超声波技术及应用

第一篇：超声波技术及应用

超声成像技术的发展现状及应用

1 引言

超声成像以其使用安全、成像速度快、价格便宜和使用方便等优势在临床诊断中被大量使用，是临床诊断的重要工具之一[1]。随着超声在医学诊断领域的广泛而深入的应用，以及微电子技术、计算机技术、图像处理技术和探头技术等工程技术的进步，促进了超声诊断技术不断发展。不仅仪器的图像质量明显提高，而且诊断的模式和方法也更加丰富。国内外很多研究人员从事着超声的研究，使超声技术从模拟技术扩展到数字技术，即数字声束形成技术[2];从低帧率成像扩展到高帧率成像[3];从二维成像扩展到三维成像[4];从线性技术扩展到非线性技术[5]，以适应临床不同的需求。本文着重对多普勒血流成像、三维成像技术和谐波成像技术作一下介绍，并对各自在临床方面的应用进行概括。

2 超声多普勒成像技术

超声多普勒技术主要应用于心脏和血管疾病的诊断。它是无损诊断血管疾病的一种重要手段，对超声多普勒血流信号的分析处理可以为疾病诊断提供重要依据[6]。当超声源与人体内运动目标之间存在相对运动时,接收到的回波信号将产生多普勒频移,由此确定其运动速度大小、方向以及在断层上的分布。

2.1多普勒成像技术简介

目前应用于临床的有一维连续多普勒、一维脉冲多普勒、彩色多普勒、能量多普勒和多普勒组织成像[7]。下面就多普勒组织成像技术及其应用做一个简单的介绍。

多普勒组织成像技术[7]是将低速高振幅的心肌运动信息进行彩色编码显示心脏运动信息的图像诊断技术。该技术能够直观的观察心动周期内各时相的室壁运动方向，并定量分析心脏各节段的室壁运动速度。与传统超声目测分析室壁运动相比，能够更为客观地评价心脏的运动特点。但多普勒组织成像无法克服多普勒声束与室壁运动方向夹角所产生的影响[8]。

2.2 超声多普勒成像技术应用

关于超声多普勒成像技术的临床应用的报道有很多。学者经研究发现二维及

彩色多普勒超声对甲状腺良恶性肿瘤的鉴别有一定的诊断价值[9]。李斌采用彩色多普勒超声对子宫颈部肌瘤的声像图特征及其相应的生理、病理学基础作了相关的实验分析，得出彩色多普勒超声对子宫颈部肌瘤有很高的诊断价值[10]。也有人针对彩色多普勒超声和多层螺旋CT两种检查方式进行比较[11]。另外，超声多普勒成像技术也可用于心脏图像的动态三维图像[12]。

3 三维超声成像技术

三维超声成像的概念最初由Baun和Greewood在1961年提出[13]。他们在采集一系列平行的人体器官二维超声截面的基础上，用叠加的方式得到了器官的三维图像。在这之后，很多人进行了这方面的研究工作。随着计算机技术和图像处理技术的发展，三维超声成像取得了明显的进展，一些实用的系统开始进入临床应用。

3.1 三维超声成像技术原理简介

三维超声成像技术包括数据获取、三维图像重建和三维图像的显示[14]。三维超声成像是在采集二维图像的基础上进行重建而成。

要获得理想而准确的三维图像，需要清楚地了解二维图像的位置及角度，还需尽快扫查以避免运动伪像。常用机械驱动扫查、自由扫查、一体化容积探头扫查等方式获取[15]。

获取二维图像数据后，便可形成三维立体数据库。当选择一个参考切面对三维立体数据库进行任意方向的切割和观察时，即可完成对感兴趣结构的三维重建与显示。常用的重建方法为[15]：基于特征的三维图像重构法、基于体素的三维图像重构方法。显示方式有：断面成像、表面成像、透明成像。

3.2 三维超声成像的优缺点

与传统二维超声成像相比，三维超声成像具有明显的优势。主要表现在以下几个方面[16]：直接显示脏器的三维解剖结构;可对三维成像的结果进行重新断层分层，从而能从传统成像方式无法实现的角度进行观察;可对生理参数进行精确测量，对病变位置精确定位。

无可厚非，三维超声成像还存在不足之处[16]。主要表现在三个方面：(1)成像速度慢;(2)空间分辨力低;(3)成像效果未达到临床诊断要求。

3.3 三维成像的应用

三维超声在产科领域的应用较早，技术也较成熟[14]。不仅可以对胎儿体表结构进行表面成像，还可利用透明成像对胎儿体内结构进行三维重建，从而对胎儿整体形态结构进行观察。在心血管疾病诊断中，可用于多种心脏疾病以及血管内疾病的检查。随着实时三维超声成像的研究成功，三维超声有望在心脏疾病检查中发挥更大的作用。另外，三维成像对慢性膀胱炎症、憩室、结石、凝血块等膀胱疾病的诊断，也显示出优越性[14]。当然，它的临床应用还有很多，如在肝脏疾病、肾脏疾病以及眼科疾病等方面的治疗中也取得不错的成效[17]，再次不一一列举。

