超声检测技术论文例1

伴随着科学技术的发展，超声波探伤检测得到了广泛的应用。在便携式的超声波检测设备中，通过相控阵式激光技术的应用实现了单一发生定时或者定相发射的超声波元素阵列的应用，进而实现了被测对象超生波波形的精确截取。在这种背景下，本文对超声波探伤检测的影响因素进行探讨。

1 超声波探伤检测技术的原理

超声波探伤作为无损检验中常用的方法之一，其原理是通过利用内部缺陷在声学上所具有的性质特点对超声波传播的影响为基础，通过非破坏性地方式探测材料内部与表面的缺陷的大小、缺陷形状以及缺陷的分布状况，这些缺陷包括夹渣以及裂纹等等[1]。从现有的超声波探伤检测技术的应用来看，无论是国外还是我国国内，该技术都得到了广泛的应用，该技术在确保产品质量以及设备的安全运行方面有着重要的作用。在石油专用管材内部组织的检测中，超声波探伤检测的应用能够为生产工艺以及设备维修等提供依据，但是由于超声波探伤检测本身所采用的并不是连续波，这就使得在对油井管进行探伤检测时受所采用的方法影响会对探伤检测的准确性带来不同的作用。除此以外，受探头本身磨损情况、缺陷形状差异以及各类符合缺陷本身所形成波形所具有的不确定性的影响，使得石油专用管材超声波探伤检测的技术在应用过程中受各类因素的影响较大。因而有必要对超声波探伤检测的影响因素以及这些影响因素的应对策略进行研究。

2 超声波探伤检测影响因素

在超声波探伤检测技术的应用过程中，常见的影响因素包括环境因素、技术因素、人为因素以及管理因素等等[2]。从技术性因素的层面来看，除了受现有的超声波检测技术发展本身局限性的限制外，同时也受所采用的设备等的影响，又如，从所采用的探伤方法的角度来看，如果在检测工作进行中，存在着探头 K 值选择不合理的情况，仪器扫描调节方法不当，探头的扫描速度控制不科学等等都会导致探头扫描中出现声束覆盖面积不够的问题，进而影响了超声波探伤检测工作水平的提高。从人为因素的层面来看，如果操作人员本身由于外界环境或者自身内在问题导致在超声波探伤检测过程中存在个人情绪管理问题，就可能导致在检测工作进行中责任性差，甚至存在故意犯错的情况。从环境因素的层面来看，如果在超声波检测中作业场地狭小或者比较危险，尤其是在检验标准应用和被检测对象特性相差大的情况下，就不利于超声波探伤检测工作的实施。除此以外，检验材料本身也会对超声波探伤检测产生影响，如耦合剂的黏度太低，探伤表面清理工具不合理选用导致探伤面清理方面的问题等等。在管理过程中如果不注意被检测对象的标记管理，也会导致对超声波探伤检测工作质量的负面影响。简而言之，超声波探伤检测若存在检测管理制度不严密，检测人员责任落实差等等都会对工作效果产生影响。

3 超声波探伤检测影响因素的应对策略

在超声波探伤检测技术的应用过程中，常见的影响因素虽然包括上文提到的环境因素、技术因素、人为因素以及管理因素等等诸多因素。这些因素之间是动态的存在超声波探伤检测工作过程中[3]。这就决定了超声波探伤检测工作水平的提高必须要面对上述因素的影响。在上述因素中，无论是环境因素还是技术因素都需要人为因素的作用才能在超声波探伤检测中发挥作用，这也就决定了超声波探伤检测影响因素的应对策略主要是针对人为因素进行控制。

超声波探伤检测工作质量的提升，首要的前提是选用合格的检测人员，在选用合格的检测人员的基础上，不断的通过检测人员自我培训以及组织培训等多种方式的结合，提高现有的检测工作人员的整体素质。除此以外，还应结合自身的实际情况优化超声波探伤检测的管理制度。关注超声波检测计划的制定与实施，超声波探伤检测的计划内容应包括合格的检测人员配置、检测时间、检测工艺、标记方法、检测仪器、探头及附件等等，在计划中应明确采用和被检对象的规格、特性不发生冲突的检测标准与验收标准；还应涉及到循环检验、复核检验以及检测场所的环境条件限制等诸多内容。在计划的实施过程中应根据实际情况灵活的调整，进而从根本上提高超声波探伤检测工作质量。

综上所述，超声波探伤检测工作质量的提高受多方面因素的影响，这就决定了在具体的超声波探伤检测工作中，应结合实际情况，通过系统化的流程来提高检测工作的有效性[4]。这就要求在超声波探伤检测过程中通过全方位以及全过程的监督控制，将超声波探伤检测影响因素多产生的负面作用降低到最小，进而有效的提高工作效率。

参考文献

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超声检测技术论文例2

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）11-0083-02

低频超声导波检验技术是近年来提出来的一项管线缺失检测的新兴技术，对实现管道的长距离面检测有着重要的意义，本文旨在论述低频超声导波技术在管道检验中的工作原理和应用技术。

1 国内外技术概况

国外对超声导波检测技术方面的研究很重视，起步较早，可以追溯到19世纪后期20世纪早期，英、美、加、日、德等国的对超声导波在激励及传播的机理和信号的处理技术，特别是超声导波在结构件里的传播机理及与特征信号相互作用的机理方面进行了深入研究，取得了一定的成果，并在管道检验实用性检验技术方面取得了突破。目前，世界上用于管道缺陷检测的超声导波检测技术主要有两种：一种是以压电效应为基础的多晶片探头卡环式超声导波检测技术，是英国帝国大学的研究成果，主要产品有两家：英国导波公司（GUL）公司的WaveMarker和英国焊接研究所（TWI）下属的PI公司的Teletest；另一种是以铁磁性材料的磁致伸缩效应及其逆效应为基础的条带式MsS超声导波检测技术，是由位于美国德克萨斯州的美国西南研究院（SwRI）研发。这两种超声导波检测技术应用了相同的原理：激发出来的都是机械弹性超声导波，都能够沿着一定几何结构快速传播，并被结构边界所约束。只是在信号激励方式上有所不同。

而国内对超声导波检测技术的研究起步较晚，也没有相应成型的仪器或设备，但近年来在许多学者的努力下，国内对该项技术的研究已取得了一定进展。何存富、李衍等对超声导波在管道中的检测进展进行了综述，对国内学者对该领域的认识和研究起到了一定的促进作用。何存富等对纵向模态在管道中的传播特性及缺陷检测进行了研究。他得安等研究了传播距离对管道中超声导波传播特性的影响。由中国机械工业联合会提出，中国特检验院、华中科技大学起草的导波检测标准《无损检测磁滞伸缩超声导波检测方法》（GB-20090011-T-469）已经通过中国无损检测标准化委员会审核，即将实施。

2 低频超声导波检验机理

通过对导波频散曲线的研究，导波在管道中传播，具有多种模态，对管道检验有实际效用的有以下三种：纵向模态：L（0，m）、扭转模态：T（0，m）、弯曲模态：

F（n，m）。

在设备激励下发出的超声导波信号，可以是一种模态或者是多种模态的组合，在传播过程中，如果管道壁厚发生改变，将会有一部分能量反射回设备传感器。其他能量继续传播，直到损耗完。在管道检验过程中，最主要的壁厚变化来自于焊缝和腐蚀，声波遇到这些变化后，会发生散射，导致声波的模态和频率都会发生变化，并通过反射，将这些变化的信号反馈到检验设备，通过分析反射声波信号的变化，包括频率变化、曲线变化，可以判断壁厚损失量，从而确定缺陷的位置和大小等信息。通常，检验仪器的探头是覆盖整个管道截面的径向区域，并沿轴向传播，可以实现对整个管道的全面检测。

研究人员在对频散曲线的分析发现，频率为70kHz的轴对称的纵向模态L（0，2），具有传播速度快、传播过程中能量泄露少且传播距离远、具有非频散的特性，可以被用作管道缺陷检测。同时，对于扭转模态T（0，1），是比较特殊的传播模态，速度不会随着频率的变化而变化，是非频散的，也用于管道缺陷检测。

