1. 简述使用超声波探伤判断金属内部裂纹的方法
钢结构在现代工业中占有重要地位，更是海洋石油行业重要的基础设施，在国民经济和社会发展中起到十分重要的作用。钢结构在建造焊接过程中受到各种因素的影响，难免产生各种缺陷，甚至是裂纹等危害性较大的缺陷，若在建造过程中不及时发现并将其移除，将可能发生重大突发事件，甚至危及生命安全。因此，无损检测在建造环节中尤为重要，目前常用的无损检测方法有：射线检测、超声波检测、磁粉检测、渗透检测等，而超声波检测由于其效率高、灵敏度高、无辐射无污染等优点，在海洋钢结构的建造中得到广泛的应用。
1 超声波检测基础
超声检测是指超声波与工件相互作用，就反射、透射和散射波进行研究，对工件进行宏观缺陷检测、几何特性测量、组织结构和力学性能变化的检测和表征，并进而对其特定应用性进行评价的技术。
1.1 超声波检测原理
利用超声波对材料中的宏观缺陷进行探测，依据的是超声波在材料中传播时的一些特性，如：声波在通过材料时能量会有损失，在遇到两种介质的分界时，会发生反射等等，其工作原理是：
1）用某种方式向被检试件中引入或激励超声波；
2）超声波在试件中传播并与其中的物体相互作用，其传播的方向或特征会被改变；
3）改变后的超声波又通过检测设备被检测到，并可对其处理和分析；
4）根据接收的超声波的特征评估试件本身及其内部存在的缺陷特征。
通常用以发现缺陷并对缺陷进行评估的基本信息为：
1）来自材料内部各种不连续的反射信号的存在及其幅值；
2）入射信号与接收信号之间的传播时间；
3）声波通过材料以后能量的衰减。
图1 超声检测示意图
1.2 超声波检测的优点和局限性
1.2.1 优点
与其他无损检测方法相比，超声检测方法的主要优点有：
（1）适用于金属、非金属、复合材料等多种材料的无损评价。
（2）穿透能力强，可对较大厚度范围的试件内部缺陷进行检测，可进行整个试件体积的扫查。
（3）灵敏度高，可检测到材料内部很小的缺陷。
（4）可较准确的测出缺陷的深度位置，这在很多情况下世十分必要的。
（5）设备轻便，对人体和环境无害，可作现场检测。
1.2.2 局限性
（1）由于纵波脉冲反射法存在盲区，和缺陷取向对检测灵敏度的影响，对位于表面和近表面的某些缺陷常常难以检测。
（2）试件形状的复杂性，如不规则形状，小曲率半径等，对超声波检测的课实施性有较大影响。
（3）材料的某些内部结构，如晶粒度，非均匀性等，会使灵敏度和信噪比变差。
2 横向裂纹检验
横向裂纹不仅给生产带来困难，而且可能带来灾难性的事故。裂纹焊接中最危险的缺陷之一，他严重削弱了工件的承载能力和腐蚀能力，即使不太严重的裂纹，由于使用过程中造成应力集中，成为各种断裂的断裂源。正因为裂纹有如此大的危害性，像JB/T 4730， GB 11345，AWS D1.1， API RP 2X等国内外各大标准中都有“裂纹不可接受”等类似描述。而超声波检测对缺陷性质判定没有射线检测直观，如果检测方法不当等原因造成横向裂纹的漏检或误判，其都有不良结果：若把其他缺陷判为横向裂纹造成不必要的返修，进而影响材料韧性等性能；把裂纹判为点状缺陷放过，则工程就存在较大的安全隐患。所以正确选择探测方法和对回波特性分析，对横向裂纹的超声波检测尤为重要。
2.1 探头角度的选择
纵波直探头：横向裂纹属面状缺陷，一般和探测面垂直，而0°直探头适用于发现与探测面平行的缺陷，所以直探头不能有效的探测出横向裂纹。
横波斜探头：对同一缺陷，70°和60°探头声程较大，声波能量由于被吸收和散射造成衰减严重，尤其只在检测母材厚度较大的焊缝时，回波高度较低，对发现缺陷波和波形分析不利，进而影响是否为横向裂纹的判定。而45°探头具有声束集中、声程短衰减小，声压往复透射率高的特点，所以选用45°探头具有良好的效果。图2是70°，60°和45°探头在相同的基准灵敏度的前提下，对同一横向裂纹的回波比较：
（a）70°探头回波 （b）60°探头回波
（c）45°探头回波
图2 70°，60°和45°探头对同一横向裂纹的回波
2.2 横向裂纹的扫查
图3 焊缝UT扫查方式平面图
