超聲波探傷檢測十大常見缺陷的回波特征

超聲波探傷檢測十大常見缺陷的回波特征

超聲波探傷檢測的缺陷定性問題指的是對缺陷進行定量、定位以及確定缺陷的種類。雖然許許多多的無損檢測前輩們經過不斷的努力，總結出了許多有價值的經驗，並做了大量的解剖試驗來驗證，但是在實際檢測中超聲檢測的定性仍然存在相當大的困難。這主要是由於缺陷對超聲波的反射取決於缺陷的取向、形狀、相對聲波傳播方向的長度和厚度、缺陷表麵粗糙度、缺陷內含物以及缺陷的種類和性質等等。在超聲檢測時所獲取的聲波信號是一種綜合響應。目前常用的超聲檢測技術還很難將上述各因素從反射聲波信號中分離識別出來，這就給定性帶來了一定的困難。

在實際探傷檢測過程中，由於難以判斷缺陷性質或者準確對缺陷定位，往往會使一些工件的缺陷漏檢或者在後續加工過程中可以被修複甚至消除缺陷的產品被拒收，造成不必要的浪費，同時也可能忽視了一些含有危險性缺陷（如裂紋類缺陷）的產品，對產品的安全使用造成潛在威脅，以及可能使顧客向生產單位發生索賠，造成不必要的麻煩。

超聲波檢測技術對缺陷定性評定主要是依據波形信號的起波速度，回波前沿的陡峭程度及回波後沿下降的速度（下降斜率），波尖形狀，回波占寬以及移動探頭時缺陷回波的變化情況（波幅、位置、數量、形狀等），還可以根據觀察多次底波的次數、底波高度損失情況，再根據缺陷在被檢件中的位置、分布情況、缺陷的當量大小（與反射率有關）、延伸情況，結合具體產品、材料的特點和製造工藝作出綜合判斷，評估出缺陷的種類和性質。有時還可以通過改變發射超聲波脈衝的頻率、改變聲束直徑大小（采取聚焦或采用不同直徑的探頭等）來觀察缺陷的回波變化特征，從而識別是材料中的缺陷還是組織反射。

例如判斷鋼鍛件中的白點、夾雜物、殘餘縮孔、粗晶、中心疏鬆、方框形偏析，以及焊縫中的氣孔、夾渣、未焊透、未熔合、裂紋等缺陷，在很大程度上依賴超聲波探傷人員的經驗、技術水平和對特定產品、材料及製造工藝的了解程度，其局限性是很大的。

下給出十大常見缺陷的回波特征：

（1）鋼鍛件中的粗晶與疏鬆－－多以雜波、叢狀波形式或底波高度損失增大、底波反射次數減少等形式出現。

（2）棒材的中心裂紋－－在沿圓周麵作360°徑向縱波掃查時，由於裂紋的輻射方向性，其反射波幅有高低變化並有不同程度的遊動，在沿軸向掃查時，反射波幅度和位置變化不大並顯示有一定的延伸長度。

（3）鍛件中的裂紋－－由於裂紋型缺陷內含物中多有氣體存在，與基體材料聲阻抗差異較大，超聲反射率高，缺陷有一定延伸長度，起波速度快，回波前沿陡峭，波峰尖銳，回波後沿斜率很大，當探頭越過裂紋延伸方向移動時，起波迅速，消失也迅速。

（4）鋼鍛件中的白點－－波峰尖銳清晰，常為多頭狀，反射強烈，起波速度快，回波前沿陡峭，回波後沿斜率很大，在移動探頭時回波位置變化迅速，此起彼伏，多處於被檢件例如鋼棒材的中心到1/2半徑範圍內，或者鋼鍛件厚度最大截麵的1/4～3/4中層位置，有成批出現的特點（與爐批號和熱加工批有關）。當白點數量多、麵積大或密集分布時，還會導致底波高度顯著降低甚至消失。

（5）鍛件中的非金屬夾雜物－－多為單個反射信號，起波較慢，回波前沿不太陡峭，波峰較圓鈍，回波後沿斜率不太大並且回波占寬較大。

（6）鈦合金鍛件中的高密度夾雜物（例如鎢、鉬）－－多為單個反射信號，回波占寬不太大，但較裂紋類要大些，回波前沿較陡峭，後沿斜率較大，當改變探測頻率和聲束直徑時，其反射當量大小變化不大（如為大晶粒或其他組織反射在這種情況下回波高度將有顯著變化）。

（7）鑄件或焊縫中的氣孔－－起波快但波幅較低，有點狀缺陷的特征。

（8）焊縫中的未焊透－－多為根部未焊透（如V型坡口單麵焊時鈍邊未熔合）或中間未焊透（如X型坡口雙麵焊時鈍邊未熔合），一般延伸狀況較直，回波規則單一，反射強，從焊縫兩側探傷都容易發現。

（9）鑄件或焊縫中的夾渣－－反射波較紊亂，位置無規律，移動探頭時回波有變化，但波形變化相對較遲緩，反射率較低，起波速度較慢且後沿斜率不太大，回波占寬較大。

（10）鑄鋼件中的裂紋－－波形有兩個主要的特點：有包絡線，波形比較獨立；從兩個方向劃動探頭都可以發現缺陷波。夾渣類缺陷波形不是很獨立，但是從四個方向都能檢查缺陷波。

一般在可能的情況下，為了進一步確認缺陷性質，確保產品質量，還應采用其他無損檢測手段，例如X射線檢測（檢查內部缺陷）、磁粉和滲透檢測（檢查表麵缺陷）來輔助判斷。