对于L波模式测量中，发射L（0，2）波，遇到管道中壁厚局部有变化的时候（即管道产生金属损失时），就会返回F（1，3）波；在T波模式测量中，发射T（0，1）波，遇到管道中壁厚局部有变化的时候（即管道产生金属损失时），就会返回F（1，2）波。通过检测F（1，3）波、F（1，2）波的信号大小，根据L（0，2）波和T（0，1）波的传播速度，即可确定缺陷的位置和大小，如图1

所示。

在实际管道的检测中，焊缝、法兰、腐蚀是管道中存在的几个重要特征，其中，其对于低频导向超声波产生的影响使周向的壁厚增加，因此会返回L（0，2）波，即轴对称模式的波，在图中用黑色信号线表示；同时伴随生成幅值较低的T（1，3）波，即扭转模式波。根据在周向不同位置分布的探头接受的波形信号，又可分为垂直扭转波模式和水平扭转波模式。如果在一个位置接受到高的垂直扭转波，则表示在垂直方向上有金属损失；反之接受到高的水平扭转波，则表示在水平方向上有金属损失。如果遇到了一个类似焊缝的强高波信号，则表示所有的超声波全部反射了回来，即遇到了法兰。

3 低频超声导波检验精度定义

超声波检测都是相对量，低频导向超声波测量的也是一个相对量。在这里，低频导向超声波的检测精度定义为截面缺陷损失率，即截面积内金属损失的总和占总体截面积的百分比：缺陷损失率%=100（A1+A2+A3+A4）/πDt。

从这里可以看出，低频导向超声波检测的是总体截面积内金属损失总和的百分比，因此不能区分是内表面缺陷还是外表面缺陷。

需要指出的是：目前低频超声导波检测技术的作用是提供一种快速的扫描手段，快速、准确地对缺陷进行定位，从而改变以往检测作业的盲目性。但是不能提供壁厚损失的直接数据，因此我们讨论的精度是对缺陷的发现能力以及对存在位置定位的精确度。

根据上述公式计算，50%t（t表示管线壁厚）、面积为D/2×D/2（D表示管线直径）的缺陷损失率约为9%；50%t、面积为3t×3t的缺陷损失率约为3%。

同时，测量精度还取决于缺陷的深度和面积，这是由于管道横截面面积的降低会影响导向超声波延管壁的传播情况。

4 低频导波检验技术在管道检验中的优势及局限性

低频导波检测技术检测腐蚀等体积型缺陷中有着很大优势，可以实现管道100%的全面快速面扫查，具有检出率高、适应性面广等特点，具有广泛的开发应用前景。

同时，低频导波检测技术有如下局限性：

（1）只能测量壁厚的相对变化量，不能得出壁厚的实际数值，需要借助其他方法进行验证。

（2）不能区分缺陷、损伤在管壁内侧还是外侧，也不能准确定义缺陷的几何尺寸等定量信息。

所以，低频超声导波检测技术适合于对于管线状态的整体状态定性扫查，不能单独使用，需要辅助以其他检测方式共同进行，如通过超声波测后确定壁的厚实际厚度和腐蚀量，通过超声波检验，确定缺陷的具体形状。

作为一项新技术，有关低频超声导波的理论特性和特性验证、有关导波信号的激励和缺陷信号的分析，是需要继续研究和解决的问题。

参考文献

[1]CawleyP.，Alleyne D.N. The use of Lamb Waves for the long range inspection of large structures. Ultrasonics，1996.

超声检测技术论文例3

中图分类号： TN710?34； TP391.9 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2014）05?0101?04

0 引 言

对于超声波测距系统而言，超声波的分布关系到被测物体定位的可靠性和准确性，因此在超声波检测的研究中，超声波声场的模拟尤为重要。从目前国际上的研究现状来看，超声波的模拟主要包含了：工件中声场分布的模拟，声源发射声场的模拟，各向异性材料和高衰减的不均匀材料中声场模拟等，这方面研究包括瑞典乌普萨拉大学开放的基于Matlab的工具箱程序包DREAM，法国的Pierre Calmon先生等创建的Champ?sons数学模等。我国的超声检测模拟和仿真技术的发展相对滞后，新技术研发中计算机技术的应用一直是我国超声检测的薄弱环节。20世纪90年代，浙江大学开发了CAPPNDT系统，冶金部压力容器站研发了NDTS软件，标志着我国超声检测模拟技术得到了进一步发展。但从整体上看，我国在超声检测模拟和仿真技术方面的研究成果相对较少。

1 超声场理论研究

1.1 描述超声场的物理量

超声波声场即在介质中超声振动所波及的质点所占据的空间范围。超声波声场的大小形状受到各种因素的影响，通常采用声压、声强和声阻抗等物理量描述超声场。

2 超声波探测模块

为了研究超声场的特性，选择超声波接收发射模块，对其声波特性进行检测，模块实物图如图2所示。该模块所采用的是间断多脉冲发射，发射电路主要由反向器和超声波发射传感器构成，单片机端口输出的方波信号一路经一级反向器后送到超声波传感器的一个电极，另一路经两级反向器后进到超声波传感器的另一个电极。超声波接收器将超声波调制脉冲转换为电压信号，超声波接收换能器晶片接收到超声波垂直作用后，因谐振而形成逐步加强的机械振动。

3 超声场模拟仿真

3.1 换能器圆盘声源轴线上的声压分布

尽管实际声场与理论分析有所差异，但是在远场区是基本符合的，所以基于该理论推导并仿真出来的实验结果，基本满足实际的测距系统要求。

4 结 语

影响测距系统精度的因素很多，包括超声波传播过程的衰减和环境温度等。因此本系统采用了多级放大电路放大接收的信号，并引入了温度补偿技术，以提高其测量精度。本研究采用基尔霍夫积分法，推导出了超声波换能器在圆盘声源轴线上、远场任意点和声束横截面上的声场，利用Matlab对均匀介质中的超声波声场进行模拟并将模拟结果可视化，总结了超声波声场的传播特性和分布规律，可以有效地降低检测成本。因此，将可视化技术应用于无损检测和超声波声场的模拟中具有重要的实际意义。

注：本文通讯作者为陈文娟。

参考文献

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超声检测技术论文例4

Abstract： This paper mainly expounds the Pressure Vessel NDT， ultrasonic testing technology as an example. Do not damage the material， workpiece and the structure is where the characteristics of nondestructive testing， it is superior to the general detection， combined with the characteristics of ultrasonic detection technology used in the pressure vessel， analyzed the ultrasonic detection content heat exchanger shell， for future engineering practice has a certain guiding role.

前言

压力容器使用的原材料包括金属板材、管材、棒材、锻件和铸件等。而这些压力容器使用的原材料质量正是保证压力容器安全质量的重要环节，其制造工艺及采用的不同的检测技术都对整体的质量控制起着非常关键的作用，本文主要从压力容器的超声检测技术方面进行了若干探讨研究。

一、超声检测技术在压力容器使用上的方式探究

1、焊缝超声检测技术

一种产品的安全性、使用寿命的长久与否与焊缝质量是息息相关的，而如何检测产品的焊缝质量依靠的就是超声波探伤技术。超声检测方法的应用利于检测焊缝内部质量，对于其中存在的问题，如厚壁容器中的裂纹、焊缝中有的地方未融合等危险系数较高的问题检测速度等方面要优于常规使用的射线检测。

2、压力容器的制作板材的超声检测技术的原理

2.1薄板的超声检测（厚度小于6mm）。如果在检测过程中，单纯使用单晶直探头法，会存在检测盲区，致使缺陷无法分辨。而我们使用兰姆波（板波）进行探伤则可以有效避免这个问题。2.2钢板的超声检测（厚度为6mm～20mm）。在此类钢板的检测过程中要采用双晶直探头法进行检测，晶片面积要求不小于150mm2。探头频率选用5MHz效果比2.5MHz好。2.3厚度大于20mm钢板的超声检测。用单直探头检测厚度大于20mm的钢板时，CBII标准试块应符合规定。对于此类钢板应采用2.5MHz（板厚小于43mm）或5MHz（板厚小于255mm）的单晶直探头（圆晶片直径为Φ14mm～25mm）。

