序言：寫作是分享個(gè)人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的超聲檢測技術(shù)論文樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請(qǐng)盡情閱讀。

第1篇

【關(guān)鍵詞】聲波透射法；基樁；完整性檢測

1 引言

在現(xiàn)行的檢測技術(shù)中，無損檢測被越來越多的人接受，成為了一種新的檢測方式，特別是在各種大型工程、地下工程中得到廣泛應(yīng)用。在橋梁基樁樁身完整性檢測中，聲波透射法充分發(fā)揮了其準(zhǔn)確性高，可定量分析出樁身缺陷的大小和確切部位的優(yōu)點(diǎn)，具有較高的實(shí)用價(jià)值。

2 聲波透射法測試原理及方法

內(nèi)部的結(jié)構(gòu)特性與外部環(huán)境條件等很多因素會(huì)制約混凝土的物理力學(xué)性質(zhì)，混凝土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系反應(yīng)于它的聲波傳播特性。根據(jù)彈塑性介質(zhì)中的波動(dòng)理論，其應(yīng)力波波速為：

其中E為介質(zhì)的動(dòng)態(tài)彈性模量；ρ為密度；μ為泊松比?；炷恋膹椥阅Ａ亢徒橘|(zhì)的強(qiáng)度之間存在一定的相關(guān)性。超聲檢測的理論依據(jù)是混凝土介質(zhì)的物理力學(xué)指標(biāo)（強(qiáng)度、密度、動(dòng)彈模等）與超聲波的各種傳播參數(shù)（波幅、聲時(shí)值、衰減系數(shù)和聲速等）之間的相關(guān)關(guān)系。當(dāng)混凝土介質(zhì)的構(gòu)成材料以及均勻度、施工條件等所有內(nèi)、外因素大多數(shù)一致時(shí)，超聲波在其中的傳播參數(shù)也會(huì)是一致的；超聲波在傳播中遇到存在缺陷的混凝土介質(zhì)時(shí)，超聲波會(huì)產(chǎn)生異變，聲時(shí)、聲速、聲幅、頻譜等各項(xiàng)參數(shù)都會(huì)產(chǎn)生變化，檢測樁基完整性可通過高精密聲波發(fā)射-接收儀器及傳感器來記錄與描述。

3 聲波透射法測試方法

3.1 主要儀器設(shè)備

超聲檢測儀器設(shè)備主要采用：中國科學(xué)院武漢巖土研究所RSM-SY5智能聲波檢測儀1臺(tái)及CH-1型聲波跨孔測試換能器3只。

3.2 檢測方法

首先向所有被檢測的混凝土灌注樁預(yù)埋聲測管內(nèi)注滿清水，用鋼卷尺準(zhǔn)確測量出樁頂各個(gè)聲測管之間的凈距離。緩緩將聲波跨孔測試換能器分別置于預(yù)埋管中的兩個(gè)聲測孔的底部，讓其高度保持一致，記錄好深度，每隔25cm布置一個(gè)測點(diǎn)，基樁聲波透射法現(xiàn)場檢測示意圖參見圖1。為保證檢測的準(zhǔn)確性，確保各測點(diǎn)發(fā)射與接收換能器累計(jì)相對(duì)高差不大于2cm，并且隨時(shí)校正其高度，如果發(fā)現(xiàn)測試結(jié)果異常，則必須對(duì)數(shù)據(jù)不合理部位重新檢測。缺陷的位置和范圍通過對(duì)測、斜測、交叉測及扇形掃測等各種測試方法確定。以每兩聲測管為一個(gè)測試剖面，對(duì)同一基樁所有剖面分別進(jìn)行檢測。

圖1 樁基聲波透射法現(xiàn)場檢測示意圖

3.3 數(shù)據(jù)處理及判定

可以用以下三種情況來判定樁身混凝土異常的臨界值：

（1） 聲速判據(jù)

在混凝土中超聲波的傳播速度（波速）Vp依據(jù)實(shí)測聲時(shí)值tp、測距L計(jì)算得出：

其中：

t0為聲時(shí)值初讀數(shù)，t/為聲時(shí)值修正值。

式中D為測管外徑，d為測管內(nèi)徑，d/為換能器外徑，Vt為檢測管壁厚度方向聲速，Vw為水的聲速。

μp（μt）、σv（σt）分別為波速平均值和波速標(biāo)準(zhǔn)差。

如果實(shí)測混凝土聲速值低于聲速臨界值，則應(yīng)將其作為可疑缺陷區(qū)。

（2） 波幅判據(jù)

