1. 簡述使用超聲波探傷判斷金屬內部裂紋的方法
鋼結構在現代工業中佔有重要地位，更是海洋石油行業重要的基礎設施，在國民經濟和社會發展中起到十分重要的作用。鋼結構在建造焊接過程中受到各種因素的影響，難免產生各種缺陷，甚至是裂紋等危害性較大的缺陷，若在建造過程中不及時發現並將其移除，將可能發生重大突發事件，甚至危及生命安全。因此，無損檢測在建造環節中尤為重要，目前常用的無損檢測方法有：射線檢測、超聲波檢測、磁粉檢測、滲透檢測等，而超聲波檢測由於其效率高、靈敏度高、無輻射無污染等優點，在海洋鋼結構的建造中得到廣泛的應用。
1 超聲波檢測基礎
超聲檢測是指超聲波與工件相互作用，就反射、透射和散射波進行研究，對工件進行宏觀缺陷檢測、幾何特性測量、組織結構和力學性能變化的檢測和表徵，並進而對其特定應用性進行評價的技術。
1.1 超聲波檢測原理
利用超聲波對材料中的宏觀缺陷進行探測，依據的是超聲波在材料中傳播時的一些特性，如：聲波在通過材料時能量會有損失，在遇到兩種介質的分界時，會發生反射等等，其工作原理是：
1）用某種方式向被檢試件中引入或激勵超聲波；
2）超聲波在試件中傳播並與其中的物體相互作用，其傳播的方向或特徵會被改變；
3）改變後的超聲波又通過檢測設備被檢測到，並可對其處理和分析；
4）根據接收的超聲波的特徵評估試件本身及其內部存在的缺陷特徵。
通常用以發現缺陷並對缺陷進行評估的基本信息為：
1）來自材料內部各種不連續的反射信號的存在及其幅值；
2）入射信號與接收信號之間的傳播時間；
3）聲波通過材料以後能量的衰減。
圖1 超聲檢測示意圖
1.2 超聲波檢測的優點和局限性
1.2.1 優點
與其他無損檢測方法相比，超聲檢測方法的主要優點有：
（1）適用於金屬、非金屬、復合材料等多種材料的無損評價。
（2）穿透能力強，可對較大厚度范圍的試件內部缺陷進行檢測，可進行整個試件體積的掃查。
（3）靈敏度高，可檢測到材料內部很小的缺陷。
（4）可較准確的測出缺陷的深度位置，這在很多情況下世十分必要的。
（5）設備輕便，對人體和環境無害，可作現場檢測。
1.2.2 局限性
（1）由於縱波脈沖反射法存在盲區，和缺陷取向對檢測靈敏度的影響，對位於表面和近表面的某些缺陷常常難以檢測。
（2）試件形狀的復雜性，如不規則形狀，小曲率半徑等，對超聲波檢測的課實施性有較大影響。
（3）材料的某些內部結構，如晶粒度，非均勻性等，會使靈敏度和信噪比變差。
2 橫向裂紋檢驗
橫向裂紋不僅給生產帶來困難，而且可能帶來災難性的事故。裂紋焊接中最危險的缺陷之一，他嚴重削弱了工件的承載能力和腐蝕能力，即使不太嚴重的裂紋，由於使用過程中造成應力集中，成為各種斷裂的斷裂源。正因為裂紋有如此大的危害性，像JB/T 4730， GB 11345，AWS D1.1， API RP 2X等國內外各大標准中都有「裂紋不可接受」等類似描述。而超聲波檢測對缺陷性質判定沒有射線檢測直觀，如果檢測方法不當等原因造成橫向裂紋的漏檢或誤判，其都有不良結果：若把其他缺陷判為橫向裂紋造成不必要的返修，進而影響材料韌性等性能；把裂紋判為點狀缺陷放過，則工程就存在較大的安全隱患。所以正確選擇探測方法和對回波特性分析，對橫向裂紋的超聲波檢測尤為重要。
2.1 探頭角度的選擇
縱波直探頭：橫向裂紋屬面狀缺陷，一般和探測面垂直，而0°直探頭適用於發現與探測面平行的缺陷，所以直探頭不能有效的探測出橫向裂紋。
