王桂弟
中国能源建设集团广东火电工程有限公司 510735
摘要：超声探伤技术被广泛应用于金属与非金属材料焊接中，对各个行业的发展都有着极为深远的影响，在国内外均得到的了广泛的应用。该检测方式的适用范围非常广泛，从被测工件制造工艺来说对于焊接件、铸造件、锻造件、胶结件等均能实现很好的检测效果。
关键词：超声探伤技术；无损检测；应用
引言
目前，无损检测中超声探伤技术已经被广泛应用于各个领域，同时，超声探伤技术也是开展无损检测的重要方法。超声探伤技术在实际工作中可以在不破坏原有物质状态的前提下对材料的性质、内部缺陷、表面裂纹、气泡等内部情况进行检测。所以，加强对无损检测中超声探伤技术应用的分析具有十分重要的意义。
1超声探伤含义
超声波无损探伤，应为缩写NDI，其属于超声无损检测的一种延伸与发展，在实际的操作中主要涉及的设备有如下几种：超声探伤仪、耦合剂、探头与标准试块等。超声探伤的主要作用在于对铸件的气泡、缩孔、夹渣、焊接裂纹及未焊透等进行检测，并且还能实现厚度测定。随着科学技术不断发展，而超声无损检测也逐渐进步，并成为可材料或者结构等进行检测的主要手段之一，促进了超声探伤的发展。总的来说，超声检测可以实现在线检测，同时该检测技术使用的超声波不会对人体造成伤害，并且不会对系统运行状态产生改变，从而成为了材料或者结构检测中最为常用的一种检测方式。而延伸而来的超声探伤则有着更加良好的性能，有着高度的灵敏性、强大穿透力及快捷的检测速度，加之设备简单化，而成本也较低等，逐渐被相关行业所喜爱。
2超声探伤技术无损检测中的应用
2.1机车检测方面
①在高速钢轨检测中的应用
我国铁路运营线路近七万公里,而且铁路正在向高速、重载的方向发展。超期服役的钢轨数量很大,线路上的钢轨在承担繁重的运输任务过程中,不免要产生各种肉眼能看见及看不见的损伤如侧磨、轨头压溃、剥离掉块、锈蚀、核伤、水平裂纹、垂直裂纹、周边裂纹等。当被检钢轨内部有一个裂纹缺陷(或其他缺陷),将超声波探头放在被检钢轨的某一表面部位(该面称作探伤面、检测面),探头向被检钢轨发射超声波信号,超声波穿过界面进入被检钢轨内部,在遇到缺陷和两介质的界面时都会有反射,反射信号被探头接收后,通过探伤仪内部的电路转换,就可以把缺陷信号和底波信号形象地显示出来。根据超声波的声程推算,就可以轻易地将缺陷信号和底波信号区分开,然后通过超声波试块进行定标,就可以实现对钢轨缺陷的定位和定量。
②车轮缺陷检测
车轮是车辆的最重要的部件之一，对轨道车辆轮的检测并准确地判断其缺陷位置一直是铁道运输部门非常重视的问题。该系统采用电磁超声探伤技术，实现轮对踏面的缺陷检测，包括：踏面剥离及剥离前期检测；踏面表面及近表面裂纹检测。电磁超声探伤系统利用超声表面波的脉冲反射原理进行缺陷检测。当轮对沿钢轨运行到探头位置，轮对踏面接触探头的瞬间，EMAT(电磁超声探伤技术)在车轮踏面表面及近表面激发出电磁超声表面波脉冲，超声表面波将沿踏面表面及近表面圆周以很小的损耗传播。超声表面波在踏面双向传播(顺时针和逆时针)，沿车轮表面及近表面传播1周后回到探头位置，EMAT探头检测到返回的超声表面波后形成第1次周期回波(RT波)；未衰减的超声波继续沿踏面传播，依次形成第2次、第3次周期回波，直到能量衰减到设备无法检测为止。
③轮辋缺陷检测