用波幅平均值減6dB作為波幅臨界值，當(dāng)實(shí)測波幅低于波幅臨界值時(shí)，應(yīng)將其作為可疑缺陷區(qū)。

式中 AD―波幅臨界值（dB）；

Am―波幅平均值（dB）；

Ai―第i個(gè)測點(diǎn)相對(duì)波幅值（dB）；

n―測點(diǎn)數(shù)。

（3） PSD判據(jù)

采用斜率法作為輔助異常判據(jù)，當(dāng)PSD值在某測點(diǎn)附近變化明顯時(shí)，應(yīng)將其作為可疑缺陷區(qū)。

式中：tci---第i個(gè)測點(diǎn)的聲時(shí)；

tci-1---第i-1個(gè)測點(diǎn)的聲時(shí)；

Zi---第i個(gè)測點(diǎn)的深度；

Zi-1---第i-1個(gè)測點(diǎn)的深度；

如果發(fā)現(xiàn)混凝土聲速和波幅值出現(xiàn)異常并判為可疑缺陷區(qū)，必須用水平加密、等差同步或扇形掃測等方法進(jìn)行更細(xì)致的測量，結(jié)合波形分析確定樁身混凝土缺陷的位置及其嚴(yán)重程度。

4 結(jié)語

隨著現(xiàn)代鐵路、公路的繁榮發(fā)展，很多重點(diǎn)工程都要求對(duì)樁基進(jìn)行超聲波無損檢測。聲波透射法優(yōu)點(diǎn)眾多，具有很廣闊的市場前景。本文淺析聲波透射法的基本原理和檢測方法，旨在給該領(lǐng)域提供簡單參考，還有很多缺陷和不足，有待進(jìn)一步去完善。

參考文獻(xiàn)

[1] 中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范（JGJ 106 C 2003），北京：中國建筑科學(xué)研究院，2003

[2] 羅騏先.樁基工程檢測手冊(cè)，北京：人民交通出版社，2003

第2篇

論文關(guān)鍵詞：鉭鈮鈹加工材,超聲波探傷,著色滲透探傷,超聲波測厚,滲漏試驗(yàn)

1.前言

鉭鈮鈹及其合金材料現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用在航空、航天、醫(yī)療、石油、化工等行業(yè)。隨著應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，對(duì)產(chǎn)品的檢測要求越來越高，要穩(wěn)固占領(lǐng)市場，就要有質(zhì)量穩(wěn)定的產(chǎn)品，同時(shí)要為用戶提供各種無損檢測報(bào)告。國內(nèi)外用戶已明確提出對(duì)訂購的鉭、鈮、鈹加工材進(jìn)行無損檢測。其中超聲波探傷是無損檢測的一種重要方法，其次還有著色滲透探傷法，超聲波測厚法，耐壓水壓檢測法等。無損檢測是始終與材料質(zhì)量、安全聯(lián)系在一起的一門極其重要的應(yīng)用技術(shù)，對(duì)其質(zhì)量控制和安全使用起著舉足輕重的作用。我分廠鉭鈮鈹及其合金管、棒、板材品種多、規(guī)格雜，采用各種無損檢測方法可以檢測材料內(nèi)部或外部的缺陷，為提高信譽(yù)度、穩(wěn)定生產(chǎn)工藝、控制中間轉(zhuǎn)料、出廠產(chǎn)品質(zhì)量提供依據(jù)。

2各種無損檢測方法原理及應(yīng)用

2.1超聲波探傷原理及應(yīng)用

探傷儀按缺陷顯示方式分類分為：A型、B型、C型、三種顯示，我廠采用的均為A型，A型顯示是一種波形顯示，探傷儀熒光屏的橫坐標(biāo)代表聲波的傳播時(shí)間（或距離），縱坐標(biāo)代表反射波的幅度。由反射波的位置可以確定缺陷位置，由反射波的幅度可以估算缺陷大小。原理如圖1：