橫波斜探頭：對同一缺陷，70°和60°探頭聲程較大，聲波能量由於被吸收和散射造成衰減嚴重，尤其只在檢測母材厚度較大的焊縫時，回波高度較低，對發現缺陷波和波形分析不利，進而影響是否為橫向裂紋的判定。而45°探頭具有聲束集中、聲程短衰減小，聲壓往復透射率高的特點，所以選用45°探頭具有良好的效果。圖2是70°，60°和45°探頭在相同的基準靈敏度的前提下，對同一橫向裂紋的回波比較：
（a）70°探頭回波 （b）60°探頭回波
（c）45°探頭回波
圖2 70°，60°和45°探頭對同一橫向裂紋的回波
2.2 橫向裂紋的掃查
圖3 焊縫UT掃查方式平面圖
常見的焊接缺陷（如夾渣、未熔合、未焊透等）大多與焊縫軸線平行或接近平行，或以點狀形式存在，針對這種情況，綜合使用圖3中的方式A、方式B和方式C即可，但該三種掃查方式對橫向裂紋等與焊縫軸線垂直（與聲束方向平行）的橫向缺陷無回波顯示，即無法被檢出。為能有效探出焊縫橫向裂紋應盡可能使聲束盡可能平行於焊縫。可用如下幾種掃查方式探測橫向裂紋：
2.2.1 騎縫掃查
如果焊縫較平滑或焊縫加強高已經打磨處理，探頭「騎」在焊縫上探測是檢查橫向裂紋的極為有效的方法，可採用在焊縫上直接掃查的方式，如圖3方式D所示。
2.2.2 斜平行掃查
若焊縫表面較為粗糙且不宜進行打磨處理，為探測出焊縫中的橫向裂紋，可用探頭與焊縫軸線成一個小角度或以平行於焊縫軸線方向移動掃查，如圖3方式E所示。 2.2.3 用雙探頭橫跨焊縫掃查法
將兩個斜探頭放在焊縫兩側，組成一發一收裝置，此時若焊縫中有橫向裂紋，發射的超聲波經反射後會被接收探頭接收從而檢出缺陷，如圖4所示。
圖4 雙探頭橫跨焊縫掃查法
該三種方法各有特點，斜平行掃查操作簡單、效率高、焊縫無需處理、耦合較好，但由於聲束方向與裂紋不能完全垂直而造成靈敏度不高；雙探頭橫跨焊縫掃查法操作精度要求高困難大、效率不高；騎縫掃查對焊縫表面要求較高，對埋弧焊或其他焊接方法但焊縫表面進過處理的焊縫，表面相對較平滑，能夠有效的耦合，該方法較為直接，且效率高，靈敏度高，所以在很多情況下「騎縫掃查」是首選。
2.3 掃查靈敏度
按照各項目業主所規定的標准調節。
3 橫向裂紋的判別
根據形狀，我們把缺陷分為點狀缺陷、線狀缺陷和面狀缺陷（裂紋、未熔合）。顯然，反射體形狀不同，超聲波反射特性必然存在一定的差異，反過來，通過分析反射波、缺陷位置、焊接工藝等信息，就可以推測缺陷的性質。
橫向裂紋具有較強的方向性，當聲束與裂紋垂直時，回波高度較大，波峰尖銳，探頭轉動時，聲束與裂紋角度變化，聲束能量被大量反射至其他位置而無法被探頭接收，回波高度急劇下降，這一特性是判定橫向裂紋的主要依據。
檢測過程中橫向裂紋的判別可以按以下步驟：
1）在掃查靈敏度下將探頭放在的焊縫縫上掃查（參考2.2節掃查方式）；
2）發現橫向顯示後，找到最高波，確定是否為缺陷回波；
3）定缺陷回波後，定出缺陷的具體位置，並在焊縫上做出標記；
4）探頭圍繞缺陷位置做環繞掃查（如圖5所示）；
圖5 環繞掃查示意圖 圖6 動態波形圖1
環繞掃查時回波高度基本相同，變化幅值不大，其動態波形如圖6所示，則可以判定其為點狀缺陷；若環繞掃查時其動態波形如圖7或圖8所示，結合靜態波形，可判斷為橫向裂紋，在條件允許的情況下可用同樣的方法到焊縫背面掃查確認。
