安全控制與檢測設計1

安全檢測與控制技術設計安全檢測與控制技術設計無損檢測無損檢測NDT（Non-destructivetesting），就是利用聲、光、磁和電等特性，在不損害或不影響被檢對象使用性能的前提下，檢測被檢對象中是否存在缺陷或不均勻性，給出缺陷的大小、位置、性質和數量等信息，進而判定被檢對象所處技術狀態(tài)（如合格與否、剩余壽命等）的所有技術手段的總稱。與破壞性檢測相比，無損檢測具有以下顯著特點：(1) 非破壞性(2) 全面性(3) 全程性(4) 可靠性問題開展無損檢測的研究與實踐意義開展無損檢測的研究與實踐意義是多方面的，主要表現在以下幾方面：(1) 改進生產工藝：采用無損檢測方法對制造用原材料直至最終的產品進行全程檢測，可以發(fā)現某些工藝環(huán)節(jié)的不足之處，為改進工藝提供指導，從而也在一定程度上保證了最終產品的質量。(2) 提高產品質量：無損檢測可對制造產品的原材料、各中間工藝環(huán)節(jié)直至最終的產成品實行全過程檢測，為保證最終產品年質量奠定了基礎。(3) 降低生產成本：在產品的制造設計階段，通過無損檢測，將存有缺陷的工件及時清理出去，可免除后續(xù)無效的加工環(huán)節(jié)，減小原材料和能源的消耗節(jié)約工時，降低生產成本。(4) 保證設備的安全運行：由于破壞性檢測只能是抽樣檢測不可能進行100%的全面檢測，所得的檢測結論只反映同類被檢對象的平均質量水平。此外，無損檢測技術在食品加工領域，如材料的選購、加工過程品質的變化、流通環(huán)節(jié)的質量變化等過程中，不僅起到保證食品質量與安全的監(jiān)督作用，還在節(jié)約能源和原材料資源、降低生產成本、提高成品率和勞動生產率方面起到積極的促進作用。作為一種新興的檢測技術，其具有以下特征：無需大量試劑；不需前處理工作，試樣制作簡單；即使檢測，在線檢測；不損傷樣品，無污染等等。無損檢測技術在工業(yè)上有非常廣泛的應用，如航空航天、核工業(yè)、武器制造、機械工業(yè)、造船、石油化工、鐵道和高速火車、汽車、鍋爐和壓力容器、特種設備、以及海關檢查等等。“現代工業(yè)是建立在無損檢測基礎之上的”并非言過其實。無損檢測分類及簡介無損檢測分為常規(guī)檢測技術和非常規(guī)檢測技術。常規(guī)檢測技術有：超聲檢測UltrasonicTesting（縮寫UT）、射線檢測RadiographicTesting（縮寫RT）、磁粉檢測MagneticparticleTesting（縮寫MT）、滲透檢驗PenetrantTesting（縮寫PT）、渦流檢測EddycurrentTesting（縮寫ET）。非常規(guī)無損檢測技術有：聲發(fā)射AcousticEmission(縮寫AE)、紅外檢測Infrared（縮寫IR）、激光全息檢測HolographicNondestructiveTesting（縮寫HNT）等。超聲檢測超聲檢測的基本原理是：利用超聲波在界面（聲阻抗不同的兩種介質的結合面）出的反射和折射以及超聲波在介質中傳播過程中的衰減，由發(fā)射探頭向被檢件發(fā)射超聲波，由接收探頭接收從界面（缺陷或本底）處反射回來超聲波（反射法）或透過被檢件后的透射波（透射法），以此檢測備件部件是否存在缺陷，并對缺陷進行定位、定性與定量。超聲檢測主要應用于對金屬板材、管材和棒材，鑄件、鍛件和焊縫以及橋梁、房屋建筑等混凝土構建的檢測。