1、超声波无损检测概述
超声波检测UT工业上无损检测的方法之一。超声波进入物体遇到缺陷时，一部分声波会产生反射，发射和接收器可对反射波进行分析，就能精确地测出缺陷来，并且能显示内部缺陷的位置和大小，测定材料厚度等。无损检测方法的应用领域是一个很大的领域，并且不断扩大。
根据观研报告网发布的《中国超声波无损检测行业发展趋势调研与未来前景研究报告（2024-2031年）》显示，传统超声检测采用脉冲法进行检测，高压发生器发出的电压施加在探头上，由于压电效应的存在探头发射出超声波脉冲，通过声耦合介质（如机油或水等）进入材料并在其中传播；遇到缺陷后，部分反射能量沿原途径返回超声探头，超声探头又将其转变为电脉冲，经仪器放大而显示在显示端的荧光屏上。根据缺陷反射波在荧光屏上的位置和幅度（与参考试块中人工缺陷的反射波幅度作比较），即可测定缺陷的位置和大致尺寸。作为五大常规无损检测方法之一的射线检测，在工业上有着非常广泛的应用。
超声波检测与射线检测对比
| 类别 | 超声波检测 | 射线检测 |
| 方式 | 利用超声波能透化金属复合材料的最深处，并由一横截面进到另一断面时，在页面边沿产生反射的特征来检查零件缺陷的一种方法 | 利用某类射线来检查焊接内部结构缺陷的一种方法 |
| 基本原理 | 波束天线自零件表面由摄像头通至金属材料内部结构，碰到缺陷与零件底边的时候就各自产生反射波，在荧屏上产生脉冲波形，依据这种脉冲波形来判定缺陷位置和尺寸 | 射线因焊接缺陷对射线的吸收不一样，使射线落到胶卷里的抗压强度不一样，胶卷光感应水平也不一样，这样就可以准确、靠谱、非破坏地表明缺陷的形态、位置和尺寸 |
| 优点 | 超声波探伤比X射线探伤检测具有很高的探伤检测敏感度、周期时间短、低成本、灵便便捷、高效率，对人体健康没害等特点 | 透照时间较短、速度更快，查验薄厚低于30mm时，表明缺陷的灵敏度高，射线对大小型缺陷比较敏感 |
| 缺点 | 对工作表面规定光滑、需要富有经验的检验人员才可以鉴别缺陷类型、对缺陷并没有形象性；超声波探伤适用于薄厚比较大的零件检测。 | 表明缺陷的灵敏度高，但设施繁杂、花费大，透过水平比γ射线小。对条状缺陷，尤其是厚钢板中细小的未焊透（熔入不够）或微裂纹等难以发觉 |
| 适用优势 | 超音波优势在于面缺陷的检测 | 射线的检测优势在于容积型缺陷的检测 |
资料来源：观研天下整理
2、全球超声波无损检测行业市场分析
随着自动控制技术、计算机技术和传感器技术的高速发展，超声波无损检测已经率先进入现代化进程，目前正朝着数字化、自动化、智能化和图像化的科技方向不断前进，应用领域不断拓宽，其市场规模保持快速增长态势。根据数据显示，2018年全球无损检测市场(NDT容量约为83亿美元，预计2024年市场规模将达到126亿美元。其中，超声检测占据最大比例的市场份额，2016年市场容量为24.4亿美元，预计2022年超声检测市场规模增长至39.3亿美元，2016-2022年CAGR为8.3%。
数据来源：观研天下整理
3、我国超声波无损检测行业市场分析
与西方发达国家相比，我国检测行业起步时间较短。根据国家市场监管总局数据，2022年，我国共有检验检测机构52769家，同比增长1.58%；全年实现营业收入4275.84亿元，同比增长4.54%；从业人员154.16万人，同比增长2.07%；共拥有各类仪器设备957.54万台套，同比增长6.36%，仪器设备资产原值4744.75亿元，同比增长4.84%；2022年共出具检验检测报告6.5亿份，同比下降5.02%，平均每天对社会出具各类报告177.9万份。
数据来源：观研天下整理
同时，我国检测机构拥有的各类仪器设备数量规模也呈逐年持续增长趋势。根据市场监管总局发布的《“十四五”认证认可检验检测发展规划》，我国2020年检验检测认证服务产值3881亿元，“十三五”期间年均增长15%，成为全球增长最快、最具潜力的检验检测认证服务市场，预计到2025年获得资质认定的检验检测机构数量达55000家，从业人员170万人。
