T、K、Y管節(jié)點焊縫超聲波檢驗缺陷的定位技術(shù)—作圖解析法

1、T、K、丫管節(jié)點焊縫超聲波檢驗缺陷的定位技術(shù)一作圖解析法管節(jié)點焊縫探傷存在諸多困難，缺陷定位是困難環(huán)節(jié)之。隨焊縫位置鐘點數(shù)的變化，節(jié)點焊縫形狀不斷變化，半跨距聲程表現(xiàn)很大的差異。因此，無法運用平板對接焊縫 常用的缺陷定位技術(shù)；也不能套用厚壁焊管縱縫的定位方 法。只能用作圖解析法作為缺陷定位基本手段。作圖介析法的優(yōu)點是方法簡單，缺陷顯示直觀。缺點是步驟繁雜，難以掌握，結(jié)果的準確性取決于探傷人員的熟練 程度及技術(shù)水平，作圖過程中有一步發(fā)生誤差，就可能導(dǎo)致 定位失敗。6.1缺陷定位技術(shù)要求與作圖解析法原理6.1.1缺陷定位技術(shù)要求：對于反射信號，只有判定為非偽缺陷信號后，才考慮定 位，對于弧立的點狀

2、缺陷和未超標的缺陷原則上不予定位， 只有超標缺陷才借助作圖法定位，缺陷定位的主要任務(wù)是：（1）確定缺陷所處的焊縫截面的鐘點數(shù)或離某一整點鐘 點數(shù)的距離；（2） 確定缺陷所在的三個縱向區(qū)域：即 支管側(cè)熔合區(qū)、 焊縫中間區(qū)、還是主管側(cè)熔合區(qū)。（3）確定缺陷所在的三個橫向區(qū)域： 焊縫上部為 3 區(qū)， 有效焊縫厚度 T 對應(yīng)部為稱有效焊縫區(qū) （2 區(qū)），有效焊縫區(qū) 以下部分焊縫稱根部（1 區(qū)）。見本講義 2.1.3。管節(jié)點缺陷定位方法與平板對接焊縫缺陷定位不同之處是，不要求測定缺陷水平距離和深度，只要求測定缺陷在截面圖的縱向、橫向區(qū)域，如圖 6-1 所示。圖 6-1確定缺陷所在位置鐘點數(shù)及所在區(qū)域6.

3、1.2作圖解析法原理不管缺陷判定，還是測定缺陷所在區(qū)域，其原理都是相 同的。首先用取形規(guī)（或橡皮泥）截取焊縫處外形，將其復(fù)制 在圖紙上，然后用蛇尺及制圖工具，按實測主支管壁厚，畫出主支管內(nèi)壁，再按有關(guān)規(guī)范以實測數(shù)據(jù)的間隙、留根高度、坡口角度，畫出焊縫截面形狀。在此基礎(chǔ)上，按所用的探頭 折射角，從實測入射點位置畫出模擬聲束路線，以探頭位置 及熒光屏上出現(xiàn)最高反射波的聲程W 即可確定反射信號是否為缺陷回波及位置區(qū)域，這就是作圖解析原理。6.1.3作圖解析法的程序流程圖：6.2作圖解析法缺陷定位的分析6.2.1 作圖解析法的可靠性影響作圖解析法定位精度的因素很多，諸如人為作圖誤 差、尺寸誤差、折射角

4、誤差、入射波漂移及探傷儀水平線性 等，這里人為操作誤差起主要作用 。有人組織過一次有專項證書人員5 人，對主管$ 610X22、支管 457X16、9=60的丫節(jié)點焊縫，測定了七個鐘點 的焊縫截面圖，作了模擬聲程路線圖(S)每個人測取數(shù)據(jù)見表 6-1o表 6-1不同操作人員截面作圖結(jié)果比較1)位置參數(shù)操作人員2)ABCDE0:0012012012012012046474746.847書129125124 1291:00122.5S49464647.246.5書1391361361391352:00S4947.5464846.2書133133 11321331323:00S5254.5 5548

5、.8 48書110110111110108.54:00S54.552545553書80828380835:00S5354.553.556.552書60.5606060.5606:00S464846.546.847注：1）采用 5Z10X10A70 小探頭，其它探測條件相同;2）A B、C、D、E 五人均取得 T、K、丫管節(jié)點焊縫UT- 口級專項資格證書；3） 書一一截面的兩面角（度），Si 一次波聲 程（ mm。從比較表中看出：（1）兩面角書測量最大誤差達 6.5 ，這也導(dǎo)致坡口角 度$ （當書=30-90 , $ 書）較大誤差，按作圖定位法， 同聲程的缺陷 F 與F ( F 為根部缺陷，F(xiàn)

6、為中間部支管側(cè)熔 合區(qū)缺陷)誤判或漏檢。(2)聲程 S 最大誤差 7mm 也將導(dǎo)致定位誤差。由此可見，管節(jié)點焊縫超聲探傷人為因素造成誤差較大 ， 除與個人技術(shù)水平和責(zé)任心有關(guān)外，一個重要原因是作圖法 繁雜的環(huán)節(jié)，導(dǎo)致人員疲勞精神分散，使作圖產(chǎn)生誤差，導(dǎo) 致定位誤差。除人為因素外，其他因素也會影響定位精度，因此認為作圖法定位可靠性較低。為解決這一問題就要求：對探傷人 員進行專項培訓(xùn)，提高作圖和測繪水平，持證上崗。其他措 施包括，用不同角度探頭復(fù)探，探傷設(shè)備要經(jīng)過計量鑒定合 格后方可使用。即使是這樣，可靠性還是不高，但目前沒有 比它更好的辦法。6.2.2作圖法對管件原始尺寸的依賴性在本講義 2.2

