AUT檢測(cè)缺陷的評(píng)判(李海濤)

AUT檢測(cè)缺陷的評(píng)判摘要文章從實(shí)際應(yīng)用的角度，介紹了AUT（全自動(dòng)超聲波檢測(cè)）掃查圖的評(píng)判方法。按照焊縫的坡口分區(qū)，依次介紹了根部、鈍邊、熱焊及填充層等各個(gè)區(qū)域缺陷在掃查圖中的表現(xiàn)特點(diǎn)及對(duì)其定性定量的評(píng)判方法。主題詞AUT缺陷掃查圖通道評(píng)判1概述目前，我國(guó)正處于石油天然氣管道建設(shè)的第四次高潮，管道向大口徑、大壁厚趨勢(shì)發(fā)展。在此基礎(chǔ)上，管道自動(dòng)焊越來(lái)越得到廣泛應(yīng)用。隨著自動(dòng)焊的發(fā)展，全自動(dòng)超聲波檢測(cè)技術(shù)（AUT）也得到了大量的應(yīng)用。AUT技術(shù)在國(guó)內(nèi)的發(fā)展逐漸趨向成熟和完善，其中AUT掃查圖的評(píng)判是一項(xiàng)非常重要而且技術(shù)含量非常高的工作，不僅需要檢測(cè)人員接受大量的培訓(xùn)，掌握評(píng)判的技巧，而且需要豐富的經(jīng)驗(yàn)。2評(píng)判的基本原理全自動(dòng)超聲波的掃查圖分三部分：帶狀圖、TOFD和B掃描。設(shè)備通過(guò)在每個(gè)通道設(shè)置閾門(mén)來(lái)判斷缺陷位置和性質(zhì)。計(jì)算單元通過(guò)計(jì)算聲束延遲時(shí)間來(lái)達(dá)到閾門(mén)的設(shè)置，將門(mén)內(nèi)的反射信號(hào)搜集到采集單元，作為缺陷進(jìn)行記錄，而將門(mén)范圍以外的信號(hào)濾掉。帶狀圖以A掃的形式顯示，縱軸代表探頭移動(dòng)距離，橫軸代表回波幅度和回波時(shí)間，在帶狀圖上，閾門(mén)分為波幅門(mén)和時(shí)間門(mén)，它們的位置和長(zhǎng)度基本一致，均以熔合線(xiàn)處為0點(diǎn)，熔合線(xiàn)前為負(fù)值，以后為正值。每個(gè)分區(qū)的閾門(mén)長(zhǎng)度不等，從6mm到18mm左右，根據(jù)熔合線(xiàn)到焊縫中心線(xiàn)的距離而定。波幅門(mén)采集回波幅度，閾值一般設(shè)置在20%和40%，超過(guò)20%的信號(hào)被采集，在帶狀圖上時(shí)間門(mén)信號(hào)顯示為綠色，超過(guò)40%的信號(hào)顯示為紅色，70%?100%時(shí)信號(hào)變?yōu)辄S色。時(shí)間門(mén)以?xún)?nèi)的回波被采集，范圍以外的回波被濾掉。在實(shí)際檢測(cè)中只有幅度超過(guò)40%的回波信號(hào)（紅色塊）才進(jìn)行評(píng)定°T0FD和B掃描的顯示方式有別于帶狀圖°T0FD實(shí)際上焊縫的側(cè)視圖，縱軸代表探頭移動(dòng)距離，橫軸代表缺陷在焊縫中的深度。B掃是焊縫的俯視圖，縱軸代表探頭移動(dòng)距離，橫軸代表缺陷在焊縫中的水平分布。圖1是一個(gè)完整的掃描圖，從RU?F5U和RD?F5D屬于A(yíng)掃描，分別代表各個(gè)通道的A掃描帶狀圖，每個(gè)通道都代表焊縫的不同深度，從兩側(cè)到中間每層逐漸加深。缺陷深度的評(píng)判就依據(jù)缺陷所處的通道，RU、RD是根部通道，深度為整個(gè)壁厚。中間的為T(mén)OFD通道，是通過(guò)衍射時(shí)差法得到的掃描圖，它兩側(cè)的2個(gè)通道MAPD、MAPU是根部B掃描通道,V0L1U、V0L2U、V0L1D、VOL2D4個(gè)通道是體積通道。最右側(cè)是3個(gè)耦合監(jiān)測(cè)通道，監(jiān)測(cè)掃查過(guò)程中耦合是否良好。