4 谐波成像技术

在谐波成像应用于临床之前，所有超声成像系统都是按照线性超声来设计的。非线性声学的理论和实验表明，有限振幅声波在传播过程中会产生非线性效应，因此可以利用人体组织产生的高次谐波进行成像[18]。当前应用较广的有造影谐波成像，组织谐波成像等。具有谐波成像和Doppler血流成像功能成为高端超声成像仪的主要标志。

4.1 组织谐波成像和造影谐波成像

临床上，由于肥胖、胃肠气体干扰、腹壁较厚或疾病等原因，约有20%-30%此类的病人被称为超声显像困难病人[18]。对于此类病人需要较低频率的超声检查以增加穿透力从而得到进一步的诊断研究，组织谐波成像便能解决此问题。

组织谐波成像是利用超声传播过程中由人体组织自身产生的高次谐波进行成像[19]。组织谐波成像和造影谐波成像都是通过提取回波信号中的高次谐波分量进行成像，但高次谐波产生的物理原理却不相同。造影谐波成像的原理如下

[20]：超声造影剂内存在大量的微气泡，若通过静脉注射造影剂，由于造影剂中的微气泡与周围血液的声阻抗差异较大，增强了超声束的后向散射信号，从而提高超声图像的对比度，改善图像质量。这种利用造影剂反射回波的二次谐波成像的方式称为造影剂谐波成像。

4.3 谐波成像应用

目前谐波成像技术在心脏和腹部疾病超声图像诊断方面的应用较为广泛。但谐波成像发射频率较低，接受频率较高，使得靶区图像分辨力降低。因此，此项技术尚处在初级应用阶段。国内对组织谐波成像研究仅限于临床应用研究，尚缺

少对该项技术在理论和实验方面的深入研究。国外已经开展了组织谐波成像模型的理论研究，取得了一些成果。比如Yadong Li研究了用于产生谐波B型超声图像的计算模型[21]。组织谐波成像已经被证实具有较好的影像解析度，它比基波图像有着更好的对比，造影剂二次谐波成像可以增强造影剂与周围组织的对比度，使成像更为清晰。

5 展望

从早期超声诊断技术到目前的超声多普勒成像技术、三维成像技术和谐波成像技术的发展历程来看，超声图像诊断技术的发展目的是为了提高图像质量，准确反映疾病信息。超声成像技术在过去、现在和将来都是医学影像研究的重点内容之一。随着技术的发展、研究的深入，相信将会有更多新发现和新技术用于超声成像中。

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第二篇：超声技术在康复中的应用

(1)超声弹性成像对痉挛肌张力的评估

技术创新背景：痉挛是上运动神经元综合征阳性表现之一，常见病因包括脑卒中及脊髓损伤等康复科常见疾病，严重痉挛对患者的功能活动造成明显影响。近10 年来，A 型肉毒毒素已被广泛用于肌张力障碍患者的治疗，靶肌的准确定位是肉毒毒素 注射治疗痉挛是否有效的关键。超声具有实时动态显像的特点，能实时动态追踪注射针轨迹，准确定位靶肌，提高了治疗的准确性及疗效。弥补了包括电刺激定位在内的其他技术对深层肌肉及小肌肉定位的不足。自2008年以来，我科运用B 超引导定位技术为众多痉挛患者进行肉毒毒素注射治疗，为其康复训练的顺利进行及日常生活自理能力的提高创造了条件。随着对痉挛机制认识程度的不断加深，研究发现痉挛肌流变学特点改变也是影响痉挛治疗策略的重要因素，而普通B超影像只能提供靶肌的解剖学信息，表面肌电对深层肌肉及小肌肉无法进行痉挛程度的评估，临床目前尚无针对痉挛肌流变学的评估方法。而痉挛程度及肌肉流变学特性又是制定肉毒毒素治疗方案必须考量的两个因素。

