安德里茨（中国）有限公司 528000
摘要：超声波无损检测技术是现代科学技术发展的产物，其检测的过程会很好的保护试件的质量和性能，从而获取物品的性质和特征对其进行检测。超声波无损检测技术通过结合高科技的技术来完成检测的过程，检测的结果真实可靠，可以体现出超声波无损检测技术的应用性，同时超声波无损检测技术在检测时，也存在一些缺点。
关键词：超声波无损检测；检测技术；无损评价
超声波无损检测技术在检测的过程中，会使用到很多的技术，这些技术既满足了检测的需要，又能有效的解决检测中出现的问题。经过技术人员的不断探索，通过人工神经网络的技术来减少检测的缺陷，并实现了降低噪音的效果，满足了超声波无损检测的更高要求。在检测的过程中，要合理科学的利用技术手法，来提高检测结果的准确性。
1 超声波无损检测技术的发展趋势和主要功能
1.1 超声波无损检测技术的发展趋势
在超声波无损检测技术应用的过程中，需要很多理论知识的支持，检测时也对检测的方法和工艺流程有严格的要求，这些规范的检测方式使超声波无损检测的结果可以更准确。发现检测缺陷时，技术人员应用非接触方式的检测技术，运用激光超声来提高检测的效果，所以未来超声波无损检测技术一定会向着自动化操作的水平去发展。自动化的检测方法可以简化检测工作，实现专业检测的目标，扩大超声波无损检测技术应用的范围，同时随着超声技术的应用，在检测的过程中，也会实现数字化检测的目标，利用超声信号来处理技术的应用，使检测技术可以实现统一使用的要求，同时数字化操作的检测过程也会提高检测的准确性，有利于检测技术的发展。所以超声波无损检测技术将会实现全面的现代化操作要求，利用现代化科学技术的发展，来规范超声波无损检测的检测行为，也具备了处理缺陷的功能，提高了检测的效率。
1.2 超声波无损检测技术系统的主要功能
目前，我国超声波无损检测主要应用的技术是脉冲反射式的检测方法，这种技术的应用可以准确的定位缺陷出现的位置和形式，具有非常高的灵敏度，简化了技术人员检查缺陷的工作，完善了技术标准。脉冲反射式的检测技术还具有非常高的灵活性和适用性，可以适应超声波无损检测的要求，并实现一台仪器检测多种波形的检测工作。根据脉冲反射式的检测技术要求，可以实现缺陷检查的功能、操作界面切换显示的功能、显示日历时钟的功能，在实际的检测过程中功能键的使用也非常方便，简化了技术人员的操作过程，并且脉冲反射式技术具有灵敏度高的功能，使其可以及时的发现检测过程中出现的缺陷，有利于技术人员进行检修的工作，提高了检测工作的工作效率。
1.3 系统主要功能的技术指标
脉冲反射式技术在使用的过程中有很多的要求，其中要满足功能使用的技术指标，从而实现规范化的操作标准。反射电压的电量要控制在400伏，实现半波或者射频的检波方式，检测的范围要在4000-5000毫米之间，只有满足了这些技术标准才能合理的设置出技术应用的框架。同时在超声波无损检测技术应用的过程中有严格要求的电路设计，如果不能满足技术的指标要求，那么在实际检测的过程中，会存在很大的风险，会对技术人员造成严重的生命安全威胁。所以在检测工作实施之前，必须要按照相关的技术指标来合理的构建检测的环境，提高检测工作的安全性，保障检测工作可以顺利的进行。
2 超声非线性关键技术
2.1 非线性的试验来源
非线性超声检测的关键是区分材料固有非线性与缺陷引起的非线性，而在实际检测过程中非缺陷引起的非线性是不可避免的，功率放大器、超声换能器和耦合剂等都具有非线性，并且它们通常要比被测材料和缺陷本身的非线性要大，因此，在试验装置和试验方法上减小非缺陷的非线性非常重要。
2.1.1 发射换能器
采用脉冲串对窄带发射换能器进行激励，并且发射换能器使用压电晶片。这样做的好处，一是发射端激励信号的频带较窄，有利于获得期望频率的超声波，获得较为纯净的频率响应；二是与商业化的探头相比，压电晶片没有阻尼、保护罩等其他非线性来源，频带较为尖锐，有利于试验结果的取得和分析。还要对发射换能器的频率响应进行测量，充分利用其激励水平和“滤波器”效应，滤除前端非线性。
2.2.2 耦合剂
通常所采用的液体耦合剂都具有较强的非线性，这样就对试验结果的正确性和准确性造成了影响。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆可以采用不同的液体介质作为耦合剂并进行测量，找出其中非线性残留最小的一种，并进行定量，在试验结果中予以剔除；或采用紧密耦合的固体耦合剂，如采用具有低熔点的固态介质，利用其易结晶的性质进行耦合，或直接采用胶粘剂粘接晶片，都可以作为减小耦合剂非线性的有效途径。
2.2 信号与数据处理
2.2.1 信号处理
对于有限幅度法，二次谐波的幅值与基波的幅值相比非常小，常常被淹没在噪声信号中。因此，在接收端要使用频率响应好的宽带换能器进行接收，使基波、二次谐波、甚至三次谐波都能够具有较好的动态响应，获得大增益的输出信号。同时，要对前置放大器和接收换能器引入的非线性进行处理，对试验结果进行准确描述；采用调制方法进行双频谱分析[28-30]或相敏检波等方法对接收信号进行处理；也可采用 Ritec-SNAP 系统具有的频率选择功能，对特定频率信号进行放大，获得较高信噪比的输出信号。