■rJ2：FSU二o7r：0(g_-__cc?-u.c-v-■rJ2：FSU二o7r：0(g_-__cc?-u.c-v---*4-fkiEgn-!召u(mài)-o3缺陷評(píng)判3.1根部缺陷對(duì)于長(zhǎng)輸管道的焊接，根部焊接是關(guān)鍵，所以在評(píng)定過(guò)程中尤其要關(guān)注根部缺陷。根焊缺陷的評(píng)定比較復(fù)雜，在掃描圖上看，僅從一個(gè)通道我們不能準(zhǔn)確的判斷缺陷性質(zhì)和長(zhǎng)度,在評(píng)定過(guò)程中應(yīng)結(jié)合TOFD通道、根部B掃和RD、RU等幾個(gè)通道綜合分析評(píng)判。在焊縫的0點(diǎn)和6點(diǎn)處，由于重力作用根焊容易出現(xiàn)余高過(guò)高和余高不足的現(xiàn)象，無(wú)論是余高過(guò)高還是欠缺都會(huì)在A(yíng)掃上有高于的40%的波出現(xiàn)，當(dāng)確實(shí)存在缺陷的時(shí)候也有高于40%的波出現(xiàn)。這樣就需要較高的判斷能力來(lái)評(píng)定。通過(guò)根部B掃描，體積通道以及TOFD通道相互比較，互相驗(yàn)證得出正確結(jié)論。圖1中缺陷在鈍邊、熱焊和根部都有顯示。觀(guān)查T(mén)OFD通道，在根部反射處有3條線(xiàn)，其中2條是焊縫內(nèi)邊緣的反射底波，因?yàn)楹缚p在此處存在錯(cuò)邊，所以有2條底波線(xiàn)，另外一條則是缺陷波線(xiàn)。在A(yíng)掃的LD、HD通道有缺陷顯示，表明缺陷在鈍邊和熱焊之間的位置，即圖2所示的位置。拐角處拐角處圖1接頭世貳圖2焊縫接頭形式1LjI1111:**1總I[■J..祥■-1'-1111-—4■■■?-f.3\?■::學(xué)曲加1圖3根部未熔合掃查圖在掃查圖3中，RD、LU、LD、TOFD和體積通道都有缺陷顯示，根部通道A掃和根部B

掃描通道相互對(duì)應(yīng)，位置一致，體積通道在相應(yīng)的位置也有顯示。另外在這個(gè)部位有錯(cuò)邊情

況存在，此缺陷應(yīng)該在鈍邊和根部的結(jié)合點(diǎn)處，是未熔合缺陷，這是一個(gè)典型的根部未熔合鈍邊區(qū)域缺陷對(duì)于熱焊區(qū)域的缺陷主要是由于鈍邊的厚度和坡口角度原因造成的。分析缺陷產(chǎn)生的原因，我們可以得到在熱焊部位的缺陷性質(zhì)和和深度。如圖2所示位置？亠十1.1-1dL1\?j■3II1S-1■勺■■■■E1圖4夾渣掃查圖圖4缺陷顯示1是LU通道顯示，缺陷顯示2是TOFD通道顯示,缺陷在LU通道和TOFD通道都有顯示，在LD通道有綠色波幅出現(xiàn)，是缺陷波的顯示，體積1通道中也有缺陷顯示，綜合評(píng)判此缺陷是在鈍邊坡口上的缺陷，并且缺陷內(nèi)有渣存在。圖5鈍邊未熔合圖5缺陷顯示2在LU通道和VOL1U通道有顯示，且有一定長(zhǎng)度。而TOFD通道沒(méi)有缺