创新性及先进性：剪切波超声弹性成像由发射声辐射脉冲对组织施加激励，在组织中产生足够强度的剪切波，通过超高速成像技术探测剪切波，以彩色编码技术实时显示出组织弹性图，通过定量分析系统测量组织的杨氏模量值，从而使得比较肌肉在不同生理状态下不同时间和不同个体间的弹性成为可能。实时剪切波弹性成像超声诊断技术不但能直接通过彩色编码成像显示不同组织(包括正常和病理组织) 的硬度(视觉定性)，更重要的是它能够测量生物组织的Young’s模量，量化组织内部粘弹性等力学属性，反映肌紧张状态变化。国外有研究发现脑瘫患者肉毒毒素注射治疗前后痉挛肌的超声弹性模量值发生变化。国内有研究证实该技术可反映正常肌肉组织肌紧张状态变化，但国内目前尚无将剪切波超声弹性成像技术应用于痉挛患者肌张力评估的相关研究。我们已将该技术应用于脑卒中患者痉挛肌张力评定，初步结果发现痉挛肌相对形变小的区域较正常人有显著增加，即其硬度明显增加。传统的痉挛肌张力评估多是从电生理角度考虑，该技术从生物力学角度出发，考虑到组织流变学改变因素，开辟痉挛肌张力定量评估的新领域，为制定肉毒毒素治疗策略提供重要参考信息，为评估痉挛疗效提供新方法。

临床应用前景：本技术可与高频灰阶超声联合应用于痉挛肌的评定，对痉挛肌张力分布异常进行直观的影像评估。通过灰阶超声及弹性超声联合定位的方法引导肉毒毒素注射，达到痉挛靶肌内不同注射区域肉毒毒素的合理分配，保证药物使用的安全性及合理性，为患者实施更有针对性的治疗，实现个体化治疗干预策略。对减少治疗盲目性，合理利用医疗资源，最大程度促进患者运动功能恢复，达到医疗资源的最佳投入产出比。

临床转化情况：目前，我们已使用该技术供患者痉挛程度的临床评估及注射部位选择时的参考，其临床评估方法及经验在继续积累中。同时，在前期临床应用基础上，我科已将此新技术联合高频灰阶超声检查应用于脑卒中患者，目前我科在研超声相关课题2项，分获校级课题立项资助(课题名称：超声影像技术在脑卒中后肌痉挛评定中的应用研究)及2012国家自然青年科学基金项目的支持(基于超声弹性成像的肌痉挛康复干预的基础研究，81201508)。

(2)超声引导关节腔穿刺

技术创新背景：关节腔穿刺是关节疾病诊治常用的手段之一，适用于需要抽取关节积液进一步检查或腔内注射药物治疗的患者。常见于肩、腕、髋、膝、踝关节疾病的诊断治疗。目前，临床上多采用徒手关节腔穿刺，因操作简便，临床使用较多。但临床实践发现，对于关节间隙较小，或关节周围结构复杂，关节肿胀变形、关节退变严重的患者，通过体表触摸关节间隙进行徒手穿刺注射有一定困难，易造成对周围组织的损伤。即便是对于易于穿刺成功的膝关节，也有注射针头误入周围脂肪囊内的可能，穿刺错误增加患者痛苦，影响治疗效果。尽管对关节穿刺术进行多种改良，但仍不能保证百分之百穿刺成功。除此之外，穿刺位置选择不当会造成对血管、神经及肌腱等组织不必要的损伤，对患者造成额外损害。CT引导穿刺虽可准确引导定位穿刺，但其花费较大，且CT检查具有一定的放射性，不利于扩大使用。

创新性及先进性：超声具有实时、动态显像的特点，超声引导关节腔穿刺是通过超声实时动态追踪注射针轨迹，准确定位注射部位实施治疗，不仅提高治疗准确率，避免穿刺失败，又可避免对靶肌周围血管、神经的损伤。在国外，该技术作为康复科医师必须掌握的临床技能，国内康复科尚未开始引进此技术。我科目前已开展超声引导关节及滑囊积液穿刺注射。在穿刺注射之前，我们先使用超声影像技术对拟注射关节腔周围滑膜炎症，积液程度，关节退变及韧带等软组织病变情况作进一步观察评估，这对其他治疗措施的制定有一定的指导意义。如果此检查由超声科医师来完成，仅能完成对疾病诊断评估。我们将超声影像技术引入康复科，提高了专科医师对肌骨系统相关疾病的诊疗水平，扩大了专科诊治范围及学科影响力。

临床应用前景：超声引导下关节腔穿刺是根据体表解剖定位，将超声探头置于病变部位，在超声影像的引导下定位穿刺部位进行积液抽吸及药物注射治疗。通过超声影像确定最佳穿刺部位，既保证穿刺成功，又最大可能保护关节周围组织。超声定位操作简单易行，超声图像为疾病诊疗提供直接的影像学证据，提高疾病诊断正确率及利于个体化治疗方案的制定。通过保存治疗前后影像学资料跟踪穿刺治疗效果，为调整治疗方案提供依据。超声检查本身具有灵活性，价格低廉，无辐射等特点也是理想的临床检查手段。对于康复科医师来说，与国际接轨，把超声影像技术转变为手中诊治利器。

