超聲波無(wú)損檢測(cè)是工業(yè)上最常用的無(wú)損檢測(cè)方法，通過聲波束檢測(cè)工業(yè)零件的缺陷。隨著現(xiàn)代工業(yè)的進(jìn)步，尤其是在航天航空高速發(fā)展的當(dāng)下，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)與評(píng)價(jià)越來(lái)越重要，它的應(yīng)用極其廣泛，并且能有效的使工業(yè)制造業(yè)的質(zhì)量得到控制。由于新材料和測(cè)試技術(shù)的發(fā)展，也為無(wú)損檢測(cè)技術(shù)提供了新的可能性。在不銹鋼無(wú)縫管工業(yè)迅速發(fā)展的中國(guó)，超聲波無(wú)損檢測(cè)技術(shù)更是尤為重要。

  不銹鋼無(wú)縫管是具有中空截面，大量用作輸送流體的管道，如輸送石油、天然氣、煤氣、水及某些固體物料的管道等。鋼管與圓鋼等實(shí)心鋼材相比，在抗彎抗扭強(qiáng)度相同時(shí)，重量較輕，是一種經(jīng)濟(jì)截面鋼材，廣泛用于制造結(jié)構(gòu)件和機(jī)械零件，如石油鉆桿、汽車傳動(dòng)軸、自行車架以及建筑施工中用的鋼腳手架等用鋼管制造環(huán)形零件，可提高材料利用率，簡(jiǎn)化制造工序，節(jié)約材料和加工工時(shí)。

一、超聲波無(wú)損檢測(cè)概述

  隨著時(shí)代的變革和工業(yè)的迅速發(fā)展，人們?cè)絹?lái)越重視工業(yè)制造質(zhì)量，無(wú)損檢測(cè)也得到了進(jìn)一步的發(fā)展。無(wú)損檢測(cè)利用了聲波、光、磁和電等特性在不損害被檢工件性能的前提下，檢測(cè)工件的缺陷性，并且可以測(cè)量出工件缺陷大小、缺陷的位置和工件的固有性質(zhì)。這不僅控制了工業(yè)工件的安全性能、還提升了工業(yè)生產(chǎn)部門的可靠性，為工業(yè)制造評(píng)價(jià)提供了詳細(xì)有效的數(shù)據(jù)。

  超聲波無(wú)損檢測(cè)最早起源于蘇聯(lián)，1929年蘇聯(lián)科學(xué)家利用超聲波的連續(xù)穿透研制出了世界上第一臺(tái)超聲波檢測(cè)裝置，讓超聲波進(jìn)入了工業(yè)領(lǐng)域。二戰(zhàn)時(shí)期超聲波的無(wú)損檢測(cè)更是得到了進(jìn)一步的發(fā)展，二戰(zhàn)時(shí)期英國(guó)、美國(guó)分別在1944年、1946年制造出A型脈沖發(fā)射式超聲波探傷儀。到20世紀(jì)50年代，A型脈沖發(fā)射式超聲波探傷儀在世界上的發(fā)達(dá)國(guó)家得到了廣泛的應(yīng)用，尤其在當(dāng)時(shí)鋼鐵、鐵路和造船高速發(fā)展時(shí)期，超聲波探傷儀更是必不可少的檢測(cè)儀器。時(shí)至今日，國(guó)際許多知名的公司如美國(guó)的METEC、西班牙的TECHATOM等所研發(fā)生產(chǎn)的檢測(cè)系統(tǒng)在信號(hào)采集、分析和成像處理的技術(shù)領(lǐng)域一直處于世界的領(lǐng)先地位。超聲波無(wú)損檢測(cè)一路走來(lái)也是一波三折，從無(wú)損探傷，慢慢轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)損檢測(cè)，到現(xiàn)在的無(wú)損評(píng)價(jià)；由最初僅限檢驗(yàn)工業(yè)零件的缺陷；到20世紀(jì)成長(zhǎng)到能進(jìn)一步的檢測(cè)出工業(yè)零件的缺陷的大小和位置及類型；直至今日超聲波無(wú)損檢測(cè)儀能對(duì)工業(yè)零件做出全面綜合的評(píng)價(jià)，不僅能檢測(cè)出工業(yè)零件的顧有屬性以及狀態(tài)，還能評(píng)估出工業(yè)零件的發(fā)展趨勢(shì)。也因此無(wú)損超聲波檢測(cè)更全面的保證了材料的質(zhì)量、從而使工業(yè)制造質(zhì)量達(dá)到有效的控制。

