超聲波無損檢測原理及應用

李博文 李宗林 羅文

【摘 要】超聲波無損檢測屬于五大常規(guī)檢測技術(shù)中的一種，相較于常規(guī)的無損檢測技術(shù)，它所檢測對象的范圍深度非常大，且范圍很廣，成本低的情況下應用非常便捷，所以當前超聲波無損檢測技術(shù)在一些金屬材料和產(chǎn)品的在投方面進行檢查，還有包括非金屬、各種新材料以及核電工業(yè)等領域?qū)嵤z測，為此扮演著重要的角色。本文即以超聲波無損檢測為主題，分析其原理，并探究超聲波無損檢測技術(shù)的具體應用。

【關(guān)鍵詞】超聲波;無損檢測原理;應用;檢測

超聲波無損檢測借助的是超聲波和一些工件之間所互相影響的原理，從散射、投射的角度來分析，檢測檢驗物的幾何特征和缺陷，然后借助數(shù)據(jù)來評價的一種技術(shù)。這種技術(shù)的特征是對被檢測物體的使用性能不會受到損害，檢驗內(nèi)容包括物體內(nèi)部是否完整的問題、不均勻性質(zhì)等。此外還可以更進一步地獲取檢驗物體的一些較為詳細的信息，技術(shù)人員通過分析這些數(shù)據(jù)可明確檢驗物體的動態(tài)。所以在機械工程、航海航天等領域的檢測中，超聲波無損檢測技術(shù)具有重要的應用價值，掌握其原理和應用方法是必要的工作。

一、超聲波無損檢測原理概述

超聲波無損檢測技術(shù)原理是當檢測物體時，借助超聲波的傳導性特征進行功能的檢測，同時在這個過程中對檢測的物體不會造成破壞。具體可以從幾個方面來認識超聲波無損檢測原理：首先在實際檢測的過程中，被檢測物體會相應生成超聲波，借助于對應用的技術(shù)工具可以在檢測的一些試件中對超聲波的相關(guān)信息進行輸送;其次檢測物中存有的各種問題或者是其中存有的材料性質(zhì)將與傳導過程中的超聲波產(chǎn)生影響，發(fā)生作用，而這產(chǎn)生的作用導致超聲波原有的方向發(fā)生變化;在超聲波傳導的過程中，檢測設備可以對這些情況進行收集，而工作人員可以相應對這些情況作出分析和處理。最后，根據(jù)收集到的各種數(shù)據(jù)信息以及形狀特性等內(nèi)容，檢驗人員可以對檢測物體是否存在不完善等缺陷作出相對準確的判定，以此來對問題進行及時的處理。

二、超聲波無損檢測技術(shù)的優(yōu)缺點

首先超聲波無損檢測擁有非常強的穿透力，這決定了在檢測厚度較大的檢驗物時超聲波無損檢測技術(shù)會成為一種優(yōu)質(zhì)的選擇。而且這種技術(shù)有著較高的靈敏度，對于檢測物體缺陷的定位率準確度很高，促使技術(shù)人員可以準確判定檢測物體中的缺陷。其次，超聲波無損檢測技術(shù)的投資成本并不高，較快的檢測技術(shù)下不會對環(huán)境和人員造成危害。但是超聲波檢測技術(shù)也有缺陷，比如檢測較復雜的物體時檢測率并不高，采集定量性的數(shù)據(jù)信息是無法達到精準性。

三、超聲波無損檢測的具體應用

超聲波無損檢測技術(shù)因為成本低、檢測定位率高等多方面的優(yōu)勢而被得到了廣泛的利用，近幾年在行業(yè)內(nèi)發(fā)展較快，逐步深入地與工業(yè)部門進行了融合。在實際應用中，超聲波無損檢測技術(shù)的檢測主要集中的技術(shù)材料以及構(gòu)件中，當前檢測也包含有一些產(chǎn)品的檢查，同時也可以通過在線的方式監(jiān)控商品的質(zhì)量。以下即為超聲波無損檢測技術(shù)的具體應用方式：

（一）對橋梁內(nèi)部鋼筋質(zhì)量標準的檢測

在橋梁內(nèi)部鋼筋質(zhì)量標準的確定中，超聲波無損檢測技術(shù)發(fā)揮著非常重要的價值，其實施的檢測工作帶來了巨大的便利。在建筑建設中，不管是施工還是建筑完成后的維護，都相應需要超聲波無損檢測技術(shù)進行支持。橋梁建設基本處于戶外環(huán)境中，所以無法避免地要經(jīng)歷多種氣候類型的影響，比如夏日的板溫這一惡劣的條件，特別是冬天的嚴寒會在很大程度上損害橋梁內(nèi)部中的鋼筋結(jié)構(gòu)。橋梁內(nèi)部所存有的鋼筋質(zhì)量不僅決定著橋梁本身的價值，更重要的它發(fā)揮著公共基礎設施的作用，鋼筋質(zhì)量的好壞將會對行人的安全造成巨大的影響。當鋼筋的質(zhì)量和性能出現(xiàn)變化時，如若沒有進行全面的檢修和處理，在很大程度上會造成嚴重的安全事故，并形成一定的經(jīng)濟損失，影響區(qū)域內(nèi)交通的正常運行。因此需要借助于超聲波無損檢測在階段內(nèi)檢測橋梁內(nèi)部所構(gòu)成的鋼筋質(zhì)量。通過這種技術(shù)的檢測可以分析橋梁內(nèi)部鋼筋結(jié)構(gòu)的相關(guān)數(shù)據(jù)狀態(tài)，并對比處始的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，然后在宏觀上對鋼筋質(zhì)量的損耗程度進行判定，進而做出全方位的分析，制定出科學明確的建筑解決方案。

（二）對鋼管混凝土密度的標準化檢測

在檢測鋼筋混凝土狀態(tài)中，超聲波無損檢測同樣扮演著重要的角色，比如超聲波會對存在于銅管中混凝土的均勻性以及密度進行檢測。從工作原理來說，超聲波是同時兼有信息傳輸和傳送量的一種聲波，在具體檢測的過程中，被檢測物體可以從中產(chǎn)生被改變的一種超聲波形態(tài)以及高加波損耗，檢測設備從中可以接收到相關(guān)的信息，然后憑借這些信息來確定鋼管混凝土中的均勻性以及密度。在整個檢測的過程中，如若生成的超聲波非常的小，而且損耗很低，可以證明鋼管結(jié)構(gòu)中混凝土有著較優(yōu)能的密度;要是出現(xiàn)超聲波損耗較高，同時超聲波所產(chǎn)生較大的能量，說明鋼筋混凝土存在較差的均勻性和密度。因此，借助于超聲波無損檢測可以充分掌握鋼管混凝土中的質(zhì)量以及成分，對于它的利用具有重要的現(xiàn)實意義。

結(jié)語

當前，在金屬類以及非金屬等一些材料的檢驗中，超聲波無損檢測技術(shù)發(fā)揮著重要的價值，在相對完善的工藝和技術(shù)支持下，超聲波無損檢測技術(shù)將會進一步發(fā)展，在智能化診斷、自動化設備的檢測等領域進行融合，從而推動不同行業(yè)的發(fā)展。

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（作者單位：河南理工大學）