在超声波A型显示脉冲反射式的探伤过程中，我们常用到「灵敏度」一词。

超声波检测中我们常说的三定，这就是「定位、定量和定性」，我个人觉得这三定里面最首要的是定量，因为确定缺陷的大小和被检零件能否安全使用有着直接的密切关系，而没有定位和定量，定性就更难了。

定量也是我们常说的灵敏度之一，那么究竟什么是灵敏度呢?

我想在此借用姚明打篮球的比喻来解释下。

打篮球时我们都知道在拍打篮球，从手上向下拍打，篮球到地面后会反弹接到手上，再向下拍打又反弹回到手上，如此重复形成「一拍一接」。

这「一拍一接」的过程很像我们做超声波检测时反射回波「一发一收」。

篮球的反弹是否能每次都能反弹到手上，与我们施加的力度有关，拍打的力度大自然其反弹力就大，拍打的力度小反弹的力就小；

同时也与地面反弹力有关，其反弹力的大小还与篮球的材质有关，反弹力高的材料，反弹力自然就高，同样的力度如果反弹力不一样，能否接到反弹篮球就不一样。

比喻说姚明在美国打NBA时是在标准的体育馆的地板上打，地板的反弹性能很好，只需要轻轻拍打就能轻易弹回手上，如果回到祖国的首都钢铁厂表演给工人看，在水泥的地面上打篮球，可能要适当地加大点力度；

再如果2008年汶川大地震后，姚明带队到汶川打篮球表演给农民兄弟们看，只能在打谷场的硬泥上打篮球时，他就还要再多加点力度了。

地板、水泥地和硬泥地的反弹力度肯定不一样，但是，我相信姚明无论是在正规的体育馆地板还是水泥和硬泥地上他都能有出色的表演，因为他是一位优秀的蓝球篮球运动员，他会对不同的场地自动地调整(补偿)拍打的力度，使出混身解数打一场漂亮的篮球赛给观众们看。

超声波检测与打篮球的比喻很形象，缺陷反射回波的大小与我们施加的灵敏度大小成正比，拍打力度的大小与我们用于超声波检测时所叫的灵敏度当量类似，我们常用相当于2mm平底孔或者1.5mm横通孔，再或者不同大小尺寸槽等作参考灵敏度。

也与被检材料的透声性能有关，有的材料透声性能良好，有的就很差。

透声性能好的材料反弹力很好，透声性能差的材料反弹力就差，就像烂泥地无法反弹，无法反弹的材料就不适合超声波检测。

我们做超声波检测的人员，也应该像姚明一样，在对付不同性质的材料时，也能自动调整好拍打力度。

拍打篮球垂直向下拍打时，篮球是垂向上反弹的，向左向右时反弹也是一样跟随，姚明在带球行走和上篮运球时的球技，真的是前后交替、左右穿插、灵活走位、非常熟练地避开对方球员的阻挡投篮得分。

我们在做超声波检测时也一样，从不同的角度、不同的探测位置，前后左右全方位地扫查务必找到缺陷而不漏检。

在对付不同材料的透声性能时，我们会采用不同的波型(纵波、横波)和不同的频率，透声性能好的我们可以采用高频和横波，透声性能差时或大构件时我们采用低频和纵波。

在对付不同位置的缺陷时我们会采用不同的角度和不同的探测位置。例如：在对付厚度大的铸造工件时我们采用低频纵波探头；在对付小尺寸高密度的材料时我们采用小尺寸高频和多种角度的横波探头。

以上都在可反弹的地面上打篮球，如果是在烂泥地上篮球拍打下去，篮球无法反弹，即使是姚明恐怕也是英雄无用武之地了，那就完全不能打篮球了。

所以，我们在探伤之前我们一定要先确定被检材料是否有良好的反弹条件，否则是徒劳无功！

1997年我们公司为一座钢结构的商业大楼做全面的焊缝检测工作，就快完工的时候，顾问公司委托一位老外作第四方检测到现场抽查焊缝，他在现场抽查了部分焊缝后告诉主承建商，「所有的焊缝全部不合格」。

而且警告全部的焊缝要进行修理或者拆掉重新制造，把业主和所有的承建商吓一跳。

一个70层高和一万八千吨的钢结构已经快完成了，你却要把它拆掉重新再建造，这损失可是天文数字啊！简直是不可思议！

负责钢结构建造的日本公司马上打电话给我，叫我赶快到现场看看到底发生了什么问题。

当我到达现场时这位老外正带着伙计在做超声波检测焊缝，我就问他有什么问题吗? 

他对我说：“所有的焊缝全部不合格”。

我问他：“是什么缺陷这么严重要全部不合格?”

