焊縫超聲波探傷

1、第9章 焊縫超聲波探傷姚志忠9.1 焊接常見缺陷 焊接過程 焊接接頭形式 鍋爐壓力容器、壓力管道等特種設(shè)備的焊接大多采用熔焊范疇的手工電弧焊，埋弧焊（自動或半自動），氣體保護焊（惰性氣體保護焊，CO2氣體保護焊，混合氣體保護焊），藥芯焊絲自動焊和電渣焊等多種焊接方法。 焊接接頭的形式主要有：對接接頭，角接接頭，T形接頭和搭接接頭等幾種。對接接頭常用于鍋爐壓力容器筒體縱、環(huán)焊縫，封頭拼接焊縫，封頭與筒體連接焊縫，接管與管子的對接焊縫等，有雙面焊對接接頭，單面焊對接接頭和帶墊板的單面焊對接接頭等幾種形式。角接接頭常用于鍋爐壓力容器接管、法蘭、夾套、管板、管子和凸緣的焊接。T形接頭常用于鍋爐爐膽與管

2、板，壓力容器中換熱器的筒體與管板的焊接。搭接接頭在鍋爐壓力容器受壓件結(jié)構(gòu)中應(yīng)用較少，常用于常壓油槽等焊接結(jié)構(gòu)中。 焊縫坡口形式為了保證焊接質(zhì)量，在焊接前對被焊兩金屬件相連接處預(yù)先加工成一定形狀的結(jié)構(gòu)形式，稱焊接坡口形式，采用焊接坡口的目的是為了保證焊透，盡量減少焊縫填充金屬，便于施焊減少焊接變形，應(yīng)根據(jù)不同的焊接接頭形式和采用的焊接工藝來選擇合適的焊接坡口形式。對接焊縫采用手工電弧焊、埋弧自動焊、氣體保護焊和藥芯焊絲焊，可根據(jù)板厚分別采用不開坡口，X形坡口、V形坡口、單U形坡口或雙U形坡口等形式。角接焊縫和T型接頭常采用V形、單邊V形、U型和K型等坡口形式。搭接焊縫不開坡口即可施焊。 焊縫中常

3、見缺陷焊接過程中在焊接接頭中產(chǎn)生的金屬不連續(xù)、不致密或連接不良的現(xiàn)象稱焊接缺陷。焊縫中常見的缺陷有：1. 外觀形狀缺陷：主要有咬邊、焊瘤、凹坑、未焊滿、燒穿、成形不良、錯邊、塌陷、表面氣孔、弧坑縮孔，各種焊接角變形、波浪變形等，這些缺陷存在將對超聲波探傷缺陷判斷產(chǎn)生影響，因此，在對焊縫進行超聲波探傷前，必須先對工件焊縫外觀進行檢查，發(fā)現(xiàn)有上缺陷時應(yīng)盡量設(shè)法清除。2. 內(nèi)部缺陷主要有氣孔、夾渣、未焊透、未熔合和裂紋等，這些缺陷是超聲波探傷的檢測對象，檢測的目的就是要發(fā)現(xiàn)這些缺陷。從事超聲波探傷的人員必須了解其產(chǎn)生的特點、分布規(guī)律和對超聲波的反射特性。(1)氣孔焊接時，熔池中的氣體在金屬凝固前未能

4、逸出，殘留在焊縫中形成的空穴，氣孔的產(chǎn)生原因有焊接工藝因素，也有熔焊冶金因素等。產(chǎn)生氣孔的氣體可能是熔池外界吸收的，也可能是焊接冶金過程中反應(yīng)生成的。其氣體的成份有氮、氧、一氧化碳和水蒸汽等。熔焊中的氣孔多為氫氣孔和一氧化碳氣孔。氣孔可存在于焊縫中各不同部位，有單個、多個、密集和鏈狀氣孔等情況出現(xiàn)，其形狀大多為球狀，也有條狀或針狀氣孔。(2)夾渣焊后殘留在焊縫中的焊渣稱夾渣。是由熔池中熔化金屬的凝固速度大于熔渣的流動速度時，熔渣未能及時浮出熔池而形成，主要存在于焊道之間和焊道與母材之間。由焊接冶金反應(yīng)產(chǎn)生的，焊后殘留在金屬中的微觀非金屬雜質(zhì)（如氧化物、硫化物等）稱夾雜物。鎢極惰性氣體保護時由鎢

5、極進入到焊縫鎢粒稱夾鎢。(3)未焊透焊接時接頭根部未完全熔透的現(xiàn)象，對對接焊縫也指焊縫深度未達到設(shè)計要求使焊縫金屬沒有進入接頭根部的現(xiàn)象，稱未焊透。是由于焊接電流小，熔深淺，坡口和間隙尺寸不合理，鈍邊太大；磁偏吹影響，焊條偏芯度太大，層間及焊根清理不良等原因產(chǎn)生。未焊透均存在于根部，對雙面焊對接焊縫存在于中間。(4)未熔合熔焊時，焊道與母材之間或焊道與焊道之間未完全熔化結(jié)合的部分稱未熔合，是由焊接電流過小，焊接速度過快，焊條角度不對，產(chǎn)生了弧偏吹，焊接處于向下焊位置時，在母材未熔化時已被鐵水復(fù)蓋，或母材表面有污物或氧化物影響熔敷金屬與母材間的熔化結(jié)合等原因產(chǎn)生。按未熔合所在位置可分為坡口未熔合

