一种典型非缺陷回波的分析与方案论证

双晶直探头检测产生的干扰杂波分析摘要:针对企业实际生产中应用双晶直探头检测产生干扰杂波的案例，通过传输路径分析，数据验算，等方法，证实了产生的折射横波会对结果造成干扰，并对其特点和判别进行了总结。

关键词:双晶直探头；杂波；折射横波；往返透射率；脉冲占宽引言超声波检测作为一种常用无损检测方法，在原材料和零部件检测有较多应用。

中华人民共和国行业标准JTG/T F50-2011《公路桥涵施工技术规范》规定若订货为探伤钢板，应抽取每种板厚的10%（至少一块）进行超声波探伤。

中华人民共和国国家标准GB 50205-2001《钢结构工程施工质量验收规范》规定对国外进口钢材、钢材混批、板厚等于或大于40mm，且设计有Z向性能的钢板等情况的钢材，应进行抽样复验。

中华人民共和国国家标准GB/T 11345-2013《焊缝无损检测超声检测技术、检测等级和评定》规定除非能证实（比如制造过程中的预检）母材金属高衰减或缺欠的存在不影响横波检测，否则探头移动区的母材金属应在焊前或焊后进行纵波检测。

中华人民共和国能源行业标准NB/T 47013.3-2015《承压设备无损检测第3部分：超声检测》规定对于C级检测或必要时，斜探头扫查声束通过的母材区域，应先用直探头检测，以便检查是否有影响斜探头检测结果的分层或其他类型缺陷存在。

