型角焊縫超聲波探傷方法的探討

1、目 錄1緒論1.1.1超聲波在無(wú)損檢測(cè)中的應(yīng)用. 11.2 T 型角焊縫缺陷特點(diǎn) .22 本文的主要研究?jī)?nèi)容及實(shí)驗(yàn)方案3.2.1本文主要的研究?jī)?nèi)容. 32.2實(shí)驗(yàn)方案 .53 編寫(xiě)工藝6.3.1直探頭的選擇 .63.2斜探頭 K 值的選擇 .63.3探頭前沿 L 允許的最大值的計(jì)算 .63.4在腹板側(cè)用二次波側(cè)檢測(cè)時(shí)掃查范圍L'的確定 .93.5耦合劑的選擇 .103.6探頭的選擇 .103.7靈敏度補(bǔ)償 .113.8距離波幅曲線 .113.9掃查方式 .113.10缺陷位置測(cè)定及缺陷最大反射波幅的測(cè)定. 123.11缺陷定量 .123.12缺陷評(píng)定 .124 實(shí)驗(yàn)過(guò)程、檢測(cè)數(shù)據(jù)及分析

2、13.4.1缺陷 L1 的檢測(cè)步驟圖及分析 .164.2缺陷 L2 的檢測(cè)步驟圖及分析 .184.3缺陷 L3 的檢測(cè)波形圖及分析 .2022 實(shí)驗(yàn)的缺陷數(shù)據(jù) .4.45 結(jié)論23.參考文獻(xiàn)24.致謝 .25論緒1.1超聲波在無(wú)損檢測(cè)中的應(yīng)用隨著社會(huì)的發(fā)展和科學(xué)的進(jìn)步，壓力容器、橋 _門(mén)式起重機(jī)和水工鋼閘門(mén)、大型橋梁架設(shè)設(shè)備和大型空間結(jié)構(gòu)的運(yùn)用， 鋼結(jié)構(gòu)焊縫越來(lái)越多， 工程上對(duì)焊縫的要求也越來(lái)越高， T 型貼角焊縫就是一種常見(jiàn)的典型焊縫。這種結(jié)構(gòu)一般要求有較大的承載能力，所以必須保證其焊接質(zhì)量，對(duì)焊縫要進(jìn)行探傷檢查。無(wú)損檢測(cè)技術(shù) (Nondestructive ，NDT)是新興的綜合性應(yīng)用學(xué)科

3、，它是在不破壞被檢測(cè)對(duì)象的前提下，利用材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)異常或缺陷存在所引起的對(duì)熱、 聲、光、電、磁等反應(yīng)的變化，來(lái)探測(cè)各種工程材料、 零部件、結(jié)構(gòu)件等內(nèi)部和表面缺陷，并對(duì)缺陷的類(lèi)型、性質(zhì)、數(shù)量、形狀、位置、尺寸、分布及其變化做出判斷和評(píng)價(jià)，它是產(chǎn)品質(zhì)量控制中不可缺少的基礎(chǔ)技術(shù)， 隨著產(chǎn)品復(fù)雜程度增加和對(duì)安全性的嚴(yán)格要求， 無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在產(chǎn)品質(zhì)量控制中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。 無(wú)損檢測(cè)技術(shù)經(jīng)歷一個(gè)世紀(jì)的發(fā)展， 盡管它本身并非一種生產(chǎn)技術(shù)， 但其技術(shù)水平能反映該部門(mén)、 該行業(yè)、該地區(qū)甚至該國(guó)家的工業(yè)水平。 無(wú)損檢測(cè)技術(shù)所能帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。 無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在現(xiàn)代工業(yè)的各個(gè)方面都有著廣泛的應(yīng)用， 體

4、現(xiàn)在改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工制造、成品檢測(cè)以及設(shè)備服役的各個(gè)階段，體現(xiàn)在新材料和新技術(shù)的研究中， 也體現(xiàn)在保證機(jī)器零件、 最終產(chǎn)品的可靠性和安全性上。超聲波檢測(cè)技術(shù)是工業(yè)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)中應(yīng)用最為廣泛的檢測(cè)技術(shù)之一， 也是無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域中應(yīng)用和研究最為活躍的技術(shù)之一。 如用聲速法評(píng)價(jià)灰鑄鐵的強(qiáng)度和石墨含量，超聲衰減法和阻抗法確定材料的性能， 超聲衍射和臨界角反射法來(lái)檢測(cè)材料的力學(xué)性能和表層深度， 超聲顯像法和超聲頻譜分析法的進(jìn)展與應(yīng)用， 以及激光等新型聲源的研究和超聲波的接收， 及其新型超聲檢測(cè)儀器的研究等， 都是比較典型和集中的研究方向。超聲檢測(cè)的基本應(yīng)用范圍大致為：（ 1）大型鍛件超聲檢測(cè)；