圖7 動態波形圖2 圖8 動態波形圖3
5）若條件允許可打磨到裂紋深度，藉助磁粉檢驗（MT）進一步驗證。
圖9 橫向裂紋MT驗證
4 結論
超聲波探傷是檢出焊縫橫向裂紋的有效手段，尤其是厚壁焊縫，射線檢測靈敏度下降，難以發現其中的橫向裂紋。用超聲波檢測方法，選擇正確的參數、合適的掃查方式，掌握橫向裂紋的靜態和動態波形特點，能夠有效的判別橫向裂紋，這已舉措已經在海洋石油工程的各個項目中得到應用，並多次准確成功檢測出橫向裂紋，保證了多項工程質量。
2. 怎樣用超聲波測厚儀識別材料的正確方法
利用超聲波的原理對物體厚度進行測量的儀器，通常是在一些無法利用工具進入的情況下使用。最大精度達0.01毫米，最大量程達300毫米。其使用方法為:將超聲波感測器放置物體表面，並以勻速移動，利用超聲波原理計算出物體厚度，例如船體、管道、組件的工廠或機器等。一般超聲波測厚儀可以用來測量均質材料，如金屬、玻璃、硬質塑料等。但是不可測量如混凝土、瀝青或木材等非均質材料。
對於表面銹蝕，耦合效果極差的在役設備、管道等可通過砂、磨、挫等方法對表面進行處理，降低粗糙度，同時也可以將氧化物及油漆層去掉，露出金屬光澤，使探頭與被檢物通過耦合劑能達到很好的耦合效果。
當材料內部存在缺陷(如夾雜、夾層等)時，顯示值約為公稱厚度的70%，此時可用超聲波探傷儀進一步進行缺陷檢測。
超聲波測厚儀測量工件前，根據材料種類預置其聲速或根據標准塊反測出聲速。當用一種材料校正儀器後(常用試塊為鋼)又去測量另一種材料時，將產生錯誤的結果。要求在測量前一定要正確識別材料，選擇合適聲速。*****論壇潮之家的分享,對你這個問題挺有用,建議看看.---->
3. 無損檢測中超聲波檢測，氣孔、夾渣、裂紋、未熔合、未焊透等缺陷的波形具有什麼樣的特點怎麼才能分辨
1 單個氣孔波形：可以用直探頭檢驗，當圍繞最大波高略微移動探頭時，由於氣孔表面光滑，多呈現球形，所以波形通常為水平不變，波高不變。
2 單個夾雜：可以用直探頭檢驗，當圍繞最大波高略微移動探頭時，水平不變，波高稍稍變小。
3 裂紋：種類比較多，如單條，一般為厚度方向，直探頭檢查時當量很小很難看出。當用斜探頭
可以測出厚度方向的寬度，寬度有變化，波高變化明顯。圍繞缺陷旋轉斜探頭，裂紋延長方向
波高基本看不到。焊縫中與條形夾雜有些相似，條形夾雜用單直探頭波高還是比較明顯的。同
時斜探頭檢測時，條形夾雜寬度在厚度方向變化不大，長度方向末端波高變化比裂紋小。
如多條，比如炸開形狀的裂紋，常出現大缺陷的補焊處。缺陷用直探頭就能分辨，缺陷波高明
顯，占寬大，底波衰減厲害有時候無底波。和縮孔波形相似，但中心移動探頭波高高度變化比
縮孔大，一般縮孔位置為中間和熱結處，而多條裂紋則位置不固定，由於應力原因多不在工件
中間。
4 未融合：位置出現在母材與焊材的熔合線上，同時由於斜探頭角度的原因，熔合線兩側波高明顯不同。
5 未焊透：和焊接坡口有關，檢測時通過深度來判斷，此缺陷出現在坡口狹窄處，同時兩側波高相差不明顯。
以上淺見，不能絕對，僅供參考。探傷總有確定不準的時候，當無法確認種類，建議按嚴重的種類評定，寧枉勿縱。
4. 鋼結構超聲波探傷檢測如何取樣
應隨機選取焊縫長度的20%檢測。
建築鋼結構檢測取樣方法及數量；
第一部分：見證取樣檢測；
一、鋼材質量；對屬於下列情況之一的鋼材，應對鋼材進行化學成分分；