7、.3 中提到，作圖法對原始尺寸依賴性頗大。 尤其是以下幾個參數(shù)：實際支管厚度tn 實際間隙3,實際留根高度$ ,斜探頭的前沿io以及實際折射角B等。探傷人員在焊接前必須實測 tn、3、3三個數(shù)據(jù)，在作 DAC 及探傷前實測B和I。，但在實際中實測 tn、3、8較為 困難，常以圖紙給出公稱值為依據(jù)，造成定位誤差。作圖法對原始數(shù)據(jù)依賴性過高也是該法可靠性低的原因之一。6.2.3作圖解析法的可操作性實際探傷前，丫節(jié)點制作 0.006.00 七個特殊位置的焊 縫截面圖往往花費兩個熟悉人員半天或更長的時間，一個丫型管節(jié)點焊縫，一周焊縫探傷發(fā)現(xiàn) 6 個可疑反射信號，用作 圖法確定是否是缺陷反射信號以及對缺

8、陷定位，往往要花費一個熟練探傷人員一個工作日或更多時間。由于作圖法對缺陷定位，需要大量作圖時間，步驟繁多，要求工作必須仔細， 一個環(huán)節(jié)失誤就會導(dǎo)致定位的失敗。因此，作圖解析法對缺陷定位可操作性差，迫切需要改進。但因原理簡單，能直觀確定缺陷位置，達到缺陷定位要 求。所以現(xiàn)在還在應(yīng)用。其方向是向超聲成像發(fā)展或用計算 機作圖，超聲成象在管節(jié)點探傷中的應(yīng)用，有諸多的技術(shù)問 題尚待解決。6.3里波缺陷定位技術(shù)傳統(tǒng)的作圖解析法可以解決缺陷定位問題，其缺點是要求作典型焊縫截面圖及發(fā)現(xiàn)缺陷后需要定位者，還需要大量 作圖，另一個缺點是對原始尺寸依賴性大，頻頻作圖某一環(huán) 節(jié)失誤都會導(dǎo)致誤判或漏檢。為此，目前國際上

9、通行作法是 加強了管節(jié)點探傷人員培訓(xùn)，旨在提高其操作技能，持證上 崗，來彌補上述缺點。里波缺陷定位法是近年來我國探傷工作者研究的一種先進的、簡捷的缺陷定位法，它的基礎(chǔ)仍是作圖法。 其原理是： 找出聲束穿過焊縫熔合線的聲程范圍與探頭所在位置的關(guān)系，并繪制相應(yīng) L-X 圖，它可以省去現(xiàn)場大量作圖工作631里波反射法定位理論及原理(a) 什么是里波？里波，是指超聲波在穿透焊縫過程中為焊縫熔合區(qū)所截 取的聲束范圍，在這段區(qū)域內(nèi)聲波中心束透過的聲程即為里 波聲程范圍，圖 6-2( a)為直射聲程范圍 XB-XA，圖 6-2 (b) 為二次聲程范圍 XB-XA，因此，里波可分為直射里波和反射 (二 次)里

10、波聲程范圍。圖 6-2“里波”示意圖毫無疑問，在探傷中發(fā)現(xiàn)超標的反射信號，并確認由缺陷引起的，其反射波聲程在 XAXB范圍之內(nèi)，只能是缺陷波， 只要得到里波的確切信息，即可對缺陷判定及定位（b）里波聲程與探頭位置的關(guān)系里波聲程與探頭位置有一定的對應(yīng)關(guān)系，如果探頭折射角B固定，探傷截面又固定（即對應(yīng)于焊縫延伸方向的鐘點 數(shù)）。探頭入射點與焊縫邊緣距離（最短水平距LO=LM）,見圖 6-3。圖 6-3里波聲程與探頭位置關(guān)系圖 6-3 的試件為主管 $ 610X23，支管$ 457X16mm6=60 ,丫節(jié)點在 4:00 鐘位置的真實截面圖。實測書=110, $ =45tn=17mm 3 =70。L

11、M=12mm LN=94mm 次里波范 圍 1428mm 二次里波范圍 96118mm 一次探傷可能有底 波出現(xiàn)。對照圖 6-3 ,分析里波聲程與探頭位置對應(yīng)的關(guān)系。由于探頭存在前沿 LM,故入射點與焊縫邊緣最小距離為LM,對應(yīng)里波程 1428mm當探頭從 M 點右移，里波范圍也變化，對應(yīng)圖可知XA和XB均變大而（XB-XA）則變小，Q 點為臨界點，聲束從 P2點進 入焊縫的聲波為二次波，叫二次里波。探頭繼續(xù)右移，到達 N 點，這時二次波達到 Pi點。從圖中可知三個臨介點，M Q N。當探頭在 M Q 之間，LML LQ,對應(yīng)為直射里波。探頭在 QN 間移動，LCLLN,對應(yīng)二次里波。不管入射點在何處，L 總是與里波聲程 XAXB- 對應(yīng)。當折射角變化，M Q N 的位置也隨之變化。因此在測定這種對應(yīng)關(guān)系前還要知道間隙3與坡口角度$及兩面角書等參數(shù)。（c）LX 曲線的制作LX曲線是探頭移動過程中距焊縫邊緣水平距離與里波 聲程范圍的關(guān)系曲線。仍以前述的節(jié)點在 4:00 的截面圖