射線檢測射線檢測的基本原理是：利用射線(X射線、γ射線和中子射線)在介質中傳播時的衰減特性，當將強度均勻的射線從被檢件的一面注入其中時，由于缺陷與被檢件基體材料對射線的衰減特性不同，透過被檢件后的射線強度將會不均勻，用膠片照相、熒光屏直接觀測等方法在其對面檢測透過被檢件后的射線強度，即可判斷被檢件表面或內部是否存在缺陷（異質點）。目前，射線檢測主要一個用于機械兵器、造船、電子、航空航天、石油化工等領域中的鑄件、焊縫等的檢測。磁粉檢測磁粉檢測的基本原理是：由于缺陷與基體材料的磁特性（磁阻）不同穿過基體的磁力線在缺陷處將產生彎曲并可能逸出基體表面，形成漏磁場。若缺陷漏磁場的強度足以吸附磁性顆粒，則將在缺陷對應處形成尺寸比缺陷本身更大、對比度也更高的磁痕，從而指示缺陷的存在。目前，磁粉檢測主要應用于金屬鑄件、鍛件和焊縫的檢測。滲透檢測滲透檢測的基本原理是：利用毛細管現象和滲透液對缺陷內壁的浸潤作用，使?jié)B透液進入缺陷中，將多余的滲透液出去后，殘留缺陷內的滲透液能吸附顯像劑從而形成對比度更高、尺寸放大的缺陷顯像，有利于人眼的觀測。目前，滲透檢測主要應用于有色金屬和黑色金屬材料的鑄件、鍛件、焊接件、粉末冶金件以及陶瓷、塑料和玻璃制品的檢測。渦流檢測渦流檢測的基本原理是：將交變磁場靠近導體（被檢件）時，由于電磁感應在導體中將感生出密閉的環(huán)狀電流，此即渦流。該渦流受激勵磁場（電流強度、頻率）、導體的電導率和磁導率、缺陷（性質、大小、位置等）等許多因素的影響，并反作用于原激發(fā)磁場，使其阻抗等特性參數發(fā)生改變，從而指示缺陷的存在與否。目前，渦流檢測主要應用于導電管材、棒材、線材的探傷和材料分選。聲發(fā)射檢測聲發(fā)射檢測的基本原理是：利用材料內部因局部能量的快速釋放（缺陷擴展、應力松弛、摩擦、泄露、磁疇壁運動等）而產生的彈性波，用聲發(fā)射傳感器級二次儀表取該彈性波，從而對試樣的結構完整性進行檢測。目前，聲發(fā)射檢測主要應用于鍋爐、壓力容器、焊縫等試件中的裂紋檢測；隧道、涵洞、橋梁、大壩、邊坡、房屋建筑等的在役檢（監(jiān)）測。紅外檢測紅外檢測的基本原理是：用紅外點溫儀、紅外熱像儀等設備，測取目標物體表面的紅外輻射能，并將其轉變?yōu)橹庇^形象的溫度場，通過觀察該溫度場的均勻與否，來推斷目標物體表面或內部是否有缺陷。目前，紅外檢測主要用應于電力設備、石化設備、機械加工過程檢測、火災檢測、農作物優(yōu)種、材料與構件中的缺陷無損檢測。激光全息檢測激光全息檢測是利用激光全息照相來檢驗物體表面和內部的缺陷。它是將物體表面和內部的缺陷，通過外部加載的方法，使其在相應的物體表面造成局部變形，用激光全息照相來觀察和比較這種變形，然后判斷出物體內部的缺陷。目前，激光全息檢測主要應用于航空、航天以及軍事等領域，對一些常規(guī)方法難以檢測的零部件進行檢測，此外，在石油化工、鐵路、機械制造、電力電子等領域也獲得了越來越廣泛的應用。超聲波超聲波的定義超聲波是指振動頻率大于20KHz以上的，人在自然環(huán)境下無法聽到和感受到的聲波。超聲波的產生機理超聲波的產生機理——利用了壓電材料的壓電效應。壓電效應：某些電介質在沿一定方向上受到外力的作用而變形時，其內部產生極化現象，同時在它的兩個相對表面上出現正負相反的電荷。當外力去掉后，它又會恢復到不帶電的狀態(tài)，這種現象稱為正壓電效應。