儀器用途
鋼結構焊縫質量超聲探傷檢測
儀器原理
超聲探傷儀的工作原理類似於無線電雷達，因此，它有固體雷達之稱號。超音波探傷的實質是將被檢工件處於一個超聲場中，工件若無缺陷，超聲場在連續介質中是正常分布的；若工件中有缺陷，則超音波在異質介面會產生反射，折射和波形轉換等現象。使超聲場的正常分布受到擾亂，使用一定的方法，測出這種異常分布相對於正常分布的變化，找出缺陷，並做返修處理，消除危害缺陷．這就是超音波探傷的任務。
超音波探傷檢測儀儀器設備
我國從江南造船廠50年代研發的第一台電子管A型脈衝反射式超音波探傷儀至今，經歷了從電子管到電晶體，從模擬機到數字機的發展階段。超音波探傷儀的體積越做越小，重量越來越輕。特別是近年來，隨著計算機枝術的發展，開發出的脈衝反射式超音波探傷儀的功能更強大，使用更方便。
數字超聲探傷儀特點：
1）小體積|——整機的外形尺寸為152mm×240mm×52mm(寬×高×深)，在5.7英寸顯示器的探傷儀中，其體積最小；
2）輕重量——整機的重量包括電池僅1.15kg；
3）低功耗——在以上小體積、輕重量的前提下，新電池充滿電可連續工作7小時以上；
4）高性能——主要技術指標如探傷靈敏度餘量、垂直線性、水平線性、動態範圍等大大超過國家相關標準的要求；
5）多功能|——具有USB接口、自動增益控制、峰值記憶、DAC、AVG等功能；
6）易操作——按鍵少，定義明確，操作簡單，界面直觀，簡單易懂。
鋼結構超音波探傷檢測套用實例
使用2.5Z10×10K2探頭，按JB/T4730-2005標準，對20mm厚鋼板的對接焊縫進行檢測，工作程式如下：
1、設定儀器初始參數
“坐標”子選單（“設定”主選單）設為“聲程”；
“聲程”子選單（“基本”主選單）設為“200mm”；
“聲速”子選單（“基本”主選單）設為“3230m/s”；
“延遲”子選單（“基本”主選單）設為“0mm”；
“重複頻率”子選單（“設定”主選單）設為“6”；
“頻帶”子選單（“設定”主選單）設為“1~4MHz”；
“發射強度”子選單（“設定”主選單）設為“強”；
“阻尼”子選單（“設定”主選單）設為“低”；
“厚度”子選單（“設定”主選單）設為“100mm”；
2、測定前沿長度和探頭零點
按校正鍵，切換到“自動校正”主選單；用探頭對CSK-IA試塊R100進行掃查，找到回波最高點，使閘門套住該回波，調節“零點”子選單的值，使測量數據區聲程數值達到100為止。這時，讀取探頭入射點到探頭外殼前端的距離值，即為前沿長度（“設定”主選單）。“零點”子選單的值即為探頭晶片到入射點間的聲時。
3、測定探頭角度（或K值）
（1）按校正鍵，切換到“自動校正”主選單；
（2）選擇“角度測量”子選單，按鍵，切換到“角度測量”的擴展子選單；
（3）將“孔深”擴展子選單設為“30mm”，“孔徑”擴展子選單設為“1mm”；
（4）用被測探頭掃射CSK-IIIA試塊上深度為30mm的Φ1×6孔，找到回波最高點後，使閘門套住該回波，在當前處於“角度測量”子選單的擴展子選單且選擇“a閘門起位”的情況下，按 鍵，此時測量結果顯示在“角度結果”擴展子選單和“K值結果”擴展子選單中，提示欄提示“是否確定”，按鍵保存角度和K值。
