超声波无损检测技术的发展与应用

超声波无损检测技术的发展与应用
发布时间：2023-01-13T09:03:34.836Z 来源：《工程建设标准化》2022年8月第16期作者：赵少东
[导读] 科学技术的发展，促进了我国超声波无损检测技术的发展。

赵少东
国家能源集团包神铁路集团神朔铁路分公司，陕西神木 719300
摘要：科学技术的发展，促进了我国超声波无损检测技术的发展。

目前，在公路桥梁工程的质量控制当中，开始流行引用超声波无损检测技术，该技术可以在不破坏原有结构的前提下，迅速找出结构缺陷、质量问题等，工程企业通过分析无损检测的最终结果，使公路桥梁中存在的质量问题得以妥善解决。

伴随着现代技术的迅速发展，超声波无损检测技术被推广到更多的领域当中，其今后的发展潜力不容小视。

在此基础上，文章首先对超声波检测进行概述，其次探讨了超声波无损检测技术的应用，以供参考。

关键词：超声波无损检测技术；发展现状；应用情况
引言
超声波无损检测技术因其检测灵敏度较高，对测试介质或试验人员无损，测试方法简便且成本低廉，已被广泛应用于工业、医学和地质学等领域。

例如，人们采用声波透射法开展桩基质量检测；利用超声波时域和频域特性研究粘结混凝土结构；开展岩石室内超声波透射实验和岩石力学实验的同步测试，利用岩石声学参数来预测其物理力学参数；利用超声波的成像特征来检查胎儿的健康状况以及身体器官或骨骼肌肉是否存在损伤等。

1超声波检测
由于超声波可以穿透实心物体，与射线检测技术相比，超声波检测技术具有较高的灵敏度，且不会对人的身体产生伤害。

超声波检测技术操作原理如下：使用高频率电振荡高压电晶体，促使电压晶体相应的压电效应出现机械振动，发出相应的电波。

必须注意，超声波频率是根据高频电振荡频率所决定，会随着这一频率的变化而发生改变。

加之，其每一秒钟振动频率较高，能够获得人耳听不到的高频。

超声波检测技术用于建设工程内部结构检测中，依托超声波传送出现的信息判定其内部结构性能情况。

①钢焊接检测：通过超声波检测钢焊接质量具有操作简单、检测无辐射等优点，便于准确判定钢焊接质量。

钢焊接质量受到多种因素的影响，其影响情况会因金属晶粒尺寸减小随之增大，而借助超声波脉冲变化状况检测钢焊缝是否出现缺陷。

脉冲波、地面回波是超声波检测仪器可以显示的信号，超声波用于检测钢焊接质量支持达到物体底面，依据缺陷回波信号判定裂缝是否出现缺陷，从而获得准确地检测结果。

②混凝土裂缝及强度检测。

裂缝：透射法通常用在结构尺寸规则、面积比较小的裂缝检测中，通过透射法对混凝土裂缝进行检测，需要在裂缝两侧慢慢移动接收及发射探头，超声波在两者未相交的情况下未发生明显改变，两者相交能够在裂缝位置构成衍射，接收超声波时间及强度变化情况，获取裂缝的位置及其深度。

平行反射法通常用在结构尺寸复杂、裂缝大的构件，能够准确获得裂缝周围相关信息。

不得不说，混凝土配合比、原材料等情况均会影响超声波速度，基于此，想要获得周边声速值，沿着裂缝两侧平行开展检测工作。

进行移动中，要保证探头及裂缝之间保持较近距离，距离远的条件下检测结果会比裂缝实际深度小。

强度：预留混凝土样块及现场取芯样法作为比较常见的检测方法，混凝土质量稳定性比较差，且原材料成分多样，即使使用同一标号的混凝土组成材料改变也会导致超声波传播速度改变。

此外，混凝土的内部有水泥与砂土等不同界面，在穿透上述界面时超声波会出现衍射等情况。

因混凝土组成材料比较复杂，通过超声波获得的检测结果会出现一定的偏差，超声波的传递速度与原材料情况存在密切的联系，哪怕采用相同的原材料，超声波速度也会由于混凝土配合比的不同有所差异。

