超声波检查（UT）是一种通用的体积检查方法，使技术人员能够检查被测材料的整个横截面。该方法被广泛用于对焊缝进行探伤。这是测试焊缝的首选方法，因为它快速，廉价，只需要接近焊接接头的一侧，只需要一个人操作设备，并且不会对技术人员或附近的工作人员造成健康危害。
超声波检查的基本原理相对简单。当由高频，高压交流电激励时，压电晶体会产生高频声音脉冲。压电晶体的振动超出人类的可听范围，使被询问的材料振动。声波以恒定的速度从含有压电晶体的换能器穿过耦合剂和均质固体，直到遇到反射面。一些声音被反射回压电晶体，并使晶体振动。压电晶体将振动转换成微弱的电压信号，该信号被传输到UT机器，然后在UT机器上放大并显示出来，以便操作员可以看到正在发生的事情。
校准的重要性
超声测试方法是一种比较类型的测试，这意味着测试设备必须在包含已知大小的人工缺陷的测试块上进行校准。还对测试仪器的距离进行了校准。通常，根据AWS结构焊接规范（图1），IIW校准块用于在测试焊缝时校准UT机。正确校准测试仪器所需的时间和精力非常值得。甚至新的数字测试仪器也必须根据结构焊接规范的要求进行校准。
该规范要求每次更换换能器，每次连接机器和从电源断开，每次更换电池，更换同轴电缆或断电时都要重新校准测试仪器。
图1：检查人员使用直射束换能器和IIW校准块校准超声波机器的距离。
一旦对UT机器校准了距离并根据已知缺陷（通常是IIW校准块中的侧面钻孔）设置了灵敏度，就可以按照结构焊接规范使用该机器探询焊缝。将反射信号与已知缺陷产生的信号进行比较。通常，将反射信号的幅度与已知缺陷的幅度进行比较。考虑了声路距离和被测材料的衰减。AWS结构焊接规范使用评级系统来确定是接受还是拒绝产生反射信号的不连续性。
对于许多人来说，焊缝检查是超声波检查的唯一途径，但是还有更多应用可以利用该方法。下文讨论了该检查方法的其他应用。
现实生活中的应用
脉冲回波UT可用于绘制腐蚀图以找到较薄的区域。可以进行工程评估，以确定继续安全使用该物品，将其从服务中移除或修复受影响的区域是否安全。进行腐蚀检查时，通常使用直光束（纵波）。在许多情况下，使用对决元素（换能器）。一个压电晶体产生声波，并将其发送到被测材料中，第二压电晶体检测反射的信号，并产生弱电压信号，该信号被发送回机器进行放大和处理。
超声波检查可用于检测机器组件（例如，电机轴，螺栓和拉杆）中的裂纹。产生纵向波的直束换能器可用于从零件的一端探询组件。如果存在裂纹，一些声能会被反射回换能器。新的测试仪器的钢制量程可以达到500英寸，这意味着它可以通过500英寸的钢结构发送声波并检测信号。如果轴的末端带有螺纹，可能会很有趣，因为某些声能会被螺纹表面反射。现在，技术人员必须确定信号是由于裂纹还是只是从螺纹上弹起。我使用这种方法来确定4英寸直径的锚杆是否失效或完好无损。锚杆长10英尺，安装于50多年前。人们担心腐蚀可能会损坏锚杆，而其中一些可能会失效。幸运的是，UT提供了锚杆未断裂的证据。
我已经将UT与直光束传感器（产生纵向波）一起使用来检查大直径螺栓。任务是确定失效的螺栓，具有明显裂缝的螺栓以及形状良好的螺栓。
在检查大型锻压机时，我会广泛使用UT。机器很大。我检查过的一台机器的拉杆长116英尺。它们是美国有史以来最大的单件锻件。其他的则要短得多，但是无论长度如何，任务是在发生灾难性事件之前识别裂纹，该事件有可能对机器造成数百万美元的损失。
使用超声波检查执行的许多作业未包含在代码中。技术人员收集数据并将其提供给客户。然后，客户必须确定该数据对设备的安全运行意味着什么。目的是避免由于关键组件的故障而导致计划外关机。这些工作可能具有挑战性并且很有趣。
结论性思想
虽然许多检查员执行超声波检查来检查焊缝，但是超声波测试方法可以用于许多其他任务。它是一种非常通用的工具，但是技术人员必须对UT的原理有透彻的了解，才能充分利用测试方法的全部潜能。许多任务未包含在代码中，因此必须开发和测试过程以验证其将提供做出明智决定所需的信息。在某些情况下，可能需要特殊的校准标准。需要培训和经验才能充分利用超声测试方法的全部潜力。
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