临床转化情况：我科目前已开展了超声引导下膝关节腔及肩关节周围组织滑囊积液的抽吸及药物注射治疗。自本技术开展2年以来，治疗关节疾病患者数百例，穿刺成功率百分百，根据超声影像显示的局部病变情况安排相应的康复治疗，针对性强，疗效显著，获得受治患者一致好评。

(3)超声影像检查在康复科相关疾病诊治中的应用

技术创新背景：骨骼肌肉疾病在康复临床非常多见,主要涉及包括肌肉、肌腱、韧带、关节等组织结构病变。以往应用超声确诊者很少见, 一方面由于骨关节疾病均以X 线、CT 、MRI 为主要诊断措施。另一方面由于骨关节解剖的复杂性和超声难以穿透骨骼的固有限制。但随着超声诊断技术的发展，超声对软组织细微结构的显示优于CT 、MRI，且具有无创、便捷、廉价及短期内可以重复检查的优点，特别是在肌腱及肌肉疾病检查中可以进行实时动态观察，双侧对比等优点，可提供其他影像学检查方法无法得到的重要信息。随着超声仪的普及，肌骨超声诊断和肌骨疼痛的超声引导治疗逐步成为康复医学一项重要的诊断和治疗手段。

创新性及先进性：随着超声诊断仪器性能的提高，超声凭借分辨率高、实时操作、价格低廉等特点逐渐成为许多关节疾病首选的影像学检查方法。超声检查对于肩关节具有很高的敏感性和准确性，目前已广泛应用于各种肩关节疾病的检查，在许多方面甚至优于MRI;在肘、腕关节疾病中，尽管MRI能清晰显示软组织情况，但价格昂贵、扫描时间长，不利于临床普及推广，而高频超声探头对浅表的腕手结构显像容易，可多方位、多平面扫查，诊断准确性高;在膝、踝关节周围组织病变的评价中，超声更是成为首选的影像学评估方法。肌肉是最适合进行超声检查的软组织，其对肌肉细微结构的发病率优于MRI，对于运动时或特殊姿势下才能表现出来的肌肉病变，超声则表现出其即时动态显像的优势。同时超声还具备引导穿刺抽吸、定位局部注射治疗等优势。超声影像诊断必将将成为康复科医师提高自身诊疗水平的基本技能。我科室于2年前开始在临床使用超声影像技术进行疾病诊断及介入治疗，成为国内首家使用超声影像技术作为肌骨系统疾病诊疗常规手段的康复科。

临床应用前景：临床上，肌骨系统疾病很常见，尤其在康复科门诊此类病人更多。超声检查自身具备的实时操作、价格低廉，多方位、多平面扫查，实时动态显像，双侧对比，安全无放射性等优点，使得超声诊断已成为目前骨骼肌肉疾病诊疗的重要部分。毋庸置疑，超声技术必定会成为康复科医师的“第二听诊器”。

临床转化情况：我科室于5年前开始利用超声影像技术引导定位注射治疗肌痉挛，该引导技术大大提高了注射准确率，尤其是深部及小肌肉注射的准确性，大大提高肉毒毒素治疗效果。我科室目前开展的超声影像技术临床诊疗范围包括肩、肘、膝、踝等大关节周围软组织疾病的诊断及介入性引导穿刺，提高对各种软组织疾病的认识及诊断正确率。不仅如此，我科研究人员还将剪切波超声弹性成像技术应用于肌痉挛的临床研究，为痉挛肌生物力学评定开辟了新领域。

左图 肩锁关节病变超声影像(▲为肩锁关节，↓所指低回声区域为关节周围肿胀组织)

右图 肱二头肌长头肌腱炎超声影像(双侧对比，▲为病变侧肿胀的肌腱)

左图 肘关节周围滑囊炎超声影像(→所指低回声暗区为滑囊积液)

右图 肱二头肌长头肌腱滑囊积液(←所指低回声暗区为滑囊积液)