超聲波檢測儀工作原理：同步電路產(chǎn)生周期性的同步脈沖信號(hào)。一方面它觸發(fā)發(fā)射電路（或經(jīng)觸發(fā)延遲在時(shí)間上做適當(dāng)延遲后觸發(fā)發(fā)射電路）產(chǎn)生一個(gè)持續(xù)時(shí)間極端的電脈沖加到探頭內(nèi)的壓電換能器上，激勵(lì)品片產(chǎn)生脈沖超聲波。另一方面，同步脈沖經(jīng)過掃描延遲，在時(shí)間上適當(dāng)延遲后控制掃描發(fā)生器產(chǎn)生線性較好的鋸齒波，經(jīng)過軸放大器放大后加到示波管Y軸偏轉(zhuǎn)板上，使光點(diǎn)從左到右隨時(shí)間做線性地移動(dòng)。超聲波透過偶合劑射入試件。在試件內(nèi)部傳播的超聲波遇到界面或缺陷時(shí)即產(chǎn)生反射，這種超聲回波已停止激振的原探頭接收，轉(zhuǎn)變成電脈沖輸入高頻放大器。經(jīng)檢波電路再由祝頻放大器進(jìn)一步放大后加到示波管的Y軸偏轉(zhuǎn)板上，這是光點(diǎn)不僅在水平線上按時(shí)間作線性移動(dòng)而且還要受Y軸偏轉(zhuǎn)板上電壓的影響做垂直運(yùn)動(dòng)，從而在掃描線上就出現(xiàn)波形。根據(jù)反射回波在掃描線上的位置可確定試件中界面或缺陷與換能器間的距離，熒光屏上顯示的波高一般與換能器接收到的超聲波聲壓成正比，故可據(jù)以評(píng)定反射回波的聲壓大小。

1－時(shí)基電路2－掃描延遲3－掃描發(fā)生器4－X軸放大5－接收電路6－高頻放大及衰減器7－檢測電路8－視頻放大器9－同步電路10－發(fā)射電路11－示波管12－示波管熒光屏13－換能器14－試件

圖1超聲波檢測儀工作原理圖

在我們廠超聲波探傷法應(yīng)用幾乎涉及了鉭、鈮、鈹及其合金的管、棒、板材，貫穿了整個(gè)工藝流程，超聲波探傷可以檢測出料中的氣孔、夾渣、裂紋及組織的不連續(xù)。我們廠從原料鑄錠的領(lǐng)取到成品發(fā)貨均需要超聲波檢測。鉭鈮鑄錠在電弧熔煉過程中會(huì)產(chǎn)生封頂縮尾缺陷，如果鋸切不干凈，那么在以后壓力加工中將越裂越大，導(dǎo)致整節(jié)鑄錠的報(bào)廢，超聲波可發(fā)現(xiàn)封頂縮尾缺陷，可以及時(shí)切除。鉭、鈮及其合金棒材在加工過程中，由于前期很多是鍛造的，會(huì)出現(xiàn)裂，用超聲波探傷可以檢測出來，并且可以分析裂的產(chǎn)生原因及狀態(tài)，根據(jù)實(shí)際情況，判斷物料是切除還是改做它用。鉭、鈮及其合金管材也是我們的主要產(chǎn)品，它們主要應(yīng)用于化工防腐行業(yè)，對(duì)超聲波探傷這方面要求也比較嚴(yán)格，我們用超聲波自動(dòng)水浸探傷可以大批量的對(duì)管材進(jìn)行內(nèi)壁和外壁的掃查，可以迅速檢測出內(nèi)壁和外壁的凹坑、夾渣、溝槽、裂紋等等缺陷，并自動(dòng)剔除。海藍(lán)公司是我們鈹銅的最大客戶，曾經(jīng)因?yàn)楫a(chǎn)品的內(nèi)部缺陷而退貨，現(xiàn)在我們?cè)诔暡z驗(yàn)鈹銅管棒的技術(shù)已經(jīng)比較成熟，海藍(lán)、7103廠、西安煤院等客戶對(duì)我們的超聲波技術(shù)也比較認(rèn)可。

2.2著色滲透探傷法原理及應(yīng)用

著色滲透探傷法是在測試材料表面使用一種液態(tài)染料，涂上該有色液體染料后，并使其在體表保留至預(yù)設(shè)時(shí)限，然后再涂上顯影劑，在正常光照下觀察即能辨認(rèn)的有色液體?？蓮V泛應(yīng)用于檢測大部分的非吸收性物料的表面開口缺陷，無需額外設(shè)備，便于現(xiàn)場使用。

著色滲透探傷法的優(yōu)點(diǎn)是靈敏度較高，檢測成本低，使用設(shè)備與材料簡單，操作輕便簡易，顯示結(jié)果直觀并可進(jìn)一步作直觀驗(yàn)證，其結(jié)果也容易判斷和解釋，檢測效率較高。缺點(diǎn)是受試件表面狀態(tài)影響很大并只能適用于檢查表面開口型缺陷，如果缺陷中填塞有較多雜質(zhì)時(shí)，不容易檢出。