超声波检测用探头的种类很多，根据波型不同，可分为纵波探头、横波探头、表面波探头、板波探头等。

根据耦合方式分为接触式探头和液浸探头。

根据波束分为聚焦探头与非聚焦探头。

根据晶片数不同分为单晶探头、双晶探头等。

此外还有微型探头、高温探头等特殊用途的探头。

单晶直探头用于发射垂直表面传播的纵波，以探头直接接触工件表面的方式进行垂直入射纵波检测，单晶直探头主要用于检测与检测面平行或近似平行的缺陷，如板材、锻件检测等。

双晶直探头有两块压电晶片，一块用于发射超声波，另一块用于接收超声波，中间夹有隔声层。

在实际检测中应用晶片入射纵波产生的折射纵波进行检测，如图1。

浅析锻件超声波探伤中缺陷波和伪缺陷波的识别摘要：锻件经常用于承受应力复杂、冲击震动、重负荷载等类型的零部件中，其一旦出现问题，将造成严重后果。

基于此，文章介绍了锻件超声波探伤中关于缺陷波和伪缺陷波的识别方法，希望能够为锻件生产提供一定的指导，达到对锻件探伤的目的。

关键词：锻件超声波探伤；缺陷波；伪缺陷波；识别引言近年来，锻件在石油化工、兵器、航天、能源、机械、冶金等行业获得广泛应用，逐渐成为这些行业生产过程中的重要设备。

如果锻件质量出现问题，会严重影响这些行业的发展。

因此，应用超声波探伤并找出反射波的规律，识别其中的缺陷波和伪缺陷波显得尤为必要。

1识别锻件缺陷波和伪缺陷波的重要性锻件常应用于承受重负载荷、冲击振动以及复杂应力等类型零部件中。

这些零件损坏或者是失效以后会引发严重后果，轻则影响到系统功能，重则可能会危及到工作人员的生命安全，并给相关产业带来巨大的经济损失。

因此，保证锻件质量需要正确识别锻件超声波探伤中的缺陷波以及伪缺波，以此来指导锻件的生产。

超声波探伤是一种检查接焊缝内部缺陷的方法，具有灵敏度高、检测速度快并且使用方便等优点，可以有效检测出锻件的质量问题。

2缺陷波识别方法2.1根据缺陷特征分析缺陷性质对于平面状缺陷，可以从不同方向进行探测，根据缺陷回波高度的差异识别缺陷波。

在垂直于缺陷方向探测，缺陷回波高，在平行于缺陷方向探测，缺陷回波低，甚至无缺陷回波。

一般来说裂纹、夹层、折叠等属于这种缺陷。

对于点状缺陷从不同方向探测，缺陷回波无明显变化。

一般包括点状夹渣和密集气孔以及单个气孔。

点状夹渣和气孔的缺陷回波波形稳定，高度较低，从任何方向探测，反射波的高度差别不大，但稍一移动探头就消失。

但两者也有所不同，其原因主要是其内含物声阻抗的不同。

白点、气孔等内含气体，声阻抗小，反射率更高，波形陡直尖锐，而金属夹渣或非金属夹渣声阻抗较大，反射回波低。

另外，不同类型缺陷的反射波形状也存在一定差异，夹渣界面反射率较低，表面粗糙，波形宽大带锯齿；气孔界面反射率较高，波形尖锐、陡直，两者反射波形的对比图如图1所示。

关于对接焊缝脉冲反射法超声检测缺陷和伪缺陷识别与分析发布时间：2023-01-15T04:38:06.493Z 来源：《当代电力文化》2022年第15期作者：曹伟琪陈德荣[导读] 特种设备承压部件焊缝超声检测，参照NB/T47013.3-2015《承压设备无损检测第3部分超声检测》标准曹伟琪陈德荣广州特种承压设备检测研究院 510663摘要：特种设备承压部件焊缝超声检测，参照NB/T47013.3-2015《承压设备无损检测第3部分超声检测》标准，制定相应的检测工艺和操作指导书，根据工艺或操作指导书中的相应要求实施检测，并依据相应标准中的质量分级进行缺陷级别评定。

由于脉冲反射法超声检测仅依靠抽象了A型回波对于焊缝中的缺陷进识别与判断，需要依靠丰富的现场实践经验，而相关标准并未对缺陷识别与判定方法作详细介绍。

笔者在多年现场检测中积累了一定的实践经验，本文介绍特种设备承压部件对接焊缝脉冲反射法超声检测中缺陷和伪缺陷的识别方法，为现场检测缺陷判定提供指导。

关键词：超声波检测、伪缺陷、变形波1 六种常见的伪缺陷特种设备承压部件对接焊缝超声检测，常见的伪缺陷有六大类，分别为：（1）根部焊瘤反射波，（2）表面波/油波，（3）变形波（纵波），（4）上表面反射波（横波），（5）余高反射波，（6）扩散声束反射波。

根部焊瘤反射波、变形波（纵波）、上表面反射波统称为“山形波”。

1.1 表面波/油波超声波声束具有一定扩散角，当上扩散角一定大时，钢中存在上扩散角为90°的横波，且沿着工件表面传播，即为表面波。

可以简单的理解为，表面波是沿着工件表面传播的横波。

当选用的探头K值较大、晶片尺寸较小、频率较小等条件时，会导致超声波声束扩散角增大，沿着工件表面传播的横波分量越多，表面波愈加明显。

表面波波形较宽，呈三角形状，用手蘸油拍打探头前部，表面波会明显跳动或者完全消失。

油波波形较宽，当探头固定不动，清除探头前部多余的耦合剂，油波消失。

超声波检测典型缺陷实例分析1、点状缺陷点状缺陷是指气孔或小夹渣等小缺陷，大多呈球形，也有不规则形状，属于小的体积性缺陷。

可出现在焊缝中不同部位。

特征：回波当量较小，探头左右、前后和转动扫查时均显示动态波形如图1，对缺陷作环绕扫查时，从不同方向，用不同声束角度探测时，若保持声程距离不变，则回波高度基本相同。

图1波形解读：荧光屏上显示单个尖锐回波，探头前后、左右移动时，回波幅度平稳地由零上升到单个峰值，然后又平稳地回到零。

这是小于声场直径的点状缺陷的波形特征。

2、线状缺陷这种缺陷可测指示长度，但不易测其断面尺寸(高度和宽度) ，如线状夹渣、未焊透或未熔合等，在长度方向也可能是间断的，如链状夹渣或断续未焊透或断续未熔合等。

