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2010年优秀科技论文（技术总结）超声波无损探伤检测技术

超声波无损探伤检测技术

—中铁十三局厦深铁路（广东段）工程指挥部隋亚军

【内容提要】榕江特大桥全长7373.921km［主跨为110m+2×220m+110m钢桁梁柔性拱，在亚洲同类桥梁

单跨跨度居首位，是厦深铁路控制性工程，本文通过介绍厦深铁路-5标榕江特大桥主桥钢桁梁埋弧自动

焊接的检测技术，并对焊接效果进行了总结，为钢桁梁的顺利施工提供依据。

【关键词】超声波检测方法检测过程结果分析

一.超声波检测

1.超声波简介

声波频率超过人耳听觉，频率比20千赫兹高的声波叫超声波。

用于探伤的超声波，频率为0.4-25兆赫兹，其中用得最多的是1-5兆赫兹。利用声音来检测物体的好坏，

这种方法早已被人们所采用。

由于超声波探伤具有探测距离大，探伤装置体积小，重量轻，便于携带到现场探伤，检测速度快，而且

探伤中只消耗耦合剂和磨损探头，总的检测费用较低等特点，目前建筑业市场主要采用此种方法进行检

测。

1.2超声波探伤的原理

1.2.1超声波探伤是利用材料及其缺陷的声学性能差异对超声波传播波形反射情况和穿透试件的能量

变化来检验材料内部缺陷的无损检验方法。

1.2.2利用现在广泛采用的是观测声脉冲在材料中反射情况的超声脉冲反射法，此外还有观测穿过材

料后的入射声波振幅变化的穿透法和共振法。常用的频率在0.5～5MHz之间。

1.3超声波检测方法

超声波具有向一个方向直进的性质，因此从一个轧辊的表面向内部发射时，它就会直进到对面表面

后反身而归，如果途中遇有缺陷，一部分超声波就会被反射而回，而返回的信号被阴极射线管接收，根

据超声波走过的距离按比例在示波器上描出图形，从这个缺陷波与底面波的尺寸关系就可以确定缺陷的

位置，根据其波形的大小，从缺陷波的形状可判断缺陷的形状和性质，但需要经验。

1.3.1脉冲反射法

超声波以持续极短的时间发射脉冲到被检试件内,根据反射的情况来检测试件缺陷的一种方法

脉冲反射式超声波法同其他无损检验方法相比主要优点是：

穿透能力强，探测深度可达数米灵敏度高，可发现与直径约十分之几毫米的空气隙反射能力相

当的反射体，在确定内部反射体的位向、大小、形状及性质等方面较为准确仅须从一面接近被检验的

物体可立即提供缺陷检验结果、操作安全、设备轻便。

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2010年优秀科技论文（技术总结）超声波无损探伤检测技术

1.3.2穿透法

穿透法是根据脉冲波或连续波穿透试件之后的能量变化来判断缺陷情况的一种方法.

1.3.3共振法

声波在工件内传播,当试件的厚度为超声波的半波长或半波长的整数倍时,由于入射波和反射波

的位置相同,则引起共振,因而仪器可显示出共振频率点.

1.3.4按波形分类：

1.3.4.1纵波法

使用直探头发射纵波进行探伤的方法，称为纵波法。此法常将波束垂直入射至试件探测面，以不

变的波形和方向透入试件，所以又称垂直法。垂直法主要用于铸造、锻压、轧材及其制品的探伤。

1.3.4.2横波法

将纵波通过楔块、水等介质倾斜入射至试件探射面，利用波形转换得到横波进行探伤的方法，称

为横波法。此方法主要适用于管材及焊缝的探伤。

1.3.4.3表面波法

使用表面波进行探伤的方法，称为表面波法。这种方法主要用于表面光滑的试件。

1.3.4.4板波法

使用板波法进行探伤的方法，主要用于薄板、薄壁管等形状简单的试件探伤。

用纵波可探测金属铸锭、坯料、中厚板、大型锻件和形状比较简单的制件中所存在的夹杂物、裂

缝、缩管、白点、分层等缺陷；用横波可探测管材中的周向和轴向裂缝、划伤、焊缝中的气孔、夹渣、

裂缝、未焊透等缺陷；用表面波可探测形状简单的制件上的表面缺陷；用板波可探测薄板中的缺陷。