目前我們的鉭、鈮、鈹及其合金的φ14.4以下的小規(guī)格拉制棒材在修料中是工人用肉眼判斷表面是否有缺陷，這種目視檢測法效率很低并且失誤率很高，如果料表面的缺陷沒有被發(fā)現(xiàn)，沒有及時(shí)修理干凈，那么遺留到后序的繼續(xù)加工中，缺陷將越來越多，越來越大，如果投入到拉絲工序中，拉出的絲將會(huì)斷掉，這不僅是人力物力的浪費(fèi)，成材率也很難上去。目前我們滲透檢測應(yīng)用于鉭鈮鈹φ14.4以下的拉制棒材，檢驗(yàn)各種裂紋、麻坑、粘料等開口型缺陷，這就大大減少了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，并且可以很快很準(zhǔn)確的檢測出缺陷，及時(shí)修理，效率很高。

2.3超聲波測厚原理

測量超聲波在工件上下底面之間往返一次傳播的時(shí)間來求得工件的厚度。

數(shù)字超聲測厚儀內(nèi)部有計(jì)算電路，可以計(jì)算出來時(shí)間，再換算成工件厚度顯示出來。如圖2

圖2超聲波測厚原理示意圖

我們的壁厚儀范圍在0.102mm~254.00mm之間,精度達(dá)±0.025mm。目前我們應(yīng)用它來檢測各種規(guī)格材質(zhì)的管材壁厚，如在調(diào)軋過程中，需要時(shí)時(shí)監(jiān)控管材的壁厚，原來是調(diào)一段，切下來有尺子量，這樣效率低浪費(fèi)材料準(zhǔn)確度還差，用超聲波測厚效率很高而且可以整根測量。管材和板材的中間部位或是很厚的材料，壁厚尺根本量不到，用壁厚儀就很輕松的量到任何一個(gè)需要控制的點(diǎn)。

2.4滲漏試驗(yàn)的原理及應(yīng)用

滲漏試驗(yàn)是專門檢驗(yàn)液體或氣體從承壓容器中漏出或從外面滲入真空容器中的無損檢測技術(shù)。滲漏試驗(yàn)分為不用示蹤氣體的壓力系統(tǒng)和利用示蹤氣體檢測器的壓力系統(tǒng)。我們所選的是不用示蹤氣體的壓力系統(tǒng)的氣密性試驗(yàn)。

下面介紹我們所用的三種壓力系統(tǒng)檢測法：水壓測試、氣壓檢測和氦質(zhì)譜檢漏法。

2.4.1水壓測試的原理及應(yīng)用

如圖，盛放在密閉容器內(nèi)的液體，其外加壓強(qiáng)p0發(fā)生變化時(shí)，只要液體仍保持其原來的靜止?fàn)顟B(tài)不變，液體中任一點(diǎn)的壓強(qiáng)均將發(fā)生同樣大小的變化。即帕斯卡定律（在密閉容器內(nèi)，施加于靜止液體上的壓強(qiáng)將以等值同時(shí)傳到各點(diǎn)p=p0+ρgh），利用水為工作介質(zhì)靜壓力傳遞進(jìn)行工作如圖3。該方法主要是檢驗(yàn)料的強(qiáng)度。

圖3帕斯卡定律P1/S1=P2/S2

我們所檢測直徑φ4－φ60、長度≤6米鉭、鈮及其合金管，鈹青銅管材，水壓額定試驗(yàn)壓力2.0Mpa,工作試驗(yàn)壓力10Mpa。我們用泵把壓力加到8Mpa-10Mpa時(shí)，保持10S，當(dāng)發(fā)現(xiàn)管材表面有滲水或管材破裂扭曲時(shí)，說明它的強(qiáng)度達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，將判該管材不合格。

2.4.2氣壓檢測原理及應(yīng)用

氣壓檢測是來自空壓機(jī)產(chǎn)生的高壓氣源，經(jīng)控制系統(tǒng)測控后，經(jīng)高壓軟管輸送給試樣，當(dāng)漏孔的兩側(cè)存在壓差時(shí)，氣體就通過漏孔從高壓側(cè)向低壓側(cè)流動(dòng)，如果在低壓側(cè)施加適當(dāng)液體后，漏孔處將會(huì)吹起一個(gè)個(gè)氣泡，從而可以發(fā)現(xiàn)漏孔的存在。類似于自行車補(bǔ)車胎。