特征：探头对准这类缺陷前后扫查时，一般显示波形图1的特征，左右扫查时，显示波形图2 的特征，当缺陷断面尺寸变化时，会出现波形图3或图4的特征，只要信号不明显断开较大距离，缺陷基本连续，如在长度方向缺陷波高明显降落，则可能是断续的，应在明显断开的位置附近进一步作转动和环绕扫查，如观察到在垂直方向附近波高迅速降落，且无明显的二次回波，则证明缺陷是断续的。

图2波形解读：探头在各个不同的位置检测时，荧光屏上显示单个尖锐回波，探头前后和左右扫查缺陷时，回波峰值平稳地由零升到峰值，当探头继续扫查时，波峰基本不变，并保持一段平直部分，然后又平稳地下降到零。

这是有一定长度和高度的光滑反射体的反射波形。

3、平面状缺陷这种缺陷有长度和明显的自身高度，表面既有光滑的，也有粗糙的，如裂纹、面状未熔合或面状未焊透等。

特征：探头对准这类缺陷作前后、左右扫查时，显示回波动态波形图2或图3、图4。

对表面滑的缺陷作转动和环绕扫查时，在与缺陷平面相垂直方向的两侧，回波高度迅速降落。

对表面粗糙的缺陷作转动扫查时，显示动态波形图4的特征，作环绕扫查时，在与缺陷平面相垂直方向两侧回波高度均呈不规则变化。

图3波形解读：当声束接近垂直入射至缺陷并扫查检测缺陷时，荧光屏上均显示单个锯齿形回波，探头移动时，回波幅度随机起伏较大(波幅差> ±6 dB) ，这是一个有一定长度和高度的不规则粗糙反射体的波形，图4波形解读：当声束倾斜入射至缺陷并扫查检测缺陷时，荧光屏上显示钟形脉冲包络，该钟形脉冲包络中有一系列连续信号，并出现很多小波峰，探头移动时，每个小波峰在脉冲包络中移动，波幅由零逐渐升到最大值，然后又下降到零，信号幅度随机起伏(≥±6dB)。

一种典型非缺陷回波的分析与方案论证【摘要】焊缝根部区域结构复杂，反射回波杂乱，是未焊透和裂纹的产生处，是超声波检测的重点和难点。

本文结合现场实践对焊缝超声波检验时根部经常出现一种典型非缺陷回波进行分析论证，进而避免了超声波检验的误判。

【关键词】焊缝；超声波检验；根部回波；措施0 前言日前笔者在对一批规格为Φ1067×25（mm）的卷管环焊缝进行超声波检验时，发现几乎所有的焊缝根部处有深度为23mm左右的反射回波，有时甚至全长焊缝都能发现此类回波。

按照标准API RP 2X（2004）对回波高度的分类，类似地反射回波高度都在DAC 50%以上。

换用其他角度的探头检测，其结果依旧。

1 问题提出通过1：1做图，发现反射点的位置的确在焊缝内部的熔合线附近，按常规的思维判断此反射回波是坡口未熔合缺陷回波，在焊缝另一侧探伤没有发现此位置回波。

但是在返修时焊工在管内对焊缝背面打磨时发现此回波波幅逐渐降低直至消失。

那么，这种波是否为缺陷波？为什么按照仪器指示定位在焊缝内部的回波信号在打磨焊缝表面时幅度会降低甚至消失？这类回波的特点？2 问题假设既然反射回波来自焊缝背面且仪器显示深度小于板厚，很有可能就是超声波声束的下扩散角内的某一声束入射到焊缝背面反射回来的反射波。

因此我们假设此回波为超声波声束的下扩散角内的某一声束入射到焊缝背面反射回来的反射波，并对这一回波进行验证。

2.1 分析原理图此反射回波假设是探头的下扩散声束在焊缝表面的反射回波。

针对我们目前的现象进行方案论证。

其分析原理如图1所示：图1 焊缝结构及声束扩散2.2 假设方案实施2.2.1 方案一选取上图所示并经过探伤确认钢板中无缺陷。

在钢板背面模拟实际焊缝余高进行堆焊（如图2）。

采用不同角度的探头进行探伤，发现类似的回波，打磨焊缝表面回波消失。

其回波指示位置如下表2。

图2 超声波斜探头对钢板上的堆焊部分检测从表1可以看出，采用常用的三种探头，前两种探头仪器指示深度均25mm。

对接焊缝超声波探伤中的伪缺陷回波分析摘要：在对接焊缝超声波检测时，由于焊缝结构的影响，导致仪器会检测到干扰回拨，干扰回拨就是一种伪缺陷波，伪缺陷波会对超声检测的缺陷识别造成误导，从而影响超声检测的准确性。

