超声波探伤仪作为无损检测领域的重要设备,通过发射高频超声波穿透工件内部,利用反射信号判断材料内部缺陷(如裂纹、气孔、夹杂等),广泛应用于机械制造、压力容器、航空航天、管道工程等行业。规范操作是保障检测准确性、避免漏检误判的关键,下面详细拆解超声波探伤仪的完整操作流程及注意要点。
一、操作前准备工作
(一)设备与配件检查
操作前先全面检查超声波探伤仪的外观状态,查看机身是否有碰撞痕迹、显示屏是否清晰无划痕,操作按键(电源键、参数键、扫描键)按压灵敏无卡顿。重点检查核心配件:探头(常用直探头、斜探头,根据检测需求选择)的保护膜是否完好,探头线缆有无老化、破损或接触不良(线缆故障会导致信号传输中断);耦合剂(如甘油、专用耦合剂)是否足量,且无变质、分层现象(耦合剂用于填充探头与工件间隙,减少超声波衰减)。
同时,核对设备铭牌参数,确认探头频率(常见 2-5MHz)、探测深度范围与当前检测工件的材质(如碳钢、不锈钢、铝合金)、厚度匹配,避免因参数不匹配导致缺陷检测不灵敏。此外,检查电池电量(便携式设备)或供电线路(台式设备),确保设备运行稳定,避免检测中突然断电。
(二)工件准备与处理
工件状态直接影响检测效果,需按要求预处理:首先清洁工件检测面及周围区域,用钢丝刷或砂纸去除表面的油污、铁锈、氧化皮、涂层(如油漆、防锈层),清洁范围需大于探头扫描区域的 2 倍,避免杂质阻碍超声波传播,导致信号失真;其次,检查工件表面是否有明显变形、严重腐蚀或大面积划伤,此类部位会干扰超声波反射信号,需避开或提前打磨平整;对于曲面工件(如管道、轴类),需准备与工件曲率匹配的楔块(斜探头专用),确保探头与工件表面紧密贴合,减少耦合间隙。
此外,需了解工件的基本信息,如材质、厚度、焊接工艺(针对焊缝检测),便于后续参数设置更贴合实际检测需求。
(三)环境与安全准备
超声波探伤仪需在稳定的环境中操作:避免在强磁场、强电场(如大型变压器、电焊机)或振动剧烈(如运行中的机床)的场景使用,强干扰会导致仪器显示信号杂乱,振动会影响探头与工件的贴合稳定性;环境温度控制在 10-40℃,相对湿度不超过 85%,过高湿度可能损坏设备内部电路,过低温度会影响耦合剂流动性。
安全方面,操作人员需佩戴防护手套,避免手部直接接触尖锐工件边缘或腐蚀性杂质;若检测大型工件需登高操作,需搭建稳固的操作平台,系好安全带;便携式设备使用时避免摔落,探头属于精密部件,切勿用力敲击或碰撞。
二、核心操作步骤
(一)参数设置与校准
接通电源开机后,设备进入参数设置界面,根据工件信息和检测标准(如 GB/T 6402、ASTM A609)调整关键参数:
基本参数:设置探头类型(直探头 / 斜探头)、探头频率(如 2.25MHz 用于厚工件,5MHz 用于薄工件)、声速(碳钢声速约 5900m/s,铝合金约 6300m/s),声速设置错误会导致缺陷定位偏差;
扫描范围:根据工件厚度设置探测深度,通常探测深度为工件厚度的 1.5-2 倍,确保能覆盖工件全厚度范围,避免遗漏内部深层缺陷;
增益与抑制:增益用于调节信号幅度,初始设置可参考设备默认值,若信号过弱可适当增大增益,若杂波过多可适度调节抑制(抑制强度不宜过大,否则可能掩盖小缺陷信号);
校准验证:用标准试块(如 IIW-V1 试块、CSK-IA 试块)进行校准,将探头贴合试块标准反射面,移动探头找到标准反射波(如底面反射波、人工缺陷反射波),调整仪器的 “距离 - 幅度" 曲线(DAC 曲线),使反射波幅度与标准试块的缺陷尺寸对应,确保缺陷定量准确。
(二)探头耦合与扫描检测
将适量耦合剂均匀涂抹在工件检测面上(耦合剂厚度以能覆盖探头接触面为宜,不宜过多或过少),手持探头轻压在检测面上,确保探头与工件表面无气泡、无间隙,贴合紧密。
扫描方式需根据检测需求选择:
全面扫描:针对工件整体检测,探头以匀速(约 50-100mm/s)在检测面上做直线或网格状移动,移动过程中保持探头压力均匀,避免探头抬起或滑动过快,确保无检测盲区;
重点扫描:针对焊缝、锻件结合面等易产生缺陷的部位,采用 “锯齿形" 或 “交叉形" 扫描,扫描速度放缓,重点观察信号变化;
斜探头扫描(焊缝检测):探头与焊缝中心线呈一定角度(通常 30°-70°),沿焊缝两侧平行移动,覆盖焊缝及热影响区,确保缺陷无遗漏。
检测过程中密切观察仪器显示屏上的波形信号,若出现异常反射波(如波幅高于杂波、波形尖锐且位置固定),需标记该区域,并调整探头角度和位置,进一步确认是否为缺陷信号。
(三)缺陷判断与数据记录
根据显示屏上的信号波形判断缺陷情况:
缺陷定位:通过波形在时间轴上的位置,结合声速和探头角度,计算缺陷距离工件表面的深度和水平位置,部分数显式探伤仪可自动显示缺陷坐标,无需手动计算;
缺陷定性:根据波形特征判断缺陷类型,如裂纹缺陷的反射波通常波幅高、波形尖锐,且随探头移动波幅变化明显;气孔缺陷的反射波多为孤立的尖峰波,波幅较低;夹杂缺陷的反射波波形较为宽钝,波幅不稳定;
缺陷定量:参考校准后的 DAC 曲线,根据缺陷反射波的波幅高度,估算缺陷的当量尺寸(如当量直径、长度),若缺陷尺寸超过标准允许范围,需重点标记并记录。
检测完成后,详细记录检测数据,包括工件编号、材质、厚度、检测部位、缺陷位置、缺陷类型、缺陷尺寸、参数设置、检测时间及操作人员,便于后续质量追溯和工件评估。若设备支持数据存储或导出,可将检测波形和数据保存至电脑,生成检测报告。
(四)检测后整理
所有检测完成后,关闭设备电源,清理探头表面的耦合剂(用干净软布擦拭,避免耦合剂残留腐蚀探头保护膜),将探头放入专用保护盒中。清洁工件表面的残留耦合剂,若耦合剂含有油污,可使用清洁剂擦拭干净。
将设备、探头、标准试块、耦合剂等配件整理好,放入专用收纳箱,避免配件丢失或损坏。便携式设备需及时充电,台式设备需断开供电线路,做好设备使用记录。
三、操作注意事项
探头与工件贴合时,避免用力按压探头,防止探头保护膜破损或内部晶片损坏,影响检测精度;
扫描过程中若耦合剂变干,需及时补充,确保探头与工件始终保持良好耦合,避免因耦合不良导致信号中断或缺陷漏检;
避免在同一部位长时间扫描,防止耦合剂发热或探头过热,影响仪器和工件状态;
若检测过程中仪器出现信号杂乱、无反射波等异常,需先检查探头连接、耦合状态和参数设置,排除简单故障后再继续检测,无法排除时需停止使用,联系专业人员检修;
不同材质、厚度的工件需重新设置参数并校准,不可直接沿用之前的参数,否则会导致检测结果不准确。