6、，層間未熔合和根部未熔合三種。(5)裂紋在焊接應(yīng)力及其它致脆因素共同作用下，焊接接頭中局部地區(qū)的金屬原子結(jié)合力遭到破壞而形成的新界面所產(chǎn)生的縫隙，稱為焊接裂紋，它具有尖銳的缺口和大的長寬比的特征。按裂紋的方向可分為縱向裂紋、橫向裂紋、星狀裂紋（大多在弧坑處），網(wǎng)狀裂紋；按裂紋發(fā)生的部位可分為根部裂紋、弧坑裂紋、熔合區(qū)裂紋、焊趾裂紋和熱影響區(qū)裂紋，按裂紋產(chǎn)生的溫度可分為熱裂紋（如結(jié)晶裂紋、高溫液化裂紋和多邊化裂紋），冷裂紋（如延遲裂紋、淬火裂紋），按裂紋產(chǎn)生原因可分為再熱裂紋、層狀撕裂等。a. 熱裂紋熱裂紋是焊接過程中焊縫和熱影響區(qū)金屬冷卻到固相線附近的高溫區(qū)產(chǎn)生的焊接裂紋，都是沿奧氏體晶界發(fā)生

7、開裂。熱裂紋中結(jié)晶裂紋是焊縫金屬在結(jié)晶過程中處于固相線附近的溫度范圍內(nèi)，由于凝固金屬的收縮，而且此時殘余的液相不充足，在承受拉伸應(yīng)力時造成沿晶界開裂。多產(chǎn)生在含硫、磷、碳、硅較多的碳鋼及低合金鋼，低中合金鋼焊縫中，也產(chǎn)生在單相奧氏體鋼，鎳基合金及某些鋁合金焊縫中，結(jié)晶裂紋通常產(chǎn)生焊縫金屬上，在個別情況下也發(fā)生焊接熱影響區(qū)。熱裂紋中高溫液化裂紋是由于焊接熱循環(huán)峰值溫度作用下，在焊接熱影響區(qū)和多層焊的層間金屬中如果含有低熔點共晶組成物，即可被重新熔化，當受到一定的拉伸內(nèi)應(yīng)力時就會誘發(fā)和產(chǎn)生奧氏體晶間開裂，高溫液化裂紋多發(fā)生在硫、磷、碳等雜質(zhì)較多的鉻鎳高強度鋼、奧氏鋼，某些鎳基合金的近縫區(qū)或多層焊的

8、層與層之間，在母材及焊絲中，雜質(zhì)含量越高產(chǎn)生高溫液化裂傾向越大。熱裂紋中多邊化裂紋是焊縫和近縫區(qū)在固相線溫度以下的高溫區(qū)內(nèi)，由凝固金屬中許多晶格缺陷（空穴、錯位），物理化學(xué)性能不均勻性，組織的疏松、高溫強度及塑性低等原因在溫度和應(yīng)力作用下，產(chǎn)生沿著多邊化邊界開裂。多邊化裂紋大多產(chǎn)生在純金屬或單相奧氏體合金焊縫或焊接熱影響區(qū)。b.冷裂紋冷裂紋是焊接接頭冷卻到較低的溫度以下，大約在鋼的馬氏體轉(zhuǎn)變溫度（即MS或200300的溫度區(qū)）以下，由于拘束應(yīng)力，淬硬組織和氫的作用下產(chǎn)生的裂紋，冷裂紋主要發(fā)生在低合金鋼、中合金鋼和高碳鋼焊縫的熱影響區(qū)。延遲裂紋是冷裂紋中一種比較普遍的形態(tài)，是鋼的焊接接頭冷卻到室

9、溫后，并在一定時間（幾小時甚至十幾天）才出現(xiàn)的焊接冷裂紋。可在焊接接頭的不同部位產(chǎn)生不同的延遲裂紋：產(chǎn)生在沿應(yīng)力集中的焊縫根部所形成的焊接冷裂紋稱焊根裂紋，產(chǎn)生在沿應(yīng)力集中的焊趾處所形成的焊接冷裂紋稱焊趾裂紋，裂紋取向與焊道平行，由焊趾表面向母材深處擴展，產(chǎn)生在靠近堆焊焊道的熱影響區(qū)內(nèi)形成的焊接冷裂紋稱焊道下裂紋，一般情況下裂紋取向與熔合線平行，也有垂直于熔合線的。c.再熱裂紋焊后焊件在一定溫度范圍再次加熱時，由于高溫及殘余應(yīng)力的共同作用而產(chǎn)生的晶間裂紋稱消除應(yīng)力裂紋，也稱再熱裂紋。再熱裂紋也是沿晶開裂，但再熱裂紋只在較低溫度下一定范圍內(nèi)（約550650）敏感，而熱裂紋是在結(jié)晶過程中的固相線附