本文通过分析由焊缝结构引起的伪缺陷回波的成因及识别方法，以便在超声波探伤时对回波有更准确的评判。

关键词：无损检测；超声波探伤；干扰回拨；伪缺陷回波1.引言超声波探伤的目的是检测焊缝缺陷，并对焊缝缺陷进行准确的定位、定性及定量。

在对接焊缝超声波探伤过程中，当有缺陷存在时，超声波探伤仪观察区域会出现缺陷回波，但是在检测过程中没有缺陷时，也能观察到回波，这就是由焊缝结构等原因导致的伪缺陷波，通过分析回波的产生位置和特征，对回波进行识别和区分，确定哪些是真正的缺陷波，哪些是伪缺陷波，以提高超声检测的缺陷检出率和缺陷评价准确性。

2．伪缺陷回波的成因在对接焊缝超声波检测过程中，经常会遇到由焊缝结构、仪器、探头以及耦合不良等因素引起的反射回波，这些观察到的反射回波不是焊缝内部缺陷引起的真实缺陷反射波。

这种波形称为干扰回波或者伪缺陷波。

在诸多伪缺陷波中，由焊缝结构所引起的伪缺陷波是超声波探伤中最常见的。

本文总结了对接焊缝超声波探伤过程中常见的几种由焊缝结构引起的伪缺陷波的分析与判断方法，力图通过对这几种常见的伪缺陷波产生原因及波型特征的分析，加深操作者对其特征的认识与掌握，以便简捷地排除其干扰，准确地判定缺陷，并能对其它类型的干扰回波做出正确的分析与判断。

3.伪缺陷回波的种类3.1焊缝表面沟槽反射波：在厚壁管多道焊的焊缝表面会形成一道道沟槽。

当超声波检测扫查到沟槽时，会引起沟槽反射。

沟槽反射的特点是，在沟槽的一侧检测时，回波稍高，另一侧回波低，或者没有回波，见图1。

如果用蘸有油的手指在沟槽处轻拍，回波会上下跳动。

根据回波信号显示的深度和水平位置，可以判断该回波信号的位置与沟槽实际位置相符，所以此回波信号是焊道之间的沟槽所引起的伪缺陷回波。

焊缝探伤中缺陷性质与伪缺陷波的判别摘要：本文介绍了焊缝探伤中缺陷性质，利用图示对焊缝中常用缺陷进行了阐述，提出了对典型缺陷的估判方法，并对常见的伪缺陷波进行了归纳及案例实证分析。

关键词：焊缝探伤；超声波；伪缺陷波超声波探伤是目前应用最广泛的无损探伤方法之一,它具有灵敏度高、穿透能力强、检验速度快、成本低、设备轻便和对人体无害等一系列优点。