常见的焊接缺陷（如夹渣、未熔合、未焊透等）大多与焊缝轴线平行或接近平行，或以点状形式存在，针对这种情况，综合使用图3中的方式A、方式B和方式C即可，但该三种扫查方式对横向裂纹等与焊缝轴线垂直（与声束方向平行）的横向缺陷无回波显示，即无法被检出。为能有效探出焊缝横向裂纹应尽可能使声束尽可能平行于焊缝。可用如下几种扫查方式探测横向裂纹：
2.2.1 骑缝扫查
如果焊缝较平滑或焊缝加强高已经打磨处理，探头“骑”在焊缝上探测是检查横向裂纹的极为有效的方法，可采用在焊缝上直接扫查的方式，如图3方式D所示。
2.2.2 斜平行扫查
若焊缝表面较为粗糙且不宜进行打磨处理，为探测出焊缝中的横向裂纹，可用探头与焊缝轴线成一个小角度或以平行于焊缝轴线方向移动扫查，如图3方式E所示。 2.2.3 用双探头横跨焊缝扫查法
将两个斜探头放在焊缝两侧，组成一发一收装置，此时若焊缝中有横向裂纹，发射的超声波经反射后会被接收探头接收从而检出缺陷，如图4所示。
图4 双探头横跨焊缝扫查法
该三种方法各有特点，斜平行扫查操作简单、效率高、焊缝无需处理、耦合较好，但由于声束方向与裂纹不能完全垂直而造成灵敏度不高；双探头横跨焊缝扫查法操作精度要求高困难大、效率不高；骑缝扫查对焊缝表面要求较高，对埋弧焊或其他焊接方法但焊缝表面进过处理的焊缝，表面相对较平滑，能够有效的耦合，该方法较为直接，且效率高，灵敏度高，所以在很多情况下“骑缝扫查”是首选。
2.3 扫查灵敏度
按照各项目业主所规定的标准调节。
3 横向裂纹的判别
根据形状，我们把缺陷分为点状缺陷、线状缺陷和面状缺陷（裂纹、未熔合）。显然，反射体形状不同，超声波反射特性必然存在一定的差异，反过来，通过分析反射波、缺陷位置、焊接工艺等信息，就可以推测缺陷的性质。
横向裂纹具有较强的方向性，当声束与裂纹垂直时，回波高度较大，波峰尖锐，探头转动时，声束与裂纹角度变化，声束能量被大量反射至其他位置而无法被探头接收，回波高度急剧下降，这一特性是判定横向裂纹的主要依据。
检测过程中横向裂纹的判别可以按以下步骤：
1）在扫查灵敏度下将探头放在的焊缝缝上扫查（参考2.2节扫查方式）；
2）发现横向显示后，找到最高波，确定是否为缺陷回波；
3）定缺陷回波后，定出缺陷的具体位置，并在焊缝上做出标记；
4）探头围绕缺陷位置做环绕扫查（如图5所示）；
图5 环绕扫查示意图 图6 动态波形图1
环绕扫查时回波高度基本相同，变化幅值不大，其动态波形如图6所示，则可以判定其为点状缺陷；若环绕扫查时其动态波形如图7或图8所示，结合静态波形，可判断为横向裂纹，在条件允许的情况下可用同样的方法到焊缝背面扫查确认。
图7 动态波形图2 图8 动态波形图3
5）若条件允许可打磨到裂纹深度，借助磁粉检验（MT）进一步验证。
图9 横向裂纹MT验证
4 结论
超声波探伤是检出焊缝横向裂纹的有效手段，尤其是厚壁焊缝，射线检测灵敏度下降，难以发现其中的横向裂纹。用超声波检测方法，选择正确的参数、合适的扫查方式，掌握横向裂纹的静态和动态波形特点，能够有效的判别横向裂纹，这已举措已经在海洋石油工程的各个项目中得到应用，并多次准确成功检测出横向裂纹，保证了多项工程质量。
2. 怎样用超声波测厚仪识别材料的正确方法
利用超声波的原理对物体厚度进行测量的仪器，通常是在一些无法利用工具进入的情况下使用。最大精度达0.01毫米，最大量程达300毫米。其使用方法为:将超声波传感器放置物体表面，并以匀速移动，利用超声波原理计算出物体厚度，例如船体、管道、组件的工厂或机器等。一般超声波测厚仪可以用来测量均质材料，如金属、玻璃、硬质塑料等。但是不可测量如混凝土、沥青或木材等非均质材料。
对于表面锈蚀，耦合效果极差的在役设备、管道等可通过砂、磨、挫等方法对表面进行处理，降低粗糙度，同时也可以将氧化物及油漆层去掉，露出金属光泽，使探头与被检物通过耦合剂能达到很好的耦合效果。
当材料内部存在缺陷(如夹杂、夹层等)时，显示值约为公称厚度的70%，此时可用超声波探伤仪进一步进行缺陷检测。
超声波测厚仪测量工件前，根据材料种类预置其声速或根据标准块反测出声速。当用一种材料校正仪器后(常用试块为钢)又去测量另一种材料时，将产生错误的结果。要求在测量前一定要正确识别材料，选择合适声速。*****论坛潮之家的分享,对你这个问题挺有用,建议看看.---->