3、针对高压螺栓的超声检测技术的探究

在役高压螺栓或螺柱，由于清洗困难，磁粉检测效果不是很好，所以经常采用超声检测。在用螺栓或螺柱的超声检测，除符合规定外，还应对螺纹根部是否有裂纹进行检测，其主要检测内容如下。

3.1在螺栓或螺柱端部采用纵波小K值斜探头进行纵波斜入射检测；3.2在螺栓或螺柱无螺纹部位应采用K1.5～K2.5，频率为2.5MHz的横波斜探头进行轴向检测。3.3在用螺栓或螺柱超声检测时，如在螺纹根部出现比切槽回波高的缺陷反射波时，应予以判废。

二、超声检测在换热器壳体中应用的技术原理的分析与方法

用2.5P13×13K1斜探头从换热器壳体外壁对焊缝进行超声检测，用CSK-IA标准试块测定探头的前沿和K值，用CSK-IIIA标准试块确定灵敏度、制作距离-波幅曲线，最大壁厚为44mm板的定量线灵敏度为Φ1×6-3dB，对接焊缝采用B级检测等级，单面双侧探伤，检测区域的宽度为焊缝本身宽度加上焊缝两侧相当于母材厚度30%的区域，最大为10mm，探头移动区域应大于1.25P，扫查速度应小于150mm/s，相邻两次探头移动间隔保证有探头宽度10%的重叠，对波幅超过定量线的回波，根据探头的位置确定出缺陷的位置，缺陷位置测定应以获得缺陷最大反射波的位置为准，缺陷的深度和水平距离从仪器上可以直接获得，用6dB法测量缺陷的指示长度，用缺陷估判程序和波形判断法确定缺陷的性质，用对接焊接接头质量分级来判断缺陷是否超标，板厚单个缺陷的指示长度最大不超过25mm，若是裂纹等危害性缺陷，直接判定为不合格。对换热器进行外观的检查、内衬的检漏、壁厚的测定、金相的分析、磁粉、着色的检测以及气密性的试验，所有检验均为正常，判定为合格。共发现八个超标缺陷。按“合于使用”原则进行综合判定，通过缺陷的断裂和疲劳评定，得出该换热器仍可安全运行4年的结论。

三、结束语

本文阐述的超声检测方法，以生活中较为常见的几种典型承压设备为例，说明了超声检测应用的广泛性和多样性，同时针对在检测过程中相应的注意事项也有明确的介绍，对于工程人员及技术检测人员的参考具有一定参考价值，随着国力的不断提升针对出现的新兴技术，我们应该更好的掌握这样不但有利于我们社会的进步还大大有领域国家的不断发展，我作为发展中国家的人民，最伟大的目标就是建设祖国的发展，科学技术，是衡量一个国家发展水平的标准，所以，我们要发扬科学技术，为祖国的发展出一份力。

参考文献

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超声检测技术论文例5

1 锅炉压力容器超声波探伤检测

作为无损检测技术的重要手段之一，超声波检测技术是发展最快，应用也最广泛的领域。超声波信号具有高频特性，频率在2-25khz之间。从理论上来说，在无限大、均匀介质中超声波的传播途径是直线，反之，若是非均匀的介质（也包括从一种到另一种介质中），声阻抗的改变会使超声波在不同声阻抗的界面上产生折射、投射和反射的光学物理现象。图是超声波检测仪器的工作原理图。对于超声波仪器来说，这些变化会转变为输出信号，指示受监测的器具时都存在缺陷。超声波检测技术可以用来评价器具固体材料的微观组织，以及通过检测相关力学性能探究其微观和宏观不连续性。在超声波检测技术发展的早期，对于大部分检测设备来说只含有A扫描形式。扫描形式的单一导致应用的范围也很狭窄，仅用于模拟量信号的分析，这种信号输出需要富有经验的检测和分析人员，来进行人工分析才能得出正确的结论。本文所探讨的对象是锅炉压力容器，即锅炉与压力容器，由于生产技术的限制，在这些特种设备的制造过程中不可避免地会产生不同程度的缺陷。经断裂力学研究资料证明，在特种设备的诸多缺陷中，危险系数最大是带有尖锐边缘的平面裂纹性质的缺陷。在工业

生产中焊接技术是经常用到的一种施工手段，毫不夸张地说，含有金属材料的工件大都离不开焊接。焊接的质量亦可以通过无损的超声波检测技术进行评价，避免将焊道切割进行物理性的压弯、拉伸等检测。为超声波检测仪检测焊接缺陷的原理。在我国现行的技术标准中，规定对于工件中重要的焊道要全部进行无损检测，确保产品的质量安全。在超声波检测技术的应用实践中发现对工件进行超声波无损探伤时，可能会由于探测角度的问题，检测仪对于工件存在的某些缺陷（如裂纹、未熔合等），区分度不是太准确。对于一些工业使用的器具，如本文所探讨的锅炉压力容器，很有可能是由于一些小的缺陷而导致惨痛的灾难事件，在带来严重生产损失的同时也对人员的安全造成隐患[1]。正因为如此，我们有必要对A型扫描回波波形进行研究分析，区分非缺陷波等结构型回波，通过模式识别等方法来提高超声波检测技术对工件缺陷的准确识别。

2 影响缺陷定位定量的因素分析

2.1 影响缺陷定位的主要因素

2.1.1 仪器的影响

在超声波检测中，仪器要保持水平线性。在检测锅炉压力容器，由于管道和锅炉表面的自然曲度，可能会造成仪器水平线性不佳，从而导致缺陷定位误差大。这种误差是固定存在的，在不能避免时我们只能借助不同角度的多次检测来减少误差。仪器水平刻度精度也是影响缺陷定位的因素。调节超声波检测仪器示波屏上水平刻度值可以对仪器的基线比例进行调整。

2.1.2 探头的影响

超声波检测仪器探头发出的实际声束轴线，若与探头几何中心轴线存在较大的偏离时，会导致检测结果的不准确。有些厂家使用的超声波检测仪器维护不足，长时间使用后仪器的探头性能下降，有时甚至会显示探头双峰的现象。两个主声束均指示缺陷存在时，而不能准确定位是哪个主声束检测到的，从而也无法对缺陷进行准确定位[2]。探头长期使用必将引起磨损，对于探头部位来说最常见的就是斜楔。若斜楔的前面磨损较大，相对于完整探头的检测结果来说，探头检测到的折射角会增大，探头K值增大，同样若是后面磨损较大，情况正好相反。半扩散角越小，探头的指向性越好，从而超声波检测仪器的缺陷定位误差小定位准确度高。

2.2 影响缺陷定量的主要因素

2.2.1 仪器性能

超声波检测仪器在进行无损探伤时，仪器的性能是影响探测结果最重要的因素。如古语所言，工欲善其事必先利其器。生产企业在选择检测仪器时，一定要广泛调研，购入质量合格、经久耐用的仪器。探头是整个仪器中最容易磨损的部位，检测仪器还要做好平常的维护，保证检测结果确实可信。仪器的频率、垂直线性、探头形式、衰减器精度、折射角大小、晶片尺寸等都会直接影响检测仪器的回波高度，从而对工件的缺陷定量检测产生影响。

2.2.2 耦合与衰减的影响

对回波高参数来说，耦合剂的声阻抗和耦合层厚度都是影响参数准确性的因素。除此以外，对于表面粗糙，或者是正常设计得凹凸不平的工件，在进行无损探伤时可能会造成耦合不良。要考虑到试块或被探工件与检测仪的表面耦合状态可能存在差异，在进行灵敏度校准时，要采取有效的方案对耦合误差进行补偿，减小定量误差。对于某些工件应该测定材质的