5、（ 2）鑄件缺陷的超聲檢測(cè)；（ 3）小型壓力容器殼體超聲檢測(cè)；（ 4）復(fù)合材料超聲檢測(cè)；（ 5）各類(lèi)構(gòu)件焊縫的超聲檢測(cè)等等。1T 型角焊縫的檢測(cè)應(yīng)用在我國(guó)水利、水電工程方面、水工機(jī)械設(shè)備上，如啟閉機(jī)、平面閘門(mén)、弧形閘門(mén)、航道船閘用人字閘門(mén)等 , 除了主梁、腹板及翼板上的對(duì)接焊縫和其它重要部位的對(duì)接焊縫以外 , 有很多 T 型焊縫或十字形焊縫允許有一定未焊透的特殊檢測(cè)方法凸顯出來(lái)， 但是總體來(lái)說(shuō)， 而對(duì)其內(nèi)部質(zhì)量缺乏有效的檢測(cè)手段，不同行業(yè)對(duì) T 型焊縫的研究也有不同的成果。國(guó)內(nèi)外對(duì)于全熔透的對(duì)接接頭有較為成熟的探傷標(biāo)準(zhǔn) , 探傷方法也經(jīng)過(guò)大量的實(shí)踐驗(yàn)證 , 其內(nèi)部缺陷無(wú)論是采用射線探傷還是超聲

6、波探傷都較容易檢出。而全熔透的 T 型接頭和角焊縫接頭 , 采用射線的方法 , 實(shí)施困難 , 透照厚度也不一致 , 底片黑度也不均勻 , 檢測(cè)效果欠佳 , 采用超聲波探傷 , 將是對(duì)這類(lèi)焊縫較為合適的檢測(cè)方法。 對(duì)這類(lèi)接頭的檢測(cè)方法 , 特別是超聲波檢測(cè)方法的研究遠(yuǎn)不及對(duì)接焊縫成熟。T 型角焊縫超聲波探傷主要有兩種方法：直探頭法和斜探頭法。但是，由于缺陷的形狀綜亂復(fù)雜及受到熱影響區(qū)的影響， 檢測(cè)時(shí)會(huì)出現(xiàn)較多的雜波， 對(duì)缺陷的定位比較困難， 容易誤判，特別是當(dāng)條形缺陷與直探頭的激發(fā)波傳播方向平行時(shí)，條形缺陷很容易判為點(diǎn)狀缺陷。 用斜探頭在腹板側(cè)進(jìn)行二次波探傷時(shí)， 由于掃查面的對(duì)面還有焊縫， 超聲

7、波的反射點(diǎn)很可能出現(xiàn)在掃掃查面的對(duì)立面的焊縫內(nèi)，這樣會(huì)出現(xiàn)干擾波或檢測(cè)到對(duì)立面的焊縫缺陷， 給掃查面所在的焊縫缺陷判斷帶來(lái)困難。但是，這種焊縫最佳的無(wú)損檢測(cè)方式仍是超聲波探傷， 此方法能最大限度地檢測(cè)出焊縫中的危害性缺陷， 所以在實(shí)際檢測(cè)中， 一般采用超聲波探傷法， 充分利用超聲波的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，可以既經(jīng)濟(jì)又迅速地檢測(cè)出焊縫中存在地缺陷。1.2 T 型角焊縫的特點(diǎn)坡口開(kāi)在腹板上。 ,T縫一般可分為不開(kāi)坡口、雙型接頭焊縫由翼板和腹板焊接而成U 形坡口、單邊 V 形坡口等T型角焊如下圖：形坡口）單邊（坡口）雙（）不開(kāi)坡口（ 12U 3V2T 型角焊縫常見(jiàn)的缺陷： 熱影響區(qū)裂紋、焊口裂紋、條狀?yuàn)A渣、層

8、狀撕裂、鈍邊未焊透、根部未焊透、焊跟裂紋、邊壁未熔合、焊趾裂紋等，如圖1 所示。圖 1 T型角焊縫常見(jiàn)缺陷的分布模式T 型貼角焊縫常見(jiàn)危險(xiǎn)性的缺陷是未焊透。未焊透常出現(xiàn)在單面焊的根部和雙面焊的中部。它不僅使焊接接頭的力學(xué)性能降低， 而且在未焊透處的缺口和端部形成應(yīng)力集中點(diǎn)， 承載后會(huì)引起裂紋。 未焊透產(chǎn)生的原因是焊接電流太?。?運(yùn)條速度太快；焊接角度不當(dāng)或電弧發(fā)生偏吹； 坡口角度或根部隙太??； 焊件散熱太快；氧化物和熔渣等阻礙了金屬間充分熔合等。 凡是造成焊條金屬和母材金屬不能充分熔合的因素都會(huì)引起未焊透的產(chǎn)生。2 本文的主要研究?jī)?nèi)容及實(shí)驗(yàn)方案2.1 本文的主要研究?jī)?nèi)容本文主要研究?jī)?nèi)容： T