结合轮辋缺陷检测的情况进行具体的分析，一般情况下，机车轮辋缺陷裂纹走向具有特殊性，按照走向可以将缺陷划分为三个类别。即周向缺陷、径向缺陷以及轴向缺陷，不同缺陷的无损检测要求存在相应的差异。在实际将超声探伤技术应用到检测环节的过程中，需要在样板轮上完成打平底孔、刻槽等处理工作，实现对实际轮辋缺陷的模拟，方便检测工作的开展。同时，应该分别将相控阵探头放置到踏面和轮缘内侧的位置，结合实际情况开展扫查工作。例如在某次针对轮辋开展探伤工作的过程中，就采用一定的技术手段完成了对轮辋缺陷探伤的模拟，并且发现主要涉及到5个缺陷：①缺陷a靠近离轮缘顶端位置，距离轮缘顶端的40mm，并且与轮辋侧面垂直，形成了直径为3mm、深度为30mm的平底孔；②缺陷b靠近踏面位置，在距离踏面10mm的位置处，同样与轮辋侧面保持垂直的关系，是直径为3mm深度为30mm的平底孔；③缺陷c靠近踏面位置，在距离踏面50mm位置处，与轮辋侧面保持垂直关系，为直径3mm深度90mm的平底孔；④缺陷d位置处于轮辋与轮辐交接地带，缺陷朝向踏面方向，缺陷是直径为3mm、孔底距离踏面40mm的平底孔；⑤缺陷e位于轮缘根部并靠踏面位置上，是2mm深周向刻槽，并且槽宽小，不大于2mm。
2.2建筑和土木检测方面
①强度检测
超声探伤技术在混凝土结构强度检测中的应用主要利用的是混凝土的抗压强度和超声波在混凝土内部的传播声速之间的相关性来进行的，具体而言，当混凝土的弹性模量显示越大，那么其强度就会越高，而超声波在检测时便会有着更快的传播速度。大量的试验表明，前述两者之间的相关性我们可以采取非线性的数学模型进行拟合，从而得出强度同声速之间的关系曲线，使得两者之间的相关性更加直观与明确。在实际的检测中，当采用超声探伤行混凝土强度检测时，我们应将浇筑混凝土的模版侧面作为测试面，同时将200mm×200mm作为一个测区，还应保证每个试件上相邻的两个测区之间有着不高于2m的间距；还必须保障侧面的平整与清洁，并将无缺陷及没有饰面的层进行干燥处理。在测量的过程中，应保持每个测区的对应辐射与接收换能器必须在同一个轴线上，同时必须保持被测混凝土和换能器之间的耦合应良好，为了使得效果更佳，我们可以采用相应的耦合剂进行处理，比如说凡士林或者黄油等，这样还能有效减少声能反射时产生的损失。最终，我们就可以利用拟定的回归数学函数就能将测区的混凝土强度计算出来（或者查表所得）。
②压力管道裂缝检测
锅炉、压力管道的裂缝都会直接影响到锅炉以及压力管道的使用，如果压力管道出现了一些缺陷，必然会直接影响到管道的使用性能和使用年限，因此可以采用超声探伤技术做好压力管道的裂缝检测工作，从而确保压力管道的使用性能。超声探伤技术在压力管道裂缝中的检测原理为：首先应该找出没有缺陷的压力管道，并计算出在距离为2a的压力管道中的超声波传播声速，记为to，再将超声换能器放置在距裂缝两侧均为a长度的位置，并计算出此时的超声波的声速，记为tc，然后再按照下列公式来计算压力管道的裂缝长度：dc=a√[（tc/to）2-1]。总之，超声探伤技术在很多领域的无损检测中都有着较好的应用，同时它在检测中的优势也很明显，而随着我国经济技术的迅速发展，超声探伤技术也在不断发展、创新，并且超声探伤技术又有着多种不同的分类，因此应该结合具体的检测物体或是检测结构，合理选用有效的超声探伤技术进行检测，从而提升检测结果的精准性，进而有效提升我国的科学技术水平，推动我国科学技术的快速、稳定发展。
结束语
总之，超声检测无疑成为了当前最为重要的一种无损检测技术，同时也成为了比较热门的一个研究话题。随着该类技术的研究不断深入，其主要研究的领域不外乎以下几个方面：灵敏度高及适应性强的探头研制；缺陷检出及信号的分析技术；判断缺陷时的相关缺陷数学模型建立；无损评价的量化研究，以及超声检测拓展到其他相关领域进行应用等。
参考文献
[1]李元铎.超声探伤技术无损检测中的应用研究[J].工程建设，20（103）：148.
[2]熊勃.超声探伤技术无损检测中的应用[J].工程设计，2020（3）：91-93.
[3]李军.压力管道的无损检测技术分析[J].冶金管理，2020（23）：109.