當作用力的方向改變時，電荷的極性也隨之改變。相反，當在電介質的極化方向上施加電場，這些電介質也會發(fā)生變形，電場去掉后，電介質的變形隨之消失，這種現象稱為逆壓電效應，或稱為電致伸縮現象。超聲波的基本特征通常人耳能夠聽到的聲波的頻率范圍在20-20000Hz之間，人們習慣上把頻率超過20KHz的聲波稱為超聲波。超聲波本質上是一種機械波，所以它的產生必須依賴于兩個條件，一是有做機械振動的聲源，二是有能夠傳播振動的彈性介質。波的種類是根據介質質點的振動方向和波動傳播方向的關系來區(qū)分的。超聲波在介質中傳播的波形有許多種，用于探傷的有縱波、橫波、表面波、板波等，其中最常用的是縱波直探頭探傷和橫波斜探頭探傷?？v波常用來探測鋼板、錠材、大型鍛件等形狀比較簡單的制品，而橫波常用來檢測焊縫、管材等形狀比較復雜的制品。波的傳播超聲波是波的一種，他的傳播完全符合波的傳播特點。所以超聲波在介質中傳播的波形取決于介質可以承受何種作用力以及如何對介質激發(fā)超聲波。通常有如下三種波形縱波波形：當媒質中各體元振動的方向與波傳播的方向平行時，此超聲波為縱波波形。任何固體介質當其體積發(fā)生交替變化時均能產生縱波。橫波波形：當媒質中各體元振動的方向與波傳播的方向垂直時，此種超聲波為橫波波形。由于媒質除了能承受體積變形外，還能承受切變變形，因此，當其有剪切應力交替作用于媒質時均能產生橫波。橫波只能在固體介質中傳播。表面波波形：是沿著兩種媒質的界面?zhèn)鞑サ木哂锌v波和橫波的雙重性質的波。表面波可以看成是由平行于表面的縱波和垂直于表面的橫波合成振動質點的軌跡為一橢圓，在距表面波長深處振幅最強，隨著深度的增加很快衰減，實際上離表面一個波長以上的地方，質點振動的振幅已經很微弱了。超聲波的發(fā)射與接收超聲波的物理本質：它是頻率大于2萬赫茲的機械振動在彈性介質中的轉播行為。即超聲頻率的機械波。一般地說，超聲波頻率越高，其能量越大，探傷靈敏度也越高。超聲檢測常用頻率在0.5～10MHZ。①發(fā)射——在壓電晶片制成的探頭中，對壓電晶片施以超聲頻率的交變電壓，由于逆壓電效應，晶片中就會產生超聲頻率的機械振動——產生超聲波；若此機械振動與被檢測的工件較好地耦合，超聲波就會傳入工件——這就是超聲波的發(fā)射。②接收——若發(fā)射出去的超聲波遇到界面被反射回來，又會對探頭的壓電晶片產生機械振動，由于正壓電效應，在晶片的上下電極之間就會產生交變的電信號。將此電信號采集、檢波、放大并顯示出來，就完成了對超聲波信號的接收?？梢?，探頭是一種聲電換能元件，是一種特殊的傳感器，在探傷過程中發(fā)揮重要的作用超聲波的特點超聲波可以在氣體、液體、固體、固熔體等介質中有效傳播超聲波可以攜帶較多的能量超聲波的傳播具有方向性超聲波在界面上會產生折射和反射，而且可能會改變振動模式。超聲波在液體中可以產生空化效應超聲波具有多普勒效應容易衰減（在液體和固體中衰減較?。﹤鞑ニ俣仁軠囟扔绊懺趦煞N不同介質的界面處反射強烈，在許多場合必須使用耦合劑或匹配材料。超聲波可以聚焦。超聲波的效應機械效效應：清洗、加工、拋光聲學效應：超聲波探測熱效應：超聲波焊接空化效應：乳化、霧化化學效應：例如純的蒸餾水經超聲處理后產生過氧化氫；溶有氮氣的水經超聲處理后產生亞硝酸；染料的水溶液經超聲處理后會變色或退色。生物效應：加快植物種子發(fā)芽超聲波發(fā)展現狀超聲波是頻率高于20000赫茲的聲波，它方向性好，穿透能力強，易于獲得較集中的聲能，在水中傳播距離遠，可用于測距，測速，清洗，焊接，碎石、殺菌消毒等。