（5）測試完畢後可用深度為20mm的Φ1×6孔來校驗。
4、製作DAC曲線
（1）按DAC鍵，切換到“DAC”主選單；
（2）將“DAC操作”子選單設為“記錄”；
（3）用已測探頭掃射CSK-IIIA試塊上深度為10mm的Φ1孔，找到回波最高點，使閘門套住該回波，調節回波高度為80%，按鍵，此時記錄了第一個回波參考點，並繪製出第一段曲線；
（4）重複（2）項操作，依此記錄下20mm、30mm、40mm等由淺到深的孔的回波。當較深距離的參考回波幅度小於20%螢幕顯示幅度時，可增加儀器靈敏度（增益值），以提高回波幅度，方便記錄該回波參考點；
（5）在記錄下所需回波參考點後，一組DAC曲線則製作完成。按JB/T4730-2005標準，評定線（測長線）、定量線、判廢線的靈敏度分別為：Φ1×6-9dB、Φ1×6-3dB、Φ1×6+5dB。所以，將“DAC”主選單中的“評定線”、“定量線”、“判廢線”子選單分別設為：“-9dB”、“-3dB”、“+5dB”。另外工件表面補償一般要4dB，所以“補償”子選單設為“4dB”。“曲線選擇”子選單設為“定量線”；
5、將“厚度”子選單（“設定”主選單）設為探測工件厚度，本例探傷時，“厚度”子選單設為“20mm”。保存當前儀器狀態設定及DAC曲線在空白數據集內，記錄好該曲線的存儲號；
6、現場檢測時將原先作好的DAC曲線從“存儲號”子選單（“存儲”主選單）中調出，當DAC曲線測量範圍內有可疑回波時，用閘門套住該回波，測量數據區“HdB”顯示的數字如果為“5.5”（該數字代表閘門內回波峰值與當前選中曲線“定量線”的dB差），則該回波當量應當為：Φ1×6-3dB+5.5dB=Φ1×6+2.5dB，屬二區缺陷。
使用方法
1、射線探傷方法射線探傷是利用射線的穿透性和直線性來探傷的方法。這些射線雖然不會像可見光那樣憑肉眼就能直接察知，但它可使照相底片感光，也可用特殊的接收器來接收。常用於探傷的射線有x光和同位素髮出的γ射線，分別稱為x光探傷和γ射線探傷。當這些射線穿過（照射）物質時，該物質的密度越大，射線強度減弱得越多，即射線能穿透過該物質的強度就越小。此時，若用照相底片接收，則底片的感光量就小；若用儀器來接收，獲得的信號就弱。因此，用射線來照射待探傷的零部件時，若其內部有氣孔、夾渣等缺陷，射線穿過有缺陷的路徑比沒有缺陷的路徑所透過的物質密度要小得多，其強度就減弱得少些，即透過的強度就大些，若用底片接收，則感光量就大些，就可以從底片上反映出缺陷垂直於射線方向的平面投影；若用其它接收器也同樣可以用儀表來反映缺陷垂直於射線方向的平面投影和射線的透過量。由此可見，一般情況下，射線探傷是不易發現裂紋的，或者說，射線探傷對裂紋是不敏感的。因此，射線探傷對氣孔、夾渣、未焊透等體積型缺陷最敏感。即射線探傷適宜用於體積型缺陷探傷，而不適宜面積型缺陷探傷。
2、超音波探傷方法
