如何选择超声波探伤仪（案例分析）

1. 选型背景

背景：野外 / 室外探伤

工况：以焊缝探伤为主，主要考虑板的对接焊、搭接焊、角焊；表面通常有漆、不光滑；板厚多在 25mm 以下；多为装配件，即，已装配完毕、不拆卸探测、可能只能单面探测。

难以使用涡流法：表面有漆、锈渍，不光滑、有毛刺；

难以使用射线法：需考虑防护设备、洗片设备、无法当时判断；（工业 CT 除外）

难以使用磁粉法：焊缝余高无打磨、深度裂纹无法探测、

可能有非导磁件（比如铝合金件）；

难以使用渗透法：未开口到表面的缺陷无法探测。

2. 解决方案

综合以上情况，推荐使用超声波探伤仪。对各种工况的探伤参照如下两图（典型图、仅供参考）：

图 1 ，对接焊，焊缝余高未磨平、只能单面探测。可使用斜探头、观察一次或二次回波，在焊缝两侧进行扫查探伤。

图 2 ，角焊缝。综合使用斜探头、直探头，多面、多次探测。

型号推荐（性能 / 功能的选择）

使用超声探伤，有三个目的：

定位：有没有缺陷、大致在什么位置；

定量：缺陷的大小是否超标——缺陷的存在往往难免，关键在于大小是否在安全范围内；

定性：什么性质的缺陷，气孔、夹渣、裂纹？——这完全是根据对被测件的结构、材质熟悉，探测经验丰富之后，自行归纳总结。

超声波测量的工作过程：

探头发射或接收超声信号，引起探头晶振片振动，该机械振动转化为电能、表现为电压大小的变化，仪器监测到这种电压大小的变化，并将这种变化转变成示波信号在屏幕上显示。

电压大小的变化就是仪器要所采集的数据（采样），根据这种变化，进行计算，从而得出信号从什么位置回来的、强弱情况，由此再根据公式（或各种标准规定好的参照曲线）进一步推断出这个信号是否属于超标信号。

由此可见，采样的精度是根本，它受到被测件材质 / 结构、探头（频率 / 结构）、仪器三大方面的影响。

被测件我们无法控制、无法选择；探头可以不断更换、最终根据实际情况选择到一个合适的匹配探头（所以，探头属于易损易耗件）。

3. 产品推荐

因此，在采样精度的三大影响因素中，唯一可控的，或者说，可事先选择的，就是仪器。确切讲，就是仪器的采样分辨率（切记，不是采样频率）。据此，推荐使用时代 TIME1150  超声波探伤仪 。

时代 TIME1150 超声波探伤仪 的采样分辨率为 12bits 。假设，信号满幅度为 1V （如前所述，仪器实际上都是根据电压大小的变化来计算和显示信号的），则 8bits 的仪器只能辨识 4mV 的电压变化， 10bits 的仪器可辨识 1mV 的电压变化，而 12bits 的仪器可辨识 0.25mV 的电压变化。

再考虑到室外 / 野外的作业，可能会有强光环境，，那么在屏幕的亮度调节上，该款仪器的屏幕亮度 10 级可调，而且背景色四种搭配可调。这样，即便在强光直射的情况下，屏幕显示内容也清晰可辨。

鉴于板厚范围不大、且不算厚板，探测表面的空间有限，因此，在标配随机带的 2.5MHz 直探头、 5MHzK2 斜探头之外，建议，加配 5MHzK1 斜探头、 5MHz 直探头各一。如需再加配探头，将来可视情况而定（探头即插即用）。

关于仪器性能指标的验证，通常送由第三方（各计量机构）按国家颁行的相关检定规程（或校准规范）进行检定或校准，日常工作中，为了自行仪器与探头的匹配效果进行调较、校验，建议选购以下三种试块： CSK-1B （较探头零位、角度、前沿）、 RB-1 （用于调校匹配性和制作参考曲线，适用于 8 ～ 25mm 板厚）、 DB-P （ Z1-2 ）（用于调校匹配性）。其它试块，可在将来的实践中另行选购。

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