(1)國外進口鋼材；
(2)鋼材混批；
(3)板厚等於或大於40mm，且設計有Z向性能要；
(4)建築結構安全等級為一級，大跨度鋼結構中主要；
(5)設計有復驗要求的鋼材；
(6)對質量有疑義的鋼材；
1、化學成分分析（主控項目）；
(1)檢驗指標：
建 築 鋼 結 構 檢 測 取 樣 方 法 及 數 量
第一部分：見證取樣檢測
一、 鋼材質量
對屬於下列情況之一的鋼材，應對鋼材進行化學成分分析和力學性能的抽樣復驗：
(1) 國外進口鋼材；
(2) 鋼材混批；
(3) 板厚等於或大於40mm，且設計有Z向性能要求的厚板；
(4) 建築結構安全等級為一級，大跨度鋼結構中主要受力構件所採用的鋼材；
(5) 設計有復驗要求的鋼材；
(6) 對質量有疑義的鋼材。
1、化學成分分析（主控項目）
(1) 檢驗指標：碳、硅、錳、硫、磷及其他合金元素
(2) 依據標准：《鋼和鐵化學成分測定用試樣的取樣和制樣方法》GB/T20066-2006 《建築結構檢測技術標准》GB/T50344-2004
(3)
取樣方法及數量：鋼材化學成分分析，可根據需要進行全成分分析或主要成分分析。所採用的取樣方法應保證分析試樣能代表抽樣產品的化學成分平均值。分析試樣應去除表面塗層、除濕、除塵、以及除去其他形式的污染。分析試樣應盡可能避開孔隙、裂紋、疏鬆、毛刺、折疊或其他表面缺陷。制備的分析試樣的質量應足夠大，以便可能進行必要的復檢驗。對屑狀或粉末狀樣品，其質量一般為100g。可採取鑽、切、車、沖等方法製取屑狀樣品。不能用鑽取方法制備屑狀樣品時，樣品應該切小或破碎，然後用破碎機或振動磨粉碎。振動磨有盤磨和環磨。製取的粉末分析試樣應全部通過規定孔徑的篩。鋼材化學成分的分析每批鋼材取1個試樣。
2、力學性能檢驗（主控項目）
(1) 檢驗指標：屈服點、抗拉強度、伸長率、冷彎、沖擊功
(2) 依據標准：《鋼及鋼產品力學性能試驗取樣位置及試驗制備》GB /T2975-1998 《建築結構檢測技術標准》GB/T50344-2004
(3) 取樣方法及數量：應在外觀及尺寸合格的鋼材上取樣，產品應具有足夠大的尺寸。取樣時應防止出現過熱、加工硬化而影響力學性能。取樣的位置及方向應符合GB
/T2975-1998附錄A的規定。當工程沒有與結構同批的鋼材時，可在構件上截取試樣，但應確保結構構件的安全。按每批鋼材，拉伸試驗取1個試樣，冷彎試驗取1個試樣，沖擊試驗取3個試樣。當被檢鋼材的屈服點或抗拉強度不滿足要求時，應補充取樣進行拉神試驗。補充試驗應將同類構件同一規格的鋼材劃為1批，每批抽樣3個。
二、緊固件及網架節點連接質量
1、高強度大六角頭螺栓連接副（主控項目）
高強度大六角頭螺栓連接副出廠時要進行扭拒系數及機械性能試驗，並且螺栓進場後要進行扭拒系數復驗。
(1) 檢驗指標：扭矩系數（強制檢驗項目）、楔負載、螺栓實物最小拉力載荷、螺母保證載荷、螺母及墊圈硬度
(2) 依據標准：《鋼結構工程施工質量驗收規范》GB50205-2001
《鋼結構用高強度大六角頭螺栓、大六角頭螺母、墊圈技術條件》GB/T1231-2006
(3)