9、型角焊縫超聲波探傷方法的探討。T 型接頭焊縫中的缺陷主要有裂紋、未焊透、未熔合、夾雜和氣孔等。焊縫中裂紋位于焊縫中心 , 約與腹板呈 45 度；翼板側(cè)裂紋位于翼板的熔合線附近 , 呈層狀撕裂焊角裂紋位于焊縫近表面的腹板及翼板側(cè)的熔合線附近翼板側(cè)未熔合缺陷位于翼板的熔合線附近腹板側(cè)未熔合缺陷位于腹板的坡口熔合線附近缺陷缺陷位于焊縫坡口的鈍邊附近夾雜、 氣孔在焊縫任何部位都有可能產(chǎn)生。 鑒于焊縫的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，不便于射線檢測(cè)， 目前國(guó)內(nèi)對(duì)于 T 型角焊縫一般僅進(jìn)行外觀檢查或表面磁粉探傷，而對(duì)其內(nèi)部質(zhì)量缺乏有效的檢測(cè)手段。因此，在這里展開(kāi)對(duì)T3型角焊縫超聲波檢測(cè)方法的探討具有重要的意義。 在實(shí)際檢測(cè)中，

10、 一般采用超聲波探傷法，充分利用超聲波的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)， 能經(jīng)濟(jì)又迅速地檢測(cè)出焊縫中存在的缺陷。長(zhǎng)期以來(lái)， T 型貼角焊縫一直被視為超聲檢測(cè)的難點(diǎn)。究其原因，主要有形狀復(fù)雜、聲束寬而檢測(cè)區(qū)域小、影響因素多、近場(chǎng)干涉嚴(yán)重、波形不易識(shí)辨及缺陷定量困難等。其難點(diǎn)主要體現(xiàn)在：（ 1）用斜探頭對(duì) T 型角焊縫進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，有一部分焊縫掃查不到。 如圖 2 所 示：圖 2 不同角度探頭在焊縫中的掃查區(qū)域（ 2）從圖 3 可以看出無(wú)論從翼緣板還是腹緣板側(cè)進(jìn)行直射法探傷，對(duì)探傷過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的缺陷進(jìn)行準(zhǔn)確定位都比較困難， 故應(yīng)盡可能采用一次反射法進(jìn)行探傷即二次波檢測(cè)。圖 3一次波和二次波檢測(cè)的檢測(cè)示意圖（ 3）探頭移動(dòng)

11、范圍和聲程范圍的確定比較困難。由于T 型角焊縫的自身特4點(diǎn)，導(dǎo)致腹板與翼板連接出存在一個(gè)天然的“缺陷” ，若探傷前不確定探頭的移動(dòng)范圍，避開(kāi)這個(gè)然的“缺陷” ，就容易在儀器上產(chǎn)生干擾波，影響探傷人員對(duì)真實(shí)缺陷的判斷。探傷人員必須根據(jù)板材的厚度和焊腳尺寸計(jì)算出探頭移動(dòng)范圍和檢測(cè)焊縫全截面聲程范圍。（ 4）用斜探頭在腹板側(cè)進(jìn)行二次波探傷時(shí)， 由于掃擦面的對(duì)面還有焊縫， 超聲波的反射點(diǎn)很可能出現(xiàn)在掃擦面的對(duì)立面的焊縫內(nèi)， 這樣會(huì)出現(xiàn)干擾波或檢測(cè)到對(duì)立面的焊縫缺陷， 給掃擦面所在的焊縫缺陷判斷帶來(lái)困難， 同樣的，也必須據(jù)板材的厚度和焊腳尺寸計(jì)算出探頭移動(dòng)范圍。針對(duì)上述問(wèn)題，筆者在此對(duì) T 型貼角焊縫探

12、傷所選用的探頭 K 值及探頭移動(dòng)范圍與板厚、焊腳尺寸的關(guān)系進(jìn)行了探討，并編寫(xiě)檢測(cè)工藝。2.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及方案實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：(1) 設(shè)計(jì)與加工相關(guān) T 型角焊縫；(2) 相關(guān)探頭的選擇；(3) 選擇 T 型角焊縫超聲檢測(cè)方法，確定檢測(cè)范圍；(4) 編寫(xiě)工藝；實(shí)驗(yàn)方案：(1) 準(zhǔn)備好 T 型角焊縫試塊；(2) 根據(jù)檢測(cè)焊縫，確定探頭和檢測(cè)范圍；(3) 調(diào)整好儀器，開(kāi)始在試塊上進(jìn)行掃查，注意仔細(xì)觀察 當(dāng)探頭掃查到缺陷，無(wú)缺陷的各部位時(shí)的波形；(4) 采用實(shí)驗(yàn)分析法，對(duì)不同探頭掃查在不同缺陷位置，時(shí)的波形進(jìn)行觀察、記錄、分析和對(duì)照、比較，總結(jié)出 T 型角焊縫不同檢測(cè)方法的規(guī)律。53 編寫(xiě)工藝3.1 直探頭