陷顯示，體積通道中缺陷顯示非常明顯，是鈍邊的未熔合。顯示1為幾何反射，因?yàn)槠銩掃波幅，波形都顯示其不是缺陷。對(duì)于這一部位缺陷的判斷很容易被干擾。因?yàn)榘l(fā)生在這個(gè)部位的缺陷從射線(xiàn)底片上難以看到，難做對(duì)比，所以對(duì)此位置的缺陷評(píng)判后經(jīng)常不被人接受。另外，有些根部的幾何反射在掃描圖的鈍邊和熱焊通道都能出現(xiàn)，要想清楚判斷其性質(zhì)，需要知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，要綜合考慮才能完成評(píng)判，門(mén)位和體積通道以及TOFD的顯示都是評(píng)判的重要依據(jù)。填充層缺陷熱焊層和填充層等部位的幾何反射少，雜波少，干擾評(píng)判的因素就少一些，所以評(píng)判缺陷相對(duì)來(lái)講也比較容易一些，缺陷位置一般也出現(xiàn)在坡口和層間，根據(jù)門(mén)位判斷多個(gè)通道顯示的缺陷是否是同一個(gè)缺陷，根據(jù)缺陷占有通道的數(shù)量可以粗判缺陷的自身高度，如需精確測(cè)量缺陷高度，可以通過(guò)掃描圖的TOFD通道測(cè)量缺陷自身高度。如圖6圖確測(cè)量缺陷高度，可以通過(guò)掃描圖的TOFD通道測(cè)量缺陷自身高度。如圖6圖6有3處缺陷，顯示4跨三個(gè)通道，分別在HD，F(xiàn)ID、F2D；是填充層出現(xiàn)在的，根圖6鈍邊未熔合據(jù)圖形顯示此缺陷是在熱焊和F1D夾角處的缺陷，并且缺陷延伸到F2D,屬于未熔合缺陷,缺陷自身高度較高，此缺陷在兩個(gè)體積通道中都有明顯顯示，說(shuō)明缺陷有一定的寬度和高度，屬于有一定體積的缺陷。而顯示3和5,A掃描中只在一個(gè)通道顯示，但B掃描和體積通道和TOFD通道中還有顯示，所以判定為缺陷。根據(jù)缺陷顯示的門(mén)位情況分析，缺陷所處深度和大概位置應(yīng)該在層間，結(jié)合體積通道顯示可知，缺陷有一定形狀，是層間未熔合中摻雜著渣。對(duì)于顯示5只在A(yíng)掃F3D通道和TOFD通道中有顯示，兩個(gè)體積通道都沒(méi)有缺陷顯示，綜合考慮應(yīng)是未熔合。在返修過(guò)程中，我們密切關(guān)注返修情況，通過(guò)缺陷打磨出后觀(guān)察，缺陷情況和我們的分析判斷一致。體積型缺陷體積型缺陷可能發(fā)生在根部，也可能發(fā)生在填充層。圖7是發(fā)生在填充層和熱焊之間的缺陷。且缺陷里含有渣，在體積通道中都有塊狀圖形顯示，這類(lèi)缺陷比較典型，并且出現(xiàn)

較多。較多。圖7鈍邊未熔合而對(duì)于圖8來(lái)說(shuō)，缺陷顯示不明顯，只有TOFD通道有顯示，其它通道都沒(méi)有明顯顯示，這種缺陷是在射線(xiàn)底片中的鏈狀氣孔。通過(guò)射線(xiàn)底片驗(yàn)證，并經(jīng)缺陷打磨后進(jìn)行觀(guān)察和分析，證實(shí)是在填充2的鏈狀氣孔。并,;世顯示6■jWh'并,;世顯示6■jWh'IM圖8鈍邊未熔合圖9缺陷顯示也是典型的缺陷顯示，在A(yíng)掃帶狀圖上可以清晰的看到超過(guò)40%的信號(hào)波顯示，在體積通道中有群狀圖形顯示，如顯示8。在TOFD通道中也有群狀圖形顯示，如顯示6，因此我們分析此缺陷是密集氣孔。射線(xiàn)拍片后驗(yàn)證是正確的。圖9鈍邊未熔合4結(jié)論全自動(dòng)超聲波現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)情況復(fù)雜，尤其是軌道位置安放的精確度，試塊的校準(zhǔn)效果現(xiàn)場(chǎng)掃查溫度等幾個(gè)系列因素會(huì)對(duì)檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生強(qiáng)烈的影響，因此對(duì)檢測(cè)結(jié)果的評(píng)判需要對(duì)多方面情況進(jìn)行綜合考慮，收集各種信息，才能減少失誤。本文只是介紹了基本的評(píng)判方法，在實(shí)際檢測(cè)時(shí)，還要對(duì)具體問(wèn)題具體分析，綜合各種可能的影響因素判斷顯示的性質(zhì)。參