超声波探伤中常遇到的一些问题

无损检测是一门跨学科的技术，其特点就是在不破坏构件材质和性能的条件下检测构件的特征质量。超声波探伤是无损探伤的主要方法之一，在实际无损探伤中得到广泛的应用。超声波探伤具有灵敏度高、穿透能力强、检验速度快、成本低、设备轻便等一系列的优点，并且对人体无害。超声波在钢材中的穿透能力很强，对于平面状缺陷，尽管有的缺陷很深，只要超声波直射到缺陷面，都能得到很高的缺陷波。因而超声波对压力容器焊缝探伤裂纹和未焊透等缺陷有很高的检测灵敏度。目前我国广为采用的超声波探伤方法按超声波的类型可分为纵波、横波和表面波探伤。

由于超声探伤是靠超声波在缺陷处反射波在荧光屏上形成的信号来判定缺陷的性质和当量的，比较抽象，并且受到很多的干扰信号影响，给超声探伤造成了一定的难度。下面就探伤中常遇到的一些问题加以分析和探讨。

一、斜探头K值的测量及影响

在用斜探头对焊缝进行超声波探伤时，斜探头的K值精度直接影响到缺陷的定位精度。由于斜探头的实际K值与出厂时标称K值往往有些偏差；并且在使用一段时间后，由于探头表面有机玻璃的磨损，也会造成探头K值的变化，当探头出现前磨时，折射角变小，K值变小；当探头出现后磨时，折射角变大，K值变大；温度对探头K值的影响也很大，一般探头的K值是在室温下测定的，在温差大的天气下探伤时，应注意及时测定探头的K值，以免误测，高温探伤时，必须使用高温探头。所以在实际使用中，每次探伤前都要对探头的K值进行一次校核。

二.缺陷的估判

缺陷检出后，应在不同的方向上对其进行探测。

（一）、缺陷类型及其识别

1.点状缺陷 点状缺陷是指气孔或小夹渣等小缺陷, 大多呈. 球形, 也有不规则形状, 属于小的体积性缺陷。从不同方向探测，缺陷回波无明显变化。点状缺陷包括气孔和点状夹渣。气孔和点状夹渣的缺陷回波高度低，波形比较稳定，从各方向探测，反射波高大致相同，但是稍微一移动探头缺陷波就消失。

2.线状缺陷 这种缺陷可测指示长度, 但不易测其断面尺寸(高度和宽度) , 如线状夹渣、未焊透或未熔合等, 在长度方向也可能是间断的, 如链状夹渣或断续未焊透或断续未熔合等。探头对准这类缺陷前后左右扫查时, 只要信号不明显断开较大距离, 缺陷基本连续,如在长度方向缺陷波高明显降落, 则可能是断续的, 应在明显断开的位置附近进一步作转动和环绕扫查, 如观察到在垂直方向附近波高迅速降落, 且无明显的二次回波, 则证明缺陷是断续的。

3.平面状缺陷 这种缺陷有长度和明显的自身高度, 表面既有光滑的, 也有粗糙的, 如裂纹、面状未熔合或面状未焊透等。对表面光滑的缺陷作转动和环绕扫查时, 在与缺陷平面相垂直方向的两侧, 回波高度迅速降落。对表面粗糙的缺陷作转动扫查和环绕扫查时, 在与缺陷平面相垂直方向两侧回波高度均呈不规则变化。从不同方向探测，缺陷回波显著不同，在垂直于缺陷方向探测，缺陷回波高，在平行于缺陷方向探测，则缺陷回波低。这类缺陷回波高度较大、波幅宽、会出现多峰。探头移动时，反射波连续出现，波幅有变动，探头转动时波峰有上下错动的现象。

4、多重缺陷这是一群缺陷的集合, 每个小缺陷彼此之间相隔距离很近, 用超声波探伤无法单独对每个小缺陷单独定位和定量, 如密集气孔或再热裂纹等。探头对准这类缺陷作左右、前后扫查时, 由各反射体产生的回波在探伤仪扫描线上出现在不同位置, 显示次序呈不规则,探头移动时, 反射信号此起彼伏,密集缺陷所产生的回波信号显示动态波形。从扫描线上显示的回波位置可大致判断缺陷密集范围。根据回波的不规则性, 结合转动和环绕扫查, 可大致判断密集缺陷是一群球状缺陷还是具有多个反射面的平面型点状反射体,如从不同方向、用不同角度测出的回波高度有明显变化, 这表面是一群小的平面型点状反射体, 从而可将密集气孔与具有多个反射面的裂纹区分开来。