13、的選擇根據(jù) JB/T4730-2005對(duì)于頻率為 2.5MHz的探頭，寬度不大于15mm；對(duì)于頻率為 5MHz的探頭，寬度不大于10mm；3.2斜探頭 K 值的選擇根據(jù) JB/T4730-2005在翼板側(cè)進(jìn)行超聲波探傷時(shí)，使用K1 的探頭在腹板一側(cè)檢測(cè)時(shí)根據(jù)表1 進(jìn)行選擇。板厚 T，mmK 值6253.0 2.0 （7260） °°25 462.5 1.5 （6856） °°120462.0 1.0 （6045）4002.0 1.0 （6045）1201°°°°表 3.3 探頭前沿 L 允許的最大值的計(jì)算圖 4 焊

14、縫未能完全被掃查6根據(jù)圖 4 ，探頭頂?shù)胶缚p時(shí)，焊縫仍未能完全被掃查，所以必須對(duì)探頭的最大值進(jìn)行計(jì)算。在翼板外側(cè)進(jìn)行一次波檢測(cè)時(shí)探頭前沿不作嚴(yán)格要求5 斜探頭在翼板外側(cè)進(jìn)行一次波檢測(cè)示意圖圖根據(jù)圖 5，由于探頭在掃查過(guò)程中沒(méi)受到焊縫的阻礙，焊縫都能被掃查到，所以斜探頭在翼板外側(cè)進(jìn)行一次波檢測(cè)時(shí)，對(duì)探頭前沿不作嚴(yán)格要求。在翼板內(nèi)側(cè)進(jìn)行二次波檢測(cè)時(shí)探頭最大前沿L 的確定圖 6在翼板內(nèi)側(cè)進(jìn)行二次波檢測(cè)示意圖根據(jù)圖 6 ，得 L+ H 2KT，即 L 2KT H（1） f 翼翼 f7在腹板側(cè)進(jìn)行一次波檢測(cè)時(shí)探頭最大前沿L 的確定圖 7 在腹板側(cè)進(jìn)行一次波檢測(cè)示意圖- ， H（2H0KT即 L）根據(jù)圖

15、7，得 KT Lff 腹腹L 的確定在腹板側(cè)進(jìn)行二次波檢測(cè)時(shí)探頭最大前沿8 在腹板側(cè)進(jìn)行二次波檢測(cè)示意圖圖 - ）（3，即 L，得根據(jù)圖 82KTH0L2KTHff腹腹83.4 在腹板側(cè)用二次波側(cè)檢測(cè)時(shí)掃查范圍L'的確定圖 9在腹板側(cè)用二次波檢測(cè)時(shí)一次波反射點(diǎn)受對(duì)立面焊縫的影響根據(jù)圖 9，斜探頭在腹板側(cè)進(jìn)行二次波探傷時(shí)， 由于掃查面的對(duì)面還有焊縫，超聲波的反射點(diǎn)很可能出現(xiàn)在掃查面的對(duì)立面的焊縫內(nèi)， 這樣會(huì)出現(xiàn)干擾波或檢測(cè)到對(duì)立面的焊縫缺陷， 給掃查所在的焊縫缺陷判斷帶來(lái)困難， 所以必須進(jìn)行掃查范圍的計(jì)算。圖 10 腹板二次波檢測(cè)時(shí)一次波反射點(diǎn)的極限圖為了保證探頭的二次波檢測(cè)時(shí)一次波反射

16、點(diǎn)不在掃查面的對(duì)立面的焊縫內(nèi)，- L L ' （ 根據(jù)圖 10 得：當(dāng) KT 4）時(shí)，是二次波檢測(cè)；腹- ）時(shí)，是一次波檢測(cè)。 （5 ' KT同樣的，當(dāng) L L 腹9編寫(xiě)本工藝根據(jù) JB/T4730-2005 工件尺寸： T 翼為 16mm，T 腹為 9mm，焊角尺寸 H 為 13mm。 （如圖 11 所示） f實(shí)驗(yàn)所用的工件圖 113.5 耦合劑的選擇本工件應(yīng)采用透聲性好，且不損傷檢測(cè)表面的耦合劑，如機(jī)油、漿糊、甘#（涂耦合劑前應(yīng)對(duì)工件表面進(jìn)行清潔）油、水等，這里推薦使用30 機(jī)油。 3.6探頭的選擇（1）斜探頭的前沿 L、K 值的選擇及掃擦范圍的確定A. 在翼板外側(cè)進(jìn)行一次