10、近發(fā)生。再熱裂紋多發(fā)生在低合金高強鋼、珠光體耐熱鋼、奧氏體不銹鋼以及鎳基合金的焊接接頭粗晶段，高強鋼厚壁容器焊縫常出現(xiàn)這種再熱裂紋。d.層狀撕裂焊接時，在焊接構(gòu)件中沿鋼板軋層形成的呈階梯狀的一種裂紋稱層狀撕裂。屬低溫開裂，撕裂的溫度不超過400，產(chǎn)生層狀撕裂的原因主要是由軋制鋼材內(nèi)部存在分層狀夾雜物（特別是硫化物、夾雜物等）和在焊接時產(chǎn)生垂直于軋制方向的應(yīng)力，使焊接熱影響區(qū)產(chǎn)生“臺階”狀開裂，可穿晶發(fā)展。層狀撕裂大多發(fā)生在屈服強度高，且含有不同程度夾雜物的高強鋼，如厚壁容器、大型結(jié)構(gòu)件等T型接頭，十字接頭和角接頭焊縫母材上（如T型接頭的翼板上）比較易于產(chǎn)生層狀撕裂。當焊接接頭中存在微氣孔、微裂

11、紋、咬肉、未焊透等尖角效應(yīng)缺陷時都可能在應(yīng)力作用下發(fā)生為層狀撕裂。9.2 鋼制承壓設(shè)備對接焊縫超聲波探傷 焊接接頭超聲檢測技術(shù)等級選擇 1. A級：支撐件 2. B級：一般承壓設(shè)備 3. C級：重要承壓設(shè)備 探測條件的選擇1. 探測面光潔度：表面粗糙度6.3m，露出金屬光澤。探測面寬度（即探頭移動區(qū)）L為：二次波（一次反射或串列式）L=1.25P=2.5K=2.5Ttg 式中：P跨距mm， T母材厚度mm， K探頭K值等于tg， 探頭折射角（）。直射波（一次波） L=0.752TK=1.5TK2. 耦合劑：機油、漿糊等。3. 頻率：通常25MHZ。薄板：5MHZ。4. K值選擇：選擇原則： 三

12、條原則 使聲束掃查到整個焊縫截面。（不漏檢） 使聲束中心線盡量與主要危險性缺陷垂直。（提高危險性缺陷檢測率）（焊縫中危險性缺陷大多與表面垂直） 保證有足夠探傷靈敏度如光從探頭考慮：從斜入射往復(fù)透過率角度分析，有機玻璃鋼折射角=4050（相當于K=1左右）往復(fù)透過率最高，大于20%30%。此時檢測靈敏度最高。=5060時，往復(fù)透過率1720%。（相當K=1.5）=6070時，往復(fù)透過率1417%。（相當K=2）=7080時，往復(fù)透過率1014%。（相當K=2.5K3）=8090時，往復(fù)透過率10%0。即越大（K越大），往復(fù)透過率越小，靈敏度越小。 當然靈敏度除了探頭K值，還有儀器配合。為保證聲束

13、掃查到整個焊縫，探頭K值必須滿足： （a、b分別為上、下焊縫1/2寬）標準中K值選擇推薦根據(jù)板厚T決定： 6mmT25mmK=3.02.025mmT46mmK=2.51.546mm3.5）或50（K3.5）不太精確 CSK-A用16孔單孔法： （L入射點至孔水平距；d孔深。）雙孔法：比較準確 孔深d1和d2應(yīng)和板厚相當。一般取d1=T，d2=2T或，d2=T。如取d1=T，d2=2T，則。5. 晶片尺寸符合JB/4730標準規(guī)定6. 母材檢測C級檢測有要求。 目的：檢查影響斜探頭檢測結(jié)果的分層及其他缺陷，檢測要求符合JB/4730標準要求。7. 探測方向的選擇 標準試塊：按JB/4730標準要

14、求執(zhí)行。 縱向缺陷探測：T=646 用一種K值探頭，一、二次波（即直射波和一次反射波），A級用一種K值斜探頭在對接焊縫單面單側(cè)探測，B及探測為在板厚120mm時用一種K值斜探頭在焊縫單面雙側(cè)探測，C級探測為用兩種K值的斜探頭在焊縫單面雙側(cè)用一次波或二次波探測，其中一個探頭K1，兩個探頭折射角相差10。46T120 不適用于A級探測，對B級探測探頭用一種K值，對C級探測用兩種K值，一次波探測（即直射波），在對接焊縫雙面單側(cè)或雙面雙側(cè)探測。120mmT400mm B級和C級檢測均用兩種K值探頭，一次波（即直射波），在焊縫雙面雙側(cè)探測。 橫向缺陷C級檢測應(yīng)磨平焊縫：一種或兩種K值，用一次波在焊縫上平

15、行焊縫掃查。B級檢測不必將焊縫磨平即有余高焊縫：在焊縫兩側(cè)平行焊縫或斜平行焊縫掃查（一種或二種K值）電渣焊縫：K1探頭45斜平行掃查焊縫雙側(cè)。 掃描線比例調(diào)節(jié)1. 聲程法：用CSK-A、I I W和W2試塊，半園試塊，利用R100、R50等弧面用于非K值的折射角探頭。2. 水平法：CSK-A法： 先測出K值和入射點。 把始波向左移動約10mm。 對準A孔探測找到最高回波，量出水平距離L1并將A波調(diào)到水平刻度L1（用微調(diào)）。 對準B孔，找到最高回波，量出水平距離L2，如B波位于水平刻度Y，不在L2，則算出X=Y-L2。X為正值：用微調(diào)向右將B波調(diào)Y+2X處。X為負值：用微調(diào)向左將B波調(diào)Y-2X處