2.2.3 操作人员的影响

在进行超声波无损检测进行缺陷定量时，操作人员也是不可忽略的因素之一[3]。不同的操作者的操作习惯不同，力度也不一样，斜锲的磨损程度也不尽相同。在调节各种参数时，如仪器时基线比例，通过试块来进行调准。操作人员若没有将回波前沿对准水平刻度，亦或是读数时视线未与刻度相平，都会造成缺陷定量结果不准。对于不同形状的工件要及时调整缺陷定位的方法。就本文探讨的锅炉压力容器大多不能以平板工件来简单处理。

3 结语

现今，随着科学技术的发展在工业生产中已有很多无损检测方法，如磁粉、渗透、超声波和射线探伤等。相对于诸多的无损检测技术，对于锅炉压力容器超声波还是有其不可比拟的优势。在设备的缺陷监测中有三个关键性数据，分别为缺陷距表面距离、缺陷之间的距离、壁厚的径向长度。本文从超声波技术的原理入手，通过对超声波无损探伤技术在锅炉压力容器检测中的应用进行详细分析，之后在分析的基础上对影响超声波检测技术应用过程中，探讨工件的缺陷定位和定量影响因素。本文的研究对工业生产中锅炉压力容器的质量检测有着重要的指导作用，有利于超声波探伤检测技术更好应用于实践中。

参考文献：

超声检测技术论文例6

0引言

随着经济的发展，桥梁工程项目日益增多，钻孔灌注桩是桥梁工程中常见的基础形式，对施工质量提出了较高的要求。对桥梁工程钻孔灌注桩进行检测，确保施工质量具有重要意义，应用科学的桩基检测技术可有效提高检测工作的质量，进而为桩基工程整体质量及安全提供更好地保障。超声波CT技术是一种有效的无损检测技术，对于桥梁工程钻孔灌注桩的质量检测能发挥重要作用，下面对其进行具体论述。

1桩基超声波CT检测技术概述

超声波CT检测技术为一种以X-rayCT理论作为基础发展起来的检测方法。该种方法通过利用基桩超声波斜测法对桩体进行扫描，然后对扫描所得的数据进行综合分析，得出三维CT成像图。应用该种方法能够对基桩的缺陷区域、缺陷程度进行准确的判断，可有效弥补平行透射法在应用过程中存在的缺陷。

2桩基超声波CT检测系统的关键技术

2.1采集系统

传统桩基检测中所应用的采集系统主要应用到一发一收及人工定位两种方法。该种方法在实际应用过程中无法满足具有较大数据采集量的CT系统。CT智能采集系统对传统采集系统存在的不足进行了改进，换能器实现了一发多收及测线定位实现了电子计数定位。通过将多个一发多收的压电环进行串在一起并联，可实现对多个数据进行接收，提高数据采集工作效率。电子定位通过换能器将电缆带动滑轮引出，凭借电机对滑轮的转动圈数进行记录，然后通过换算求出换能器具体移动距离，进而实现数字定位。

2.2自判系统

在被测介质中，声波传播一定声程需要的时间为声时。系统自判所应用到的数学方法主要为极值、方差。该两种方法在应用过程中的原理均较为简单，计算也较为便捷，但是较易受多种因素影响，进而降低了其计算结果的准确性。超声波CT检测仪在应用过程中需要对大量的数据进行处理，其对处理精度有较高的要求。本次研究主要以滑动平均作为基础的多波形综合分析专家判读系统。该种系统的原理表现如下：将采集到的波形数据进行分类，将其转换为标准波形；然后将存在一定连续性的数据点进行平均化，当有突变出现时，便可判定为声波到达此点采集到声时。进行平均化主要起到滤波的效果，使其能够更加适合应用于大规模运算，同时还可更好地满足单片机运算特点，使处理工作效率和精度均得到大大地提升。

2.3CT成像系统

CT成像系统为桩基超声波CT检测系统中的最重要组成部分，其功能主要表现为将得到的走时数据进行正演、反演分别得到路径和波速，使其转变为二维速度分布。通常情况下，正演会应用到打靶法。该种方法运算快捷且路径具有较高的准确性。反演通常会应用到模拟退火算法。模拟退火法在应用过程中要求应用一个能量函数对试算模型实施反复验证，进而得出一个相对准确的结论。

3应用实例

本文采用RSM-SY8型基桩超声波CT成像测试仪，对某桥梁工程的A12#钻孔灌注桩进行了超声波CT检测。该桩为人工挖孔桩，桩径1400mm，桩长17.30m。在混凝土灌注完成后，桩顶存在渗水现象。为对该桩的质量进行全面的检测，对该桩进行了三维CT成像扫描，经过相关处理之后所得到的图像见图1通过对图1进行观察可知，图像在视觉上具有较高的清晰度，可清晰观察到在12.5～13.5m存在一个低速区域，形态及范围清晰可见，进而判断该区域出混凝土质量较差，存在严重缺陷。为了验证CT检测的结果的准确性，对该桩进行了钻芯法验证检测，钻芯法检测结果见图2。钻芯检测结果显示，在桩身12.5～13.5m处存在纯砂浆区域，未见粗骨料分布，混凝土质量相对较差，与CT检测结果符合。由此可见，应用超声成像技术可更好地反映桩体内部存在缺陷情况，并可对缺陷范围大小、严重程度进行较为准确的判断。

4结语

随着超声检测技术及设备的不断提高，超声成像技术的应用范围越来越广泛，其在各个领域的应用过程中均发挥着重要作用。将桩基超声波CT检测系统应用于工程桩检测质量检测上，可更加清晰、直观地对桩体内的情况进行反映，进而提高桩体缺陷范围大小、具置等判断的准确性和科学性，使得工程施工过程中存在的问题可得到及时发现，并得到有效解决，为工程整体质量和安全提供更好地保障。但超声CT检测技术在桥梁工程钻孔灌注桩检测中的应用还存在设备成本较高、技术难度大等问题，应用相对来比较少，因此还需不断加强对桩基超声波CT检测技术的深入研究。

参考文献：

[1]程光贵.电磁波CT技术在既有建筑桩基检测工作中的应用研究[J].工程勘察，2014（6）：217-218．

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[3]黄永林，许汉刚，蒋新.用层析成像方法检测隐蔽工程结构缺陷[J].地下空间与工程学报，2013（5）：38-39．

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[7]郭飞，郭雷，黄华.超声波CT成像技术在桩基检测中的应用[J].江西建材，2016（10）：97，100．

超声检测技术论文例7

Abstract: This article start from the characteristics of the bridge nondestructive testing, and put out a detailed analysis of the bridge nondestructive testing applications and further development.Key words: bridge; non-destructive testing; characteristics; application;

中图分类号：TJ765.4文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）

1.前言

随着我国大规模的交通建设，一些已建的高等级道路以及一些大型的桥梁、隧道等结构的使用安全性问题也显得日益突出，为此，为无损检测技术的发展提供了很好的发展市场，同时也为无损检测技术的应用提出了更高的要求。因此，无损检测技术的研究与开发具有广阔的前景。

2.无损检测技术的特点

无损检测技术是指在不影响结构或构件性能的前提下，通过测定某些适当的物理量来判断结构或构件某些性能是否发生改变的检测方法。无损检测技术是多学科紧密结合的高技术产物，现代材料学和应用物理学的发展为无损检测技术奠定了理论基础，而现代电子技术和计算机科学的发展又为无损检测技术提供了现代化的测试工具。

3.无损检测技术在道桥检测中的应用

3.1超声波仪器检测混凝土灌注桩

超声脉冲波在混凝土中传播速度的快慢，与混凝土的密实程度有直接关系，对于原材料、配合比、龄期及测试距离一定的混凝土来说，声速高则混凝土密实，相反则混凝土不密实。当有空洞或裂缝存在时， 便破坏了混凝土的整体性， 超声脉冲波只能绕过空洞或裂缝传播到接收换能器， 因此传播的路程增大，测得的声时必然偏长或声速降低。根据上述原理，即可对桩身混凝 土的完整性、内部缺陷性质、位置以及桩混凝土总体均匀性等级等做出判断。超声波透射法检测钻孔灌注桩很好的运用了电子信息技术，使它为工程建设提供了科学依据， 能直观而准确地检测出桩身混凝土的内部缺陷，是当前混凝土灌注桩检测技术的重要方法。