在醫(yī)學、軍事、工業(yè)、農業(yè)上有很多的應用。超聲波因其頻率下限大約等于人的聽覺上限而得名。超聲波的兩個主要參數：頻率：F≥20K/Hz；功率密度：p=發(fā)射功率(W)/發(fā)射面積(cm2);通常p≥0.3w/cm2。國際方面：自19世紀末到20世紀初，在物理學上發(fā)現了壓電效應與反壓電效應之后，人們解決了利用電子學技術產生超聲波的辦法，從此迅速揭開了發(fā)展與推廣超聲技術的歷史篇章。1922年，德國出現了首例超聲波治療的發(fā)明專利。1939年發(fā)表了有關超聲波治療取得臨床效果的文獻報道。40年代末期超聲治療在歐美興起，直到1949年召開的第一次國際醫(yī)學超聲波學術會議上，才有了超聲治療方面的論文交流，為超聲治療學的發(fā)展奠定了基礎。1956年第二屆國際超聲醫(yī)學學術會議上已有許多論文發(fā)表，超聲治療進入了實用成熟階段。國內方面：國內在超聲治療領域起步稍晚，于20世紀50年代初才只有少數醫(yī)院開展超聲治療工作，從1950年首先在北京開始用800KHz頻率的超聲治療機治療多種疾病，至50年代開始逐步推廣，并有了國產儀器。公開的文獻報道始見于1957年。到了70年代有了各型國產超聲治療儀，超聲療法普及到全國各大型醫(yī)院。40多年來，全國各大醫(yī)院已積累了相當數量的資料和比較豐富的臨床經驗。特別是20世紀80年代初出現的超聲體外機械波碎石術和超聲外科，是結石癥治療史上的重大突破。如今已在國際范圍內推廣應用。高強度聚焦超聲無創(chuàng)外科，已使超聲治療在當代醫(yī)療技術中占據重要位置。而在21世紀(HIFU)超聲聚焦外科已被譽為是21世紀治療腫瘤的最新技術。超聲波無損檢測基本原理及應用介紹超聲波是頻率高于20000赫茲的聲波，它方向性好，穿透能力強，易于獲得較集中的聲能，在水中傳播距離遠，可用于測距，測速，清洗，焊接，碎石、殺菌消毒等。在醫(yī)學、軍事、工業(yè)、農業(yè)上有很多的應用。超聲波因其頻率下限大約等于人的聽覺上限而得名。超聲波的兩個主要參數：頻率：F≥20K/Hz；功率密度：p=發(fā)射功率(W)/發(fā)射面積(cm2);通常p≥0.3w/cm2。超聲檢測（UT）是利用其在物質中傳播、界面反射、折射(產生波型轉換)和衰減等物理性質來發(fā)現缺陷的一種無損檢測方法，應用較為廣泛。按其工作原理不同分為：共振法、穿透法、脈沖反射法超聲檢測;按顯示缺陷方式不同分為：A型、B型、C型、3D型超聲檢測；按選用超聲波波型不同分為：縱波法、橫波法、表面波法超聲檢測；因此，我國近十年來，對超聲技術的應用研究十分活躍，涉及的應用范圍非常廣泛。但歸納起來，也無非是兩大類：第一類是超聲加工和處理技術；第二類就是超聲檢測與控制技術其他的超聲理論和實驗，實際上都是為這兩類應用服務的。超聲加工和處理技術是利用高強度的超聲波來改變物質的性質和狀態(tài)的技術。超聲鉆孔、清洗、焊接、粉碎、凝聚、萃取、催化等都是這類技術中的典型應用。超聲檢測與控制技術是利用較弱的超聲波來進行各種檢驗和測量，必要時可以進行自動控制的技術。在檢驗技術方面，最典型的應用就是超聲探傷和超聲檢漏等。在測量技術方面，媒質的許多非聲學特性和媒質的某些狀態(tài)參量都可以用超聲方法來加以測定。