16、。 用水平旋鈕將B波調(diào)至Y處。再核對A波是否在L1，一般一次成功。（如A波不在L1還需再調(diào)。）CSK-A法： 先測出探頭K值、入射點。 將掃描線左移約10mm。 探頭在位置A，對準深度d的2橫孔找到最高波，測量出水平距離L1，用微調(diào)將此回波調(diào)到水平刻度L1。 將探頭后移至B，使聲束通過底面反射探測（深d）的2橫孔。前后移動，找到最高回波，測量出水平距離L2，此時回波若在Y，則計算X=Y-L2。X為正值：用微調(diào)向左將2孔波移至約Y+4X處。X為負值：用微調(diào)向右將2孔波移至約Y-4X處。再核對A位置，如在L1，則調(diào)畢；如不在L1，需再復(fù)調(diào)。3. 深度法：用CSK-A、A、A、RB和半園試塊等將相應(yīng)

17、深孔調(diào)至相應(yīng)刻度。 CSK-A法： 探頭對準深d1和d2的兩孔，分別找到最高波，分別調(diào)至水平刻度d1和d2。 CSK-A探頭分別在位置A和B探測2橫孔，找到2孔最高反射。在A位置調(diào)至水平刻度d完成深度1:1在B位置調(diào)至水平刻度（2T-d）距離波幅曲線繪制與應(yīng)用曲線名稱JB/T4730-2005波高h及區(qū)域判廢線（RL）區(qū)，hRL定量線（SL）區(qū)，SLhRL評定線（EL）區(qū)，ELhSL1. 距離dB曲線繪制 測定入射點和K值。 掃描線按水平或深度1:1。 如按深度1:1，在CSK-A試塊探測不同深度16短橫孔。注意：1) 首先在衰減器上衰減某dB讀數(shù)，如52dB。（此讀數(shù)可自行設(shè)定，但要保證探測

18、工件時最大聲程處檢測靈敏度要求）2) 設(shè)定基準波高，如50%。（可在40%80%間） 抑制為零，將探頭對準深10mm16孔找到最高點，調(diào)節(jié)“增益”使波高達基準波高（50%）。 探測其它深度的16短橫孔，分別找到最高點，不動其它儀器旋鈕，只調(diào)衰減器，分別使各深度波高達基準高（50%），記下相應(yīng)的衰減器讀數(shù)。 根據(jù)所測得的不同深度16短橫孔回波達基準高時相應(yīng)的衰減器讀數(shù)，及所探焊縫板厚要求列出三條線的表。 根據(jù)上述表中數(shù)據(jù)，作出距離dB曲線描出判廢線、定量線、評定線，表出、區(qū)和探頭K值，晶片尺寸和頻率。 如對工件探傷還要標明表面補償。2. 距離dB曲線應(yīng)用 調(diào)整探傷靈敏度。不低于評定線 測定缺陷大

19、小1) 當量大小，相當于16dB及確定缺陷波區(qū)域比較二個缺陷大小。2) 測缺陷長度：區(qū)6dB法區(qū)以評定線絕對靈敏度法測長。3. 面板曲線：距離波幅曲線制作：以CSK-A為例： 測出探頭K值、入射點。 儀器抑制置零，衰減器預(yù)先衰減一定dB值（如32dB）。 將探頭對準確10mm16短橫孔，找到最高回波，調(diào)整“增益”（如光調(diào)增益不能滿足，也可調(diào)衰減器），使回波調(diào)至滿幅100%，記下此時衰減器讀數(shù)（如30dB）。 固定“增益”、“衰減器”分別測20、30、40、50、60等不同深16孔。找到最高回波，并在面板上標出相應(yīng)波高位置。 根據(jù)各深度16孔回波最高位置，直接在面板上劃出16回波高度曲線，即為面

20、板曲線。4. 面板曲線應(yīng)用。 調(diào)靈敏度如1546mm板厚焊縫，檢測靈敏度評定線為16-9dB，如表面補償為5dB。則只要將衰減器讀數(shù)減少9+5=14dB，如作曲線時讀數(shù)為30dB，則此時只要將衰減讀數(shù)調(diào)為30-14=16dB，就調(diào)好了靈敏度。 確定缺陷當量波高及區(qū)域區(qū)：16-9dB16-3dB衰減讀數(shù)為16dB時，缺陷回波高于16參數(shù)線。衰減讀數(shù)為22dB時，缺陷回波低于16參數(shù)線。區(qū)：16-3dB16+5dB衰減器讀數(shù)為22dB時，缺陷回波高于16參數(shù)線。衰減器讀數(shù)為30dB時，缺陷回波低于16參數(shù)線。區(qū)：16+5dB以上衰減器讀數(shù)為3RdB時，缺陷回波等于或高于16參數(shù)線。 傳輸修正（一）