3.2核子密度仪测定实压度

核子密度仪是利用同位素放射原理实时检测土工建筑材料的密度和湿度的电子仪器。 该仪器中的读数显示设备（如液晶显示器、脉冲计数器、数率表或直接读数表）很好的运用了电子信息技术。核子密度仪通常安装有一个密封的10毫居里的铯 137 伽玛源和一个密封的 50毫居里的镅 241/ 铍中子源，仪器中还安装有密度和湿度两种射线探测器，分别与伽玛源和中子源共同对被测材料的密度和湿度进行测量。

本仪器适用于以散射法或直接透射法测定路基或路面材料的密度和含水量，并计算施工压实度，在施工质量的现场快速评定中广泛应用。

3.3平整度仪器检测路面平整度

路面平整度测量仪采用了微处理和大规模集成电路技术，该仪器的整机集成度和系统工作的可靠性，使整机系统的各项性能稳定，内部采用单 CPU 结构，负责显示、打印、计算、 通信、采集数据等功能；采用中断方式采样数据，因而可连续进行测量，而不中断。一起自动计算距离，每测1000个点内存时，采样间距取0.1米，则可连续测25公里。

3.4道桥裂缝的无损检测与监测技术

3.4.1超声波检测

超声波法用于非破损检测，就是以超声波为媒介，获得物体内部信息的一种方法，目前超声法己应用于医疗诊断、钢材探伤、鱼群探测等许多领域。在这些领域里，由于组成颗粒小密度大，密度分部也很均匀，所以声波能很好地传播，对其内部缺陷及其位置等都能准确地检测出来。掌握混凝土表面产生的裂缝深度，对耐久性诊断和研究修补加固对策有重要意义。测定裂缝深度，基本上都是将发射探头和接收探头，布置在混凝土同一面上的裂缝附近，但由于所选用的波形种类（纵波、横波及表面波）和声学参数（声速、频率、相位等）的不同，已有许多种具体方法。

3.4.2冲击弹性波法

一般把弹性体内传播的波总称为弹性波，用人工发射弹性波到弹性体内，探测弹性体内的状态，是广义的弹性波探测法。冲击弹性波法与超声波法的原理是一样的，但远比超声波测定的裂缝深度深，冲击弹性波法只能检测扩展方向与表面成直角，没有分支的单纯裂缝。

3.4.3声发射检测法

声发射检测法也是利用弹性波进行声学检测的具体检测方法检测裂缝，和其他方法最大的不同是只能检测正在发生的裂缝，不能检测已发生的旧裂缝，对正在发生的裂缝可检测裂缝发生的位置（声发射源定位），裂缝的大小，扩展情况和种类，以及裂缝的深度等。

3.4.4 摄影检测法摄影检测法主要用作调查混凝土表面的裂缝摄影法包括普通照相机、录象机、放射线、红外线摄影等进行检测。

3.4.5传感仪器监测利用埋设在混凝土中的仪器进行裂缝监测，常规技术是利用卡尔逊式或弦式测缝计，其控制范围仅0.12-1，属点式检测，由于裂缝出现的空间随机性，因此往往漏检，为了及时无遗漏地监测裂缝，必须实施大范围的、连续、分布式监测，即所谓全分布监测。

3.4.6针对混凝土裂缝检测的特点，研制出基于光时域反射技术的光纤裂缝传感网络，可实现桥梁混凝土结构的分布检测，凡裂缝与光纤传感网络相交，均可感知，并可定宽、定位、定向。

4.促进与改善道桥无损检测的思路方法对策

4.1依靠现代科技对行业检测技术进行突破

我国现有的道桥无损检测技术大多首先是从国外引进，因此其价格都比较贵，在我国进行大范围的运用推广在技术上以及经济上存在一定的难度。针对该情况，为使该技术能在我国得到广泛地推广应用，必须在掌握该类检测技术的同时尽可能地根据我国国情进行自主的技术创新，依靠现代的科学技术进行研究，使我国的行业检测技术在国际行业检测技术上有所突破。

4.2完善行业检测的内容

道路工程是由点、线、面所组成呈带状分布的系统工程，它涉及的内容比较多、范围比较广。可以利用检测设备对桥梁的桥面结构、混凝土桥梁结构、钢桥结构、桥梁的下部结构、道路路基路面结构、挡土墙结构以及桥梁地基基础结构等道桥工程多方面地进行全方位的检测，从而不仅使行业的检测技术领域得到发展，而且使行业检测的内容也得以完整与补充。

4.3加强行业队伍的建设

为促进我国行业检测技术水平的提高，很有必要加强行业检测队伍的建设，如高校设置行业检测专业、对从事行业检测的技术人员要时常进行专业技术的培训、相应地建立行业检测技术规范以及检测技术评定标准等。只有这样才能使我国的行业检测队伍不断地走向规范化。

5.结语

无损检测技术是多学科综合的一门应用技术，是建立在基础学科的基础之上的，因此要使该项技术得以快速发展，必须首先加强各相关基础学科的研究，只有从基础理论中不断吸收养分，无损检测技术才能不断完善和发展。在无损检测技术的研究中，应善于把基础理论与工程实践结合起来，建立起理论研究与工程应用联系的桥梁，这样才能完善现有的方法。

超声检测技术论文例8

从含义上分析，无损检测技术指的是在不损伤材料、器件和结构的前提下进行检测，特别是在封闭容器中，具有一般检测所无可比拟的优越性。还有人定义现代无损检测是指在不损坏试件的前提下，以物理或化学方法，借助先进的设备器材和技术，对试件的内部及表面结构，性质，状态进行检查和测试的方法。

在压力容器制造与维修中，结构完整的破坏可能导致严重的事故和重大的经济损失，因此为保证设备服役期间的安全性，通常采用无损检测技术对设备进行检查，由此可见无损检测技术在压力容器制造与维修中的应用前景广阔。

1 压力容器无损检测技术

1.1超声无损检测技术

超声检测的应用范围与领域十分广泛，基本上涵盖了工业检测的各大领域，这一种方法的检测深度大，因而缺陷定位准确，检测的灵敏度也高，而且成本低，使用十分方便，速度也快，对人体无害，十分适宜现场使用。这种检测方法可用于检测对接焊缝内部埋藏缺陷与压力容器焊缝内的表面裂纹，压力容器锻件与高压螺栓可能会出现裂纹的检测，同时压力容器中的无缝钢管的检测也是其主要应用方面。

1.2电磁涡流无损检测技术

随着计算机和人工智能技术的发展，应用模糊计算推理和神经网络技术进行多种信号处理与模式识别的研究受到普遍重视，引起了试图用该技术解决电磁涡流检测信号处理问题的兴趣。我国对电磁涡流检测技术的研究起步较晚。近年来，我国以清华大学和南京航空航天大学为代表的大专院校和科研单位在人工神经网络技术和电磁涡流成像技术的研究方面取得了很大成功。

1.3声发射检测技术

声发射技术在较多方面不同于其它的常规无损检测方法，声发射检测作为一种动态检测方法，所探测到的能力来自于被测物体的本身，因而对线性缺陷比较敏感。在一次试验的过程中，能够整体探测与评价整个结构内的缺陷状态，并可预防因未知缺陷而引起的灾难性失效，并限定压力容器的最高工作压力。

1.4磁记忆检测技术

磁记忆检测主要通过对构件磁化状态进行测量进而对应力集中区进行推断，主要对材料疲劳损伤、应力集中进行检测、推断。对于压力容器而言，运行过程易受温度、压力、介质等因素的影响，应力集中部位易出现裂纹、疲劳开裂、腐蚀开裂等，事故、损伤易在该部位发生。在压力容器的具体检测中，首先利用磁记忆检测仪器，快速扫描压力容器焊缝，发现焊缝中的应力峰值部位，首次硬度检测、内部超声检测、表面磁粉检测这些部位，及时发现材料所存在的微观损伤、内部裂纹、表面裂纹等，以此进行及时维修。

