金屬超聲波探測通常採用什麼方法

1. 常見檢測金屬元素的主要方法

金屬材料在國內算是非常吃香的，因為它可以靈活運用於各個領域，涉及的范圍也越來越廣，人們的日常生活也慢慢離不開這類材料做出來的生活用品，發展空間巨大。

相信大家都知道什麼是金屬材料，它一般是指工業應用中的合金。我們自然界中大約有70多種純金屬，其中常見的有鐵、銅、鋁、錫、鎳、金、銀、鉛、鋅等等。
合金也是金屬材料的一種，但是它常指的是兩種或兩種以上的金屬或金屬與非金屬結合而成，且具有金屬特性的材料。
金屬材料檢測大家族
金屬材料檢測涉及對黑色金屬、有色金屬、機械設備及零部件等的、還有化學成分分析、、以及精密尺寸測量、無損檢驗、耐腐蝕試驗和環境模擬測試等等。
何為無損檢測？
無損檢測（NDT）是指在不損壞試件的前提下，以物理或化學方法為手段，藉助先進的技術和設備器材，對試件的內部和表面的結構、性質、狀態進行檢查和測試的方法。
射線檢測（RT）、超聲波檢測（UT）、磁粉檢測（MT）和滲透檢測（PT）是開發較早，應用最為廣泛的探測缺陷的方法，稱為大常規無損檢測方法噢。

2. 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。

3. 金屬無損探傷方法有幾種

金屬無損探傷常用探傷方法有5種：超聲波探傷（UT）、射線探傷（RT）、磁粉探傷（MT）、滲透探傷（PT）和渦流探傷（ET）。根據樣品的具體情況，選擇合適的探傷方法有利於提高工作效率和檢測准確度。

4. 超聲波探傷方法和探傷標准

金屬無損檢測與探傷標准匯編
中國機械工業標准匯編 金屬無損檢測與探傷卷（上）（第二版）

一、通用與綜合

GB/T 5616-1985 常規無損探傷應用導則
GB/T 6417-1986 金屬溶化焊焊縫缺陷分類及說明
GB/T 9445-1999 無損檢測人員資格鑒定與認證
GB/T 12469-1990 焊接質量保證鋼熔化焊接頭的要求和缺陷分類
GB/T 14693-1993 焊縫無損檢測符號
JB 4730-1994 壓力容器無損檢測
JB/T 5000.14-1998 重型機械通用技術條件 鑄鋼件無損探傷
JB/T 5000.15-1998 重型機械通用技術條件 鍛鋼件無損探傷
JB/T 7406.2-1994 試驗機術語 無損檢測儀器
JB/T 9095-1999 離心機、分離機鍛焊件常規無損探傷技術規范
二、表面方法

GB/T 5097-1985 黑光源的間接評定方法
GB/T 9443-1988 鑄鋼件滲透探傷及缺陷顯示跡痕的評級方法
GB/T 9444-1988 鑄鋼件磁粉探傷及質量評級方法
GB/T 10121-1988 鋼材塔形發紋磁粉檢驗方法
GB/T 12604.3-1990 無損檢測術語 滲透檢測
GB/T 12604.5-1990 無損檢測術語 磁粉檢測
GB/T 15147-1994 核燃料組件零部件的滲透檢驗方法
GB/T 15822-1995 磁粉探傷方法
GB/T 16673-1996 無損檢測用黑光源（UV-A）輻射的測量
GB/T 17455-1998 無損檢測 表面檢查的金相復製件技術
GB/T 18851-2002 無損檢測 滲透檢驗 標准試塊
JB/T 5391-1991 鐵路機車車輛滾動軸承零件磁粉探傷規程
JB/T 5442-1991 壓縮機重要零件的磁粉探傷
JB/T 6061-1992 焊縫磁粉檢驗方法和缺陷磁痕的分級
JB/T 6062-1992 焊縫滲透檢驗方法和缺陷跡痕的分級
JB/T 6063-1992 磁粉探傷用磁粉技術條件
JB/T 6064-1992 滲透探傷用鍍鉻試塊技術條件
JB/T 6065-1992 磁粉探傷用標准試片
JB/T 6066-1992 磁粉探傷用標准試塊
JB/T 6439-1992 閥門受壓鑄鋼件磁粉探傷檢驗
JB/T 6719-1993 內燃機進、排氣門 磁粉探傷
JB/T 6722-1993 內燃機連桿 磁粉探傷
JB/T 6729-1993 內燃機曲軸、凸輪軸 磁粉探傷
JB/T 6870-1993 旋轉磁場探傷儀 技術條件
JB/T 6902-1993 閥門鑄鋼件液體滲透探傷
JB/T 6912-1993 泵產品零件無損檢測磁粉探傷
JB/T 7411-1994 電磁軛探傷儀 技術條件
JB/T 7523-1994 滲透檢驗用材料 技術要求
JB/T 8118.3-1999 內燃機 活塞銷 磁粉探傷技術條件
JB/T 8290-1998 磁粉探傷機
JB/T 8466-1996 鍛鋼件液體滲透檢驗方法
JB/T 8468-1996 鍛鋼件磁粉檢驗方法
JB/T 8543.2-1997 泵產品零件無損檢測滲透檢測
JB/T 9213-1999 無損檢測 滲透檢查 A型對比試塊
JB/T 9216-1999 控制滲透探傷材料質量的方法
JB/T 9218-1999 滲透探傷方法
JB/T 9628-1999 汽輪機葉片 磁粉探傷方法
JB/T 9630.1-1999 汽輪機鑄鋼件 磁粉探傷及質量分級方法
JB/T 9736-1999 噴油嘴偶件、柱塞偶件、出油閥偶件 磁粉探傷方法
JB/T 9743-1999 內燃機 連桿螺栓 磁粉探傷技術條件
JB/T 9744-1999 內燃機零、部件 磁粉探傷方法
中國機械工業標准匯編 金屬無損檢測與探傷卷（中）（第二版）