21、 引起損失原因表面耦合差：試塊與工件，表面粗糙度不同；材質(zhì)衰減差：試塊與工件，材質(zhì)不同引起材質(zhì)衰減不同；底面反射差：試塊與工件，底面不同狀況。（二） 測試方法1. 薄板焊縫損失差：一收一發(fā)兩探頭在工件上相距2P時，測得回波高為H1（具體可將波調(diào)至基準高如40%，記衰減器讀數(shù)NdB），再在試塊上一收一發(fā)探頭相距仍為2P時，測得回波高為HZ（具體將波調(diào)至基準高如40%，記下衰減器讀數(shù)N ）。用衰減測出H1-H2=dB值=（N-N）dB。如dB即為： 表面耦合損失差 底面反射損失差 材質(zhì)衰減損失差2. 中厚板焊縫聲能損失差測定 試塊與工件材質(zhì)、厚度相同。上表面耦合損失差：試塊A面與工件光潔度相同，B

22、面與CSK-A光潔度相同。用衰減器測出B1-B2=1dB值。下表面反射聲能損失差：用衰減測出H1-H2=2dB值?？偟穆暷軗p失dB=1dB+2dB。（這里因材質(zhì)相同故無材質(zhì)衰減損失差） 試塊與工件材質(zhì)、厚度不同1） 材質(zhì)衰減系數(shù)測定：試塊：厚T=40mm，材質(zhì)、表面粗糙度與工件相同或相近。儀器按深度1:1調(diào)，兩只相同型號斜探頭一收一發(fā)，測出相距1P和2P時的波幅H1（dB）和H2（dB）。則衰減系數(shù) （S1和S2為橫波聲程；為斜探頭內(nèi)等效聲程） （如忽略，則此式約等于：） （這里。對K2值探頭=63.4，故忽略=10mm。）2） 表面耦合與底面反射損失差測試。一發(fā)一收兩斜探頭置于CSK-A（T

23、=30mm）或CSK-A（T=T1）在相距1P時測出回波高H1（dB），再將探頭移至工件上，相距1P時同樣測出回波高H2（dB）。則表面耦合與底面反射損失差1為：表面與底面反射損失：1（dB）=（H1-H2-2-3）dB擴散（聲程差引起）： （T1試塊厚；T2工件厚）材質(zhì)衰減引起：3=2X2-1X1當試塊10.01dB/mm時，3=2X2=2（單探頭探傷時2為來回雙程，故，不為。） 掃查方式1. 鋸齒形掃查：探頭對準焊縫探測沿鋸齒形路線掃查。2. 左右掃查與前后掃查：探頭對準焊縫沿左右與前后路線掃查。3. 轉(zhuǎn)角掃查：探頭在某一位置對焊縫作轉(zhuǎn)角掃查。4. 環(huán)繞掃查：探頭對準焊縫中某一點，以此點為

24、中心作環(huán)繞掃查。5. 平行、斜平行掃查：探頭平行或斜平行于焊縫掃查。6. 串列式掃查：用一發(fā)一收兩頭對準焊縫探測，作串列式掃查。 掃查速度和掃查間距 1. 掃查速度 手工檢測：150mm/s。 2. 掃查間距：1/2晶片直徑或有效聲束寬度的1/2。 缺陷位置測定1. 聲程定位法根據(jù)聲程，定出缺陷水平距離和深度。（缺陷聲程由缺陷在掃描線上位置求得）。設(shè)聲程為X，水平距離L，深度d，則，L=Xsin；d=Xcos。在定位時，根據(jù)X數(shù)值，判斷一次波或二次波探測。2. 水平定位法定出缺陷水平距離和深度d。水平距離Lf直接由水平掃描線上缺陷波位置根據(jù)水平掃描線比例得出。Lf=n*f，n水平掃描比例，1:

25、n。深度d：一次波：二次波：3. 深度定位：（書P223）儀器按深度1:n 調(diào)水平距離：L=Knf缺陷深度一次波發(fā)現(xiàn)：d=nf 二次波發(fā)現(xiàn)：d=2T-nf 對數(shù)字式探傷儀，可直接得水平距離和深度值，不必計算，儀器內(nèi)將自動換算，但換算原理遵循上面的表示式。 缺陷大小測定1. 缺陷幅度測定：探測中找到缺陷最高波，將缺陷波調(diào)到基準波高（對距離dB曲線），讀出衰減器讀數(shù)。定出缺陷當量值，例16dB。再與被探工件距離dB（波幅）曲線中評定線，定量線、判廢線比較，定出缺陷波所在區(qū)域。2. 根據(jù)缺陷波區(qū)域決定對缺陷測長方法。區(qū)：缺陷波一個高點：用6dB法測長。缺陷波多個高點：用端點6dB法測長。GB1134

26、5用端點峰值法測長。區(qū)：移動探頭使缺陷波降到評定線的絕對靈敏度測長。區(qū)：波高位于區(qū)已判廢（不管多長），但在發(fā)報告和返修仍要測長，可用6dB法測。3. 指示長度計量 指示長度小于10mm以5mm計。 相鄰兩缺陷在一直線上相鄰間距較小缺陷長度，以兩個缺陷之和作為一個缺陷指示長度（不含間距）。 焊縫質(zhì)量評級分為、級，按標準中表23焊接接頭質(zhì)量分級規(guī)定執(zhí)行。實際評定時，根據(jù)執(zhí)行標準，和缺陷實際情況評定。超聲探焊縫評定（質(zhì)量評級）一般遵循以下程序：1. 對所探焊縫接標準規(guī)的方法和探傷工藝準確測出缺陷的波幅、區(qū)域、指示長度，及位置分布。2. 根據(jù)執(zhí)行標準的質(zhì)量評級要求和規(guī)定，對所探焊縫評定級別，評定時程序

