超聲波無(wú)損檢測(cè)原理及應(yīng)用

李博文 李宗林 羅文

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

【關(guān)鍵詞】超聲波;無(wú)損檢測(cè)原理;應(yīng)用;檢測(cè)

超聲波無(wú)損檢測(cè)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(lái)分析，檢測(cè)檢驗(yàn)物的幾何特征和缺陷，然后借助數(shù)據(jù)來(lái)評(píng)價(jià)的一種技術(shù)。這種技術(shù)的特征是對(duì)被檢測(cè)物體的使用性能不會(huì)受到損害，檢驗(yàn)內(nèi)容包括物體內(nèi)部是否完整的問(wèn)題、不均勻性質(zhì)等。此外還可以更進(jìn)一步地獲取檢驗(yàn)物體的一些較為詳細(xì)的信息，技術(shù)人員通過(guò)分析這些數(shù)據(jù)可明確檢驗(yàn)物體的動(dòng)態(tài)。所以在機(jī)械工程、航海航天等領(lǐng)域的檢測(cè)中，超聲波無(wú)損檢測(cè)技術(shù)具有重要的應(yīng)用價(jià)值，掌握其原理和應(yīng)用方法是必要的工作。

一、超聲波無(wú)損檢測(cè)原理概述

超聲波無(wú)損檢測(cè)技術(shù)原理是當(dāng)檢測(cè)物體時(shí)，借助超聲波的傳導(dǎo)性特征進(jìn)行功能的檢測(cè)，同時(shí)在這個(gè)過(guò)程中對(duì)檢測(cè)的物體不會(huì)造成破壞。具體可以從幾個(gè)方面來(lái)認(rèn)識(shí)超聲波無(wú)損檢測(cè)原理：首先在實(shí)際檢測(cè)的過(guò)程中，被檢測(cè)物體會(huì)相應(yīng)生成超聲波，借助于對(duì)應(yīng)用的技術(shù)工具可以在檢測(cè)的一些試件中對(duì)超聲波的相關(guān)信息進(jìn)行輸送;其次檢測(cè)物中存有的各種問(wèn)題或者是其中存有的材料性質(zhì)將與傳導(dǎo)過(guò)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(dǎo)致超聲波原有的方向發(fā)生變化;在超聲波傳導(dǎo)的過(guò)程中，檢測(cè)設(shè)備可以對(duì)這些情況進(jìn)行收集，而工作人員可以相應(yīng)對(duì)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(yàn)人員可以對(duì)檢測(cè)物體是否存在不完善等缺陷作出相對(duì)準(zhǔn)確的判定，以此來(lái)對(duì)問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)的處理。

二、超聲波無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)

首先超聲波無(wú)損檢測(cè)擁有非常強(qiáng)的穿透力，這決定了在檢測(cè)厚度較大的檢驗(yàn)物時(shí)超聲波無(wú)損檢測(cè)技術(shù)會(huì)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(duì)于檢測(cè)物體缺陷的定位率準(zhǔn)確度很高，促使技術(shù)人員可以準(zhǔn)確判定檢測(cè)物體中的缺陷。其次，超聲波無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的投資成本并不高，較快的檢測(cè)技術(shù)下不會(huì)對(duì)環(huán)境和人員造成危害。但是超聲波檢測(cè)技術(shù)也有缺陷，比如檢測(cè)較復(fù)雜的物體時(shí)檢測(cè)率并不高，采集定量性的數(shù)據(jù)信息是無(wú)法達(dá)到精準(zhǔn)性。

三、超聲波無(wú)損檢測(cè)的具體應(yīng)用

超聲波無(wú)損檢測(cè)技術(shù)因?yàn)槌杀镜汀z測(cè)定位率高等多方面的優(yōu)勢(shì)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(jìn)行了融合。在實(shí)際應(yīng)用中，超聲波無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的檢測(cè)主要集中的技術(shù)材料以及構(gòu)件中，當(dāng)前檢測(cè)也包含有一些產(chǎn)品的檢查，同時(shí)也可以通過(guò)在線的方式監(jiān)控商品的質(zhì)量。以下即為超聲波無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的具體應(yīng)用方式：

（一）對(duì)橋梁內(nèi)部鋼筋質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的檢測(cè)

在橋梁內(nèi)部鋼筋質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的確定中，超聲波無(wú)損檢測(cè)技術(shù)發(fā)揮著非常重要的價(jià)值，其實(shí)施的檢測(cè)工作帶來(lái)了巨大的便利。在建筑建設(shè)中，不管是施工還是建筑完成后的維護(hù)，都相應(yīng)需要超聲波無(wú)損檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行支持。橋梁建設(shè)基本處于戶外環(huán)境中，所以無(wú)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(yán)寒會(huì)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(jià)值，更重要的它發(fā)揮著公共基礎(chǔ)設(shè)施的作用，鋼筋質(zhì)量的好壞將會(huì)對(duì)行人的安全造成巨大的影響。當(dāng)鋼筋的質(zhì)量和性能出現(xiàn)變化時(shí)，如若沒(méi)有進(jìn)行全面的檢修和處理，在很大程度上會(huì)造成嚴(yán)重的安全事故，并形成一定的經(jīng)濟(jì)損失，影響區(qū)域內(nèi)交通的正常運(yùn)行。因此需要借助于超聲波無(wú)損檢測(cè)在階段內(nèi)檢測(cè)橋梁內(nèi)部所構(gòu)成的鋼筋質(zhì)量。通過(guò)這種技術(shù)的檢測(cè)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(duì)比處始的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，然后在宏觀上對(duì)鋼筋質(zhì)量的損耗程度進(jìn)行判定，進(jìn)而做出全方位的分析，制定出科學(xué)明確的建筑解決方案。

（二）對(duì)鋼管混凝土密度的標(biāo)準(zhǔn)化檢測(cè)

在檢測(cè)鋼筋混凝土狀態(tài)中，超聲波無(wú)損檢測(cè)同樣扮演著重要的角色，比如超聲波會(huì)對(duì)存在于銅管中混凝土的均勻性以及密度進(jìn)行檢測(cè)。從工作原理來(lái)說(shuō)，超聲波是同時(shí)兼有信息傳輸和傳送量的一種聲波，在具體檢測(cè)的過(guò)程中，被檢測(cè)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(cè)設(shè)備從中可以接收到相關(guān)的信息，然后憑借這些信息來(lái)確定鋼管混凝土中的均勻性以及密度。在整個(gè)檢測(cè)的過(guò)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(shí)超聲波所產(chǎn)生較大的能量，說(shuō)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(wú)損檢測(cè)可以充分掌握鋼管混凝土中的質(zhì)量以及成分，對(duì)于它的利用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前，在金屬類以及非金屬等一些材料的檢驗(yàn)中，超聲波無(wú)損檢測(cè)技術(shù)發(fā)揮著重要的價(jià)值，在相對(duì)完善的工藝和技術(shù)支持下，超聲波無(wú)損檢測(cè)技術(shù)將會(huì)進(jìn)一步發(fā)展，在智能化診斷、自動(dòng)化設(shè)備的檢測(cè)等領(lǐng)域進(jìn)行融合，從而推動(dòng)不同行業(yè)的發(fā)展。

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（作者單位：河南理工大學(xué)）