三、輻射方法

GB/T 3323-1987 鋼熔化焊對接接頭射線照相和質量分級
GB/T 4835-1984 輻射防護用攜帶式X、γ輻射劑量率儀和監測儀
GB/T 5294-2001 職業照射個人監測規范 外照射監測
GB/T 5677-1985 鑄鋼件射線照相及底片等級分類方法
GB/T 9582-1998 工業射線膠片ISO感光度和平均斜率的測定(用X和γ射線曝光)
GB/T 10252-1992 鈷-60輻照裝置的輻射防護與安全標准
GB/T 11346-1989 鋁合金鑄件X 射線照相檢驗針孔(圓形)分級
GB/T 11806-2004 放射性物質安全運輸規程
GB/T 11851-1996 壓水堆燃料棒焊縫X射線照相檢驗方法
GB/T 12469-1990 焊接質量保證鋼熔化焊接頭的要求和缺陷分類
GB/T 12604.2-1990 無損檢測術語 射線檢測
GB/T 12604.8-1995 無損檢測術語 中子檢測
GB/T 12605-1990 鋼管環縫熔化焊對接接頭射線透照工藝和質量分級
GB/T 13161-2003 直讀式個人X和γ輻射劑量當量和劑量當量率監測儀
GB/T 13653-2004 航空輪胎X射線檢測方法
GB/T 14054-1993 輻射防護用固定式X、γ輻射劑量率儀、報警裝置和監測儀
GB/T 14058-1993 γ射線探傷機
GB/T 16357-1996 工業X射線探傷放射衛生防護標准
GB/T 16363-1996 X射線防護材料屏蔽性能及檢驗方法
GB/T 16544-1996 球形儲罐γ射線全景曝光照相方法
GB/T 16757-1997 X射線防護服
GB/T 17150-1997 放射衛生防護監測規范 第1部分: 工業X射線探傷
GB/T 17589-1998 X射線計算機斷層攝影裝置影像質量保證檢測規范
GB/T 17925-1999 氣瓶對接焊縫 X射線實時成像檢測
GB/T 18043-2000 貴金屬首飾含量的無損檢測方法 X射線熒光光譜法
GB/T 18465-2001 工業γ射線探傷放射衛生防護要求
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GB/T 19348.1-2003 無損檢測 工業射線照相膠片 第 1 部分：工業射線照相膠片系統的分類
GB/T 19348.2-2003 無損檢測 工業射線照相膠片 第 2 部分：用參考值方法控制膠片處理
JB/T 5453-1991 工業Χ射線圖像增強器 電視系統技術條件
JB/T 6440-1992 閥門受壓鑄鋼件射線照相檢驗
JB/T 7260-1994 空氣分離設備銅焊縫射線照相和質量分級
JB/T 7412-1994 固定式(移動式)工業Χ射線探傷儀
JB/T 7413-1994 攜帶式工業Χ射線探傷機
JB 7788-1995 500kv以下工業Χ射線探傷機 防護規則
JB/T 7902-1995 線型象質計
JB/T 7903-1999 工業射線照相底片觀片燈
JB/T 8543.1-1997 泵產品零件無損檢測 泵受壓鑄鋼件射線檢測方法及底片的等級分類
JB/T 8764-1998 工業探傷用Χ射線管 通用技術條件
JB/T 9215-1999 控制射線照相圖像質量的方法
JB/T 9402-1999 工業Χ射線探傷機 性能測試方法
中國機械工業標准匯編 金屬無損檢測與探傷卷（下）（第二版）