他说：“Micro crack！(显微裂纹)”

“这缺陷在焊缝的什么位置？” 我感到诧异地问。

他说：“在焊缝的热影响区(HAZ)。”

“是吗？”我问。

“Of course!(当然啦)” 他大声地说，并且带着我到他的一位正在探伤员工旁，指着超声波仪器荧光屏上的回波说，这就是显微裂纹的回波。

我再仔细看看他们使用的超声波仪器和探头，4MHz 8x9mm 60度横波斜探头，灵敏度用到76dB的增益，在萤光屏上可以看到大量的反射回波。

一看到这种情景我心里就有数了，这些反射回波根本不是缺陷回波，而是由于灵敏度过高将热影响区正常的边界反射当成了缺陷，这个问题我曾经做过很多解剖试验，热影响区的硬化层在过高的灵敏度时肯定会产生反射回波的，这不是缺陷更不是什么在热影响区的「显微裂纹」。

正常情况下，我们按BS3923的要求用4MHz直径8x9mm的横波斜探头，对Ø3.0mm的横通孔调校反射回波高度80%FSH再14dB扫查灵敏度，总数也不会超过52dB。

很明显他们设置的灵敏过高，看到不应该看到的问题。

再说超声波最小的有效检测尺寸是1/2波长，4MHz横波波长在钢中是0.8mm，1/2也就是0.4mm。

0.4mm的小缺陷在任何焊缝检测标准中也应该是不需要考虑的缺陷了。

超声波能检测到的缺陷有效尺寸应该是毫米级而不是微米级，什么「显微裂纹」全是废话。所有的焊缝都有裂纹，这还得了。

这下可把所有参与这个项目的人给吓坏了，顾问公司马上安排英国真正的专家来了，在现场开大会有业主代表、顾问公司代表、承建商还有这个所谓的第四方焊缝专家。

大会开始英国专家问我，怎么看他的检测结果，我站起来用手指着那位焊缝专家笑着说：“他是超人！他能够用超声波看到焊缝中的显微裂纹！对不起！我只能看到宏观缺陷，而且根据验收标准有些小缺陷我们是放过的，但是，我保证我们的检测结果是合格的，我不明白他为什么他能看到显微裂纹”。

我刚说到这里那位焊缝专家他很自信地抢着说：“当然啦！就是有显微裂纹”。

我更很自信地对着那位英国来的专家笑着，并用手指着那位焊缝专家，意思是您看看他到底懂不懂超声波啊！尽在不言中……。

英国来的专家很高兴地对我点点头说：“好了！好了！你可以走了！没你的事了”。

我说：“谢谢！”

就收拾文件准备离开会议室，那位焊缝专家却指着我问英国专家说：“为什么要放走他？”

英国专家用手示意他不要再多说了。冒充专家真是给外国丢人！

这个外国人在抽查我们已经检验合格的焊缝时，他把超声波检验灵敏度设置得太高，错误地把焊缝热影响区的固有信号当着显微裂纹(micro crack)，而且说是所有的焊缝都有显微裂。

为什么热影响区会有反射呢？

我们大家都知道声波的速度是与材料的密度有关系的，热影响区是在焊接过程形成，其密度比邻近焊材和母材高，所以声速会不一样，声速不一样就会有反射界面，在正常的探伤灵敏度下它是不会影响我们判断的。

热影响区的杂波反射应该主要是焊缝铸造晶粒和母材轧制晶粒的大小与结构差异导致声阻抗有差异而造成的(超声波的反射主要取决于声阻抗差异，声阻抗包含声速和密度两种因素)，影响声速的因素不仅仅是密度，还与晶粒中的杂质、晶界析出物等的弹性模量、泊松比有关，热影响区是焊缝和母材的密度过渡区，同时因为晶粒结构差异也存在声速差异，此外还有晶粒取向也要导致散射现象发生。

那么到底用什么样的灵敏度才能做到既不漏检又不过度检测呢?

 根据我的经验就是利用这个热影响区的反射回波来作为焊缝检测时的一个「极限灵敏度」，也就是说直接在焊缝上调校灵敏度时调到刚刚见到热影响区回波出现时(类似草状回波)，我称它为「极限灵敏度」，理论上来说只要是毫米级的小缺陷都能有效检测出来，只要我们在调校灵敏度时，不管是用2mm平底孔还是用1.5mm横孔，只要不超出这个极限灵敏度，就不会漏检也不会过度检测，完全能分辨出热影响区和缺陷，是非常有效的方法。(见图1、2、3)

（图 1）

灵敏度过高时的反射回波(热影区回波与缺陷回波混淆不清)

（图 2）

灵敏度过低时什么反射回波都没有

（图 3）

灵敏度适当时只看到缺陷的反射回波

有位做验船师的朋友问我，他在某船厂看到的焊缝是很差劲的工人焊接的，可是探伤员用超声波检测时却看不到什么反射回波，探伤人员说没有任何缺陷，他看到仪器上显示28dB并记录下来；

另一次在其它船厂一条焊缝是自动焊焊接的，是非常漂亮的焊缝，他却看仪器屏幕上满是回波，探伤人员说此焊缝不合格?

他记录下来仪器显示用了76dB 4MHz 8x9mm 70度斜探头。

问我这是怎回事?是不是在做假?

我就教了他一招，我对他说:“以后您再遇到这种情况时很简单，叫探伤员把含有1.5mm或者3.0mm横孔的试块做个对比下就行了，如果同样声程在试块上调校到80%回波高度，然后直接在焊缝上去扫查对比，正确的话应该得同样的回波，否则就有做假的嫌疑。”

我们有些做探伤的人员可能是公司内检或与焊接人员太熟了，为了保护公司和老友的利益时在验船师面前做假，又或者某焊工得罪了探伤员，探伤员就借验船师手公报私仇。也有可能不懂得怎么使用适当的「灵敏度当量」。

没有规矩不成方圆，应该严格按照验收标准规定的灵敏度探伤，而不应该随意设置灵敏度，结果就会造成误判或漏检。

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