超声波检测利用高频声波（通常0.5-25 MHz）在材料中的传播特性来发现内部缺陷。当声波遇到不同介质（如金属中的气孔或裂纹）时，会发生反射、折射或散射，通过接收这些信号变化即可判断缺陷位置和尺寸。

核心物理参数包括：

1. 声阻抗：材料密度与声速的乘积（单位：Rayl），决定反射系数。例如，钢的声阻抗约45×10⁶ Rayl，与空气（415 Rayl）差异显著，因此界面反射强烈。

2. 频率选择：高频波（如10 MHz）分辨率高但穿透力弱，适用于薄壁件；低频波（1 MHz）可检测厚达数米的铸件（参考标准：ASTM E317）。

一、检测设备与技术方法

1. 设备组成：

探头：压电晶片（如锆钛酸铅）产生超声波，常用直探头（纵波）和斜探头（横波）。

耦合剂：水或甘油，消除探头与工件间的空气间隙。

显示单元：A扫描（波形图）、B扫描（截面成像）。

2. 主流技术：

脉冲回波法：单探头收发信号，测量反射时间计算缺陷深度（公式：深度=声速×时间/2）。

透射法：双探头对射，通过信号衰减判断缺陷，适用于复合材料分层检测。

二、应用场景与局限性

1. 典型应用：

焊缝检测：可检出≥0.5 mm的裂纹（ASME BPVC标准）。

厚度测量：精度达±0.1 mm，用于管道腐蚀监控。

2. 对比其他技术：

优势：无辐射风险（优于X射线）、实时成像。

局限：需表面光滑，对复杂形状工件适应性差。

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