四、聲學方法

GB/T 1786-1990 鍛制圓餅超聲波檢驗方法
GB/T 2970-2004 厚鋼板超聲波檢驗方法
GB/T 3310-1999 銅合金棒材超聲波探傷方法
GB/T 4162-1991 鍛軋鋼棒超聲波檢驗方法
GB/T 5193-1985 鈦及鈦合金加工產品超聲波探傷方法
GB/T 5777-1996 無縫鋼管超聲波探傷檢驗方法
GB/T 6402-1991 鋼鍛材超聲波檢驗方法
GB/T 6519-2000 變形鋁合金產品超聲檢驗方法
GB/T 7233-1987 鑄鋼件超聲探傷及質量評級方法
GB/T 7734-2004 復合鋼板超聲波探傷方法
GB/T 7736-2001 鋼的低倍組織及缺陷超聲波檢驗法
GB/T 8361-2001 冷拉圓鋼表面超聲波探傷方法
GB/T 8651-2002 金屬板材超聲板波探傷方法
GB/T 8652-1988 變形高強度鋼超聲波檢驗方法
GB/T 11259-1999 超聲波檢驗用鋼對比試塊的製作與校驗方法
GB/T 11343-1989 接觸式超聲斜射探傷方法
GB/T 11344-1989 接觸式超聲波脈沖回波法測厚
GB/T 11345-1989 鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結果分級
GB/T 12604.1-1990 無損檢測術語 超聲檢測
GB/T 12604.4-1990 無損檢測術語 聲發射檢測
GB/T 12969.1-1991 鈦及鈦合金管材超聲波檢驗方法
GB/T 13315-1991 鍛鋼冷軋工作輥超聲波探傷方法
GB/T 13316-1991 鑄鋼軋輥超聲波探傷方法
GB/T 15830-1995 鋼制管道對接環焊縫超聲波探傷方法和檢驗結果的分級
GB/T 18182-2000 金屬壓力容器聲發射檢測及結果評價方法
GB/T 18256-2000 焊接鋼管(埋弧焊除外) 用於確認水壓密封性的超聲波檢測方法
GB/T 18329.1-2001 滑動軸承 多層金屬滑動軸承結合強度的超聲波無損檢驗
GB/T 18694-2002 無損檢測 超聲檢驗 探頭及其聲場的表徵
GB/T 18852-2002 無損檢測 超聲檢驗 測量接觸探頭聲束特性的參考試塊和方法
JB/T 1581-1996 汽輪機、汽輪發電機轉子和主軸鍛件超聲探傷方法
JB/T 1582-1996 汽輪機葉輪鍛件超聲探傷方法
JB/T 4008-1999 液浸式超聲縱波直射探傷方法
JB/T 4010-1985 汽輪發電機用鋼制護環超聲探傷方法
JB/T 5093-1991 內燃機摩擦焊氣門超聲波探傷技術條件
JB/T 5439-1991 壓縮機球墨鑄鐵零件的超聲波探傷
JB/T 5440-1991 壓縮機鍛鋼零件的超聲波探傷
JB/T 5441-1991 壓縮機鑄鋼零件的超聲波探傷
JB/T 5754-1991 單通道聲發射檢測儀 技術條件
JB/T 6903-1993 閥門鍛鋼件超聲波檢查方法
JB/T 6916-1993 在役高壓氣瓶聲發射檢測和評定方法
JB/T 7367.1-2000 圓柱螺旋壓縮彈簧 超聲波探傷方法
JB/T 7522-1994 材料超聲速度的測量方法
JB/T 7524-1994 建築鋼結構焊縫超聲波探傷
JB/T 7602-1994 卧式內燃鍋爐T 形接頭超聲波探傷
JB/T 7667-1995 在役壓力容器聲發射檢測評定方法
JB/T 8283-1995 聲發射檢測儀器 性能測試方法
JB/T 8428-1996 校正鋼焊縫超聲波檢測儀器用標准試塊
JB/T 8467-1996 鍛鋼件超聲波探傷方法
JB/T 8931-1999 堆焊層超聲波探傷方法
JB/T 9020-1999 大型鍛造麯軸的超聲波檢驗
JB/T 9212-1999 常壓鋼質油罐焊縫超聲波探傷
JB/T 9214-1999 A型脈沖反射式超聲波系統工作性能測試方法
JB/T 9219-1999 球墨鑄鐵超聲聲速測定方法
JB/T 9630.2-1999 汽輪機鑄鋼件 超聲波探傷及質量分級方法
JB/T 9674-1999 超聲波探測瓷件內部缺陷
JB/T 10061-1999 A型脈沖反射式超聲探傷儀 通用技術條件
JB/T 10062-1999 超聲探傷用探頭 性能測試方法
JB/T 10063-1999 超聲探傷用1號標准試塊 技術條件
JB/T 10326-2002 在役發電機護環超聲波檢驗技術標准
五、電磁方法、泄漏和紅外方法

