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超聲波探傷儀的檢測精度的影響因素及缺陷評估

超聲波探傷儀的檢測精度的影響因素及缺陷評估
請在使用TUD310 之前閱讀下列資料，了解和遵守有關要求。這對于避免導致錯誤探傷結果的可能
的過失操作非常重要。非法操作還可能導致人身**意外或財產損失。
6.1 使用超聲探傷儀的必要條件
? 操作人員的培訓
? 特殊技術測試要求與限制的知識
? 選擇適當的測試設備
6.1.1 操作人員的培訓
對超聲檢測設備的操作，要求操作人員接受過正規的探傷方法培訓。正規的培訓包括對下列內容的
了解。例如：
? 聲傳播原理
? 測試材料聲速的影響
? 不同材料界面聲波特性
? 被檢測材料中聲衰減和表面狀況對檢測的影響
缺乏這些知識可能導致難以預見的錯誤探傷結果。可與有關的無損檢測協會組織或我公司聯系，獲
取關于培訓超聲探傷人員以及考取等級資格證的相關信息。
6.1.2 探傷技術要求
每次超聲檢測都要遵循具體的檢測技術要求。*重要的要求有：
? 定義顯示范圍
? 選擇適當的探傷方法
? 考慮材料性質
? 決定記錄和評估的范圍
6.1.3 測試范圍
超聲探傷獲取的信號僅涉及探頭聲束所覆蓋到被測物的部分。把從被檢測部分得到的結論應用到被
測物的未被檢測部分時，應非常小心。這些結論一般只在具備豐富經驗和由統計資料數據證明是正確的
情況下才可能適用。
聲束可以從被測物內的界面全部反射，因而較深處的缺陷和反射點可能仍然沒有探測到。因此，確
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保被測物被探測的部分都處在聲束覆蓋范圍之內非常重要。
6.1.4 超聲壁厚測量
所有的超聲壁厚測量都是基于對傳播時間的測量。準確的測量結果要求被測物體內的聲速恒定。在
由鋼（甚至各種合金成分）制成的被測物體中，聲速的變化非常小，這一條件通常也能實現，而只對高
精度測量才有影響。在其它材料中（例如非金屬或塑料），聲速變化可能很大，因此影響測量精度。
6.1.5 剩余壁厚的測量
對工廠設備（例如內部受到腐蝕或侵蝕的管道、容器和各種類型的反應容器）剩余壁厚的測量，要
求有一個合適的測厚儀，特別注意探頭的選用和操作。檢測人員應知道相應的額定剩余壁厚和可能的壁
厚損耗。
6.2 影響檢測精度的因素
a) 檢測對象的材料
b) 溫度
c) 表面粗糙度
d) 磁場
e) 附著物質
f) 缺陷的形狀特征
g) 缺陷的聲阻抗
h) 缺陷的表面特征（如是否光滑）
i) 探傷方法的選擇
所有的超聲檢測缺陷定位都是基于對超聲回波信號的測量。檢測對象中聲速是否恒定是影響檢測結
果精度的一個重要因素，所以要實現較高的檢測精度，需要檢測對象中有相對恒定的超聲傳播速度。
6.2.1 材料的影響
在鋼這樣的檢測對象中，即使其中含有多種不同的合金成分，其聲速也認為是基本恒定的。而在其
它的許多材料中，如許多非鐵金屬或塑料中，超聲傳播速度的變化是非常顯著的，因而會影響測量的精
度。
如果待檢測對象的材料不是各向同性的，那么在不同的方向上聲速就會不同。在這種情況下必須用
檢測范圍內的聲速的平均值進行計算。平均值是通過測量聲速與待測試塊的平均聲速相當的參考試塊而
獲得的。
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6.2.2 溫度的影響
材料的聲速會隨著材料溫度的變化而發生變化。如果儀器的校準是在溫度相對較低的環境中進行的，
而儀器的使用卻在溫度相對較高的環境中，這種情況下就會使檢測結果偏離真實值。要避免溫度的這種
影響，方法是校準儀器前將參考試塊預熱，以達到跟使用環境相同的溫度；或者將測量結果乘以一個溫
度影響因子。
6.2.3 表面粗糙度的影響
被探傷件的表面粗糙程度對探傷有影響。粗糙程度增大，影響增大。粗糙表面會引起系統誤差和偶
然誤差，每次測量時，在不同位置上應增加測量的次數，以克服這種偶然誤差。
6.2.4 附著物質的影響
探傷前必須**附著物質，以保證儀器探頭和被測試件表面直接接觸。
6.2.5 磁場
周圍各種電氣設備所產生的強磁場，會嚴重地干擾探傷工作。
6.3 缺陷評估方法
目前的探傷實踐中，基本上有兩種不同的缺陷評價方法：
a. 如果聲束的直徑小于缺陷范圍，那么聲束可以用于探測缺陷邊界，并確定它的范圍。
b. 如果聲束直徑大于缺陷范圍，缺陷*大回波響應必須與用于比較的人工缺陷*大回波響應相比較。
6.3.1 缺陷邊界法
探頭的聲束直徑越小，通過缺陷邊界法確定的邊界以至缺陷范圍，就越準確。但是如果聲束相對較
寬，確定的缺陷范圍可能與實際的缺陷范圍明顯不同。所以，應慎重選擇能在缺陷位置得到足夠狹窄集
中聲束的探頭。
6.3.2 回波顯示比較法
一個較小的自然缺陷反射的回波，通常小于一個人工對比缺陷（例如同樣大小的圓盤缺陷）反射的
回波。這是由于（例如）自然缺陷的表面較粗糙或者由于聲束打到缺陷時的角度不佳造成的。如果評價
自然缺陷時沒有考慮到這一事實情況，就會有低估它們當量值的危險。
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對于參差不齊或裂開的缺陷，例如鑄件中的收縮孔，可能會出現缺陷邊界表面的聲散射較強，根本沒有
產生回波。在這種情況下，應該選擇另外不同的分析方法，例如在分析中使用底面回波衰減法。
缺陷回波的距離靈敏度在對大工件的探傷中扮演了一個重要角色。在選擇人工對比缺陷時要注意，
這些缺陷同被評價的自然缺陷一樣，可能是由同樣的“距離變化規律”支配的。
超聲波在任何材料中傳播都會衰減，這種聲衰減的速度通常非常小，例如，由細密紋理的鋼制成的
部件，同樣也包括許多其它材料制成的小部件。但是，如果聲波在材料中要傳播較長的距離，高度累積
的聲衰減就可能產生（即使材料的衰減系數很小）。這就會造成自然缺陷回波顯得太小的危險。為此，必
須在評價結果中對衰減的影響作出估計，在需要的時候給予考慮。
如果被測物體表面粗糙，入射聲能的一部分將在物體表面被散射，影響探測。散射越厲害，反射回
波越小，評定結果時出現的誤差就越大。因此，被測物體的表面狀況，對回波高度的影響是重要的。

時代集團成立于1984年，公司主要生產里氏硬度計洛氏硬度計粗糙度儀超聲波測厚儀涂層測厚儀超聲波探傷儀等檢測儀器

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