27、為： 先評不允許存在的缺陷，發(fā)現(xiàn)此種缺陷均不合格。 不允許存在的缺陷大致有以下：JB/4730標準反射波高位區(qū)。（判廢線及以上區(qū)域）1） 檢驗人員判定為裂紋等危險性缺陷者：低于評定線的缺陷只要判為裂紋也不允許。2） 位于區(qū)的缺陷指示長度超過各標準規(guī)定級別限值：這里二層意思：一是，對未規(guī)定合格級別的檢驗。則評為級不合格，二是，規(guī)定合格級別的檢驗，如規(guī)定級合格，則評為級就不合格。 允許存在的缺陷1）波高位于區(qū)的非裂紋類缺陷。 2）規(guī)定合格級別范圍內(nèi)，波高位于區(qū)，指示長度為超過合格級別規(guī)定長度的缺陷。9.3 曲面工件管座角焊縫和T型焊縫探傷 曲面工件對接接頭 1. 檢測條件選擇 探頭：晶片直徑要求小

28、些； K值根據(jù)曲率半徑選取和工件厚度選?。?頻率與平板工件相同。 縱縫檢測考慮幾何臨界角，能檢測到內(nèi)壁； 環(huán)縫檢測同平板對接焊縫。 探測面修磨時，接觸面寬度W2 （R檢測面曲率半徑），可不修磨。 接觸面寬度W2時應(yīng)修磨，修磨后要注意入射點和K值變化。 對比試塊 試塊寬度b應(yīng)滿足： B2S/D0 式中：波長 S聲程 D0晶片有效直徑 檢測面曲率半徑RW2/4(W為探頭接觸面寬度)時，應(yīng)采用與檢測面相同曲率的對比試塊 檢測面曲率半徑RW2/4縱縫：對比試塊的曲率半徑與檢測面曲率半徑之差10。 環(huán)縫：對比試塊的曲率半徑應(yīng)為檢測面曲率半徑的0.91.5倍。 2. 儀器調(diào)整 掃描速度與靈敏度調(diào)節(jié)與對接接

29、頭相同。 3. 掃查： 與對接接頭相同。 4. 缺陷定位定量 定位：縱縫檢測應(yīng)定出離探測面深度和水平弧長，并注意修正。環(huán)縫檢測與平板對接接頭相同。 定量：與平板對接接頭相同。 管座角焊縫探傷1. 結(jié)構(gòu)插入式：斜探頭在筒體外側(cè)或內(nèi)側(cè)探測焊縫，也可在大接管內(nèi)側(cè)探測，直探頭在接管內(nèi)側(cè)探測焊縫。安放式：斜探頭在接管外側(cè)或內(nèi)側(cè)探測焊縫，直探頭在筒體內(nèi)側(cè)探測焊縫。實際探傷時，可選擇一種或幾種組合方式探傷。2. 探測條件 單晶縱波直探頭雙晶縱波直探頭單晶橫波斜探頭，K值可根據(jù)壁厚選擇，但需保證不漏檢危險性缺陷，在K11.5、2、2.5、3之間。選擇探頭原則：考慮到各種類型缺陷出現(xiàn)的可能性。使聲束盡可能垂直于

30、焊縫中主要缺陷。 檢測頻率2MHZ5MHz探頭與工件接觸面：a.采用2.5MHZ直接頭，雙晶直探頭，探頭與工件接觸面尺寸，R為探測面曲率半徑。（當時，應(yīng)采用與探傷面曲率半徑相同的對比試塊）。b.斜探頭與工件接觸面尺寸a或b。 a斜探頭接觸長（周向探測）；b斜探頭接觸寬（軸向探測）；D探測面曲面直徑此式為JB3144-82鍋爐大口徑管座角焊縫超聲波探傷標準中應(yīng)用。 耦合劑與表面 表面粗糙度Ra6.3m。耦合劑：機油、化學(xué)漿糊等。 試塊材質(zhì)與工件相同或相近。寬度 （波長；S聲程；Do聲源有效直徑）避免側(cè)壁干涉。JB/T4730-2005、GB11345、GB/T1583-95均按此規(guī)定。直探頭試塊

31、：表面粗糙度、試塊材質(zhì)、探測面曲率半徑與工件相同，反射體為平底孔，孔徑為：評定線2mm，定量線3mm，判廢線6mm。斜探頭試塊：與平板對接焊縫相同。3. 儀器調(diào)整 掃描線比例：調(diào)整時最大聲程位于掃描線后半部分。直探頭：用試塊或已知尺寸的工件底面調(diào)整。斜探頭：用CSK-A，或W2，或半園試塊按聲程法調(diào)整掃描比例，也可按深度或水平比例調(diào)整。 不管用何種方法，均應(yīng)進行缺陷位置確定時與平板工件進行對比修正。 應(yīng)預(yù)先根據(jù)工件尺寸、形狀、探頭位置計算出缺陷出現(xiàn)時的聲程位置（或水平及深度位置值）計算出相對平板工件位置可修正的專門用于探測工件的表示式來確定位置。 檢測靈敏度調(diào)整 用工件園柱形曲底面作參數(shù)反射體