GB/T 5126-2001 鋁及鋁合金冷拉薄壁管材渦流探傷方法
GB/T 5248-1998 銅及銅合金無縫管渦流探傷方法
GB/T 7735-2004 鋼管渦流探傷檢驗方法
GB/T 11260-1996 圓鋼穿過式渦流探傷檢驗方法
GB/T 11813-1996 壓水堆核燃料棒的氦質譜檢漏
GB/T 12604.6-1990 無損檢測術語 渦流檢測
GB/T 12604.7-1995 無損檢測術語 泄漏檢測
GB/T 12604.9-1996 無損檢測術語 紅外檢測
GB/T 12606-1999 鋼管漏磁探傷方法
GB/T 12969.2-1991 鈦及鈦合金管材渦流檢驗方法
GB/T 13979-1992 氦質譜檢漏儀
GB/T 14480-1993 渦流探傷系統 性能測試方法
GB/T 15823-1995 氦泄漏檢驗
GB/T 17990-1999 圓鋼點式(線圈)渦流探傷檢驗方法

5. 常用無損探傷方法有哪幾種

無損探傷來檢測包含了許多種已可源有效應用的方法，最常用的 NDT 方法是：射線照相檢測、超聲檢測、渦流檢測、磁粉檢測、滲透檢測、目視檢測、泄漏檢測、聲發射檢測、射線透視檢測等。

由於各種 NDT 方法，都各有其適用范圍和局限性，因此新的 NDT 方法一直在不斷地被開發和應用。通常，只要符合 NDT 的基本定義，任何一種物理的、化學的或其他可能的技術手段，都可能被開發成一種 NDT 方法。

(5)金屬超聲波探測通常採用什麼方法擴展閱讀

無損探傷檢測，能發現材料或工件內部和表面所存在的缺欠，能測量工件的幾何特徵和尺寸，能測定材料或工件的內部組成、結構、物理性能和狀態等。

NDT 能應用於產品設計、材料選擇、加工製造、成品檢驗、在役檢查（維修保養）等多方面，在質量控制與降低成本之間能起最優化作用。NDT 還有助於保證產品的安全運行和（或）有效使用。

在我國，無損檢測一詞最早被稱之為探傷或無損探傷，其不同的方法也同樣被稱之為探傷，如射線探傷、超聲波探傷、磁粉探傷、滲透探傷等等。這一稱法或寫法廣為流傳，並一直沿用至今，其使用率並不亞於無損檢測一詞。

6. 超聲檢測原理是什麼

超聲波是頻率高於20千赫的機械波。在超聲探傷中常用的頻率為0.5～10兆赫。這種機械波在材料中能以一定的速度和方向傳播，遇到聲阻抗不同的異質界面（如缺陷或被測物件的底面等）就會產生反射、折射和波形轉換。這種現象可被用來進行超聲波探傷，最常用的是脈沖反射法，探傷時，脈沖振盪器發出的電壓加在探頭上（用壓電陶瓷或石英晶片製成的探測元件），探頭發出的超聲波脈沖通過聲耦合介質（如機油或水等）進入材料並在其中傳播，遇到缺陷後，部分反射能量沿原途徑返回探頭，探頭又將其轉變為電脈沖，經儀器放大而顯示在示波管的熒光屏上。根據缺陷反射波在熒光屏上的位置和幅度（與參考試塊中人工缺陷的反射波幅度作比較），即可測定缺陷的位置和大致尺寸。除反射法外，還有用另一探頭在工件另一側接受信號的穿透法以及使用連續脈沖信號進行檢測的連續法。利用超聲法檢測材料的物理特性時，還經常利用超聲波在工件中的聲速、衰減和共振等特性。