而不論是超聲加工處理技術還是超聲檢測與控制技術，都要涉及到超聲波的產生和檢收，這就是所謂的超聲換能技術。但不論是超聲波的應用或超聲換能器的設計都要涉及到超聲波的傳播理論；也都要用到超聲波的某些效應和作用；而為了定量的進行研究就脫不開超聲量的測量問題。因此這三面內容就成為超聲學理論和實驗的基礎。超聲應用的發(fā)展促進了這些基本問題的研究，而這些基本問題方面的成就又進一步指導了超聲應用技術的發(fā)展。超聲波探傷技術在鋼結構檢測中的應用隨著當代建筑技術日新月異的發(fā)展，建筑結構體系的種類不斷的朝輕質、高強的方向發(fā)展，鋼管混凝土結構、鋼結構在當代建筑中使用率越來越高。尤其是在廠房建設及設備安裝中更是大量使用鋼結構。而焊接作為鋼結構的主要連接方式之一，直接影響鋼結構的施工質量，采用無損探傷的手段對焊縫進行質量檢驗是確保鋼結構工程質量的重要環(huán)節(jié)。鋼結構無損探傷種類鋼結構無損探傷包括超聲檢測（UT）、射線檢測（RT）、磁粉檢測（MT）、滲透檢測（PT）和渦流檢測（ET）等五種檢測方法。超聲檢測是目前應用最廣泛的探傷方法之一。超聲波的波長很短、穿透力強，傳播過程中遇不同介質的分界面會產生反射、折射、繞射和波形轉換。超聲波像光波一樣具有良好的方向性，可以定向發(fā)射，猶如一束手電筒燈光可以在黑暗中尋找目標一樣，能在被檢材料中發(fā)現缺陷。超聲波探傷能探測到的最小缺陷尺寸約為波長的一半。超聲波探傷又可分為反射法和穿透法。穿透法的靈敏度不如反射法，因而在實際探傷中一般采用反射法來進行鋼材缺陷探傷和焊縫探傷，即根據缺陷反射回波聲壓的高低來評價缺陷的大小。從焊縫本身來說決定焊縫質量的因素主要有3方面，超聲波無損探傷在鋼結構鑒定檢測中的應用分別是焊縫內部缺陷、焊縫外觀表面缺陷以及焊縫尺寸。因此，焊縫質量等級就存在著兩重含義，其一是針對焊縫內部缺陷檢驗，其二是針對焊縫外觀表面缺陷檢驗。但目前絕大部分情況是設計者只進行籠統(tǒng)的規(guī)定，如“該焊縫質量等級為二級”，此時正確的理解是“焊縫內部缺陷按二級檢驗，外觀缺陷也按二級檢驗?！睂τ谛枰M行疲勞驗算的構件如吊車梁，其中某些部位的角焊縫雖然不進行內部缺陷的超聲波探傷（三級焊縫），但其外觀表面質量等級應為二級，所以籠統(tǒng)地說“角焊縫都是三級焊縫”就有失全面。下面就超聲波無損探傷在鋼結構鑒定檢測中的應用，結合相關規(guī)范作以下初步探討：一、檢測資料及檢測報告的種類在房屋具備相關資料的情況下，我們進行鑒定檢測就應結合相關資料及檢測數據對其進行綜合評價。委托單位提供的相關資料往往包括施工單位自檢、見證檢測及第三方檢測三種.針對以上三種資料，其相應的要求通常可歸納為表一所列：如果以下檢測資料審查不合格或現場抽樣檢查不達標的情況下，就應結合可靠性鑒定標準、鋼結構工程施工質量驗收規(guī)范等國家相關規(guī)范，對該項目進行進一步的檢測。二、焊縫無損檢測的檢驗等級：根據《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結果分級》GB11345-89規(guī)定，超聲波檢驗等級分為A、B、C三個級別：A級檢驗采用一種角度的探頭在焊縫的單面單側進行檢驗，只對允許掃查到的焊縫截面進行探測。一般不要求作橫向缺陷的檢驗。母材厚度〉50mm時，不得采用A級檢驗。B級檢驗原則上采用一種角度探頭在焊縫的單面雙側進行檢驗，對整個焊縫截面進行探測。