32、調(diào)整，用當量計算法確定靈敏度，應(yīng)選三個反射波幅小于4dB點進行測試，并以該三點的算術(shù)平均值進行靈敏度標準。 也可用曲面試塊校靈敏度。4. 距離波幅曲線 直探頭距離波幅曲線及各線靈敏度要求可根據(jù)不同檢測標準規(guī)定要求確定。 斜探頭距離波幅曲線與各標準平板對接焊縫相同。5. 缺陷測定當量：直探頭探傷：測定缺陷平底孔當量直徑值可用試塊或當量計算尺獲得。斜探頭探傷與平板相同處理。指示長度：根據(jù)缺陷最高反射波當量值，超過定量線的缺陷應(yīng)測指示長度，并要確定缺陷位置。測長方法：缺陷波只有一個高點，用6dB法；缺陷波有多個高點，端點6dB法。相鄰缺陷累計相加方法：相鄰兩缺陷在一直線上，其間距小于其中較小的缺陷長

33、度時，以兩缺陷長度之和作為其指示長度（不考慮間距）。6. 質(zhì)量驗收總原則：不允許存在的缺陷： 反射波幅位于區(qū)或判廢線。 檢測人員判定為裂紋等危害性缺陷。 非危險性缺陷單個長度和累計長度超過合格級允許范圍。允許存在的缺陷： 非危險性缺陷，單個或累計長度未超過合格級別值。 位于區(qū)或評定線以下非危險性缺陷。具體各標準有各自的規(guī)定。 T型焊縫探傷1. T型焊縫結(jié)構(gòu)與探傷方法直探頭位置1：探測腹板和翼板間未焊透。翼板側(cè)焊縫隙下層狀撕裂。斜探頭位置2：探測焊縫中缺陷未焊透及其它（也可探測橫向缺陷）缺陷用一次波探測，常用45。斜探頭位置3：用二次波探測焊縫中缺陷靈敏度比位置2低。斜探頭位置4：用兩種K值探測

34、，在腹板上用一次波和二次波探測焊縫中缺陷，及腹板側(cè)坡口邊緣未熔合與熱影響區(qū)裂紋。對角焊縫，直探頭位置1和斜探頭在腹板上位置2和3探測。常用45、63或兩種K值探頭K1，K2。2. 探測條件選擇頻率：2.5HMZ直探頭：10和14晶片，盲區(qū)不大于5mm斜探頭：探頭K值或折射角與板厚關(guān)系：腹板厚50mm時，用K1.02.0。對鍋爐T型：晶片直徑尺寸14mm，方晶邊長13mm，K=1.02.5，前沿10mm。3. 儀器調(diào)整 掃描線比例：直探頭直接在T型焊縫上調(diào)比例，利用翼板厚度調(diào)。斜探頭比例調(diào)法與平板工件相同。斜探頭用CSK-A或RB-T試塊掃深度2:1或水平2:1或水平1:1。RB-T為鍋爐T型接

35、頭斜探頭專用試塊，見鍋爐標準P14，附錄A。如圖7-6。反射體為230橫孔。 或5mm 最小5mm 靈敏度調(diào)整直探頭：用翼板大平底的底波或平底孔試塊，評定靈敏度3，定量3，判廢4。斜探頭：與所探板厚相同的平板焊縫靈敏度同，按平板對接縫相同方法調(diào)。鍋爐T規(guī)為：CSK-A：8-25，評定靈敏度16-12，定量16-6，判廢16-2。RB-T：評定靈敏度2-18，定量2-12，判廢2-4。4. 掃查方式 確定焊縫位置：在翼板上對應(yīng)于腹板中心處劃一線，為焊縫中心，再根據(jù)板厚確定焊縫寬度。此外，當直探頭在位置1探測時，探頭垂直于腹板移動，可確定焊縫位置、方法翼板底波下降6dB開始至零，再由零上升到另一側(cè)

36、比底波下降6dB即焊縫區(qū)。 掃查方式：平板對接焊縫幾種方式均可用，要確保焊縫及熱影響區(qū)不漏檢。探測橫向缺陷、斜探頭位置2平行焊縫掃查斜探頭位置4斜平行焊縫掃查。5. 缺陷判別直探頭位置1：在翼板厚處或略小于翼板厚處回波為缺陷波（未焊透、未熔合或?qū)訝钏毫眩?。斜探頭位置2：焊縫缺陷出現(xiàn)在焊角波之前。焊角波一般出現(xiàn)在一倍板厚處或稍后，可檢測的缺陷大致為裂紋、未焊透，腹板側(cè)未熔合及氣孔、夾渣等。斜探頭位置4：缺陷波可根據(jù)掃描線上位置，與探頭到焊縫中水平距離得出。（此時一般不出現(xiàn)焊角波），缺陷判別方法與平板對接焊縫相同，大致為裂紋、未焊透、未熔合、氣孔、夾渣等。斜探頭在位置2時作平行焊縫掃查時，檢測橫向