2.2.2 试验数据的校准
讨论非线性问题常用到非线性系数 β，由式（9）可知 β 与振幅之比有关，而在试验中获得的常是接收换能器响应的电压数据，因此，对试验数据进行校准就十分重要，常用的校准方式可以采用激光振动计直接测量试样的振动位移，建立电压与位移的相互关系，可以求出 β，否则只能采用与对比试样进行数据比对的方式说明检测结果。
在计算 β 时，由于接收换能器的频率响应特性不同，还要对基波和高次谐波的电压幅值根据频率响应传递函数进行补偿，这样获得的数据才可比。非线性超声技术具有线性超声不具有的优越性，但随之而来的就是对检测过程和方法的严格要求，为了获得准确的非线性超声试验数据，必须合理设计试验装置和安排试验步骤，做好信号处理和数据分析，获得准确的试验结论。
3 超声波无损检测技术检测的方法和缺陷的显示
3.1 超声波无损检测技术检测的主要应用方法
超声波无损检测技术的检测方法按照具体的分类可以分为很多种，从检测的原理进行分析，超声波无损检测技术应用的主要方法是穿透法、脉冲反射法、共振法，按照检测探头来分类，检测的主要方法有单探头法、双探头法、多探头法，按照检测试件的耦合类型来分类，检测的主要方法有液浸法、直接接触法。这些具体的方法可以满足很多情况下的检测工作，并且提高了检测结果的准确性，完善了超声波无损检测技术的检测要求，所以技术人员要根据具体的检测环境和试件的类型来选择正确的检测方法，通过方法的应用要提高检测工作的效率，降低缺陷出现的可能。随着我国现代化科学技术的不断发展，人们对检测技术的应用也提出了更高的要求，检测工作的检测范围也越来越广，同时要求在对试件检测的过程中，不可以损坏试件的质量和性能，同时还要保准检测结果的准确性，所以技术人员要严格的按照检测标准，完成检测的工作，要对检测的方法进行改善，使其可以满足时代发展的要求。
3.2 缺陷的显示
在超声波无损检测技术检测的过程中，会出现不同类型的缺陷，主要分为A、B、C三种类型的显示，在工业检测的过程中，A类显示是应用最广泛的一种类型，在显示器上以脉冲的形式显示出来，对显示器上的长度和宽度进行标记，从而当超声波返回缺陷信号时，可以在屏幕上明确的显示出缺陷出现的位置。B类显示是通过回波信号来完成显示的过程，回波信号发出时会点亮提示灯，通过显示器的显示可以观察到缺陷出现的水平位置，这种类型的显示比较直观，有利于技术人员的观察和分析。C类显示是通过反射的回波信号来调制显示的内容，通过亮灯和暗灯来显示接收的结果，检测到缺陷时会出现亮灯，因此技术人员只需要观察灯的变化，1．对全线（或一个较大区间）进行精调小车测量，根据测量数据，对轨道高程已大于设计高程的区段，应先进行落道处理，轨道高程小于设计高程40mm以内的，如道床状态参数及中线位置已达验标标准，可不落道，否则也应进行落道处理。落道区段后以轨顶高程小于设计轨顶高程60-80mm为宜。
2．制定大机捣固方案。精调整理一般分四次捣固，在进行捣固前，应根据测量数据对各次捣固的起拨道量进行拟合。拟合后前两次捣固起道量宜为10-30mm，最大不得大于40mm，拨道量宜小于20mm，后两次捣固起道量宜为15-20mm，最大不得大于30mm，拨道量宜小于15mm。
3．每次捣固后，均须重新用精调小车采集轨道几何尺寸数据，并将数据与捣固前数据、计划捣固数据进行对比，确认捣固质量。根据数据重新制定新的捣固方案，对线路状态较差地段，适当增加捣固次数，对线路状态较好地段，可减少一次捣固。
4．线路的理想状态为中线、高程均与设计相符，但由于种种原因，无法达到此状态，为保证各项参数能满足验标要求，宜对最终线路状态进行微调，以低于设计轨顶5mm；左线中线为设计中线左偏2mm；右线中线为设计中线右偏2mm为最终线路目标状态。以防止线路出现线间距偏小、线路高程超限等较难处理的超限项目。
六、总结及生产实践成果
按照以上方法进行轨道精调整理的南广铁路南宁-梧州南段，在2014年3月23日的动检车检查情况为：全线共检查469km，共出现2级分15处，TQI值分别为上行3.66，下行3.47。线路状况较为良好。
而通过松紧内外扣扣件的不同顺序来调整轨距，可以有效减少轨距挡板的更换率。采用此方法调整轨距的南广3标轨距挡板的更换率为3.4%，低于同期开工的厦深铁路、湘桂铁路等同类型工程。
以上数据证明了以上经验总结在实践中的可行性，希望能对以后的类似工程能产生借鉴及参考意义。
参考文献：
[1]《高速铁路轨道工程施工质量验收标准》（TB10754-2010）
[2]《高速铁路轨道工程施工技术指南》（铁建设[2010]241号）
论文作者:陈志勇
论文发表刊物:《基层建设》2016年9期
论文发表时间:2016/8/1
标签：超声波论文; 检测技术论文; 缺陷论文; 技术人员论文; 高程论文; 方法论文; 超声论文; 《基层建设》2016年9期论文;