（二）、几种常见缺陷

1.咬边 这种缺陷反射波一般出现在一次与二次波的前边。当探头在焊缝两侧探伤时，一般都能发现，在探头移动到出现最高反射信号处固定时，用手指沾取偶合剂轻轻的敲打焊缝边缘，若发现信号有明显的跳动，则此缺陷波为咬边反射信号。

2.裂纹 一般裂纹的回波高度较大，波幅宽，会出现多峰。探头平移时，反射波连续出现，波幅有变动；探头转动时，波峰有上下错动现象。另外，裂纹也易出现在焊缝热影响区，而且裂纹多垂直于焊缝，探伤时，应在平行于焊缝的方向扫查。如果有裂纹，超声波能直射至裂纹，便于发现。

3.未焊透 这种缺陷是由于焊缝金属没有添到接头根部而形成。分布在焊缝根部，两端较钝，有一定的长度，属于平面状缺陷。当探头平移时，未焊透反射波波形稳定；从焊缝两侧探伤，均能得到大致相同的反射波型。

4.未熔合 焊接时，焊道与母材之间或焊道与焊道之间未完全熔化结合的部分叫做未熔合。当超声波垂直入射到缺陷表面时，回波较大，若探伤方法和折射角选择不当，就有可能漏检。未熔合反射波的特征是：探头平移时，波形较稳定；两侧探测时，反射波幅不同，有时只能在一侧探到。

三、伪缺陷波的判别

我们在焊缝超声波探伤中，经常会遇到荧光屏上除了出现缺陷波以外，还会出现很多的伪缺陷波，它并非由于缺陷造成的，因此很容易误判。常见的伪缺陷波有以下几种：

1、仪器杂波 在不接探头的情况下，由于仪器的性能不良，探头灵敏度调节过高时，荧光屏上会出现单峰或者多峰的波形。接上探头工作时，此波形在荧光屏上的位置不变，降低灵敏度时波形就会消失，这种杂波比较好区分，不会对探伤带来太大的影响。

2、探头杂波 当探头吸收块吸收不良时，会在始波后出现一些杂波。当斜探头有机玻璃斜契设计不合理时，声波在有机玻璃内的反射回到晶片，也会引起一些杂波。这种波形在荧光屏上显示出脉冲幅度很高、很宽的信号，无论探头是否接触工件，它都存在，且位置不会随着探头的移动而移动，此种假信号很容易识别。

3、表面粗糙引起的干扰信号 由于表面粗糙度对耦合有很明显的不良影响，即探伤时声束中心轴方向的声压降低，而横向散射分量增大。如果垂直于底面的横向分量足够大的话，则有可能接收到来自底面的反射波，这些信号位于探测深度内，干扰了探测的正常进行。同时，由于主声束轴线上声压的减小，实际上也降低了探测灵敏度。因此必须对表面进行处理，改善表面状况，以减少干扰信号的产生，提高探伤质量。

4、焊缝上下错位引起的反射波 板材在加工破口时，上下刨得不对称或焊接时焊偏会造成上下层焊缝错位。由于焊缝上下焊偏，造成在一侧探伤时，焊角反射波很像焊缝内缺陷，当移到另一侧时，一次波前没有反射波。

5、焊缝表面沟槽引起的反射波 焊缝的表面处理不当或被划伤形成沟槽，在多道焊的焊缝表面也会形成一道道的沟槽，当超声波扫查到多道焊缝表面形成的一道道沟槽时，会引起沟槽反射。这种波一般出现在一、二次波处或少偏后的位置，即出现在焊缝的表面附近位置，波形的特点为不强烈，迟钝。

6、耦合剂反射波表面波探伤时，工件表面的耦合剂，如油滴或水滴都会引起回波，影响对缺陷波的判别。这种反射波只要固定住探头不动，随着偶合剂的流失，波幅慢慢降低，用手擦掉探头前面耦合剂时信号将会立即消失。

综上所述，超声波探伤是一种很重要的无损检测方法，但是要想熟练的应用超声波探伤方法来正确的判定缺陷还是比较困难的，在探伤过程中我们会遇到各种各样的非缺陷回波，干扰对缺陷波的判别，探伤人员应用超声波反射、折射和波形转换理论，结合焊缝结构形式、表面状况，综合分析判别荧光屏上可能出现的各种信号，从而达到正确探伤的目的，这就需要探伤员既要有扎实的理论知识，又要有丰富的实践经验，在认真学习理论知识的同时，注重多动手操作，在不能确定时可以采用射线探伤方法来互相验证，熟练掌握各种缺陷的判定。