取樣方法及數量：同一性能等級、材料、爐號、螺紋規格、長度（當螺栓長度≤100mm時，長度相差≤15mm；螺栓長度>100mm時，長度相差≤20mm，可視為同一長度）、機械加工、熱處理工藝、表面處理工藝的螺栓為同批；同一性能等級、材料、爐號、螺紋規格、機械加工、熱處理工藝、表面處理工藝的螺母為同批；同一性能等級、材料、爐號、規格、機械加工、熱處理工藝、表面處理工藝的墊圈為同批。分別由同批螺栓、螺母、墊圈組成的連接副為同批連接副。每3000套為一批，不足3000套視為一批，每種規格及批次取8套。送檢的高強螺栓要保證出廠狀態（出廠後3個月內），並且表面清潔、螺紋無損傷。
2、扭剪型高強度螺栓連接副（主控項目）
扭剪型高強度螺栓連接副出廠時要進行緊固預拉力及機械性能試驗，螺栓進場後必須進行緊
固預拉力復驗。
(1) 檢驗指標：緊固預拉力（強制檢驗項目）、楔負載、螺栓實物最小拉力載荷、螺母保證載荷、螺母及墊圈硬度
(2) 依據標准：《鋼結構工程施工質量驗收規范》GB50205-2001
《鋼結構用扭剪型高強度螺栓連接副》GB/T3632-2008
(3) 取樣方法及數量：同高強度大六角頭螺栓
3、鋼網架用高強度螺栓（一般項目）
鋼網架用高強度螺栓出廠時要進行螺栓實物拉力載荷試驗。對建築結構安全等級為一級，跨度40m及以上的螺栓球節點鋼網架結構，其連接高強度螺栓應進行表面硬度試驗。
(1) 檢驗指標：螺栓實物拉力載荷、表面硬度
(2) 依據標准：《鋼結構工程施工質量驗收規范》GB50205-2001
《鋼網架螺栓球節點用高強度螺栓》GB/T16939-1997
(3)
取樣方法及數量：同一性能等級、材料、爐號、規格、機械加工、熱處理及表面處理工藝的螺栓為同一批。對於≤M36的螺栓最大批量為5000隻，對於>M36的螺栓最大批量為2000隻。每批次及規格抽取8隻。
4、高強度螺栓連接摩擦面（強制檢驗項目）
鋼結構製作和安裝單位應進行高強度螺栓連接摩擦面的抗滑移系數試驗和復驗，現場處理的構件摩擦面應單獨進行摩擦面抗滑移系數試驗。
(1) 檢驗指標：抗滑移系數
(2) 依據標准：《鋼結構工程施工質量驗收規范》GB50205-2001
《鋼結構高強度螺栓連接的設計、施工及驗收標准》JGJ82-1991
(3)
取樣方法及數量：每2000噸為一批，不足2000噸視為一批，每種規格、批次及摩擦面處理方法取3組（6個芯板＋6個側板＋12個高強螺栓）。鋼板厚度要根據螺栓長度及工程中有代表性的部位確定，試件板面應平整，無油污，孔和板的邊緣無飛邊、毛刺，並且芯板厚度要保證摩擦面滑移前鋼板始終處於彈性變形狀態。抗滑移試件的加工尺寸及要求見附
錄B。
5、網架節點承載力（主控項目）
對建築結構安全等級為一級，跨度40m及以上的公共建築鋼網架結構，且設計有要求時，應按下列項目進行節點承載力試驗。
(1) 檢驗指標：焊接球節點承載力、螺栓球節點承載力、桿件及焊縫承載力
(2) 依據標准：《鋼結構工程施工質量驗收規范》GB50205-2001
《網架結構工程質量檢驗評定標准》JGJ78-1991
(3)
取樣方法及數量：焊接球節點必須按設計採用的與焊接球焊接成試件，檢查數量為每個工程可取受力最不利的球節點以600隻為一批，不足600隻仍按一批，每批取3隻為一組隨機抽檢。
螺栓球與高強度螺栓配合，檢查數量為每個工程可取受力最不利的球節點以600隻為一批，不足600隻仍按一批，每批取3隻為一組隨機抽檢。
鋼管與封板或錐頭焊接成試件，檢查數量為每個工程可取受力最不利的桿件以300根為一批，不足300根仍按一批，每批取3根為一組隨機抽檢。