2无损检测技术的可靠性研究进展

据文献[1]可知，Packman等人是在系统研究无损检测可靠性或灵敏性第一批人，以二项分布理论为基础对POD进行分析。之后，80年代到今天，许多国家投入了大量资金，进行大量试验研究用来评定不同NDT系统检测能力。Silk经过分析，得到结构内部和表面缺陷检出概率（POD）曲线，并与Marshall等人得到结果进行对比分析。Dimitrijevic等人经过分析，得到POD作为缺陷尺寸函数关系图，使得POD值得到了显著改善和提高，即使缺陷尺寸小到仅4mm，POD值已达到0.993。

国内对无损检测可靠性研究较晚，所做研究相对较少。20世纪90年代中期至今，刘秀丽等人[2]对磁粉法检测表面裂纹的POD曲线的测定进行了研究，得到置信水平95%下的POD-缺陷尺寸的函数关系曲线，并分别应用二参数威布尔、指数和幂函数对POD与缺陷尺寸之间的函数关系进行了回归分析。同时在文献[3]中阐述了无损检测检出概率（POD）的统计分析方法。贾永泰等人[4]在完成“八五”国家重点科技攻关项目专题分项“在役压力容器危害性缺陷的超声检测可靠性研究”，得到如下试验结果：超声探伤系统的检测能力在95%置信水平（Confidence Level， CL）下，对缺陷长度>10mm，且缺陷自身深度尺寸h≥1.0mm的缺陷具有90%的检出概率，并绘出了超声探伤检测概率随缺陷自身深度尺寸变化的POD/CL-h概率曲线。尤为重要的是研究过程发现和突破了现有理论误认的超声检测对自身深度尺寸

尽管对无损检测系统的检测能力和缺陷尺寸分布规律有较广泛研究，但以下几方面的问题尚有待于进一步解决。如如何定量评定无损检测中检验结果的有效性；对于不同的结构形状、不同的焊缝方向，缺陷参数的不确定性又将如何区别对待；确定缺陷尺寸分布规律时，如何考虑无损检测检出概率的影响等等。对于上述问题陈国华[5]教授在《模糊理论在焊缝缺陷质量等级评定中的应用研究》一文中从理论上进行了初步的探讨。如果条件允许，笔者欲从实验角度进一步论证模糊理论在压力容器的无损检测中应用。

3无损检测技术在压力容器安全中的应用展望

无损检测技术的可靠性在压力容器的安全评定中地位日益重要。因为现在压力容器的数量不仅在增加，而且越来越多的在役设备的安全运行也需要无损检测技术的支持。对此，本文尝试指出其发展趋势：

①无损检测技术可靠性将日益提高，检测、定量、断裂力学评定、专家知识应用等一体化安全评定系统将会日益得到发展。

②无损检测技术在压力容器安全中应用领域将更加广泛。不仅应用于缺陷检测，还将用于蠕变损伤、启裂监控

③随着无损检测技术的发展，对材料的微观评价和无损评价成为可能，在这些新领域的应用将带来极大的社会效益和经济效益。

④便于外场使用的数字化智能无损检测产品将会发挥越来越广阔的作用。计算机硬、软件及人工智能算法和图象处理技术为其提供了条件。

⑤智能无损检测技术的发展将使基于知识面向工程的含缺陷压力容器安全评定方法的建立成为可能，开展结构可靠性在线智能评价技术领域的研究便是十分重要的方向。

4结语

在压力容器检测中，无损检测技术发挥重要作用，但目前国内无损检测技术与国际相比还存在较大差距，因而无损检测还有较大的拓展空间。若有机会，希望大家继续加强研究，以国外同类先进仪器为目标，不断研制开发更新型的检测仪器，使我国的压力容器无损检测技术更趋成熟。

参考文献

[1] Provan JW主编，航空航天工业部AFFD系统工程办公室译.概率断裂力学和可靠性[M].北京：航空工业出版社，1989.

[2] 刘秀丽，左富纯，黄华斌.磁粉法检测表面裂纹概率曲线的测定[J].试验力学，1995，10（1）：91-94.

超声检测技术论文例9

中图分类号：TG115 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）03-0083-02

管道在我国第一产业，尤其是油田产业中起着十分重要的关键作用，由于石油管道性能的特殊性，管道在油田中的使用期限如果延长，油田管道将逐渐产生介质腐蚀以及老化等现象，极有可能造成油田管道事故的发生。因此，如何准确、有效的检测出油田管道的缺陷成为了一直困扰我国油田产业发展和进步的重要瓶颈。特别是由于管道长期应用于不可触及的环境，经常会导致一些现有的常规检测手段无法正常的，全面的进行检测。第三次科技革命的爆发，科学技术在推动生产力的发展方面起着越来越重要的作用，科学技术转化为直接生产力的速度加快。超声波技术日趋成熟，尤其是超声波检测技术特有的检测距离相对较长、对被检测的油田管道可以进行全面检测等技术优势，正在越来越多的被石油检测的安全工作者所青睐。

一、超声导波检测技术在油田管线检测中的技术原理

科学技术是第一生产力，国家越来越重视科技在产业结合方面的应用，尤其是油田产业，特别是油田管道的完整性检测过程中，超声导波检测技术就与之前的常规性的传统检测有着较为明显的优势。首先，超声导波检测技术在方法原理方面，主要是利用超声导波等设备的探头发射出可以产生沿管道传播的，包括纵波、横波等一系列低频超声导波在内的导波进行管壁内不同性质缺陷的检测，然后利用低频超声波所反射回来的回波，发现油田管壁中的缺陷所在，进而通过反射回来的回波状况来判断油田管道的腐蚀情况以及相应位置，同时，管道环向的超声波探头可以通过均匀的、间隔的排列，使得低频超声导波以真实的管道壁的轴蕊为对称点进行对称传播，通过一系列的环向声波对整个油田管道的管道壁进行声波检测，从而实现超声导波检测技术在油田管线检测中100%

检测。

超声导波检测技术在油田管线检测中的优势与传统检测方法相比，有着以下几项突出特点：首先，由于超声导波检测技术在油田管线检测中所传送的超声导波在传播路径方面距离较长，可以沿着油田管壁传播长达十几米之远，并且可与回波信号一起形成回路，可以达到管道中极为完整的信息收集工作，进而保障了超声导波检测技术在油田管线检测中信息的完整性和准确性；其次，超声导波检测技术在油田管线检测中可以通过超声波在油田管壁内部、外部等表面质点的振动，使得超声导波的声场遍及整个油田管道的管壁，使得超声导波检测技术在油田管线检测中得到全面检测。因此，超声导波检测技术在油田管线检测中的作用，将会对我国的油田产业乃至整个的工业产业产生重要影响。

二、超声导波检测技术在油田管线检测中的应用分析

（一）超声导波检测技术在油田管线检测中的应用概况

超声导波检测技术在油田管线检测中已经得到了广泛应用，尤其是国外在超声导波检测技术在油田管线检测中的工程技术已经运用的相对成熟，对于超声导波检测技术在油田管线检测中的应用分析也比我国进行的更加充分和深入。

尽管我国在超声导波检测技术在油田管线检测中的应用分析的起步相对较晚，但是我国科学技术在工业领域，尤其是油田管道领域的广泛研究的深入，我国在超声导波检测技术在油田管线检测中的应用分析方面也逐步开展了更为深入的研究和探索。根据理论数据，相关研究人员发现超声导波检测技术在油田管线检测中的应用分析是根据弹性纵波理论来进行的，通过计算机对分析管中的超声导波进行频散曲线分析，从而得知超声导波检测技术在油田管线检测过程中遇到管道裂纹时候的反射以及透射规律，再进一步依据超声导波检测技术在油田管线检测中的导波反射时间以及相关强度来确定油田管道的裂纹具置以及裂纹尺寸；在相关的试验检测过程中，超声导波检测技术在油田管线检测中的应用分析一般通过传感器来进行设计实验，在油田管道的超声波导检测过程中抑制其他方面的模拟波导信号，通过一系列的实验，研究超声导波检测技术在油田管线检测时所出现的频散现象，进而分析出超声导波检测技术在油田管线检测中对油田管道的灵敏程度。

