各種超聲波無損檢測(cè)技術(shù)在不銹鋼管行業(yè)中的應(yīng)用

 一、激光超聲檢測(cè)技術(shù)  

   現(xiàn)階段工業(yè)中使用最多的超聲換能器一般采用壓電陶瓷制成．這種材料雖然可以承受一定的超高溫度，如PZT可以承受350～6000℃，超過此溫度該材料就會(huì)失去導(dǎo)電性，因此依靠常規(guī)超聲換能器很難滿足高溫且禁止使用含水的工業(yè)場(chǎng)合。激光超聲是由激光脈沖發(fā)射到被測(cè)對(duì)象上激發(fā)出的超聲波，與傳統(tǒng)超聲檢測(cè)相比，激光超聲具有無須耦合劑，極強(qiáng)的抗干擾能力、易于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離收發(fā)、分辨率高、可應(yīng)用于高溫高壓等惡劣環(huán)境等特點(diǎn)。正是激光超聲具有這些優(yōu)勢(shì)，使得激光超聲在熱軋無縫不銹鋼管生產(chǎn)線、核工業(yè)、材料定征等領(lǐng)域得到了成功的應(yīng)用。

二、電磁超聲檢測(cè)技術(shù)     

 在金屬試件表面布置線圈，并通以交流電，線圈將產(chǎn)生交交磁場(chǎng)，金屬表面隨即感應(yīng)出渦流．電流在磁場(chǎng)中受到洛倫茲力作用，金屬在交變應(yīng)力作用下就會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力波，當(dāng)頻率超過20KHz，就形成了超聲波，從電磁超聲產(chǎn)生的機(jī)理可以看出，該種檢測(cè)方法也是一種非接觸式超聲檢測(cè)，也無需任何耦合劑，與非聚焦超聲縱波測(cè)厚相比，電磁超聲激發(fā)出的橫波由于聲速較縱波聲速小，可用于測(cè)量厚度較薄的金屬試件，且精度更高。在冶金工業(yè)，電磁超聲已成功應(yīng)用于無縫不銹鋼管的壁厚檢測(cè)。

三、空氣耦合的超聲檢測(cè)技術(shù)

     實(shí)際生產(chǎn)過程中，很多場(chǎng)合都不希望超聲檢測(cè)帶有耦合劑，尤其是水。除了激光超聲發(fā)生器和電磁超聲換能器，空氣耦合超聲檢測(cè)技術(shù)的研究已經(jīng)多年，近年來逐漸得到重視，尤其是在材料無損檢測(cè)領(lǐng)域。但是，起聲波在空氣中的衰減非常厲害，早期的研究由于缺乏合適的換能器，主要集中在低頻超聲和導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)，如今隨著換能器設(shè)計(jì)制造技術(shù)的突破，空氣耦合超聲檢測(cè)得到迅速發(fā)展，適于野外使用的便攜式空氣耦合超聲探傷儀已投入使用。浙江至德鋼業(yè)有限公司已研制出商品化的空氣耦合超聲探傷儀，意大利空軍已將空氣耦合技術(shù)成功用于復(fù)合材料的檢測(cè)。雖然空氣耦合技術(shù)在近幾年來取得了突破性進(jìn)展，但是離在線檢測(cè)目標(biāo)似乎還有很長(zhǎng)一段路要走。

四、組合式檢測(cè)使無損檢測(cè)技術(shù)更趨完美

   任何一種無損檢測(cè)技術(shù)都只能檢測(cè)材料中某些特定的缺陷，如超聲檢測(cè)對(duì)不銹鋼管的裂紋、麻點(diǎn)、夾雜等缺陷比較敏感，而渦流檢測(cè)技術(shù)則對(duì)不銹鋼管近表面缺陷比較敏感，對(duì)于內(nèi)部或者靠近內(nèi)壁缺陷則無法檢測(cè)。因此，如果試圖檢測(cè)不銹鋼管內(nèi)可能存在的全部缺陷，單靠一種無損檢測(cè)技術(shù)，到目前為止還是相當(dāng)困難的，為了能檢測(cè)出無縫銅管中的所有缺陷，采用組合無損檢測(cè)技術(shù)就是一種重要的手段，在油管檢測(cè)過程中，典型的組合是渦流和超聲組合，實(shí)現(xiàn)縱、橫缺陷檢測(cè)及測(cè)厚功能，對(duì)于高壓輸送管道、某些化工用管一般采用渦流。超聲組合進(jìn)行檢測(cè)，如浙江至德鋼業(yè)有限公司組合檢測(cè)系統(tǒng)，可以說，組合無損檢測(cè)技術(shù)是提高無損檢測(cè)技術(shù)可靠性的重要途徑之一。

   超聲無損檢測(cè)技術(shù)發(fā)展至今主要經(jīng)歷了三個(gè)階段：超聲無損探傷（UNDI）、超聲無損檢測(cè)( UNDT)，超聲無損評(píng)價(jià)(UNDE)。在第十五屆羅馬世界無損檢測(cè)大會(huì)上確定了無損檢測(cè)即將向著無損評(píng)價(jià)方向邁進(jìn)，超聲檢測(cè)技術(shù)作為無損檢測(cè)的重要分支，也必將邁入定量分析評(píng)價(jià)的道路，無損評(píng)價(jià)具有綜合性，預(yù)見性、實(shí)證性、導(dǎo)向性、客觀公正性等特點(diǎn)。利用超聲無損評(píng)價(jià)可以檢測(cè)無縫鋼管的：  (a)微裂紋、微夾雜，徽空隙；  (b)鋼級(jí)、密度、強(qiáng)度；(c)彈性模量；(d)預(yù)計(jì)使用壽命等．因此，將超聲無損評(píng)價(jià)引入無縫鋼管的檢測(cè)，必將使鋼管的檢測(cè)更加徹底、客觀，在產(chǎn)品質(zhì)量保證上將大大提升置信度，為工藝的改進(jìn)提供詳細(xì)的參照。