第二部分：現場檢測
一、 焊接質量
1、焊縫外觀質量檢查（一般項目）
(1) 依據標准：《鋼結構工程施工質量驗收規范》GB50205-2001
(2)
取樣方法及數量：每批同類構件抽查10％，且不應少於3件；被抽查構件中，每種焊縫按條數抽查5％，且不應少於1條；每條檢查1除，總抽查數不應少於10處。
2、焊腳尺寸檢查（主控項目）
T型接頭、十字接頭、角接接頭等要求熔透的對接和角對接組合焊縫及設計有疲勞驗算要求的吊車梁或類似構件的腹板與上翼緣連接焊縫要進行焊腳尺寸檢查。
(1) 依據標准：《鋼結構工程施工質量驗收規范》GB50205-2001
(2) 取樣方法及數量：同類焊縫抽查10％，且不應少於3條。
3、焊縫表面探傷（磁粉、滲透）（一般項目）
當外觀檢查焊縫表面質量有疑義時，採用磁粉或滲透探傷。
(1) 依據標准：《鋼結構工程施工質量驗收規范》GB50205-2001
(2)
取樣方法及數量：每批同類構件抽查10％，且不應少於3件；被抽查構件中，每種焊縫按條數抽查5％，且不應少於1條；每條檢查1除，總抽查數不應少於10處。
4、焊縫內部探傷（射線、超聲）（強制檢驗項目）
設計要求全焊透的一級或二級焊縫需要進行超聲波探傷進行內部缺陷的檢驗，超聲波探傷不能對缺陷作出判斷時，應採用射線探傷。
(1) 依據標准：《鋼結構工程施工質量驗收規范》GB50205-2001
(2) 取樣方法及數量：每種類型焊縫按條數抽檢3％，並不少於3條焊縫。探傷長度不應小於200mm。
5. 兩塊6mm厚圓形鋼板，面與面相接，要對周邊縫隙進行焊接，請問如何採用超聲探傷方法檢測內部缺陷、評級
利用材料及其缺陷的聲學性能差異對超聲波傳播的影響來檢驗材料內部缺陷的無損檢驗方法。現在廣泛採用的是觀測聲脈沖在材料中反射情況的超聲脈沖反射法，此外還有觀測穿過材料後的入射聲波振幅變化的穿透法等。常用的頻率在0.5～5MHz之間。
常用的檢驗儀器為 A型顯示脈沖反射式超聲波探傷儀。根據儀器示波屏上反射信號的有無、反射信號和入射信號的時間間隔、反射信號的高度，可確定反射面的有無、其所在位置及相對大小。
6. 鋼板超聲波探傷主要採用什麼探頭
直探頭縱波檢測一般對鋼板，鍛件等原材料或者正火過後的材料檢測。斜探頭對焊縫檢測（一般）需要根據規格，厚度，材質等決定探頭的型號。還有就是一些特殊探頭比如雙晶直探頭是做＜20的，縱波斜探頭等具體看你做什麼，根據什麼標准。
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7. 中厚鋼板超聲波檢測問題
用的哪個標准？
探頭是單晶還是雙晶？
哪個試塊？
鋼板下料面邊緣 超聲是否依然檢出缺陷？
鋼板下料面上磁粉檢測前是否用角磨清理了氧化層？
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若以上的疑問不存在，看來確實不能判定為缺陷。
另標准規定：檢測人員在檢測中如確認鋼板中存在白點、裂紋等危害缺陷時應評為四級。
8. 鋼板材料夾層中有缺陷時,材料復檢哪些項目
這是鋼材在工廠軋制過程中出現的，相當於鋼板是由鋼材和裡面的夾雜組成的，這屬於材料缺陷，通過超聲波可以進行檢測，夾層對力學性能有嚴重影響，容易造成脆性斷裂、使得疲勞強度降低，因此，應嚴禁使用。