脑卒中肌痉挛患者肱桡肌超声弹性图

注： A为脑卒中患者肱桡肌超声弹性图，弹性成像为蓝色间或蓝绿色为主，硬度较正常对

照明显增高;B为肱桡肌灰阶超声影像

第三篇：2016年山东省继续医学教育-超声技术在炎性关节病的应用答案 - 超声诊断学

超声技术在炎性关节病的应用答案 - 超声诊断学

1.正常人体不同组织的超声回声强度不同，以下哪个组织回声强度最高?( C ) A.肝

B.皮下脂肪 C.含气肺 D.肾

2.类风湿关节炎的超声表现不包括：( C ) A.关节腔积液 B.骨侵蚀 C.肌腱端炎 D.腱鞘炎

3.哪种超声表现最具中医湿热痹阻证的特征?( A ) A.PD积分>1.5分 B.PD积分<1.5分 C.关节腔积液 D.骨侵蚀

4.哪种超声表现最具中医寒湿痹阻证的特征?( B ) A.PD积分>1.5分 B.PD积分<1.5分 C.关节腔积液 D.骨侵蚀

5.以下哪种表现最可能不是中医寒湿痹阻证的特征?( C ) A.关节沉重 B.夜间加重 C.关节红肿 D.得温则减

典型痛风性关节炎的超声表现是(B) A、关节腔积液 B、双边征 C、骨侵蚀 D、PD阳性

基于关节超声的炎性关节病寒热辨证外治技术1.炎性关节病不包括：( D ) A.类风湿关节炎 B.强直性脊柱炎 C.骨关节炎 D.干燥综合征

2.中医外治法起源于：( C ) A.唐代 B.宋代 C.先秦 D.清朝

3.中医外治法成熟于：( A ) A.明清 B.唐宋 C.汉代 D.先秦

4.寒湿痹阻证关节超声PD值：( D ) A.<1 B.<2 C.<3 D.<1.5 5.湿热痹阻证关节超声PD值：( B ) A.>3 B.>1.5 C.>2 D.>1

我国现存第一步外科专著为(C) A、新修本草 B、千金要方 C、刘涓子鬼遗方 D、黄帝内经

炎性关节病的超声引导关节穿刺技术要点

1.超声引导穿刺的准备材料不包括：( D ) A.关节超声设备 B.无菌贴膜 C.治疗巾 D.胸穿包

2.关节穿刺术的常见并发症不包括：( C ) A.感染 B.局部血肿 C.大出血休克 D.断针

3.关节穿刺术的适应证不包括：( B ) A.急性发病的关节炎或伴发热 B.关节严重畸形对治疗反应不佳 C.未确诊的关节肿痛伴积液

D.已确诊，但个别关节积液持久不愈 4.关节穿刺术的禁忌证不包括：( B ) A.全身感染

B.急性发病的关节炎或伴发热 C.凝血性疾病 D.注射药物过敏 5.超声引导穿刺成功的判断方法不包括：( D ) A.可见针头的强回声进入关节炎的低回声区域

B.抽吸有积液，或注射水(麻醉药)可见低回声有扩张 C.注射治疗药物可见低回声区域扩张 D.患者穿刺过程中无明显疼痛、肿胀感

膝关节常见穿刺点不包括(A) A、胫骨粗隆侧方 B、髌骨上缘外侧 C、髌骨上缘内侧

D、髌骨下缘髌韧带外侧

第四篇：超声波探伤仪在焊接中的应用

一、无损检测的方法: 无损检测的常规方法有直接用肉眼检查的宏观检验和用射线照相探伤、超声波探伤、磁粉探伤、渗透探伤、涡流探伤等仪器检测。肉眼宏观检测可以不使用任何仪器和设备，但肉眼不能穿透工件来检查工件内部缺陷，而射线照相等方法则可以通过各种各样的仪器或设备来进行检测，既可以检查肉眼不能检查的工件内部缺陷，也可以大大进步检测的正确性和可靠性。至于用什么方法来进行无损检测，这需根据工件的情况和检测的目的来确定。

二、超声波的常识: 超声波频率超过人耳听觉，频率比20千赫兹高的声波叫超声波。用于探伤的超声波，频率为0.4-25兆赫兹，其中用得最多的是1-5兆赫兹。利用声音来检测物体的好坏，这种方法早已被人们所采用。例如，用手拍拍西瓜听听是否熟了;医生敲敲病人的胸部，检验内脏是否正常;用手敲敲瓷碗，看看瓷碗是否坏了等等。但这些依靠人的听觉来判定声响的检测法，比声响法要客观和正确，而且也比较轻易作出定量的表示。由于超声波探伤具有探测间隔大，探伤装置体积小，重量轻，便于携带到现场探伤，检测速度快，而且探伤中只消耗耦合剂和磨损探头，总的检测用度较低等特点，目前建筑业市场主要采用此种方法进行检测。