3. 无损检测中超声波检测，气孔、夹渣、裂纹、未熔合、未焊透等缺陷的波形具有什么样的特点怎么才能分辨
1 单个气孔波形：可以用直探头检验，当围绕最大波高略微移动探头时，由于气孔表面光滑，多呈现球形，所以波形通常为水平不变，波高不变。
2 单个夹杂：可以用直探头检验，当围绕最大波高略微移动探头时，水平不变，波高稍稍变小。
3 裂纹：种类比较多，如单条，一般为厚度方向，直探头检查时当量很小很难看出。当用斜探头
可以测出厚度方向的宽度，宽度有变化，波高变化明显。围绕缺陷旋转斜探头，裂纹延长方向
波高基本看不到。焊缝中与条形夹杂有些相似，条形夹杂用单直探头波高还是比较明显的。同
时斜探头检测时，条形夹杂宽度在厚度方向变化不大，长度方向末端波高变化比裂纹小。
如多条，比如炸开形状的裂纹，常出现大缺陷的补焊处。缺陷用直探头就能分辨，缺陷波高明
显，占宽大，底波衰减厉害有时候无底波。和缩孔波形相似，但中心移动探头波高高度变化比
缩孔大，一般缩孔位置为中间和热结处，而多条裂纹则位置不固定，由于应力原因多不在工件
中间。
4 未融合：位置出现在母材与焊材的熔合线上，同时由于斜探头角度的原因，熔合线两侧波高明显不同。
5 未焊透：和焊接坡口有关，检测时通过深度来判断，此缺陷出现在坡口狭窄处，同时两侧波高相差不明显。
以上浅见，不能绝对，仅供参考。探伤总有确定不准的时候，当无法确认种类，建议按严重的种类评定，宁枉勿纵。
4. 钢结构超声波探伤检测如何取样
应随机选取焊缝长度的20%检测。
建筑钢结构检测取样方法及数量；
第一部分：见证取样检测；
一、钢材质量；对属于下列情况之一的钢材，应对钢材进行化学成分分；
(1)国外进口钢材；
(2)钢材混批；
(3)板厚等于或大于40mm，且设计有Z向性能要；
(4)建筑结构安全等级为一级，大跨度钢结构中主要；
(5)设计有复验要求的钢材；
(6)对质量有疑义的钢材；
1、化学成分分析（主控项目）；
(1)检验指标：
建 筑 钢 结 构 检 测 取 样 方 法 及 数 量
第一部分：见证取样检测
一、 钢材质量
对属于下列情况之一的钢材，应对钢材进行化学成分分析和力学性能的抽样复验：
(1) 国外进口钢材；
(2) 钢材混批；
(3) 板厚等于或大于40mm，且设计有Z向性能要求的厚板；
(4) 建筑结构安全等级为一级，大跨度钢结构中主要受力构件所采用的钢材；
(5) 设计有复验要求的钢材；
(6) 对质量有疑义的钢材。
1、化学成分分析（主控项目）
(1) 检验指标：碳、硅、锰、硫、磷及其他合金元素
(2) 依据标准：《钢和铁化学成分测定用试样的取样和制样方法》GB/T20066-2006 《建筑结构检测技术标准》GB/T50344-2004
(3)
取样方法及数量：钢材化学成分分析，可根据需要进行全成分分析或主要成分分析。所采用的取样方法应保证分析试样能代表抽样产品的化学成分平均值。分析试样应去除表面涂层、除湿、除尘、以及除去其他形式的污染。分析试样应尽可能避开孔隙、裂纹、疏松、毛刺、折叠或其他表面缺陷。制备的分析试样的质量应足够大，以便可能进行必要的复检验。对屑状或粉末状样品，其质量一般为100g。可采取钻、切、车、冲等方法制取屑状样品。不能用钻取方法制备屑状样品时，样品应该切小或破碎，然后用破碎机或振动磨粉碎。振动磨有盘磨和环磨。制取的粉末分析试样应全部通过规定孔径的筛。钢材化学成分的分析每批钢材取1个试样。
2、力学性能检验（主控项目）
(1) 检验指标：屈服点、抗拉强度、伸长率、冷弯、冲击功
(2) 依据标准：《钢及钢产品力学性能试验取样位置及试验制备》GB /T2975-1998 《建筑结构检测技术标准》GB/T50344-2004
(3) 取样方法及数量：应在外观及尺寸合格的钢材上取样，产品应具有足够大的尺寸。取样时应防止出现过热、加工硬化而影响力学性能。取样的位置及方向应符合GB
/T2975-1998附录A的规定。当工程没有与结构同批的钢材时，可在构件上截取试样，但应确保结构构件的安全。按每批钢材，拉伸试验取1个试样，冷弯试验取1个试样，冲击试验取3个试样。当被检钢材的屈服点或抗拉强度不满足要求时，应补充取样进行拉神试验。补充试验应将同类构件同一规格的钢材划为1批，每批抽样3个。