超声波在钢材内部穿透能力很强,因此可检测很厚的钢板和焊缝;对于平面状缺陷,尽管有的缺陷很深,只要超声波直射至缺陷面,均能得到很高的缺陷波。

因而超声波对压力容器焊缝探伤未焊透和裂纹等危险性缺陷检测灵敏度很高,具有实用意义。

检测中作好缺陷和伪缺陷的判别具有重要意义。

一、缺陷性质的估判1.气孔。

气孔是焊接时熔池中的气体在凝固时未能逸出而形成的空穴，呈球形或椭球形。

气孔可分为单个气孔和密集气孔，单个气孔回波高度低，波形较稳定。

从各个方向探测，反射波高且大致相同，但稍一移动探头就消失。

密集气孔为一簇反射波，其波高随气孔的大小而不同，当探头作定点转动时，会出现此起彼落的现象。

2.夹渣。

夹渣是焊后残留在焊缝的熔渣，夹渣表面不规则。

夹渣分点状夹渣和条状夹溘。

点状夹渣的回波信号与点状气孔相似。

条状夹渣回波信号多呈锯齿状。

它的反射率低，一般波幅不高，波形常呈树枝状，主峰边上有小峰。

探头平移时，波幅有变动，从各个方向探测，反射波幅不相同。

3.未焊透。

焊接时，接头处母材与母材未完全熔透的现象称为未焊透。

一般位于焊缝中心线上，有一定的长度。

在厚板双面焊缝中，未焊透位于焊缝中部，声波在未焊透缺陷表面上类似镜面反射，用单斜探头探测时有漏检的危险，特别是K值较小时。

漏检可能性更大。

为了提高这种缺陷的检出率，应增大探头K值探伤或采用串列式探伤。

对于单面焊根部未焊透，类似端角反射，K＝0．7～1．5，灵敏度较高。

探头平移时，未焊透波形较稳定。

焊缝两侧探伤时，均能得到大致相同的反射波幅。

4.未熔合。

无损检测技术中常用缺陷评估与分类方法详解无损检测技术是一种对物体进行检测和评估的非破坏性方法，在工业领域得到了广泛应用。

常用的无损检测技术包括超声波检测、磁粉检测、涡流检测等，而缺陷评估与分类方法则是对检测结果进行分析和判断的重要步骤。

本文将详细介绍几种常用的无损检测技术中的缺陷评估与分类方法。

超声波检测是一种基于声音传播和反射原理的无损检测技术。

在超声波检测中，常用的缺陷评估与分类方法包括回波幅度分析、声速测量和缺陷形态分析。

回波幅度分析是通过分析回波信号的幅度变化来判断缺陷的严重程度。

声速测量则是通过测量声波在材料中传播的速度来确定缺陷的类型和位置。

缺陷形态分析则是根据超声波图像中缺陷的形态和分布特征来对其进行分类。

磁粉检测是一种利用磁性粉末来检测材料表面或近表面缺陷的无损检测技术。

在磁粉检测中，常用的缺陷评估与分类方法包括缺陷长度和宽度测量、磁粉沉积图像分析和磁场分布分析。

缺陷长度和宽度测量是通过测量磁粉在缺陷上的沉积长度和宽度来评估缺陷的大小和形态。

磁粉沉积图像分析则是根据磁粉在缺陷上的沉积情况来对缺陷进行分类。

磁场分布分析则是通过分析磁场在缺陷附近的分布情况来进一步评估缺陷的性质。

涡流检测是一种利用电磁感应原理对导电物体进行无损检测的技术。

在涡流检测中，常用的缺陷评估与分类方法包括信号幅度分析、相位分析和频率分析。

信号幅度分析是通过分析涡流信号的幅度变化来评估缺陷的大小和形态。

相位分析则是通过比较涡流信号的相位差异来判断缺陷的位置和类型。

频率分析则是通过分析涡流信号的频率成分来进一步评估缺陷的性质。

除了以上所介绍的常用无损检测技术，还有一些其他的无损检测方法也有相应的缺陷评估与分类方法。

例如热红外检测是一种利用红外热像仪对物体进行无损检测的技术，常用的缺陷评估与分类方法包括热图分析、热红外图像处理和温度差异分析。

电磁超声检测是一种将电磁感应和超声波检测相结合的无损检测技术，常用的缺陷评估与分类方法包括电磁信号分析、声信号分析和图像处理分析等。

动车组空心车轴缺陷分析及常见故障解决方案摘要：对空心车轴探伤作业中缺陷类型进行分析和定位，为提高工作效率总结设备常见故障解决方案。

关键词：动车组，车轴，缺陷分析，常见故障防止或减少车轴断裂，对于确保铁路运输安全和运输能力具有重要意义。

在检修中及时发现裂纹，防止有超限裂纹的车轴装车运用是检修部门的重要卡控项目。

因超声波检测穿透能力强，可检测工件表面及内部缺陷，对工件内部缺陷的定位较准确，对面积型缺陷的检出率较高，目前车轴在线检测均采用超声波探伤技术。

一、疲劳缺陷的形成及发展在疲劳寿命的初期就可能发生微观裂纹，车轴的疲劳裂纹来源于滑移带，周期性的滑移产生裂纹源，有些是不可逆的位错运动，使滑移转变为裂纹，接着微观裂纹的扩展，形成宏观裂纹的扩展，金属在疲劳损伤后就不能复原，车轴发生裂纹以后，如果仍继续使用，其裂纹会在各种因素的作用下不断发展，直至轴疲劳断裂。