17、波檢測(cè)時(shí)，對(duì)前沿 L 不作嚴(yán)格要求，K值選 K1；B. 在翼板內(nèi)側(cè)進(jìn)行二次波檢測(cè)時(shí)， K 值使用 K1；2KT H，其中 T=16mm， L1）H=13mm，求出前沿 L 小于根據(jù)公式（ ff19mm ；C. 在腹板一側(cè)進(jìn)行一次波檢測(cè)時(shí)， K 值選 3.0 2.0（72 60）， °° KTH求出前沿允許的最大值（其中2）LT=9mm，根據(jù)公式（ ，f-LL '，T 求出。 =13mmH ）。掃查范圍，根據(jù)公式（ 5）當(dāng)K 腹 fD.在腹板一側(cè)進(jìn)行二次波檢測(cè)時(shí)，出前沿允許的最大值（其中K 值選T=9mm，3.0 L2.0 （ 7260），根據(jù)公式（ 3），f

18、6;°2KTH求-LL '求出。KT4）=13mmH。掃查范圍根據(jù)公式（）腹 f（1）直探頭的選擇10對(duì)于頻率為 2.5MHz的探頭，寬度不大于15mm；對(duì)于頻率為 5MHz的探頭，寬度不大于10mm；3.7 靈敏度補(bǔ)償包括耦合劑補(bǔ)償和衰減補(bǔ)償，一般補(bǔ)償4dB3.8 距離波幅曲線斜探頭：試塊類(lèi)型CSK A評(píng)定線2×40 18dB定量線2×40 12dB判廢線 2× 404 dBCSK A直探頭：1×6 12dB 評(píng)定線1×6 6 dB定量線 1× 6 2 dB判廢線平底孔4mm平底孔 2mm平底孔3mm.9掃查方式a

19、）用斜探頭從翼板的外側(cè)進(jìn)行一次波掃查，見(jiàn)圖b）用斜探頭從翼板一側(cè)進(jìn)行二次波掃查，見(jiàn)圖12 位置 1；12 位置 3；c）用直探頭或雙晶直探頭在翼板外側(cè)沿焊接接頭探測(cè)，見(jiàn)圖12 位置2；4 ；12d）用斜探頭從腹板一側(cè)進(jìn)行二次波掃查，見(jiàn)圖位置掃查方式 12圖11缺陷指示長(zhǎng)度小于10mm時(shí)，按 5mm計(jì)；相鄰兩缺陷在一直線上，其間距小于其中較小的缺陷長(zhǎng)度時(shí)，應(yīng)作為一條缺陷處理，以?xún)扇毕蓍L(zhǎng)度之和。3.10 缺陷位置測(cè)定及缺陷最大反射波幅的測(cè)定缺陷位置測(cè)定應(yīng)以獲得缺陷最大的反射波的位置為準(zhǔn)；將探頭移至缺陷出現(xiàn)最大反射波信號(hào)的位置，測(cè)定波幅的大小，并確定它在距離波幅曲線中的區(qū)域。3.11 缺陷定量根據(jù)缺

20、陷最大反射波幅確定缺陷當(dāng)量直徑或缺陷指示長(zhǎng)度L.(1) 缺陷當(dāng)量直徑，用當(dāng)量平底孔直徑表示，主要用于直探頭檢測(cè)，可采用公式計(jì)算，距離波幅曲線和試塊對(duì)比來(lái)確定缺陷的當(dāng)量尺寸。(2) 缺陷指示長(zhǎng)度 L 的檢測(cè)采用以下方法：a ）當(dāng)缺陷反射波只有一個(gè)高點(diǎn)，且位于區(qū)或區(qū)以上時(shí)，使波幅降到熒光屏滿(mǎn)刻度的 80%后，用 6dB 法側(cè)其指示長(zhǎng)度。b ）當(dāng)缺陷反射波波峰值起伏變化，有多個(gè)高點(diǎn)，且位于或區(qū)以上時(shí)，應(yīng)以端點(diǎn) 6dB 法側(cè)其指示長(zhǎng)度。c ）當(dāng)缺陷反射波位于區(qū)，如有認(rèn)為有必要記錄時(shí)，將探頭左右移動(dòng)，使波幅降到評(píng)定線，以此測(cè)定缺陷指示長(zhǎng)度。3.12 缺陷評(píng)定超過(guò)評(píng)定線的信號(hào)應(yīng)注意其是否具有裂紋性缺陷，如

