超聲無損檢測技術的現狀和發展趨勢

段衍忠 李洪政

摘要：超聲無損檢測技術具有檢測速度快、靈活性強以及操作便捷的特點，在特種設備檢測中發揮著非常顯著的應用優勢。然而，由于超聲無損檢測技術結構較為復雜，容易在檢測過程中受多種因素的影響，使得檢測結果出現偏差，因此，未來應加強對該項技術的研究與開發，進一步提高檢測效率和質量。本文對超聲無損檢測技術的現狀和發展趨勢進行了探討與研究。

關鍵詞：超聲無損檢測技術;現狀;發展趨勢

采用超聲無損檢測技術對設備進行檢測時，既不會對設備的使用性能造成影響，檢測結果還能夠得到充分的保障，同時操作程序非常簡便，對人體沒有任何的損害，如今在各生產領域中實現了廣泛應用。隨著我國科學技術不斷發展與進步，原有的以A型顯示手工操作為主的A型脈沖反射法超聲檢測，逐漸發展出基于掃查裝置和位置編碼器的B、C或D型超聲成像檢測技術、衍射時差法超聲檢測技術和相控陣超聲檢測技術

一、超聲無損檢測技術發展現狀

在這個科學技術飛起的時代，各生產領域對設備的性能和質量的要求越來越高，為了迎合時代快速發展的步伐，各種新的超聲無損檢測技術也應運而生，使得設備的檢測質量和效率得到了顯著性提升。超聲無損檢測技術主要借助諸多新型科學技術，通過穿透力較強的超聲波對設備性能及品質進行全面檢測，即便在環境比較復雜的情況下，仍然可以快速準確的獲得檢測結果。

相控陣超聲檢測作為一種新的超聲無損檢測技術，對于以往檢測中難以突破的問題都能夠進行有效解決，比如受位置限制的影響，需要在固定位置對不同深度及有不同方向的裂紋進行檢測時，采用相控陣探頭可以實現大范圍的掃查。不僅如此，相控陣技術具有檢測速度快、靈活性強以及操作便捷的特點，也可應用于渦輪或復雜結構腐蝕裂紋的檢測和定量，以最少的探頭配置取得更高的檢測效果[1]。

小徑管在鍋爐和壓力容器制造及安裝過程中有著非常廣泛的應用且具有較強的高壓承受能力。對小徑管對接接頭檢測時，常用的方法有兩種，分別是射線檢測與超聲波檢測。順便一提的是，采用射線檢測方法時，為了提高檢測效果，通常會采用較高的射線能量，這樣一來，便不容易檢測出設備的缺陷，尤其是危害性較為嚴重的裂紋，常常存在漏檢的現象。而超聲波檢測具有檢測速度快、檢測成本低的特點，對面積型缺陷有著非常高的敏感度，可以保障檢測結果的準確性。然而由于小徑管具有管壁曲率大、聲波耦合困難的特征，再加上其壁厚薄，以致探頭的前沿長度對檢驗過程有著較大影響，導致難以判定對接接頭的危害性缺陷，也使得超聲波的應用優勢無法得到充分發揮。對于中徑管超聲波檢測，尤其適用于中厚壁對接接頭，且對面積型缺陷有著非常高的敏感度，但是對角焊縫的檢測卻有著一定的盲區，難以保障檢測的全面性和準確性。此外，中徑管的側壁效益對超聲波檢測的靈敏度有著較大影響，從而影響著最終的檢測結果。

現階段，我國對于超聲無損檢測技術的研究主要包括計算機化的超聲波設備、數字信號處理及系統軟件操作等方面。根據當前的超聲無損檢測技術發展現狀可以發現，該項技術距離步入成熟階段還存在很大一段距離。為了滿足無損檢測的發展需求，應當加強對無損檢測技術做進一步的規范，結合實際情況及需求，制定科學完善的檢測與驗收標準、判傷標準以及操作流程標準，同時還要加強重視超聲無損檢測技術信息化的提升。此外，無損檢測人員參差不齊的專業素質也是影響無損檢測技術發展的重要因素，與無損檢測技術發展對人才的標準和要求嚴重不符。