  縱觀現(xiàn)在的工業(yè)發(fā)展和生活，航天航空的發(fā)展成為各個(gè)國(guó)家的重中之重，鐵路、航母以及簡(jiǎn)單的機(jī)械制造都廣泛的應(yīng)用到了超聲波無(wú)損檢測(cè)儀，它不僅運(yùn)用極其廣泛，并且還能為企業(yè)帶來(lái)顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

二、超聲波檢測(cè)的利與弊和變革

  超聲波檢測(cè)是無(wú)損檢測(cè)中研究和技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用最活躍的方法之一。優(yōu)點(diǎn)：超聲波的檢測(cè)范圍廣、聲波波長(zhǎng)短、方向性好而且穿透性強(qiáng)，對(duì)于工業(yè)零件的缺陷定位準(zhǔn)確，檢測(cè)的深度大，并且對(duì)人體不會(huì)造成危害，更不會(huì)對(duì)工業(yè)零件造成性能的損害；缺點(diǎn)：以往超聲波技術(shù)依賴具體的檢測(cè)工藝和方法，同時(shí)超聲波檢測(cè)還存在對(duì)工業(yè)零件的缺陷的定量、工件的定性、定位和缺陷檢測(cè)出的概率，還有漏掉的檢測(cè)點(diǎn)、檢測(cè)結(jié)果的重復(fù)等等問題。

  為了更高效的使超聲波檢測(cè)得到利用，先后研制出了相控陣超聲波和激光超聲波，以及電磁超聲波，還有空氣耦合超聲波，并且后期隨著機(jī)械相控超聲成像技術(shù)的發(fā)展超聲成像技術(shù)也得到了突破性的發(fā)展。目前超聲波無(wú)損檢測(cè)，在自動(dòng)化控制以及超聲波信號(hào)的數(shù)字化處理方面，都在不斷的致力發(fā)展，在診斷智能化多種成像技術(shù)方面更是被確定為一大突破方向。

  現(xiàn)在各行業(yè)在自動(dòng)化的變革下，自動(dòng)化不但能節(jié)約大量的工業(yè)成本，還能帶來(lái)大量的商業(yè)效益，而自動(dòng)化的作業(yè)自然少不了先進(jìn)的無(wú)損檢測(cè)設(shè)備。而由于商業(yè)的推動(dòng)超聲波無(wú)損檢測(cè)儀也做出了進(jìn)一步的突破，超聲波檢測(cè)流水線信號(hào)數(shù)字化的處理，有效的過濾掉了超聲波回波中夾雜的雜音，使得超聲波能更準(zhǔn)確的檢測(cè)出工業(yè)零件缺陷的特有屬性進(jìn)行分析，這極大的提高了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，降低了原有的工作量。

  隨著工業(yè)化的需求，超聲波不僅在自動(dòng)化、人工智能、現(xiàn)代數(shù)字信號(hào)處理以及超聲波成像技術(shù)力求更進(jìn)一步，還在外形尺寸上不斷的尋求突破，做到更小、更智能、更輕便、更準(zhǔn)確。

三、不銹鋼無(wú)縫管

  無(wú)損超聲波檢測(cè)的方法也很多樣性，從不同角度可以分成穿透法和脈沖法，還有共振法；從探入的多少又可以分為單探頭法和雙探頭法等方法。隨著社會(huì)的發(fā)展，工業(yè)的進(jìn)化，城市的建設(shè)也越來(lái)越多樣化和嚴(yán)格化，而鋼材作為其重要的原材料，在人類歷史的進(jìn)程中更是起到不可忽視的作用，尤其是無(wú)縫鋼管作為天然氣、石油等固體物料的輸送流體管道，相比于其他實(shí)心鋼材，在抗彎扭強(qiáng)度相同的情況下，它的重量更輕，造價(jià)成本更低，是一種經(jīng)濟(jì)的截面鋼材。

  不銹鋼無(wú)縫管不僅能用作傳輸管道，還被廣泛利用于制造機(jī)械零件，大到石油鉆桿、小到環(huán)形零件，甚至各種常規(guī)武器的機(jī)管、炮筒等都能見到他的身影。在高速發(fā)展的工業(yè)進(jìn)程中，無(wú)縫鋼管的出現(xiàn)不僅大大的縮短了加工時(shí)間，而且能更加高效的利用材料，節(jié)約制造材料，簡(jiǎn)化了制作工藝。但從現(xiàn)如今的國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)來(lái)看現(xiàn)有的鋼管制造產(chǎn)量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于需求水平，因此刺激了國(guó)家對(duì)鋼鐵市場(chǎng)進(jìn)行了優(yōu)化，引發(fā)行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)，而超聲波無(wú)損檢測(cè)作為無(wú)縫鋼管中的一道重要的檢測(cè)技術(shù)，更是成為了行業(yè)篩選的重要指標(biāo)。