二、空心车轴超声波检测缺陷的特征分析当车轴承受旋转弯曲载荷时，疲劳源一般只从一点开始，但由于在疲劳裂缝扩展过程中，轴还在旋转，并且载荷是向轴旋转方向移动，疲劳裂缝前沿顺载荷移动方向扩展快，逆载荷移动方向扩展慢，所以扩展速率不一致。

但当旋转轴的弯矩很大时，则可能在轴的周围上产生多处疲劳源。

裂纹的这种表面几何特征是造成声波在裂纹缝隙处大量散射和吸收的重要原因，因此超声波在裂纹表面上的声波反射率，必将大大低于光滑平整表面。

在入射声波与裂纹表面不垂直的情况下，众多的尖刺又可使超声能量大量被裂纹狭缝所吸收。

因此，缺陷波的幅度一般较低。

裂纹缺陷波的峰尖都呈分枝状，分枝的原因是裂纹面上的尖角并不完全处于一个波阵面上。

因此就构成了裂纹伤波波形的基本特征：第一个基本特征：伤波呈束状，底波宽大，波峰分枝，伤波幅度通常不高，但反射强烈，波峰尖锐清晰。

第二个基本特征是：伤波的出现，对底波和底波反射次数的影响比较显著。

探伤时尽管伤波的幅值较低，甚至很难看到伤波，但底波和底波的反射次数却显著地下降或减少。

T型焊缝的非缺陷回波分析在我们超声波探伤实际工作中，经常会遇到一些非缺陷的回波，如果判断不准确的话，容易给我们的判断造成困扰甚至误判，下面就T型焊缝中常见的伪缺陷波做一些分析，明确其成因。

工作实践记录：检测一个T型焊缝，在缺陷的反射回波后总是出现一个紧紧跟随的反射波，随着探头的移动，该回波的高度慢慢降低或升高或消失，测量其水平位置超出焊缝在钢板中了。

缺陷回波的高度也随着探头移动慢慢降低或升高，在跟随的波波幅升到一定程度时甚至消失。

现根据现场检测情况，钢板厚度、焊角尺寸、坡口形式、焊接方法等条件做一下具体分析。

钢板厚度t=30mm 坡口深度约10mm 焊角高度=15mm（内凹约3mm）现模拟一个焊缝图形：板厚30mm，两边坡口深约10mm，在图示红色区域不易焊透，甚至完全不熔形成一个平的立面。

现记录一组数据进行具体分析（先假定这两个反射波一个是横波，一个是纵波）：检测探头K=1.88，前沿l=13 先假设红色区域未熔合，则存在一个光滑的反射立面，探头入射角α=62°，打到未熔合面的入射角βS=28°，由超声波的反射定律可知此时存在两个反射回波，横波反射回波及纵波反射回波，其中纵波反射回波的角度为βL =59°，正好可以打到焊缝的弧面上，从而在示波屏上显示出来。

假设探头打到深度h=20mm 的位置，如图所示，则反射纵波的声程约为16mm ，相当于横波声程16×=59003230＝8.76，深度△h=8.76×cos62°=4.11， 水平△L=8.76×sin62°=7.73。

如果入射点深度变为16，则纵波声程约为19mm ，相当于横波声程19×=5900323010.40，深度△h=10.40×cos62°=4.9 ，水平△L=10.40×sin62°=9.18。

理论计算与实测结果基本一致，焊缝取典型部位打开也与预想的情况一样，说明此波就是变形纵波，且紧跟横波之后，在屏幕上深度的范围内距离改变很小。