我們所檢測直徑φ4－φ60、長度≤6米鉭、鈮及其合金管，鈹青銅管材的氣壓額定試驗(yàn)壓力1Mpa,工作試驗(yàn)壓力0.7Mpa。該方法主要是檢驗(yàn)料的氣密性，它簡單可靠、使用方便、能定出漏孔的位置，成本低。

需要強(qiáng)調(diào)的是：水壓試驗(yàn)千萬不能用氣壓試驗(yàn)代替?。?！水壓試驗(yàn)為強(qiáng)度試驗(yàn)，氣壓試驗(yàn)為密封試驗(yàn)。一般氣體容器先強(qiáng)度試驗(yàn)而后氣密試驗(yàn)。若反之，一旦容器強(qiáng)度失誤，它的爆炸威力“一個(gè)壓力”在一平方厘米的面積上的壓力是1公斤。也是現(xiàn)在說的一個(gè)大氣壓。

2.4.3氦質(zhì)譜檢漏法原理及應(yīng)用

該方法是通過質(zhì)譜室是用來檢測氦的分壓強(qiáng)。當(dāng)質(zhì)譜室內(nèi)的總壓強(qiáng)(真空度)低于10Mpa時(shí)，電離室中由鎢絲制成的燈絲啟動(dòng)，加熱后產(chǎn)生高速電子轟擊離子源中的氣體分子，使分子電離。大部分的氣體分子都能變成離子，離子在電場中被(加速電壓)加速，從而進(jìn)入與其垂直的偏轉(zhuǎn)磁場，不同質(zhì)量數(shù)的離子其偏轉(zhuǎn)半徑不同。加速電壓使得氦離子可以打到放大器的入口(電子倍增器)，從而檢測出氦離子流的強(qiáng)度，氦離子流與容器內(nèi)的氦分壓成正比，因此對(duì)氦離子的測量可以確定被檢件的漏率。氮質(zhì)譜檢漏儀是用氦氣為示漏氣體的專門用于檢漏的儀器，它具有性能穩(wěn)定、靈敏度高的特點(diǎn)。是真空檢漏技術(shù)中靈敏度最高，用得最普遍的檢漏儀器。其靈敏可達(dá)10～10Pa.m／s。如圖4。由于氦氣的分子直徑很小，本身是惰性氣體，很安全，用它可以檢測出很小的漏點(diǎn)，該方法在我廠常用于φ10---φ60mm鉭、鈮及其合金管材的漏點(diǎn)。

圖4質(zhì)譜室工作原理圖

3展望

近幾年NDT技術(shù)無論是在聲學(xué)、電學(xué)還是磁學(xué)方面都有很大的進(jìn)步，NDT技術(shù)有廣泛的應(yīng)用，應(yīng)用NDT可以用較少的勞力和開支對(duì)鉭鈮鈹加工材的質(zhì)量進(jìn)行動(dòng)態(tài)或靜態(tài)，長期或短期的測量和監(jiān)控，目前我們廠在加工材方面的無損檢測技術(shù)起步較晚比較薄弱，主要表現(xiàn)在人員素質(zhì)還不是很高，數(shù)量偏少，設(shè)備陳舊落后，資金欠缺，技術(shù)不成熟，還未形成規(guī)模化系統(tǒng)化檢測流水線。隨著科技的不斷發(fā)展，客戶對(duì)NDT技術(shù)提出了更高更嚴(yán)的要求，由于我們的技術(shù)達(dá)不到，很多客戶因此流失，在產(chǎn)值和聲譽(yù)方面受到了很大的損失。因此我要努力向同行學(xué)習(xí)，多做實(shí)驗(yàn)多看資料，提高我們的技術(shù)水平和人員素質(zhì)，我們的NDT技術(shù)現(xiàn)在仍有很多問題極具挑戰(zhàn)性，鼓勵(lì)我們要投入更大的熱情和人力物力來促進(jìn)它的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

1 中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)無損檢測學(xué)會(huì)編.超聲波檢測.第2版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2000

2 超聲波探傷》編寫組編著.超聲波探傷.北京:電力工業(yè)出版社,1980

3 郭成彬等。認(rèn)識(shí)數(shù)字超聲探傷儀.無損檢測,2004,26(3):149-154

4 國防科技工業(yè)無損檢測人員資格鑒定與認(rèn)證培訓(xùn)教材.超聲檢測,機(jī)械工業(yè)出版社,2008