（二）超声导波检测技术在油田管线检测中的应用分析

机械振动在相关的弹性介质之间进行的传播活动一般被称之为弹性声波。将弹性声波过程中的传播介质一般称之为波导，而我们通常在油田管线检测中所应用的超声波被我们称之为超声导波。据相关的实验研究结果显示，油田管道的检测过程中，超声波的传播速度只与管道所应用的介质材料的密度以及油田管道的弹性性质有密切联系，与超声波导本身的相关属性并没有任何关联。在超声导波检测技术对油田管线检测的过程中，我们可以通过弹性动力学的相关原理得出超声导波检测技术在油田管线检测中的方程

公式。

依据超声导波检测技术在油田管线检测中的应用分析，我们根据超声波导检测的相关原理，在检测设备中增加了能够提供更大能量的，并且能够及时接收短时间内的脉冲型超声波，通过利用超声波检测设备，超声导波检测技术在油田管线检测中可以由计算机任意控制相关波形的发射器在油田管道的检测中所产生的激励信号，并进一步通过超声波导的功率放大器进行放大，促使超声导波检测技术在油田管线检测中的电压值达到驱动传感器的数值要求，在管道的检测过程中产生相应的超声波导，与此同时，传感器作为可以接收超声导波检测技术在油田管线检测中的接收器接收导波信号，经过二级管电路以及激励信号对超声波导的隔离，促使超声导波检测技术在油田管线检测中的回波信号接收放大，并通过数字示波器进行超声波导的接收，并在PC上进行相关的存储。

目前，超声导波检测技术在油田管线检测中的应用分析主要是通过超声波导检测时候所提供的有效扫描方法进行快速扫描，并采取适当的超声导波检测技术对油田管线进行逐点检测。但是由于我国超声导波检测技术在油田管线检测中的应用分析还处于起步阶段，要想做到超声导波检测技术在油田管线检测中的广泛应用还需要政府以及相关人士进行大力推广。

三、结语

科学技术正在越来越多的应用于工业产业链之中，并逐渐的发挥出其更为关键的作用。我国重工业，尤其是油田工业的不断发展，超声导波检测技术越来越多的应用于油田管线检测中的应用，超声导波检测技术在油田管线检测中正在发挥着更为广泛的作用，将对我国油田产业乃至全国大量存在中的安全隐患或者很有可能导致严重后果的石油管道在检测方面提供有力的技术支持。

参考文献

超声检测技术论文例10

2常用的无损检测技术

2．1回弹法

回弹法是表面硬度法的一种应用，主要通过测定混凝土表面硬度来推定抗压强度。回弹仪由瑞士的E．Schmidt于1948年发明，其原理是用一个弹簧驱动的重锤，通过传力杆弹击混凝土表面，测出重锤的回弹值来推定混凝土强度。英国的Kolek论证了混凝土强度与压痕直径的关系，并用试验验证了回弹值与压痕直径的关系。而现在主要是通过试验归纳直接建立混凝土强度与回弹值之间的经验关系曲线。回弹法在我国的应用始于20世纪50年代，后经大量的研究与实践应用，提出了适合我国实情的测强曲线及技术规程。该方法仪器构造简单、测试方法易于掌握、携带便利、费用低廉、检测效率较高。因而广泛应用于检验混凝土的均匀性、对比混凝土质量是否达到特定要求、初步判断混凝土质量出现问题的区域、推定混凝土的强度。

2．2超声波检测法

超声波是以波的形式在弹性介质中传播的机械波，其频率高于20kHz，具有指向性好、对各种材料的穿透力强等特点，因此能应用于绝大部分材料。Sokolov于20世纪30年代开始了超声波检测的研究，40年代脉冲回波探伤仪器的问世，标志着超声波检测技术的应用成为现实。我国超声波检测技术应用于土木工程领域，始于20世纪50年代从英国引进UCT－2型混凝土超声检测仪。超声波在传播过程中，随着传播距离的增加，其能量将逐渐减弱，即超声波衰减，其衰减程度与材料性质有关，如晶粒大小、缺陷密集程度等等。此外，在两种介质界面超声波将发生反射、透射和散射。因此，这些反射、透射或散射波在一定程度上携带有受检对象厚度、内部缺陷及其所在位置等等信息。再有，超声波在介质中的传播速度(声速)与介质的密度、配比(混凝土材料)等强度因素有关，所以声速又与材料的强度联系在一起。超声波检测技术应用于土木工程，必须解决两个关键问题:超声波的发射和接收(超声换能器);寻找接收信号与检测项目的相关性(数据处理)。国内外学者和工程技术人员为此做了大量研究工作，取得了丰富的研究成果，形成了比较成熟的测试技术，编制了相应的检测鉴定标准与规范。总体上可以概括为以下三个方面:

(1)超声波

的类型和产生超声波技术的发展。目前可以根据需要发射不同类型的超声波如纵波、横波、瑞利波或兰姆波(导波)，而超声波产生技术也由压电陶瓷发展到电磁超声、激光超声、相控阵列、磁致伸缩超声技术［5］。Wardany等用超声瑞利波检测了建成于1959年位于加拿大东部的两个水工混凝土结构近表面的损伤情况，两者使用了不同的混凝土粗骨料材质。李东生等则用超声兰姆波检测了钢筋混凝土结构界面脱粘分层情况，并分析了界面分层长度与兰姆波能量衰减之间的关系。

(2)数据处理与储存方法的发展

早期只是对声速参量进行相关性分析，检测数据也不易存储，随着数字技术、计算机技术的发展，信息数据的存储极为方便，超声成像技术也有了快速发展，并把振幅、频率或波形逐渐纳入相关性数据分析的行列。

(3)检测技术的综合应用

结合其它检测方法对材料、构件或结构厚度、强度、缺陷等进行检测。Kheder等利用纵波超声回弹综合法对混凝土构件强度进行了现场检测。Beatrice等综合超声检测、硬度计、湿度计等方法对那不勒斯的一座建于19世纪初的古老建筑的木屋架构件的刚度、强度、内部缺陷等进行了检测。Machado等则用超声波间接法实现了对营运中的海上木结构构件弯曲刚度和强度的检测。沈先华利用超声波检测技术结合斜率法对某混凝土孔灌注桩缺陷进行了定性与定量评价。周茗如等联合应用超声检测、人工敲击和应变分析法对大型钢管混凝土结构中混凝土与钢管壁粘结情况的检测评价。

2．3声发射法

声发射现象指的是物体因受外力或内应力的作用，在其内部缺陷处将产生应力集中而发生塑性变形，储存大量的应变能，一旦裂纹产生或裂纹扩展，部分应变能就会以瞬时弹性应力波的形式向外释放的现象。因物体内部裂纹的产生或扩展而产生的声发射现象的弹性波频率低，人们就做了大量的工作去研究如何能“听”到这些声发射现象，不仅要能“听”到，而且要能知道在哪个地方发生、原因是什么、什么时间发生、危害有多大?这就是声发射检测。声发射检测起源于20世纪50年代德国凯赛尔的研究，他首先发现金属材料在变形中会产生声发射现象，提出了声发射不可逆效应即凯赛尔效应。随后，其他国家的研究人员进一步探明了塑性变形的声发射机制———位错。1964年，美国率先将声发射检测技术应用于北极星导弹舱的检测并获得成功，此后该项技术得到快速发展。我国于1973年建成第一套声发射试验装置，并先后研制了多种型号的声发射检测仪。直到80年代，随着其它基础性研究和计算机技术的发展，基于小波分析和神经网络的声发射检测技术才得以迅速发展。Rusch于1959年开启了对混凝土声发射信号研究的大门，并指出了混凝土材料凯赛尔效应的极限应力范围。1970年Green对混凝土的弹性模量、泊松比和劈裂抗压强度等进行了声发射实时监测，并提出了可以应用声发射技术对混凝土破坏的全过程实施监测。我国的董毓利等对混凝土受压全过程声发射特性进行了研究，并分析了声发射信号首次产生及其后的强弱与试件应力变化之间的关系。陈兵等依据声发射信号振幅分布特性，将声发射信号划分为不同区段，建立了声发射信号与混凝土内部不同破坏机理之间的关系。如今，声发射已应用于建筑、桥梁等混凝土结构的动态检测和完整性评价，并在市政工程、桥梁、房屋建筑等工程中，声发射技术也已成功地应用于混凝土框架、板的检测。声发射技术不仅在声发射理论及数据处理方面有了大的发展，而且声发射仪也从早期的模拟式单通道声发展到目前的全数字化、全波形的多通道声发射仪。然而，由于混凝土材料自身的复杂性，依然还有很多问题未能解决，如混凝土声发射的机理、声发射信号与混凝土力学参数间的相关性、混凝土的凯赛尔效应等等。