四、無(wú)縫鋼管的市場(chǎng)與超聲波無(wú)損探傷在無(wú)縫鋼管中的運(yùn)用

  近幾年我國(guó)的不銹鋼無(wú)縫管產(chǎn)業(yè)進(jìn)入了一個(gè)全新的時(shí)代，在經(jīng)過了十幾年的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的積累，中國(guó)的無(wú)縫鋼管產(chǎn)業(yè)居世界前列。2008年金融危機(jī)爆發(fā)，致使全球主要金融市場(chǎng)出現(xiàn)資金流動(dòng)嚴(yán)重不足，在這樣的環(huán)境下我國(guó)的無(wú)縫鋼管行業(yè)的產(chǎn)量一直保持70%左右。并且隨著科技的進(jìn)步，我國(guó)的不銹鋼無(wú)縫管企業(yè)的生產(chǎn)工藝水平得到進(jìn)一步的提升。但是在此之后我國(guó)的產(chǎn)量增速減慢，銷售量出現(xiàn)下滑，產(chǎn)能過剩的問題逐漸的凸現(xiàn)出來(lái)，很多企業(yè)出現(xiàn)嚴(yán)重的虧損。

  2014年全球經(jīng)濟(jì)的低迷，更是讓鋼管行業(yè)出口成為“重災(zāi)區(qū)”，而隨著眾多的中小民營(yíng)企業(yè)的倒下，消費(fèi)狀況日漸低迷。品種、規(guī)格、特點(diǎn)等成為了企業(yè)突破窘境的突破口，而先進(jìn)的超聲波探傷設(shè)備，由近幾年的飛速發(fā)展，更是成為了無(wú)縫鋼管質(zhì)量中的一項(xiàng)重要指標(biāo)之一。利用數(shù)字超聲波無(wú)損探傷設(shè)備，采用橫波反射法在鋼管和探頭移動(dòng)的狀態(tài)下，通過特定的干擾源激發(fā)超聲波，使其在介質(zhì)中傳播并收集數(shù)據(jù)；而當(dāng)超聲波出現(xiàn)反復(fù)的折射和反射現(xiàn)象時(shí)，即檢測(cè)不銹鋼無(wú)縫管存在多個(gè)界面，并且存在某些缺陷。可以用脈沖反射法進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)脈沖在兩個(gè)聲阻不同的地方產(chǎn)生反射現(xiàn)象時(shí)，得到無(wú)縫鋼圈缺陷的位置以及缺陷大小等一系列數(shù)據(jù)。檢測(cè)一些大口徑的無(wú)縫鋼管的時(shí)候，往往采用脈沖反射法，在這一檢測(cè)過程中，超聲波探傷儀器會(huì)產(chǎn)生多個(gè)的脈沖，脈沖通過耦合劑和晶體滲透到材料當(dāng)中，當(dāng)原有回?fù)苈肪€發(fā)生改變，造成回波時(shí)間差異的時(shí)候，對(duì)儀器反饋的回波時(shí)間和聲速進(jìn)行處理，可以準(zhǔn)確確定缺陷的位置。

  檢測(cè)一些小口徑的不銹鋼無(wú)縫管的時(shí)候，因?yàn)殇摴艿陌霃胶苄。绻捎媒佑|法往往會(huì)出現(xiàn)耦合不良、超聲波波束嚴(yán)重?cái)U(kuò)散等情況，從而影響探傷的靈敏度。一般檢測(cè)小口徑的無(wú)縫鋼管都選擇用水浸聚焦探頭利用橫向超聲波束探傷，可以快速準(zhǔn)準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)材質(zhì)外表以及隱藏在內(nèi)部的不足。因?yàn)榫劢固筋^的超聲波聲束的能量比較集中，能有效的提高檢測(cè)的靈敏度和分辨率，因此這種方法經(jīng)常被用來(lái)檢測(cè)小口徑的鋼管。

五、結(jié)束語(yǔ)

  超聲波的運(yùn)用越來(lái)越廣泛，隨著時(shí)代的變革和工業(yè)的發(fā)展，超聲波無(wú)損檢測(cè)技術(shù)也在不斷的提升，與此同時(shí)無(wú)縫鋼管行業(yè)也在不斷的發(fā)展，作為石油、汽車、化工、造船、電力等工業(yè)的重要產(chǎn)品，其性能也在不斷的提高，以滿足各行業(yè)的需求，可以說幾乎大部分重要的行業(yè)都離不開無(wú)縫鋼管。而且我國(guó)的無(wú)縫鋼管行業(yè)產(chǎn)量占世界產(chǎn)量的一半，是名副其實(shí)的無(wú)縫鋼管生產(chǎn)、出口和消費(fèi)大國(guó)，潛力巨大。