2超声波无损检测技术的应用
2.1桩基检测
对桩基是大型工程结构，例如：桥梁、城市高架、跨海大桥、山区桥隧的支撑结构，桩基的完整性是支撑结构安全性的保障。

桩基结构不可能全部采用取样的方式进行检测，一是取样检测会破坏桩基的完整性，二是取样范围有限，不能对桩基进行全面评估，故非开挖形式的超声波检测方法在桩基检测中具有广泛的应用前景。

超声波检测法通过不同桩基病害对超声波传播过程中波幅、波速和波形的影响，进行桩基病害判断，该方法对桩基影响小，操作简单高效。

2.2焊缝检测
在公路桥梁工程的施工建设中，有很多环节都是需要进行焊接的，所以对质量检测而言，焊接施工也得引起相应的重视才行。

焊接方式不同，会造成不同形式的裂缝，但这对于超声波无损检测技术来说，基本没有任何影响。

如在检测对接焊缝的质量时，相关人员应从初探和精探的角度，发挥超声波无损检测技术的优势，将质量验收工作落实到位。

在初探环节，检测人员需要略微调整一下 DAC 曲线灵敏度与补偿增益等参数，同时把评定线在示波屏的高度稳定在五分之一，使用斜探头配合斜平行等手段，全方位扫查焊缝情况，同时，对示波屏回波信号的显示进行仔细观察，将出现波幅异常的焊缝位置逐一记录下来。

而在精探环节中，要结合初探所得到的数据资料，开展更加精确的检测过程，举个例子，可采取定区的方式将回波在 DAC 曲线的具体位置给确定下来，通过示波屏内的最大回波值与垂直距离进行比较，实现更加准确的定位效果。

2.3灌浆套筒无损检测技术
随着我国装配式建筑结构逐渐增多,灌浆套筒无损检测技术得到了广泛应用。

要想充分发挥灌浆套筒无损技术的优势,检测人员需要采用阻尼振动的方法来开展检测工作,这种方法可以通过振动传感器,以振动波形图的形式直接反映建筑物的质量。

另外,灌浆套筒无损检测技术不仅能够对灌浆的密实程度进行无损检测,还能够对灌浆施工是否需要二次补浆施工进行正确判断。

2.4无损检验技术在钢铁行业应用
钢铁行业，特别是特钢行业所生产的钢板，一般都是用来加工制作成可耐受高温高压环境对的零部件，比如喷油嘴、轴承和曲轴等等。

钢板的自身质量至关重要，但是在提高钢板质量以及控制资金成本等方面，还是得以无损检测技术作为支撑才行。

钢板因为结构复杂程度不高，在使用自动化方式进行无损检测最为合适，钢水在通过冶炼、浇筑、轧制、热处理等多道工序后，便可得出规格不一的成品。

但是在以上的生产过程中，钢板很容易会出现各种内部缺陷和外部缺陷，比如缩孔、白点、内裂、结疤、裂纹、凹陷和折叠等。

超声系统在检了涡轮系统自身的表面缺陷时，保证涡流系统在前，超声系统在后。

红外系统加成呢表面存在缺陷，超声系统的检测内部缺陷，一般
来说超声系统在前红外系统模式在外。

如果直径大小为 80mm 左右的抛丸表面自身的平直度较为良好的钢材，可以选择板材直线前进，探头固定的相控探伤模式当中板材可以保证自身处于一个前进；探头的旋转常规设备自身的效率较高，并且设备还具有检测调整时间，检测的灵敏度较高。

对于直径小于 180mm平直度较好的圆钢，采用直线前进方式，而探头旋转常规超声探伤装置，系统本身的误报率较低。

结语
随着我国城市化进程的不断加快，逐渐凸显出钢结构桥梁具有的重要作用，同时为我国经济的提升产生积极影响，需要对钢结构桥梁的安全问题提高重视程度，使人们出行的安全得到有效保证。

超声波无损检测技术在多个产业的质量检测方面都具有良好的效果，在项目的具体实施过程当中，需要加强对于超声波检测技术的应用，使用检测结果用于质量的控制，全面提高公路桥梁的建设质量。

参考文献
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