人們的耳朵能直接接收到的聲波的頻率範圍通常是20Hz到20kHz，即音（聲）頻。頻率低於20Hz的稱為次聲波，高於20kHz的稱為超音波。工業上常用數兆赫茲超音波來探傷。超音波頻率高，則傳播的直線性強，又易於在固體中傳播，並且遇到兩種不同介質形成的界面時易於反射，這樣就可以用它來探傷。通常用超音波探頭與待探工件表面良好的接觸，探頭則可有效地向工件發射超音波，並能接收（缺陷）界面反射來的超音波，同時轉換成電信號，再傳輸給儀器進行處理。根據超音波在介質中傳播的速度（常稱聲速）和傳播的時間，就可知道缺陷的位置。當缺陷越大，反射面則越大，其反射的能量也就越大，故可根據反射能量的大小來查知各缺陷（當量）的大小。常用的探傷波形有縱波、橫波、表面波等，前二者適用於探測內部缺陷，後者適宜於探測表面缺陷，但對表面的條件要求高。
3、磁粉探傷方法
磁粉探傷是建立在漏磁原理基礎上的一種磁力探傷方法。當磁力線穿過鐵磁材料及其製品時，在其（磁性）不連續處將產生漏磁場，形成磁極。此時撒上乾磁粉或澆上磁懸液，磁極就會吸附磁粉，產生用肉眼能直接觀察的明顯磁痕。因此，可藉助於該磁痕來顯示鐵磁材料及其製品的缺陷情況。磁粉探傷法可探測露出表面，用肉眼或藉助於放大鏡也不能直接觀察到的微小缺陷，也可探測未露出表面，而是埋藏在表面下幾毫米的近表面缺陷。用這種方法雖然也能探查氣孔、夾雜、未焊透等體積型缺陷，但對面積型缺陷更靈敏，更適於檢查因淬火、軋制、鍛造、鑄造、焊接、電鍍、磨削、疲勞等引起的裂紋。
磁力探傷中對缺陷的顯示方法有多種，有用磁粉顯示的，也有不用磁粉顯示的。用磁粉顯示的稱為磁粉探傷，因它顯示直觀、操作簡單、人們樂於使用，故它是最常用的方法之一。不用磁粉顯示的，習慣上稱為漏磁探傷，它常藉助於感應線圈、磁敏管、霍爾元件等來反映缺陷，它比磁粉探傷更衛生，但不如前者直觀。由於磁力探傷主要用磁粉來顯示缺陷，因此，人們有時把磁粉探傷直接稱為磁力探傷，其設備稱為磁力探傷設備。
4、渦流探傷方法
渦流探傷是由交流電流產生的交變磁場作用於待探傷的導電材料，感應出電渦流。如果材料中有缺陷，它將干擾所產生的電渦流，即形成干擾信號。用渦流探傷儀檢測出其干擾信號，就可知道缺陷的狀況。影響渦流的因素很多，即是說渦流中載有豐富的信號，這些信號與材料的很多因素有關，如何將其中有用的信號從諸多的信號中一一分離出來，是渦流研究工作者的難題，多年來已經取得了一些進展，在一定條件下可解決一些問題，但還遠不能滿足現場的要求，有待於大力發展。
渦流探傷的顯著特點是對導電材料就能起作用，而不一定是鐵磁材料，但對鐵磁材料的效果較差。其次，待探工件表面的光潔度、平整傷用於形狀較規則、表面較光潔的銅管等非鐵磁性工件探傷。
5、滲透探傷方法
滲透探傷是利用毛細現象來進行探傷的方法。對於表面光滑而清潔的零部件，用一種帶色（常為紅色）或帶有螢光的、滲透性很強的液體，塗覆於待探零部件的表面。若表面有肉眼不能直接察知的微裂紋，由於該液體的滲透性很強，它將沿著裂紋滲透到其根部。然後將表面的滲透液洗去，再塗上對比度較大的顯示液（常為白色）。放置片刻後，由於裂紋很窄，毛細現象作用顯著，原滲透到裂紋內的滲透液將上升到表面並擴散，在白色的襯底上顯出較粗的紅線，從而顯示出裂紋露於表面的形狀，因此，常稱為著色探傷。若滲透液採用的是帶螢光的液體，由毛細現象上升到表面的液體，則會在紫外燈照射下發出螢光，從而更能顯示出裂紋露於表面的形狀，故常常又將此時的滲透探傷直接稱為螢光探傷。此探傷方法也可用於金屬和非金屬表面探傷。其使用的探傷液劑有較大氣味，常有一定毒性。