母材厚度〉100mm時，采用雙面雙側檢驗。受幾何條件的限制可在焊縫的雙面單側采用兩種角度探頭進行探傷。條件允許時應作橫向缺陷的檢驗。級檢驗至少要采用兩種角度探頭在焊縫的單面雙側進行檢驗。同時要做兩個掃查方向和兩種探頭角度的橫向缺陷檢驗。母材厚度〉100mm時，采用雙面雙側檢驗。其他附加要求是：1．對接焊縫余高要磨平，以便探頭在焊縫上作平行掃查；2．焊縫兩側斜探頭掃查經過的母材部分要用直探頭作檢查；3．焊縫母材厚度≥100mm，窄間隙焊縫母材厚度≥40mm時，一般要增加串列式掃查。三、建筑結構焊縫無損探傷檢驗具體要求：1．設計要求全焊透的焊縫，其內部缺陷的檢驗應符合下列要求1)一級焊縫應進行100%的檢驗，其合格等級應為《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結果分級》GB11345-89中B級檢驗的Ⅱ級及Ⅱ級以上；2)二級焊縫應進行抽檢，抽檢比例20%，其合格等級應為《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結果分級》GB11345-89中B級檢驗的Ⅲ級及Ⅲ級以上；全焊透的三級焊縫可不進行無損檢測。2．焊接球節(jié)點網架焊縫的超聲探傷及缺陷分級應符合《焊接球節(jié)點鋼網架焊縫超聲波探傷及質量分級法》JG/T3034.1-1996的規(guī)定。3．螺栓球節(jié)點網架焊縫的超聲探傷及缺陷分級應符合《螺栓球節(jié)點鋼網架焊縫超聲波探傷及質量分級法》JG/T3034.2-1996的規(guī)定。4．圓管T、K、Y節(jié)點焊縫的超聲波探傷方法及缺陷分級應符合《建筑鋼結構焊接技術規(guī)程》JGJ81-2002的規(guī)定。四、焊縫缺陷的評定等級缺陷的大小確定以后，要根據缺陷的性質和指示長度結合有關標準的規(guī)定評定焊縫的質量級別。超聲波檢驗焊縫內部缺陷的評定等級分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級，其中Ⅰ級質量最高，Ⅳ級質量最低。根據在標準試塊上繪制的距離波幅曲線，對比焊縫中缺陷最高回波的位置、和缺陷性質判斷焊縫等級。對于最大反射波幅不超過距離波幅曲線中評定線的缺陷，均評定為Ⅰ級；最大反射波幅超過評定線的缺陷檢驗者判定為裂紋等危害性缺陷時，無論其波幅和尺寸如何均評定為Ⅳ級；反射波幅位于Ⅰ區(qū)的非裂紋性缺陷，均評定為Ⅰ級；反射波幅位于Ⅲ區(qū)的缺陷，無論其指示長度如何，均評定為Ⅳ級。最大反射波幅位于Ⅱ區(qū)的缺陷，跟具缺陷指示長度，具體分類見表二：五、焊縫檢測記數規(guī)則及合格評定1．焊縫內部缺陷無損檢測記數規(guī)則一級焊縫探傷比例100%，即全數探傷；二級焊縫探傷比例20%，對于工廠制作焊縫，應按每條焊縫長度計算比例，且探傷長度≥200mm，當焊縫長度≤200mm時，應對整條焊縫進行探傷；對于現場安裝焊縫，應按同一類型、同一施焊條件的焊縫條數計算比例，探傷長度應≥200mm，并應不少于1條焊縫；三級焊縫不要求進行內部缺陷的無損探傷。2．焊縫處數的記數方法工廠制作焊縫長度≤1000mm時，每條焊縫為1處，長度>1000mm時，將其劃分為每300mm為1處，現場安裝焊縫每條焊縫為1處3．抽樣檢驗的合格判定抽樣檢查的焊縫數如不合格率<2%時，該批驗收應定為合格；不合格率>5%時，應加倍抽檢，且必須在原不合格部位兩側的焊縫延長線各增加1處，如在所有抽檢焊縫中不合格率≤3%時該批驗收應定為合格，>3%時該批驗收應定為不合格。