三、超声波探伤在焊接中的应用: 首先要了解图纸对焊接质量的技术要求。目前钢结构的验收标准是依据GB50205-95《钢结构工程施工及验收规范》来执行的。标准规定：对于图纸要求焊缝焊接质量等级为一级时评定等级为Ⅱ级时规范规定要求做100%超声波焊接;对于图纸要求焊缝焊接质量等级为二级时评定等级为Ⅲ级时规范规定要求做20%超声波探伤;对于图纸要求焊缝焊接质量等级为三级时不做超声波内部缺陷检查。在此值得留意的是超声波探伤用于全熔透焊缝，其探伤比例按每条焊缝长度的百分数计算，并且不小于200mm。对于局部探伤的焊缝假如发现有不答应的缺陷时，应在该缺陷两真个延伸部位增加探伤长度，增加长度不应小于该焊缝长度的10%且不应小于200mm，当仍有不答应的缺陷时，应对该焊缝进行100%的探伤检查，其次应该清楚探伤时机，碳素结构钢应在焊缝冷却到环境温度后、低合金结构钢在焊接完成24小时以后方可进行焊缝探伤检验。另外还应该知道待测工件母材厚度、接头型式及坡口型式。 截止到目前为止在实际工作中接触到的要求探伤的尽大多数焊缝都是中板对接焊缝的接头型式，所以下面主要就对焊缝探伤的操纵做针对性的总结。

一般地母材厚度在8-16mm之间，坡口型式有I型、单V型、X型等几种形式。在弄清楚以上这此东西后才可以进行探伤前的预备工作。在每次探伤操纵前都必须利用标准试块(CSK-IA、CSK-ⅢA)校准仪器的综合性能，校准面板曲线，以保证探伤结果的正确性。具体的方法如下：

1、探测面的修整：应清除焊接工作表面飞溅物、氧化皮、凹坑及锈蚀等，光洁度一般低于▽4。焊缝两侧探伤面的修整宽度一般为大于即是2KT+50mm，(K:探头 K值，T：工件厚度)。一般的根据焊件母材选择K值为2.5探头。例如：待测工件母材厚度为10mm,那么就应在焊缝两侧各修磨100mm。

2、耦合剂的选择应考虑到粘度、活动性、附着力、对工件表面无腐蚀、易清洗，而且经济，综合以上因素选择浆糊作为耦合剂。

3、由于母材厚度较薄因此探测方向采用单面双侧进行。

4、由于板厚小于20mm所以采用水平定位法来调节仪器的扫描速度。

5、在探伤操纵过程中采用粗探伤和精探伤。为了大概了解缺陷的有无和分布状态、定量、定位就是精探伤。使用锯齿形扫查、左右扫查、前后扫查、转角扫查、环绕扫查等几种扫查方式以便于发现各种不同的缺陷并且判定缺陷性质。

6、对探测结果进行记录，如发现内部缺陷对其进行评定分析。焊接对头内部缺陷分级应符合现行国家标准GB11345-89《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》的规定，来评判该焊否合格。假如发现有超标缺陷，向车间下达整改通知书，令其整改后进行复验直至合格。

四、焊缝检验 焊缝检验方法: 1,外观检查. 2,致密性试验和水压强度试验. 3,焊缝射线照相. 4,超声波探伤. 5,磁力探伤. 6,渗透探伤. 关于返修规定:具体情况具体对待,总之要力争减少返修次数在厂房建设及设备安装中大量使用钢结构，钢结构的焊接质量十分重要，无损检测是保证钢结构焊接质量的重要方法。一般的焊缝中常见的缺陷有：气孔、夹渣、未焊透、未熔合和裂纹等。到目前为止还没有一个成熟的方法对缺陷的性质进行正确的评判，只是根据荧光屏上得到的缺陷波的外形和反射波高度的变化结合缺陷的位置和焊接工艺对缺陷进行综合估判。对于内部缺陷的估判以及缺陷产生原因和防止措檀越有有以下几点：

1.气孔：单个气孔回波高度低，波形为单缝，较稳定。从各个方向探测，反射波大体相同，但稍一动探头就消失，密集气孔会出现一簇反射波，波高随气孔大小而不同，当探头作定点转动时，会出现此起彼落的现象。产生这类缺陷的原因主要是焊材未按规定温度烘干，焊条药皮变质脱落、焊芯锈蚀，焊丝清理不干净，手工焊时电流过大，电弧过长;埋弧焊时电压过高或网络电压波动太大;气体保护焊时保护气体纯度低等。假如焊缝中存在着气孔，既破坏了焊缝金属的致密性，又使得焊缝有效截面积减少，降低了机械性能，特别是存链状气孔时，对弯曲和冲击韧性会有比较明显降低。防止这类缺陷防止的措施有：不使用药皮开裂、剥落、变质及焊芯锈蚀的焊条，生锈的焊丝必须除锈后才能使用。所用焊接材料应按规定温度烘干，坡口及其两侧清理干净，并要选用合适的焊接电流、电弧电压和焊接速度等。 2.夹渣：点状夹渣回波信号与点状气孔相似，条状夹渣回波信号多呈锯齿状波幅不高，波形多呈树枝状，主峰边上有小峰，探头平移波幅有变动，从各个方向探测时反射波幅不相同。这类缺陷产生的原因有：焊接电流过小，速度过快，熔渣来不及浮起，被焊边沿和各层焊缝清理不干净，其本金属和焊接材料化学成分不当，含硫、磷较多等。防止措施有：正确选用焊接电流，焊接件的坡口角度不要太小，焊前必须把坡口清理干净，多层焊时必须层层清除焊渣;并公道选择运条角度焊接速度等。