7. 目前金屬表面檢測的主要方法有哪些

主流金屬製品表面缺陷在線檢測方法。
一、漏磁檢測
漏磁檢測技術廣泛應用於鋼鐵產品的無損檢測。其檢測原理是，利用磁源對被測材料局部磁化，如材料表面存在裂紋或坑點等缺陷，則局部區域的磁導率降低、磁阻增加，磁化場將部分從此區域外泄，從而形成可檢驗的漏磁信號。在材料內部的磁力線遇到由缺陷產生的鐵磁體間斷時，磁力線將會發生聚焦或畸變，這一畸變擴散到材料本身之外，即形成可檢測的磁場信號。採用磁敏元件檢測漏磁場便可得到有關缺陷信息。因此，漏磁檢測以磁敏電子裝置與磁化設備組成檢測感測器，將漏磁場轉變為電信號提供給二次儀表。
漏磁檢測技術的整個過程為：激磁-缺陷產生漏磁場-感測器獲取信號-信號處理-分析判斷。在磁性無損檢測中，磁化時實現檢測的第一步，它決定著被測量對象(如裂紋)能不能產出足夠的可測量和可分辨的磁場信號，同時也影響著檢測信號的性能，故要求增強被測磁化缺陷的漏磁信號。被測構件的磁化由磁化器來實現，主要包括磁場源和磁迴路等部分。因此，針對被測構件特點和測量目的，選擇合適的磁源和設計磁迴路是磁化器優化的關鍵。
漏磁檢測金屬表面缺陷的物理基礎使帶有缺陷的鐵磁件在磁場中被磁化後，在缺陷處會產生漏磁場，通過檢測漏磁場來辯識有無缺陷。因此，研究缺陷漏磁場的特點，確定缺陷的特徵，就成為漏磁檢測理論和技術的關鍵。要測量漏磁場，測量裝置須具有較高的靈敏度，特別是能測空間點磁場，還應有較大的測量范圍和頻帶；測量裝置須具有二維及三維的精確步進或調整能力，以確定感測器的空間位置；同時，應用先進的信號處理技術去除雜訊，確定實際的漏磁場量。Foerster，Athertion 已成功應用霍爾器件檢測缺陷，霍爾器件可在z—Y二維空間步進的最小間隔分別為2μm和0.1μm。
漏磁檢測不僅能檢測表面缺陷，且能檢測內部微小缺陷；可檢測到5X10mm。的微小缺陷；造價較低廉。其缺點是，只能用於金屬材料的檢測，無法識別缺陷種類。目前，漏磁檢測在低溫金屬材料缺陷檢測方面已進入實用階段。如日本川崎公司千葉廠於1993年開發出在線非金屬夾雜物檢測裝置；日本NKK公司福岡廠於同年研製出一種超高靈敏度的磁敏感測器，用於檢測鋼板表面缺陷。
二、紅外線檢測與技術
紅外線檢測是通過高頻感應線圈使連鑄板坯表面產生感應電流，在高頻感應的集膚效應作用下，其穿透深度小於1 mm，且在表面缺陷區域的感應電流會導致單位長度的表面上消耗更多電能，引起連鑄板坯局部表面的溫度上升。該升溫取決於缺陷的平均深度、線圈工作頻率、特定輸入電能，以及被檢鋼坯電性能、熱性能、感應線圈寬度和鋼運動速度等因素。當其它各種因素在一定范圍內保持恆定時，就可通過檢測局部溫升值來計算缺陷深度，而局部溫升值可通過紅外線檢測技術加以檢定。利用該技術，挪威Elkem公司於1990年研製出Ther—mOMatic連鑄鋼坯自動檢測系統，日本茨城大學工學部的岡本芳三等在檢測板坯試件表面裂紋和微小針孔的實驗研究中也利用此法得到較滿意的結果。
三、超聲波探傷技術
超聲波檢測是利用聲脈在缺陷處發生特性變化的原理來檢測。接觸法是探頭與工件表面之間經一層薄的起傳遞超聲波能量作用的耦合劑直接接觸。為避免空氣層產生強烈反射，在探測時須將接觸層間的空氣排除干凈，使聲波入射工件，操作方便，但其對被測工件的表面光潔度要求較高。液浸法是將探頭與工件全部浸入於液體或探頭與工件之間，局部以充液體進行探傷的方法。脈沖反射法是當脈沖超聲波入射至被測工件後，聲波在工件內的反射狀況就會顯示在熒光屏上，根據反射波的時間及形狀來判斷工件內部缺陷及材料性質的方法。目前，超聲波探傷技術已成功應用於金屬管道內部的缺陷檢測。
四、光學檢測法
機器視覺是以圖像處理理論為核心，屬於人工智慧范疇的一個領域，它是以數字圖像處理、模式識別、計算機技術為基礎的信息處理科學的重要分支，廣泛應用於各種無損檢測技術中。基於機器視覺的連鑄板坯表面缺陷檢測方法的基本原理是：一定的光源照在待測金屬表面上，利用高速CCD攝像機獲得連鑄板坯表面圖像，通過圖像處理提取圖像特徵向量，通過分類器對表面缺陷進行檢測與分類。20世紀70年代中期，El本Jil崎公司就開始研製鍍錫板在線機器視覺檢測裝置 。1988年，美國Sick光電子公司也成功地研製出平行激光掃描檢測裝置，用以在線檢測金屬表面缺陷。基於機器視覺的表面在線檢測與分類器設計的研究工作目前在國內尚處於起步階段。1990年，華中理工大學採用激光掃描方法測量冷軋鋼板寬度和檢測孔洞缺陷，並開發了相應的信號處理電路；1995年又研製出冷軋連鑄板坯表面軋洞、重皮和邊裂等缺陷檢測和最小帶寬測量的實驗系統。1996年，寶鋼與原航天部二院聯合研製出冷軋連鑄板坯表面缺陷的在線檢測系統，並進行了大量的在線試驗研究。近年來，北京科技大學、華中科技大學等也研製出較為實用化的在線檢測系統。
從檢測技術的觀點來看，基於機器視覺的鋼表面缺陷檢測系統面臨困境：①要求檢測到的缺陷的幾何尺寸越來越小，有的甚至小於0.1 mm；② 檢測對象可能處於運動狀態，導致採集的圖像抖動較大；③現場環境較惡劣，往往受煙塵、油污、溫度高等因素的影響，引起缺陷圖像信噪比下降；④表面缺陷的多樣性(如冷軋連鑄板坯表面可達100多種)，不同缺陷之間的光學特性、電磁特性不同；有的缺陷之間的差異不明顯。因此，基於機器視覺的連鑄板坯表面缺陷分類器要求具有收斂速度快、魯棒性好、自學習功能等特點。