21、有懷疑時(shí)，應(yīng)采取改變探頭 K 值、增加檢測(cè)面、觀察動(dòng)態(tài)波形并結(jié)合構(gòu)件工藝特征作判定；缺陷指示長(zhǎng)度小于10mm時(shí)，按 5mm計(jì)；相鄰兩缺陷在一直線上， 其間距小于其中較小的缺陷長(zhǎng)度時(shí)， 應(yīng)作為一條缺陷處理，以?xún)扇毕蓍L(zhǎng)度之和作為其指示長(zhǎng)作為其指示長(zhǎng) （間距不計(jì)入缺陷長(zhǎng)度）。12質(zhì)量分級(jí)（對(duì)缺陷進(jìn)行等級(jí)評(píng)定時(shí)均以腹板厚度為準(zhǔn)）mm等級(jí)反射波幅所在區(qū)單個(gè)缺陷的指示L 多個(gè)缺陷累計(jì)長(zhǎng)度域L 長(zhǎng)度區(qū)非裂紋類(lèi)缺陷區(qū)，最小為 T/3L焊縫長(zhǎng)度范圍內(nèi)9T 在任意，最大不超過(guò)T10 30不超過(guò) L區(qū)，最小 2T/3L焊縫長(zhǎng)度范圍 4.5T 在任意最大不超過(guò)為 12TL 不超過(guò)內(nèi)40區(qū)超過(guò)者超過(guò)者區(qū)所有缺陷、區(qū)裂紋

22、等危害性缺陷4實(shí)驗(yàn)過(guò)程、檢測(cè)數(shù)據(jù)及分析11 ），Hf=13mm（圖 T 翼=16，T 腹 =9mm工件尺寸：探頭參數(shù)：）12 中，位置 31. 直探頭2.5P 14Z（圖斜探頭2. 0.97 K 值 13 K1-D, ）在翼板側(cè)掃查， 2.5P 13 前沿 9mm，實(shí)測(cè) a× ），探頭前沿允許最大值根據(jù)公式（ 4b）在腹板側(cè)一律使用二次波掃查，選 K2.5 ，所選探頭為 H=13mm求出前沿 HL），12mm（其中LT=9mm2KTff ，）。掃查范圍根據(jù)公式（2.564 前沿 12mm，實(shí)測(cè) K值 9 K2.5-D,2.5P 9×- 見(jiàn)圖 ' 10.11 L &#

23、39; 求出 LLKT 腹 3. 儀器 選擇儀器的要求如下： (1) 為了更好的定位，要求其水平線性誤差較小。 要求探傷儀要具有較高的靈敏度余量、信噪比高、功率大。 (2) 13(3) 為了有效的地發(fā)現(xiàn)高強(qiáng)螺栓近表面缺陷和區(qū)分相鄰缺陷，要求儀器盲區(qū)小、分辨力好。(4) 要求探傷儀要體積小、重量輕、熒光屏亮度高、抗干擾能力強(qiáng)。綜上所述 , 本次實(shí)驗(yàn)選用檢測(cè)儀器為 PXUT27 數(shù)字型超聲波探傷儀 ( 如圖下所示)。本實(shí)驗(yàn)用到的儀器是PXUT-27型，如下圖圖 13 PXUT-27 儀器1增益 / 補(bǔ)償； 2聲程 / 標(biāo)度； 3聲速 / 抑制； 4位移 / 始偏；5探頭 / 通道； 6 K 值/

24、折射角； 7波門(mén)； 8回車(chē)鍵；9 DAC記錄鍵； 10記錄 / 查詢(xún)； 11“”鍵； 12“”鍵PXUT 27 型全數(shù)字智能超聲波探傷儀是一款緊密結(jié)合了無(wú)損檢測(cè)實(shí)際應(yīng)用的數(shù)字式超聲波探傷儀。其功能實(shí)用、性能穩(wěn)定、可靠性好、操作簡(jiǎn)便，在數(shù)字化超聲波探傷儀的技術(shù)和性能取得了突破性的進(jìn)展?；镜牟僮鳎涸鲆嫜a(bǔ)償，測(cè)前沿，測(cè)K 值，定標(biāo)，做 DAC曲線等；儀器的重復(fù)頻率及參數(shù)測(cè)量數(shù)據(jù)由數(shù)碼管顯示 , 循環(huán)工作的通道數(shù)及屏幕顯示的通道均由面板開(kāi)關(guān)控制選擇 , 并由數(shù)碼管顯示。儀器的主要技術(shù)指標(biāo)如下：（ 1）重復(fù)頻率： 1-10KHz；（ 2）工作頻率： 2.5MHz ，5MHz；（ 3）顯示：四個(gè)通道中任