二、紧固件及网架节点连接质量
1、高强度大六角头螺栓连接副（主控项目）
高强度大六角头螺栓连接副出厂时要进行扭拒系数及机械性能试验，并且螺栓进场后要进行扭拒系数复验。
(1) 检验指标：扭矩系数（强制检验项目）、楔负载、螺栓实物最小拉力载荷、螺母保证载荷、螺母及垫圈硬度
(2) 依据标准：《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001
《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角头螺母、垫圈技术条件》GB/T1231-2006
(3)
取样方法及数量：同一性能等级、材料、炉号、螺纹规格、长度（当螺栓长度≤100mm时，长度相差≤15mm；螺栓长度>100mm时，长度相差≤20mm，可视为同一长度）、机械加工、热处理工艺、表面处理工艺的螺栓为同批；同一性能等级、材料、炉号、螺纹规格、机械加工、热处理工艺、表面处理工艺的螺母为同批；同一性能等级、材料、炉号、规格、机械加工、热处理工艺、表面处理工艺的垫圈为同批。分别由同批螺栓、螺母、垫圈组成的连接副为同批连接副。每3000套为一批，不足3000套视为一批，每种规格及批次取8套。送检的高强螺栓要保证出厂状态（出厂后3个月内），并且表面清洁、螺纹无损伤。
2、扭剪型高强度螺栓连接副（主控项目）
扭剪型高强度螺栓连接副出厂时要进行紧固预拉力及机械性能试验，螺栓进场后必须进行紧
固预拉力复验。
(1) 检验指标：紧固预拉力（强制检验项目）、楔负载、螺栓实物最小拉力载荷、螺母保证载荷、螺母及垫圈硬度
(2) 依据标准：《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001
《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副》GB/T3632-2008
(3) 取样方法及数量：同高强度大六角头螺栓
3、钢网架用高强度螺栓（一般项目）
钢网架用高强度螺栓出厂时要进行螺栓实物拉力载荷试验。对建筑结构安全等级为一级，跨度40m及以上的螺栓球节点钢网架结构，其连接高强度螺栓应进行表面硬度试验。
(1) 检验指标：螺栓实物拉力载荷、表面硬度
(2) 依据标准：《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001
《钢网架螺栓球节点用高强度螺栓》GB/T16939-1997
(3)
取样方法及数量：同一性能等级、材料、炉号、规格、机械加工、热处理及表面处理工艺的螺栓为同一批。对于≤M36的螺栓最大批量为5000只，对于>M36的螺栓最大批量为2000只。每批次及规格抽取8只。
4、高强度螺栓连接摩擦面（强制检验项目）
钢结构制作和安装单位应进行高强度螺栓连接摩擦面的抗滑移系数试验和复验，现场处理的构件摩擦面应单独进行摩擦面抗滑移系数试验。
(1) 检验指标：抗滑移系数
(2) 依据标准：《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001
《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收标准》JGJ82-1991
(3)
取样方法及数量：每2000吨为一批，不足2000吨视为一批，每种规格、批次及摩擦面处理方法取3组（6个芯板＋6个侧板＋12个高强螺栓）。钢板厚度要根据螺栓长度及工程中有代表性的部位确定，试件板面应平整，无油污，孔和板的边缘无飞边、毛刺，并且芯板厚度要保证摩擦面滑移前钢板始终处于弹性变形状态。抗滑移试件的加工尺寸及要求见附
录B。
5、网架节点承载力（主控项目）
对建筑结构安全等级为一级，跨度40m及以上的公共建筑钢网架结构，且设计有要求时，应按下列项目进行节点承载力试验。
(1) 检验指标：焊接球节点承载力、螺栓球节点承载力、杆件及焊缝承载力