8. 怎麼做鑄件的超聲檢測

鑄件超聲波探傷的方法

在鑄件中，鑄鋼（除奧氏體鑄鋼外）的穿透性較鑄鐵件好，探測頻率可用2~6兆赫。而鑄鐵、鑄銅等穿透性較差，探測頻率可用0.5~2兆赫。粗糙的鑄鋼件。其表面光潔度差，使入射的聲能減小，若用普通的機油做耦合劑，幾乎不嫩探測，一般需用水浸法或黏度大的耦合劑或敷設塑料薄膜等方法探測。
探傷鑄件的方法，通常採用多次脈沖反射法，有時也用一次脈沖反射法來確定缺陷位置。多次脈沖發射法是利用聲波在缺陷界面的反射和缺陷對聲波衰減的原理進行探測的。對於較厚且形狀簡單的工件，用此方法探測是比較適宜的。當工件內部無缺陷時，則出現鑄件底部的多次反射波，其波幅鑄件減小，並呈指數曲線衰減，如下圖a所示，當工件內部存在疏鬆等缺陷時，會造成聲波散射，使聲能衰減，則底波反射次數減少，如下圖b所示，當工件內部存在嚴重的缺陷，則底波消失或只有雜波，如下圖c所示。由工件底波的衰減狀態，即可判斷有無缺陷和嚴重程度。
若用一次脈沖反射法探測時，則由缺陷波的狀態來判斷鑄件質量。在正常情況下，有底波反射，若工件內部有缺陷時，其波形大致有三種：一種是只有缺陷波或雜波而無底波，此屬嚴重縮孔和疏鬆缺陷。第二種是有缺陷波而底波顯著降低，此屬一般縮孔或疏鬆。第三種是缺陷波與底波同時存在，底波無明顯降低，此屬單個缺陷。