當批量驗收不合格時，應對該批余下焊縫的全數進行檢查。六、焊縫中常見缺陷的類型及其在超聲探傷中的識別焊縫中常見的缺陷主要有氣孔、夾渣、未焊透、未熔合和裂紋等幾種，他們各自的回波均有其特性。1．氣孔氣孔是在焊接過程中焊接熔池高溫時吸收了過量的氣體或冶金反應產生的氣體，在冷卻凝固之前來不及逸出而殘留在焊縫金屬內所形成的空穴，多呈球形或橢球形。氣孔可分為單個氣孔和密集氣孔。單個氣孔回波高度低，波形較穩(wěn)定。從各個方向探測，反射波高大致相同，但稍一移動探頭就消失。密集氣孔為一簇反射波，其波高隨氣孔的大小而不同，當探頭作定點轉動時，會出現此起彼落的現象。2．夾渣夾渣是指焊后殘留在焊縫金屬內的熔渣或非金屬夾雜物，夾渣表面不規(guī)則。夾渣分點狀夾渣和條狀夾渣。點狀夾渣的回波信號與點狀氣孔相似。條狀夾渣回波信號多呈鋸齒狀。它的反射率低，一般波幅不高，波形常呈樹枝狀，主峰邊上有小峰。探頭平移時，波幅有變動，各個方向探測，反射波幅不相同。3．未焊透未焊透是指焊接接頭部分金屬未完全熔透的現象。一般位于焊縫中心線上，有一定的長度。探傷中探頭平移時，未焊透波形較穩(wěn)定，焊縫兩側探傷時，均能得到大致相同的反射波幅。4.未熔合未熔合主要是指填充金屬與母材之間沒有熔合在一起或填充金屬層之間沒有熔合在一起。未熔合反射波的特征是：探頭平移時，波形較穩(wěn)定。兩側探測時，反射波幅不同，有時只能從一側探到。5．裂紋裂紋是指在焊接過程中或焊后，在焊縫或母材的熱影響區(qū)局部破裂的縫隙。一般來說，裂紋的回波高度較大，波幅寬，會出現多峰。探頭平移時，反射波連續(xù)出現，波幅有變動；探頭轉動時，波峰有上、下錯動現象。超聲波傳感器在無損檢測中的應用超聲波傳感器利用晶體的壓電效應和電致伸縮效應,將電和能相互轉換,實現對各種參量的測量。超聲波傳感器配上不同的電路制成各種超聲波儀器和裝置,廣泛應用于工業(yè)生產、醫(yī)療、家電等許多領域中。超聲波無損探傷具有應用方便、適用性強、準確率高、易自動化等許多優(yōu)點。超聲波傳感器的主要作用和結構超聲波傳感器是一種可逆換能器,超聲波換能器又稱超聲波探頭。超聲波換能器的工作原理有壓電式、磁致伸縮式、電磁式等數種,在檢測技術中主要采用壓電式。超聲波探頭的主要作用是:一個電聲換能器,并能將返回來的聲波轉換成電脈沖;控制超聲波的傳播方向和能量集中的程度,當改變探頭入射角或改變超聲波的擴散角時,可使聲波的主要能量按不同的角度射入介質內部或改變聲波的指向性,提高分辨率;實現波型轉換;控制工作頻率;適用于不同的工作條件。超聲波探頭又分為直探頭、斜探頭、雙探頭、表面波探頭、聚焦探頭、沖水探頭、水浸探頭、高溫探頭、空氣傳導探頭以及其他專用探頭等。接觸式直探頭的結構如圖1所示:超聲探頭與被測物體接觸時,探頭與被測物體表面間存在一層空氣薄層,空氣將引起三個界面間強烈的雜亂反射波,造成干擾,并造成很大的衰減。為此,必須將接觸面之間的空氣排擠掉,使超聲波能順利地入射到被測介質中。在工業(yè)中,經常使用一種稱為耦合劑的液體物質,使之充滿在接觸層中,起到傳遞超聲波的作用。常用的耦合劑有自來水、機油、甘油、水玻璃、膠水、化學漿糊等。超聲波探傷是目前應用十分廣泛的無損探傷技術中的一種主要檢測手段。它既可檢測材料表面的缺陷,又可檢測內部幾米深的缺陷,這是x光探傷所達不到的深度。