(2) 依据标准：《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001
《网架结构工程质量检验评定标准》JGJ78-1991
(3)
取样方法及数量：焊接球节点必须按设计采用的与焊接球焊接成试件，检查数量为每个工程可取受力最不利的球节点以600只为一批，不足600只仍按一批，每批取3只为一组随机抽检。
螺栓球与高强度螺栓配合，检查数量为每个工程可取受力最不利的球节点以600只为一批，不足600只仍按一批，每批取3只为一组随机抽检。
钢管与封板或锥头焊接成试件，检查数量为每个工程可取受力最不利的杆件以300根为一批，不足300根仍按一批，每批取3根为一组随机抽检。
第二部分：现场检测
一、 焊接质量
1、焊缝外观质量检查（一般项目）
(1) 依据标准：《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001
(2)
取样方法及数量：每批同类构件抽查10％，且不应少于3件；被抽查构件中，每种焊缝按条数抽查5％，且不应少于1条；每条检查1除，总抽查数不应少于10处。
2、焊脚尺寸检查（主控项目）
T型接头、十字接头、角接接头等要求熔透的对接和角对接组合焊缝及设计有疲劳验算要求的吊车梁或类似构件的腹板与上翼缘连接焊缝要进行焊脚尺寸检查。
(1) 依据标准：《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001
(2) 取样方法及数量：同类焊缝抽查10％，且不应少于3条。
3、焊缝表面探伤（磁粉、渗透）（一般项目）
当外观检查焊缝表面质量有疑义时，采用磁粉或渗透探伤。
(1) 依据标准：《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001
(2)
取样方法及数量：每批同类构件抽查10％，且不应少于3件；被抽查构件中，每种焊缝按条数抽查5％，且不应少于1条；每条检查1除，总抽查数不应少于10处。
4、焊缝内部探伤（射线、超声）（强制检验项目）
设计要求全焊透的一级或二级焊缝需要进行超声波探伤进行内部缺陷的检验，超声波探伤不能对缺陷作出判断时，应采用射线探伤。
(1) 依据标准：《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001
(2) 取样方法及数量：每种类型焊缝按条数抽检3％，并不少于3条焊缝。探伤长度不应小于200mm。
5. 两块6mm厚圆形钢板，面与面相接，要对周边缝隙进行焊接，请问如何采用超声探伤方法检测内部缺陷、评级
利用材料及其缺陷的声学性能差异对超声波传播的影响来检验材料内部缺陷的无损检验方法。现在广泛采用的是观测声脉冲在材料中反射情况的超声脉冲反射法，此外还有观测穿过材料后的入射声波振幅变化的穿透法等。常用的频率在0.5～5MHz之间。
常用的检验仪器为 A型显示脉冲反射式超声波探伤仪。根据仪器示波屏上反射信号的有无、反射信号和入射信号的时间间隔、反射信号的高度，可确定反射面的有无、其所在位置及相对大小。
6. 钢板超声波探伤主要采用什么探头
直探头纵波检测一般对钢板，锻件等原材料或者正火过后的材料检测。斜探头对焊缝检测（一般）需要根据规格，厚度，材质等决定探头的型号。还有就是一些特殊探头比如双晶直探头是做＜20的，纵波斜探头等具体看你做什么，根据什么标准。
如需更多帮助，可以在线联系！
7. 中厚钢板超声波检测问题
用的哪个标准？
探头是单晶还是双晶？
哪个试块？
钢板下料面边缘 超声是否依然检出缺陷？
钢板下料面上磁粉检测前是否用角磨清理了氧化层？
-----------------------------------------------------
若以上的疑问不存在，看来确实不能判定为缺陷。
另标准规定：检测人员在检测中如确认钢板中存在白点、裂纹等危害缺陷时应评为四级。
8. 钢板材料夹层中有缺陷时,材料复检哪些项目
这是钢材在工厂轧制过程中出现的，相当于钢板是由钢材和里面的夹杂组成的，这属于材料缺陷，通过超声波可以进行检测，夹层对力学性能有严重影响，容易造成脆性断裂、使得疲劳强度降低，因此，应严禁使用。