3.未焊透：反射率高，波幅也较高，探头平移时，波形较稳定，在焊缝两侧探伤时均能得到大致相同的反射波幅。这类缺陷不仅降低了焊接接头的机械性能，而且在未焊透处的缺口和端部形成应力集中点，承载后往往会引起裂纹，是一种危险性缺陷。其产生原因一般是：坡口纯边间隙太小，焊接电流太小或运条速度过快，坡口角度小，运条角度不对以及电弧偏吹等。防止措施有：公道选用坡口型式、装配间隙和采用正确的焊接工艺等。

4.未熔合：探头平移时，波形较稳定，两侧探测时，反射波幅不同，有时只能从一侧探到。其产生的原因：坡口不干净，焊速太快，电流过小或过大，焊条角度不对，电弧偏吹等。防止措施：正确选用坡口和电流，坡口清理干净，正确操纵防止焊偏等。

第五篇：超声波探伤在检测阀门焊接质量中的应用

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超声波探伤在检测阀门焊接质量中的应用

超声波探伤在检测阀门焊接质量中的应用

【摘要】阀门设备焊接质量十分重要，探伤检测是保证阀门设备焊接质量的重要方法。介绍了超声波探伤的性质、特点以及在检测焊接质量中的应用，包括具体的参数选择、缺陷评定和具体环境下工作要求、建议等。对工作中常见的焊缝缺陷进行了列举、分析以及估判，对其产生的原因和防止措施做出了总结，希望能深入关键点，有利于结合生产实际，把好质量关。

【关键词】超声波探伤;检测;焊接质量

探伤检测的常规方法有直接用肉眼检查的宏观检验和用射线照相探伤、超声波探伤、磁粉探伤、渗透探伤、涡流探伤等仪器检测。肉眼宏观检测可以不使用任何仪器和设备，但肉眼不能穿透阀门工件来检查工件内部缺陷，而射线照相等方法则可以通过各种各样的仪器或设备来进行检测，既可以检查肉眼不能检查的工件内部缺陷，也可以大大提高检测的准确性和可靠性。

一、超声波探伤在实际工作中的应用

对于图纸要求焊缝焊接质量等级为一级时评定等级为Ⅱ级时规范规定要求做100%超声波探伤;对于图纸要求焊缝焊接质量等级为二级时评定等级为Ⅲ级时规范规定要求做20%超声波探伤;对于图纸要求焊缝焊接质量等级为三级时不做超声波内部缺陷检查。截止到目前为止我在实际工作中接触到的要求探伤的绝大多数焊缝都是中板对接焊缝的接头型式，所以下面主要就对焊缝探伤的操作做针对性的总结。一般地母材厚度在8-16mm之间，坡口型式有I型、单V型、X型等几种形式。在每次探伤操作前都必须利用标准试块(CSKIA、CSKⅢA)校准仪器的综合性能，校准面板曲线，以保证探伤结果的准确性。

1、探测面的修整：应清除焊接工作表面飞溅物、氧化皮、凹坑及锈蚀等，光洁度一般低于?4。焊缝两侧探伤面的修整宽度一般为大于等于2KT+50mm，(K：探头K值，T：工件厚度)。一般的根据焊件

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母材选择K值为2.5探头。例如：待测工件母材厚度为10mm，那么就应在焊缝两侧各修磨100mm。

2、耦合剂的选择应考虑到粘度、流动性、附着力、对工件表面无腐蚀、易清洗，而且经济，综合以上因素选择浆糊作为耦合剂。

3、由于母材厚度较薄因此探测方向采用单面双侧进行。

4、由于板厚小于20mm所以采用水平定位法来调节仪器的扫描速度。

5、在探伤操作过程中采用粗探伤和精探伤。为了大概了解缺陷的有无和分布状态、定量、定位就是精探伤。使用锯齿形扫查、左右扫查、前后扫查、转角扫查、环绕扫查等几种扫查方式以便于发现各种不同的缺陷并且判断缺陷性质。