超聲波探傷比X射線探傷具有較高的探傷靈敏度、周期短、成本低、靈活方便、效率高,對人體無害等優(yōu)點;缺點是對工作表面要求平滑、要求富有經驗的檢驗人員才能辨別缺陷種類、對缺陷沒有直觀性;超聲波探傷適合于厚度較大的零件檢驗由于許多儀器及控制應用中均涉及到超聲波傳感器，尤其是在流量測量，材料無損檢驗及物位測量等方面，超聲波傳感器的應用尤為普遍。所以，在此首先簡要的介紹一下超聲波傳感器。廣義上來講，它是在超聲頻率范圍內將交變的電信號轉換成聲信號或者將外界聲場中的聲信號轉換為電信號的能量轉換器件，又稱為超聲波換能器或者超聲波探頭。超聲波傳感器分為發(fā)射換能器和接收換能器，既能發(fā)射超聲波又能接受發(fā)射出去的超聲波的回波。發(fā)射換能器利用壓電元件的逆壓電效應，而接收換能器則是利用壓電效應。超聲換能器的種類很多，按照其結構可分為直探頭(縱波)、斜探頭(橫波)、表面波探頭、雙探頭(一個發(fā)射，一個接收)、聚焦探頭(將聲波聚集成一束)、水浸探頭(可浸在液體中)以及其它專用探頭。按照實現超聲換能器機電轉換的物理效應的不同可將換能器分為電動式、電磁式、磁致式、壓電式和電致伸縮式等。超聲波換能器的材料也有多種選擇，某些電介質(例如晶體、陶瓷、高分子聚合物等)在其適應的方向施加作用力時，內部的電極化狀態(tài)會發(fā)生變化，在電介質的某相對兩表面內會出現與外力成正比的符號相反的束縛電荷，這種由于外力作用使電介質帶電的現象叫做壓電效應。相反地，若在電介質上加一外電場，在此電場作用下，電介質內部電極化狀態(tài)會發(fā)生相應的變化，產生與外加電場強度成正比的應變現象，這一現象叫做逆壓電效應。壓電材料是壓電換能器的研制、應用和發(fā)展的關鍵。大致可分為五類：壓電單晶體、壓電多晶體、壓電半導體、壓電高分子聚合物、復合壓電材料。其中壓電陶瓷是壓電多晶體材料，這類壓電陶瓷為實心，均勻和一體的壓電功能材料，具有優(yōu)良的壓電性能。壓電陶瓷自問世以來，至今已有30多年歷史。無論在材料基礎研究方面或是在應用方面，都獲得了飛速的發(fā)展。由于壓電陶瓷的出現，開辟了壓電材料的廣闊前景，也使壓電換能器的理論發(fā)展和實際應用提高到一個新的高度。壓電陶瓷是當今最有可為的壓電材料，目前在壓電材料中無論數量上還是質量上均處于支配地位，其原因是它有如下優(yōu)點：(l)所用原材料價廉且易得(2)具有非水溶性，遇潮不易損壞；(3)壓電性能優(yōu)越；(4)品種繁多，性能各異，可滿足不同的設計要求；(5)機械強度好，易于加工成各種不同的形狀和尺寸；(6)采用不同的形狀和不同的電極化軸，可以得到所需的各種振動模式；(7)制作工藝較簡單，生產周期較短，價格適中。根據不同的實際應用情況，超聲波傳感器產生不同頻率。如應用在流量測量領域，聲波的頻率在30kHz到5MHz之間；應用在物位測量領域時，聲波的頻率會低一些，一般在30kHz到200kHz之間；而當應用在檢測裝置（如測厚儀和探傷檢驗裝置）上時，聲波的頻率范圍很廣，但是總體上來說要比用于其它領域時高很多。超聲波無損探傷的方法到目前為止,已經應用或者提議應用的利用超聲波探傷進行無損檢查的方法見下表1:表1超聲波無損探傷的方法缺陷定量方法當量法(當量試塊比較法、當量計算法、當量AVG曲線法)測長法(相對靈敏度測長法、絕對靈敏度測長法、端點峰值法)底波高度法裂紋的檢測方法表面波波高法表面波波時延法