25、意通道；（ 4）探測(cè)深度：分三檔 10mm、50mm、250mm，最大為 1000mm；（ 5）水平線性誤差： 1%；（ 6）垂直線性誤差： 51%；14（ 7）衰減器：總衰減 100dB，最小 0.1 dB ；（ 8）動(dòng)態(tài)范圍： 30dB；（ 9）報(bào)警閘門(mén)：閘門(mén)起位 5 S 120s，閘門(mén)寬度 5S120 s，觸發(fā)方式為同步脈沖觸發(fā)或跟蹤界面觸發(fā)；（ 10）報(bào)警方式聲：聲、光報(bào)警 , 燈光有總報(bào)警燈和通道報(bào)警燈4. 試塊： 2-25mm平底孔， CSK A；圖 14 CSK A 試塊靈敏度：按上文工藝中的靈敏度；5.圖 15直探頭在試塊 2-25mm 上的反射波形，波高50%，顯示 22.8

26、dB154.1 缺陷 L1 的檢測(cè)步驟圖及分析直探頭聲程 16.2mm 波高 50%，衰減器讀數(shù) 16.7dB，當(dāng)量 2-25mm6dB 圖 16 直探頭的檢測(cè)位置和波形圖PY15.9 16.1 端角反射 圖 分析： 在圖 16.1 中，移動(dòng)探頭，使左起的第一個(gè)波波高達(dá)到坐高時(shí)， 檢測(cè)時(shí)位置正好處于腹板焊接面處， 左起第一個(gè)波形 PY為 15.9 ，接近 T 翼 16，是端角反射。在圖 16 中，移動(dòng)探頭使左起第二個(gè)波達(dá)到最高，探頭位置距離腹板焊接面 2mm，該波是缺陷波， T 翼直探頭 PY T 翼 +Hf，即 1616.2 16+13，缺陷在焊縫上，缺陷中心距翼板焊接面0.2mm，距離腹板

27、焊接面 2mm。16SL+12.8dB ，當(dāng)量，K1 PS， PY 17.2mm 的位置和波形圖圖 17翼板外側(cè)一次波檢測(cè)K1分析：，即 Hf，且 16+13L+X-PX=x+Hf ，即 1617.2 翼T 翼 K1 的 PY T，）y（1.2mm9+12-16.8=4.2 13，說(shuō)明缺陷在焊縫上，缺陷中心距翼板焊接面）。（距離腹板焊接面x4.2mmSL+9.6dB，當(dāng)量， PY 21.4mm K2.5 PS 50.9mm ，PX 47.4mmK2.5 的位置和波形圖 圖 18 腹板側(cè)二次波檢測(cè)縫的影響。） X-H=2411 探頭到焊縫端部的距離分析： ，排除了對(duì)立面焊24（ f ， Hf 1

28、8+13 ，且L+X-PX=x腹 PY 2T 腹 K2.5 的 2T+Hf ，即 1821.4 ，1.6mm） x13，說(shuō)明缺陷在焊縫上。缺陷中心距翼板焊接面（ 12+37-47.4=1.6 即 。21.4-18=3.4 mmy=PY-2Ty距離腹板焊接面（腹，即） 174.2 缺陷 L2 的檢測(cè)步驟及分析6dB2-25mm，直探頭當(dāng)量16.9dB 直探頭聲程 15.7mm ，衰減器讀數(shù)直探頭的檢測(cè)位置和波形圖圖 19）很接近，說(shuō)明是翼板翼（ T16 翼，即 15.7 < 16，且與 < 分析：直探頭聲程 T 熱影，距離腹板焊接面 4mm(上的熱影響區(qū)裂紋， 缺陷中心距翼板焊接面

29、-0.3mm 。響區(qū)裂紋）K1 PS :23.2mm ，PX :16.2mm ，PY:16.6mm ，當(dāng)量 SL+12.2dB圖 20翼板外側(cè)一次波檢測(cè)K1的位置和波形圖18分析：T 翼 K1 的 PYT 翼 +Hf ，即 1616.2 16+13，且 L+X-PX=x Hf，即9+10-16.2=2.8 13，說(shuō)明缺陷在焊縫上，缺陷中心距翼板焊接面 y（0.6mm），距離腹板焊接面 x（ 3mm）。K2.5 PS:47.6mm，PX:44.3mm，PY:21.3mm，當(dāng)量 SL+2.9dB圖 21腹板側(cè)二次波檢測(cè)K2.5 的位置和波形圖分析：探頭到焊縫端部的距離 21（X-H=24） 11，

