超声波探伤仪（Ultrasonic Testing, UT）是一种利用超声波在材料中传播的特性来检测内部缺陷的无损检测设备，广泛应用于工业制造、航空航天、石油化工、建筑等领域。以下是其功能、应用场景（焊缝、圆管、板材）的具体使用方法及相关标准：

一、超声波探伤仪的功能

1. 缺陷检测：

   • 检测材料内部裂纹、气孔、夹杂、未熔合、未焊透等缺陷。

   • 测定缺陷的位置、大小和形状。

2. 厚度测量：

   • 测量材料厚度（如腐蚀后的管道、容器壁厚）。

3. 材料评估：

   • 检测材料晶粒度、分层、各向异性等特性。

4. 动态监测：

   • 实时监测设备运行中的缺陷扩展（如压力容器）。

二、应用场景及使用方法

1. 焊缝探伤

适用对象：钢板对接焊缝、管道环焊缝、T型焊缝等。
检测方法：

1. 探头选择：

   • 斜探头（角度根据板厚选择，如45°、60°、70°）：用于检测焊缝内部缺陷。

   • 直探头：检测焊缝表面及近表面缺陷。

2. 校准：

   • 使用标准试块（如CSK-IA、IIW试块）校准仪器，设定声速、探头延迟、灵敏度（如DAC曲线）。

3. 扫描方式：

   • 锯齿扫描：沿焊缝横向移动探头，覆盖整个焊缝区域。

   • 平行扫查：沿焊缝纵向检测分层缺陷。

4. 缺陷判定：

   • 根据反射波幅、位置和波形特征（如回波高度超过DAC曲线判为缺陷）。

相关标准：

• 国内标准：GB/T 11345-2013《钢焊缝手工超声波检测方法》

• 国际标准：ISO 17640《焊缝无损检测—超声波检测》

• 行业标准：ASME Boiler and Pressure Vessel Code Section V（美国机械工程师协会标准）

2. 圆管（管道、轴类）探伤

适用对象：无缝钢管、油气管道、轴类工件。
检测方法：

1. 探头选择：

   • 小角度纵波斜探头：检测轴向缺陷（如裂纹）。

   • 横波斜探头：检测周向缺陷（如环焊缝中的未熔合）。

2. 检测方式：

   • 周向扫查：探头沿管道外壁圆周方向移动，检测纵向缺陷。

   • 轴向扫查：沿管道轴向移动，检测横向缺陷。

3. 特殊要求：

   • 小径管（直径＜50mm）需使用专用探头或聚焦探头。

   • 腐蚀检测时结合厚度测量模式。

相关标准：

• GB/T 5777-2019《无缝钢管超声波探伤检验方法》

• API 5L《管线钢管规范》

• ASTM E213《金属管材超声波检测标准》

3. 板材探伤

适用对象：钢板、铝板、复合材料板。
检测方法：

1. 探头选择：

   • 直探头（频率2.5-5MHz）：检测板材内部的分层、夹杂。

   • 双晶探头：提高近表面缺陷检测能力。

2. 扫描方式：

   • 沿板材轧制方向和水流方向进行网格状扫查。

   • 检测灵敏度通过对比试块（如平底孔试块）校准。

3. 缺陷判定：

   • 分层缺陷表现为底波消失或多次反射波间距异常。

相关标准：

• GB/T 2970-2016《厚钢板超声波检测方法》

• ASTM A435《钢板纵波超声波检测标准》

• EN 10160《钢板超声波检测》

三、操作注意事项

1. 表面处理：检测区域需打磨光滑，去除氧化皮、油污等。

2. 耦合剂：使用甘油、水或专用耦合剂保证声波有效传输。

3. 温度影响：高温工件需使用高温耦合剂或延迟检测至常温。

4. 人员资质：操作人员需持有无损检测资格证书（如ISO 9712、ASNT Level II）。

四、优势与局限性

• 优势：灵敏度高、可定位定量缺陷、无辐射、适合现场检测。

• 局限性：需耦合剂、对复杂形状工件检测困难、依赖操作经验。

通过合理选择探头、校准仪器并遵循标准流程，超声波探伤仪能高效检测各类材料缺陷，保障工业设备的安全性和可靠性。