕射、叠加和干涉。获得超声波的方法有许多，如磁致伸缩发生器，某些晶体的压电效应等。已有许多人工制成的材料，如钛酸钡等都有压电效应。 在超声波探伤中，获得超声波的主要方法是某些晶体的压电效应。

当在晶片的表面加上交替变更电荷时，晶片的尺寸就会交替增大或减小，即发生振动，这种振动以声的弹性振动形式传播到周围介质中。如果电荷（例如来自 电子管发生器的电荷）以高于 20kHZ 的频率（即超声频率）加在晶片上，那么晶片的振动也以同样的频率传播到周围介质中， 这就是超声波获得的方法。

我们用石英片也可以成功地得到 50MHZ的基频超声波。如果由压电晶片传来的超声振动穿过某种介质落在另一压电晶片上，则后者将产生机械振动。 当压电晶片施以机械振动时， 晶片表面上产生压电电荷。该电荷可以被电极移走，在电子管放大器中放大并用某种指示器再现。压电材料近年来发展很快，品种繁多，目前在超声波探伤中用得广泛的是锆钛酸铅，它具有灵敏度高，成本低和工艺简单等优点，是石英和钛酸钡。

二、超声波探伤的原理是什么？

超声波探伤时用的波，其频率一般在0.5-25MHZ的范围。 在此频率范围内的超声波具有直线性和束射性，象一束光一样向着一定方向传播。即具有强烈的方向性。若向被检材料发射超声波，在传播的途中遇到障碍（缺陷或其它异质界面），其方向和强度就会受到影响，于是超声波发生反射、折射、散射或吸收等，根据这种影响的大小就可确定缺陷部位的尺寸、物理性质、方向性、分布方式及分布位置等。

图为脉冲反射法原理图。 在被测材料表面涂有油、甘油、水玻璃等耦合剂，使探头（由水晶石、钛酸钡等构成，一般是收发共用）与其接触，在探头上加上脉冲电压，则超声波脉冲由探头向被测材料上发射。该图为垂直法的情况，纵波从表面垂直的方向射入。 从底面和缺陷反射的波， 即探头接收的反射波， 经增幅和检波后，在阴极射线管上显示出来。 在阴极射线管上，根据缺陷反射波的位置和振幅，就能知道缺陷到材料表面的距离和缺陷的大小。