30、排除了對(duì)立面焊縫的影響。 2Tf 腹 K2.5 的 PY 2T 腹 +Hf ，即 1821.3 18+13 ，且 L+X-PX=xHf ，即 12+34-44.3=1.7 13，說(shuō)明缺陷在焊縫上。缺陷中心距翼板焊接面 x(1.7mm)，距離腹板焊接面 y(3.3mm)。194.3 缺陷 L3 的檢測(cè)波形圖及分析2-25mm+2.5dB27.2mm ，衰減器讀數(shù) 25.3dB，當(dāng)量直探頭聲程：22直探頭的檢測(cè)位置和波形圖圖 分析： 16+13 ，說(shuō)明缺陷在焊 +Hf，即 16 27.2T 翼直探頭TPY翼 4mm。縫上，缺陷中心距翼板焊接面 11.2mm，距離腹板焊接面K1 PS:38.3mm

31、，PX:26.8mm， PY:27mm，當(dāng)量 SL+136dB 圖 23 翼板外側(cè)一次波檢測(cè) K1 的位置和波形圖20分析：T 翼 K1 的 PY T 翼+Hf ，即 162716+13，且 L+X-PX=x Hf，即 9+21-26.8=3.2 13，說(shuō)明缺陷在焊縫上； K1探頭的 PY 27.4mm和直探頭的 PY 27.2mm很接近，檢測(cè)時(shí)，用尺子量斜探頭到直探頭的水平距離加上探頭前沿的值后和 K1 的 PX相符，兩個(gè)探頭的位置基本在一個(gè)平面內(nèi)， 說(shuō)明兩個(gè)探頭檢測(cè)到的是同一個(gè)缺陷。缺陷中心距翼板焊接面 y(11mm)，距離腹板焊接面 x(3mm)。SL+7.9dB，當(dāng)量，PX :56.8

32、mm 的位置和波形圖腹板側(cè)二次波檢測(cè) K2.5圖 24：分析11，排除了對(duì)立面焊縫的影響。X-H=24）（探頭到焊縫端部的距離 42f ，HfL+X-PX=x，且即 2TPY 腹 +Hf ， 1822.118+13 的腹 2TK2.5，缺陷中心距翼板焊接面 x(10mm)，即 12+55-56.8=10.2 13 說(shuō)明缺陷在焊縫上。 y(4.1mm) 距離腹板焊接面214.4 實(shí)驗(yàn)的缺陷數(shù)據(jù)缺陷定位坐標(biāo)系圖 24mm缺陷序號(hào)（半波法）缺陷中心 x缺陷指長(zhǎng)缺陷中心，缺陷最大距波線區(qū)缺陷 兩端軸上在 的度 S2-S1x 坐標(biāo)（） 反射 dB域在 x 軸位置位置 S3y ， zS2 S1L10251

33、025（10，SL+12.8 -4.2 ， ）1.2L2020152015,（12,） SL+12.21.7L36983，-3 （811）SL+13.6L12-25mm-6dB 直探頭當(dāng)量L22-25mm-6dB直探頭當(dāng)量L32-25mm+2.5dB 直探頭當(dāng)量+4dB)6 dB （ 1 曲線定量線 DAC SL為× 6 其中L1、L2、 L3 均為級(jí)焊縫225 結(jié)論本文主要研究?jī)?nèi)容：在不同探測(cè)面對(duì) T 型貼角焊縫進(jìn)行探傷時(shí)探傷方法的探討。探頭前沿允許最大值的計(jì)算是為了保證焊縫能全部被掃查； 確定探頭移動(dòng)的范圍是為了保證在腹板進(jìn)行二次波掃查時(shí)，排除掃查面的對(duì)立面焊縫的影響。5.1 K

34、 值的選擇在翼板側(cè)不管用一次波還是二次波檢測(cè)， K值都選 K1；在腹板側(cè)檢測(cè)時(shí)， K 值選擇 K2K3。5.2探頭前沿允許最大值的計(jì)算若使用一次波檢測(cè)，探頭前沿應(yīng)滿(mǎn)足LKTH ；若使用二次波檢測(cè)，探頭前沿應(yīng)滿(mǎn)足L2KT H；f其中 T 指的是探頭所在檢測(cè)面對(duì)應(yīng)的板厚。5.3 在腹板側(cè)用二次波檢測(cè)時(shí)，探頭移動(dòng)范圍L'與板厚fT、焊腳尺寸Hf的關(guān)系- L LHf ' 探頭移動(dòng)范圍 L'應(yīng)滿(mǎn)足 2KT腹 5.4 個(gè)人總結(jié)在檢測(cè)過(guò)程中，本人發(fā)現(xiàn)用直探頭和K1 檢測(cè)時(shí)，數(shù)據(jù)結(jié)果比較直觀，對(duì)缺陷的定位也比較容易，用K2.5 在腹板檢測(cè)時(shí)，雜波較多，缺陷定位也比較困難。所以應(yīng)先用直探頭和K1 探出缺陷，然后再用K2.5 的探頭進(jìn)行驗(yàn)證。用三種探頭對(duì)缺陷進(jìn)行檢