2．4声振检测法

声振检测法是指在外激励作用下受检对象产生机械振动，通过对振动特性参数的分析来评价其力学特性的检测技术。在实际工程应用中，又分化出两种方法:声波反射法(低应变法)和冲击回波法。声波反射法根据检测测量方法的不同也存在不同的应用，但在土木工程中应用较多的是单点激振单点测量的整体响应检测。这种检测方法的检测原理是一维杆应力波理论，因而适用于对棒状结构如梁柱等的检测，土木工程中则多用于对基桩的完整性检测。单点激振单点测量的整体响应检测方法的优点是既经济又简便易行，缺点是:

(1)不能检测出基桩的水平缺陷。

(2)只能对缺陷做出定性的评价，很难做到定量评价。

(3)只能检测等直桩，对变截面桩、扩底桩易引起误判。

(4)数据处理难度大，如降噪和反演分析。另外，这种检测方法应用于对基桩的完整性检测还有几个问题亟需解答:

(1)弥散效应和横向惯性效应

一维应力波理论的边界条件要求弹性应力波波长要大于两倍的杆径及杆的长径比大于5，否则会由于弥散和横向惯性效应而产生三维问题。

(2)桩土相互作用对检测结果影响

一维应力波理论要求杆是自由的，而实际工程中，桩是处于半无限的土体介质中，如果依然用一维应力波理论进行数据分析，检测结果是否可靠。

(3)多处缩径桩的检测

截面的变化，就会引起广义波阻抗的变化，弹性波会在该截面发生反射，所以对多处缩径桩，弹性波就会在缩径截面间来回反射，声振检测技术的另一种应用形式是冲击回波法。1983年美国Cornell大学的Sansalone与美国国家标准局(NIST)的Carino首次提出冲击回波法应用于对混凝土结构的缺陷检测。在1984年的国际混凝土无损检测会议上，加拿大的马尔霍察认为冲击回波法是“最有发展前途的现场检测方法之一”。此后，Sansalone等利用FFT方法进一步将冲击回波法由时域分析转换到频域分析，推进了冲击回波法的应用与发展。如今，冲击回波法已广泛的应用于混凝土和沥青混凝土结构的内部缺陷和厚度探测，特别是扫描式冲击回波测试系统的问世。冲击回波法是一种单面反射检测技术，具有方便、快捷和直观的优点。其检测原理为:在受检结构的表面施加冲击力，以产生瞬态低频应力波(含有纵波、横波和面波)，应力波向结构内部传播，遇到缺陷和外部边界时来回反射，引起结构表面产生相应的微小位移响应，并由安装在表面的拾振器来采集这种响应数据，最后通过对信号的频谱分析(主要是纵波)来测定受检结构的弹性波速或结构厚度。冲击回波法能精确检测厚度在2m以内的混凝土厚度及其内部缺陷(如空洞、蜂窝、离析等)。此外，它还可以检测钢筋混凝土结构保护层厚度、内部缺陷的位置、开放性表面裂缝深度及混凝土强度等。我国对冲击回波法也做了大量的应用研究。如周先雁等用冲击回波法对桥梁箱梁孔道灌浆质量进行了检测，根据P波在钢绞线和空洞处的不同反射特性判断孔道内部是否存在缺陷。傅翔等对隧洞混凝土衬砌厚度进行了冲击回波法测量，并对混凝土的固结灌浆效果和分层浇注黏结质量进行了检测。

2．5红外热成像检测法

20世纪60年代，美国就已经开始对红外热成像技术应用进行研究，20世纪70年代末，红外热成像技术已被用于诊断建筑物的热损耗、屋顶渗水、围墙缺陷以及查找路面的次表面缺陷等。我国在这方面的研究起步较晚，到90年代初才有学者将红外热像诊断技术和土木工程结合起来，对建筑物的热损耗、建筑材料缺陷的探测和建筑外墙施工质量等进行了初步的应用研究［24］。红外线是介于可见红光和微波间的电磁波，它的波长范围在0．76～1000μm之间，而其中只有3～5μm和8～14μm的波段能很好地透过，红外探测仪正是利用这个波段来实现探测。任何高于绝对零度的物体都会辐射红外线，而物体内部存在的裂缝或缺陷会改变物体的热传导，使物体表面的温度分布不均匀。红外热成像技术是借助红外热像仪探测物体各部分辐射的红外线能量，由物体表面的温度场分布情况形成热像图来直观的显示材料、结构物等内部缺陷的一种非接触式的无损检测技术，也被称为红外扫描测试技术。它可以检测出物体内部缺陷的位置，并具有快速、非接触、大面积地扫查检测物表面，而不损伤检测物，且结果直观形象，易于实现自动化和实时观测的优点。红外热像检测应用于土木工程，前景十分广泛，研究的热点集中在对红外热像获取的热源的改进、缺陷深度、大小的定量化研究以及如何把研究成果运用到复杂的实际工程当中，并发展了一些新的技术，如锁相热成像和红外断层成像技术。

2．6雷达检测法

工程探地雷达是用频率介于10～2000MHz的宽频脉冲电磁波来确定工程结构或介质分布的技术。雷达监测的工作原理是利用发射天线向受检体发射宽频带短脉冲形式的电磁波，该电磁波进入介质内部后，经内部界面反射后回到表面，再由接收电线接收回波信号。由于电磁波在介质中传播时，其路径、电磁场强度及波形随所通过的介质的电性性质及几何形态发生变化，因此反射回波携带有受检体内部结构信息，就可依据接收到的反射回波的双程走时、幅度、相位等信息对目标介质结构进行准确描述。探地雷达无损探测技术可用于混凝土内部缺陷、钢筋的分布检测，公路工程中路面结构层厚度检测，裂缝和裂缝扩展的识别。其优点是:探地雷达法可迅速对被测结构进行扫描，适用于结构物大面积快速扫测。

2．7其它检测技术

由麦克斯韦的电磁感应理论可知，钢筋混凝土结构中的钢筋能够影响电磁场，因此可以利用磁测法来检测钢筋的位置或混凝土包覆层的厚度。文献介绍了英国相关标准对磁测法的认识:磁测法对配筋少的混凝土构件，能得到满意的结果;而对于配筋多的构件，其它钢筋的影响不能忽略，而当温度低于0℃时，效果相反。相应于磁测法，还有电测法。电测法主要是用来估计现场混凝土中钢筋锈蚀程度和测量混凝土路面厚度的一种无损检测方法。文献还介绍了微波吸收技术。微波是一种电磁波，具有电磁波的反射、衍射和吸收等性质，而水对微波有吸收性，因此被用于测定混凝土的湿度。

3总结与展望

应用于土木工程中的无损检测方法很多，各自都有其优缺点，在选择时要根据场地、条件、材质及施工工艺，并能对缺陷的种类、性质等有充分的估计后，才能选择出合适的检测方法。同样的。对检测结果的评价，要尽量综合更多的信息，要清晰无损检测结果只能作为评定质量或剩余抗力的依据之一，不能仅凭检测结果做出片面的结论。伴随着建筑业的发展，土木工程领域不断面对新结构、新材料和新施工工艺，这给无损检测技术在土木工程中的应用提出新的挑战，概括起来有四个方面:

(1)无损检测理论的发展要适应实际的需要;

(2)绿色、环保、节能;