超声波无损检测作为检验检测的重要方式之一，随着国内传统产业转型升级，以及新材料、新工业不断涌现，行业进入快速发展期。根据中国机械工程学会相关资料，目前，我国拥有直接从事或从事与工业无损检测相关技术工作的人员30万名以上，从事无损检测服务的检验检测机构约2000家，有2万多家机械制造和安装企业拥有自己的无损检测队伍，无损检测行业每年的仪器销售和技术服务超过100亿元。
具体细分来看，我国无损检测设备进口额呈现持续上升趋势，其中超声波探伤检测仪进口额占无损检测设备的比例总体逐年上升。
2017-2022年我国无损检测设备进口情况（不包含探头与配件）
|
产品类型 |
超声波探伤检测仪 |
X射线无损探伤检测仪 |
磁粉探伤检测仪 |
涡流探伤检测仪 |
其他 |
|
|
2017年（万元） |
进口额 |
48928.02 |
41177.84 |
3320.89 |
10398.43 |
8194.97 |
|
占比 |
43.68% |
36.70% |
2.96% |
9.28% |
7.32% |
|
|
2018年（万元） |
进口额 |
56080.94 |
50310.12 |
4034.89 |
12236 |
16225.05 |
|
占比 |
40.38% |
36.22% |
2.91% |
8.81% |
11.68% |
|
|
2019年（万元） |
进口额 |
83392.45 |
52992.7 |
3446.62 |
9670.58 |
15103.79 |
|
占比 |
50.66% |
32.19% |
2.09% |
5.87% |
9.18% |
|
|
2020年（万元） |
进口额 |
70086.01 |
52026.5 |
2665.17 |
9252.15 |
14846.15 |
|
占比 |
47.08% |
34.95% |
1.79% |
6.21% |
9.97% |
|
|
2021年（万元） |
进口额 |
68246.19 |
50641.36 |
717.21 |
8364.72 |
11354.50 |
|
占比 |
48.98% |
36.35% |
0.51% |
6.00% |
8.15% |
|
|
2022年（万元） |
进口额 |
85533.85 |
55988.84 |
831.21 |
7957.85 |
13583.14 |
|
占比 |
52.19% |
34.16% |
0.51% |
4.86% |
8.19% |
|
资料来源：观研天下整理
4、超声无损检测下游领域应用现状
在下游市场，由于超声检测被大量用于金属材料和构件的检验检测，所以基本涵盖所有的下游工业领域，如特种设备、轨道交通、能源电力、钢铁冶金、航空航天、核电等。
例如，在轨道交通领域，轨道交通的运维维保，包括钢轨和列车车体超声检测，其中，钢轨超声检测主要包含母材检测和钢轨焊缝检测，通过钢轨探伤车进行多通道超声无损检测；列车车体由于结构复杂，检测部位包含了对于车轴、轮对、空心轴、车轴轮座、车轮、曲轴、制动盘及螺栓的超声波检测等。
国家铁路建设一直是基础设施投资的重点方向，根据中国国家铁路集团有限公司出台的《新时代交通强国铁路先行规划纲要》，到2035年现代化铁路网率先建成，全国铁路网20万公里左右，其中高铁7万公里左右：20万人口以上城市实现铁路覆盖，其中50万人口以上城市高铁通达。由此可见，随着铁路规划纲要实施将有效促进超声波无损检测在轨道交通领域需求的释放。
数据来源：观研天下整理
此外，超声无损检测具有灵敏度高，精准性也较为优异，而且超声检测对使用环境没有硬性要求，是航空领域复合材料和固相焊接主要的检测方法。近年来，我国在交通工具方面，新能源汽车得到快速发展，并且伴随着电动化的升级变革，航空产业也迎来新的机遇，而超声无损检测有望在空中出行场景扮演重要角色。在2024年，“低空经济”首次被写入政府工作报告，伴随政策持续发布及完善，超声无损检测技术进步及城市空中交通需求逐步提升，超声无损检测行业持续发展。（WYD）
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