超聲波檢測在壓力容器檢測中的應用技術提升

杜金浩

摘 要：壓力容器的焊接難免會出現質量問題，產生各種缺陷。為避免壓力容器在使用過程中發生故障，必須對壓力容器進行質量檢測。超聲波檢測技術是一種無損檢測技術，它利用超聲波的穿透作用及遇見障礙物時反射回的波形進行容器的探測分析，以此來判斷容器內部的結構和形狀。超聲波檢測技術操作過程簡單，成本低，普遍用于壓力容器的探測。本文對超聲波檢測技術及其在壓力容器檢測中的應用進行了研究。

關鍵詞：超聲波;檢測;壓力容器;缺陷

一、引言

缺陷問題是壓力容器制造過程中不可避免的問題。若檢測出的缺陷在規定標準范圍內，則產品可按標準規定加以保留。但若檢測出的缺陷超過標準容許值，則需對該容器進行二次加工。如果壓力容器內部具有缺陷，那么產品在使用過程中很容易發生膨脹或產生裂縫，導致產品不能繼續使用，嚴重的可能會發生一系列的故障和事故，因此對壓力容器的檢測是十分必要的。超聲波檢測技術可以在不破壞產品的情況下準確檢測出缺陷位置和大小，是一種簡單低廉的無損檢測技術，是使用頻率最高的一種檢測手段。

二、超聲波檢測技術

超聲波是頻率大于20千赫茲的一種機械波，它具有很好的方向性，可以定向發射;由于它的頻率非常高，因此具有很高的能量和很強的穿透能力，傳輸距離遠，在金屬材料中，可穿透約幾米的長度，因此可以使用超聲波進行無損檢測。超聲波在遇見障礙物時，會發生發射、折射等物理現象，因此根據反射回來的回波形狀判斷物體的形狀和大小。超聲波檢測技術是一種很成熟的用于壓力容器中的檢測手段，常用的頻率范圍在1至5兆赫茲。

具體的檢測方法為：在被測物體的一面利用探頭發射超聲波，超聲波在遇見壓力容器內部的各種結構后會發生不同程度的反射，檢測人員通過儀器接收反射回來的回波。根據波形的形狀，來判斷缺陷的存在，根據回波的位置來定位缺陷在壓力容器內部的位置，根據回波的幅度來判斷缺陷的大小。

三、超聲波檢測技術在壓力容器檢測中的應用

壓力容器中缺陷通常分為點狀缺陷和條形缺陷。超聲波探測到容器中的缺陷后，還需要從不同的方向對缺陷進行檢測，以便人們確定缺陷的形狀和大小;如果壓力容器的缺陷是平面的，那么從不同方向對該缺陷位置進行檢測，回波的幅度將是不同的，這是因為不同方向探測到的缺陷是不同的。如果垂直于缺陷方向探測，回波的幅度是相對比較大的，如果平行于缺陷方向探測，回波的幅度是相對比較小的或者沒有回波。

點狀缺陷又可以分為金屬夾渣及氣孔，超聲波檢測點狀缺陷時回波的特點為：與周圍波形相比，其波形有明顯不同，且稍微移動超聲波的探頭，缺陷的回波就會消失不見。可以通過看反射波幅度的高低分辨金屬夾渣和氣孔。金屬夾渣由于內部的阻抗大，反射波幅度低，氣孔阻抗小，反射波幅度高。

超聲波檢測條形缺陷時回波的特點為：由于缺陷是條形的，具有一定的尺度，所以當垂直于缺陷方向移動探頭時，回波的波形將會保持穩定，當缺陷消失時，反射波的波形將會發生變化。當改變探測方向時，回波的波峰將會發生明顯改變。

超聲波用于檢測焊接情況的特點：對于未焊透的缺陷，它的波形是比較穩定的，且不管超聲波從焊縫的哪個方向檢測，回波的幅度高度基本是一致的。

四、超聲波檢測技術中的注意事項

超聲波檢測技術受到人員專業水平和操作水平的影響，在檢測過程中可能會出現判斷失誤的情況，即將不是缺陷的位置視為缺陷，這是由于檢測人員操作不當導致的。下面列出幾個檢測人員應該注意的檢測事項，用以增加檢測的準確性。

超聲波檢測儀還沒有與探頭連接時，波形可能為單峰或多峰，根據此波形可以判斷超聲波檢測儀有沒有發生故障。當超聲波檢測儀與探頭連接時，波形將會受到探頭探測到的障礙物的影響。值得注意的是，探頭的靈敏度也會影響反射回來的波形，如果探頭的靈敏度下降，那么波形的幅度高度就會下降。因此在檢測前，要先檢查對探頭的靈敏度進行檢查。

耦合劑的擴散也會對波形產生影響，從而干擾檢測人員的判斷。當靜置探頭時，耦合劑會擴散進而影響探頭，導致回波幅度高度下降。若將耦合劑擦掉，漏出探頭，回波幅度高度又返回原位。因此在進行檢測前，檢測人員要注意檢測耦合劑的擴散情況，盡可能將探頭漏出來，不要使耦合劑擴散影響檢測結果。

簡而言之，如果要對壓力容器相關的缺陷進行超聲波測試，檢測人員首先要對超聲波機器有一定的了解，對超聲波檢測原理有一定認知，其次了解壓力容器不同的缺陷表現出的缺陷波形式，之后將真實的缺陷與偽缺陷區分開來，以便更準確地使用超聲波來檢測壓力容器。

五、總結

缺陷問題是壓力容器制造過程中不可避免的問題。為避免壓力容器在使用過程中發生故障，必須對壓力容器進行定期檢驗。超聲波檢測技術操作過程簡單，成本低，被廣泛應用在壓力容器檢測中，檢測人員可以利用超聲波檢測技術判斷壓力容器內部的點狀缺陷或條形缺陷。但超聲檢測技術受到人員專業水平和操作水平的影響，在檢測過程中可能會出現判斷失誤的情況，因此需要檢測人員學習專業技能，提高操作水平，增加檢測的準確性。

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