二、超聲無損檢測技術的發展趨勢

（一）進一步優化信號處理技術

對于超聲無損檢測技術而言，信息技術的快速發展對該項技術的升級與改善帶來了很大突破，其中小波分析技術更是憑借自身獨特的應用優勢，成為了超聲無損檢測技術處理超聲信號的首選方式，特別是在信號噪音處理及壓制數據等方面，發揮著十分顯著的優勢。利用先進的信息技術對小波分析技術進行深度優化，可使處理超聲信號的能力得到顯著提升。通過分析與分解超聲波信號，可以對設備的缺陷位置進行精準定位，并利用相應的網絡參數，更加精準的識別出設備存在的缺陷。為了充分發揮小波神經網絡在超聲無損檢測技術中的應用優勢，可以結合實際檢測需求構建與之相符的網絡模型，通過將多個傳感器與信息技術進行有機結合，可大大提高對設備缺陷的識別能力[2]。在此過程中，基于各傳感器之間的互補作用，當不同的傳感器檢測到不同位置的缺陷時，每個傳感器會同時分析和整理檢測到的數據參數，從而對被檢查設備的性能與質量做出科學準確且詳細的檢測評價，相較于以往一個傳感器的超聲無損檢測技術多個傳感器的超聲無損檢測技術的檢測結果更具精準性和完整性。

（二）新型非接觸超聲換能技術應用

以往的無損檢測技術對接觸式檢測方式有著較高的依賴性，即便在檢測完畢之后對設備進行全面清洗，檢測效率并不是很理想。而新型非接觸超聲換能技術既可以在復雜的環境下高質量的完成檢測任務，還可以高溫環境中對體積小且工藝復雜的零部件進行精準檢測。由于該項技術有著復雜的結構，容易受多種因素的影響，在特殊且惡劣的檢測環境中難以充分發揮其自身的檢測優勢，以致于檢測結果的準確性無法得到全面保障，仍需進行深度研究與完善。

（三）超聲無損檢測的數字化與圖像化

隨著我國高新科技不斷迅速發展與進步，超聲無損檢測技術也應與時俱進，進一步提高該項技術的科技含量，而不是仍然局限于對某種設備的缺陷檢測及評估應用中。數字化超聲檢測技術的應用，除了將傳統檢測技術中存在的各類問題進行了有效解決之外，還使得檢測結果變得更加直觀，為檢測人員的數據分析提供了巨大的便捷，促使檢測結果的精準度得以大大提升。新時期發展形勢下，超聲無損檢測技術的智能化檢測在未來發展中將會有著非常廣闊的應用前景，通過與新型信息技術進行有效結合，進一步推動超聲無損檢測技術的發展與進步。其中，相控陣超聲檢測因其靈活的聲束形成以及快速成像性能得到了越來越多的關注，成為超聲檢測領域新發展起來的研究熱點。

（四）超聲無損檢測的網絡化

在高新技術高速發展背景下，采用超聲無損檢測技術對設備進行檢測時，應充分融合各種新型的現代化技術，以此提高對數據分析的有效性、準確性，進一步提高檢測效率和質量[3]。在“互聯網+”時代，超聲無損檢測技術想要獲得更好的發展，應當朝著網絡化方向大步邁進。網絡化超聲無損檢測技術，通過強化各個檢測環節的溝通與交流，可以實現不同位置檢測數據的信息共享，對產品缺陷進行更加精準的定位，從而促進檢測效率的提升。尤其對壓力容器或壓力管道等特種設備而言，在檢測之前，由于設備中可能會存有大量的液體或氣體，并且內部壓力也比較高，在這種情況下，倘若采用傳統檢測技術進行檢測的話，極有可能對設備的使用性能造成不良影響，并且檢測結果的準確性也無法得到全面保障。而采用超聲無損檢測技術對設備的使用性能造成的影響可謂微小甚微，且檢測結果的準確度和完整性有著非常高的保障。基于此，未來應加強對超聲無損檢測技術的研究與深度開發，結合現代化科學技術和理念，對檢測標準及操作流程做進一步規范，促進我國超聲無損檢測技術盡快與國際接軌。

三、結束語

綜上所述，在現階段電力鍋爐及工業管道檢測中，針對傳統超聲波檢測的局限性，相控陣技術作為一種新的超聲無損檢測技術，對于以往檢測中難以突破的問題都能夠進行有效的解決，檢測效率比較理想。隨著高新科技不斷發展與進步，超聲無損檢測技術也應與時俱進，充分利用現代化高新技術，進一步提高檢測效率與質量，以此加快我國超聲無損檢測技術向著國際水平推進的步伐。

參考文獻：

[1]謝鵬.超聲無損檢測技術的現狀和發展趨勢探析[J].名城繪，2019（2）：162-162.

[2]王福軍.超聲波無損檢測技術應用現狀及發展前景分析[J].中國化工貿易，2020，12（2）：86-87.

[3]瞿輝，戴曉嬌，趙金菊.超聲波無損檢測技術的發展與應用[J].機電信息，2020，No.608（2）：86-87.