6、对探测结果进行记录，如发现内部缺陷对其进行评定分析。焊接对头内部缺陷分级应符合现行国家标准规定，来评判该焊否合格。如果发现有超标缺陷，向车间下达整改通知书，令其整改后进行复验直至合格。

二、常见缺陷、原因分析及预防措施

1、气孔：单个气孔回波高度低，波形为单缝，较稳定。从各个方向探测，反射波大体相同，但稍一动探头就消失，密集气孔会出现一簇反射波，波高随气孔大小而不同，当探头作定点转动时，会出现此起彼落的现象。

产生这类缺陷的原因主要是焊材未按规定温度烘干，焊条药皮变质脱落、焊芯锈蚀，焊丝清理不干净，手工焊时电流过大，电弧过长;埋弧焊时电压过高或网络电压波动太大;气体保护焊时保护气体纯度低等。所用焊接材料应按规定温度烘干，坡口及其两侧清理干净，并要选用合适的焊接电流、电弧电压和焊接速度等。

2、夹渣：点状夹渣回波信号与点状气孔相似，条状夹渣回波信号多呈锯齿状波幅不高，波形多呈树枝状，主峰边上有小峰，探头平移波幅有变动，从各个方向探测时反射波幅不相同。

这类缺陷产生的原因有：焊接电流过小，速度过快，熔渣来不及浮起，被焊边缘和各层焊缝清理不干净，其本金属和焊接材料化学成分不当，含硫、磷较多等。防止措施有：正确选用焊接电流，焊接件

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的坡口角度不要太小，焊前必须把坡口清理干净，多层焊时必须层层清除焊渣;并合理选择运条角度焊接速度等。

3、未焊透：反射率高，波幅也较高，探头平移时，波形较稳定，在焊缝两侧探伤时均能得到大致相同的反射波幅。这类缺陷不仅降低了焊接接头的机械性能，而且在未焊透处的缺口和端部形成应力集中点，承载后往往会引起裂纹，是一种危险性缺陷。

其产生原因一般是：坡口纯边间隙太小，焊接电流太小或运条速度过快，坡口角度小，运条角度不对以及电弧偏吹等。

防止措施有：合理选用坡口型式、装配间隙和采用正确的焊接工艺等。

4、未熔合：探头平移时，波形较稳定，两侧探测时，反射波幅不同，有时只能从一侧探到。

其产生的原因：坡口不干净，焊速太快，电流过小或过大，焊条角度不对，电弧偏吹等。

防止措施：正确选用坡口和电流，坡口清理干净，正确操作防止焊偏等。

5、裂纹：回波高度较大，波幅宽，会出现多峰，探头平移时反射波连续出现波幅有变动，探头转时，波峰有上下错动现象。裂纹是一种危险性最大的缺陷，它除降低焊接接头的强度外，还因裂纹的末端呈尖销的缺口，焊件承载后，引起应力集中，成为结构断裂的起源。裂纹分为热裂纹、冷裂纹和再热裂纹三种。

热裂纹产生的原因是：焊接时熔池的冷却速度很快，造成偏析;焊缝受热不均匀产生拉应力。

防止措施：限制母材和焊接材料中易偏析元素和有害杂质的含量，主要限制硫含量，提高锰含量;提高焊条或焊剂的碱度，以降低杂质含量，改善偏析程度;改进焊接结构形式，采用合理的焊接顺序，提高焊缝收缩时的自由度。

冷裂纹产生的原因：被焊材料淬透性较大在冷却过程中受到人的焊接拉力作用时易裂开;焊接时冷却速度很快氢来不及逸出而残留在焊缝中，氢原子结合成氢分子，以气体状态进到金属的细微孔隙中，并造成很大的压力，使局部金属产生很大的压力而形成冷裂纹;焊接

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应力拉应力并与氢的析集中和淬火脆化同时发生时易形成冷裂纹。

防止措施：焊前预热，焊后缓慢冷却，使热影响区的奥氏体分解能在足够的温度区间内进行，避免淬硬组织的产生，同时有减少焊接应力的作用;焊接后及时进行低温退火，去氢处理，消除焊接时产生的应力，并使氢及时扩散到外界去;选用低氢型焊条和碱性焊剂或奥氏体不锈钢焊条焊丝等，焊材按规定烘干，并严格清理坡口;加强焊接时的保护和被焊处表面的清理，避免氢的侵入;选用合理的焊接规范，采用合理的装焊顺序，以改善焊件的应力状态。

作者简介：

徐晓东(1971-)，男，山东东营人，大学本科，副经理。

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