37、缺陷時，一般無缺陷時不出現(xiàn)缺陷波，只要一出現(xiàn)便是缺陷。6. 缺陷測量與評定 測出缺陷最大反射當量和所在區(qū)域。 缺陷反射波幅位于評定線以上均應(yīng)予以評定。評定內(nèi)容為：估判缺陷性質(zhì)，缺陷波幅，指示長度。 缺陷反射波幅位于定量線以上，測定其波幅、位置和指示長度，并應(yīng)記錄。 指示長度測量，缺陷反射波高位于II區(qū)及II區(qū)以上，反射波只有一個高點用6dB法測長，有多個高點，以端點6dB法測長。缺陷反射波高位于I區(qū)，以評定線為基準絕對靈敏度測長。7. 驗收標準 不允許存在的缺陷1)缺陷反射波位于判廢線上及區(qū)。2)缺陷反射波幅位于定量線上及區(qū)，指示長度大于、等于10mm的條狀缺陷。3)在探測面任意2倍板厚的焊縫

38、長度范圍內(nèi)有兩個或兩個以上指示長度小于10mm，反射波幅位于定量線上及區(qū)的缺陷。4)檢測人員判定為裂紋、未焊透、未熔合等危害性缺陷。 允許存在的缺陷除上述4條外允許存在。 對缺陷評定級別時，均以腹板厚度為準。9.4 管子和壓力管道環(huán)向?qū)雍附咏宇^的超聲檢測 管子和壓力管道特點和常見缺陷 1. 特點：曲率半徑小，璧厚4mm， 介質(zhì)相對流動 管道位置固定 介質(zhì)輸送連續(xù) 易燃易爆介質(zhì)對周圍構(gòu)成威脅 隱蔽管道不易發(fā)現(xiàn)潛在危險缺陷 2. 常見缺陷 焊縫中常見缺陷：氣孔、夾渣、未熔合、未焊透和裂紋等。 3. 探傷特點：大K值，短前沿，一次波探測到根部。 檢測方法和檢測條件選擇1. 儀器較窄始脈沖，始脈沖占

39、寬2.5mm。高分辨率。CS-1、CS-2、CS-3、CS-4試塊上R5和R6.6圓弧回波橫波分辨率6dB。2. 探頭 楔塊：探測面磨成與管外面曲率均合。 晶片：小晶片，常用66，88mm 頻率：常用5MHZ，管壁厚度大于15mm時，采用2.5MHZ。 K值：壁厚48mm時，采用K=2.53.0；壁厚815mm時，采用K=22.5；壁厚15mm,采用K1.52.0。 前沿長度L：常用46mm。實際選用時，壁厚48mm，L6mm；壁厚815mm,L8mm；壁厚15mm，L12mm。 探頭型式：平面單晶橫波探頭靈敏度較低。 單晶、雙晶線聚焦探頭靈敏度高。3. 試塊：對比試塊GS-1、GS-2、GS

40、-3、GS-4用于測試儀器和探頭的性能，調(diào)整掃描線比例和探傷靈敏度。4. 耦合劑：機油、甘油、漿糊等。儀器調(diào)整1. 掃描線比例：水平1:1，可用2橫孔調(diào)節(jié)。2. 靈敏度壁厚評定線定量線判廢線8mm220-16dB220-16dB220-10dB8mm15mm220-16dB220-13dB220-7dB15mm22016dB22010dB2204dB3. 探測面打磨范圍：79倍壁厚，實際5070mm。 當壁厚15mm時探頭移動距離2.5K(為管子壁厚)。掃查探測與缺陷判別1. 掃查探測 一次波、三次波探焊縫下部和根部，二次波探焊縫上部。一般要求選用的探頭一次波探測焊縫根部。2. 缺陷判別與測定

41、缺陷判定：當壁厚15mm時，以缺陷水平距離位置判別缺陷。 水平距離探頭側(cè)熱影響區(qū)到探頭距離。 兩側(cè)探測均在焊縫中心線水平距離處。 僅一側(cè)探測在焊縫中心線處為錯邊。 當壁厚15mm時，應(yīng)按中厚板對接焊縫探傷方法判定缺陷。缺陷指示長度LS測定：當缺陷反射波高位于II區(qū)或II區(qū)以上，反射波只有一個高點用定量線絕對靈敏度法測指示長度，有多個高點，用端點6dB法測指示長度。當缺陷反射波高位于I區(qū)，如有必要測長，以評定線為基準的絕對靈敏度測長。測長的指示長度為沿管子外徑園周長，其實際指示長度LS為LS=L（R-H）/R，這里L探頭沿管子外園移動距離，R管子外半徑，H缺陷離外表面深度。缺陷性質(zhì)判斷： 根部未

42、焊透：有端角反射特征，回波較強。從焊縫兩側(cè)均可探到，位于焊縫中心線沿焊縫有一定長度。 未熔合：均為V型坡口。在靠近探頭一側(cè)坡口邊緣有未熔合。常在二次波發(fā)現(xiàn)，回波較高焊縫一側(cè)探到，另一側(cè)探不到。 氣孔：出現(xiàn)在焊縫中任何位置，波幅小。缺陷評定：首先判定是否危險性缺陷，對判定為非危險性缺陷，如相鄰兩缺陷在一直線上，其間距小于其中較小的缺陷長度應(yīng)作一條缺陷處理，以兩個缺陷長度之和作為單個缺陷指示長度，且不考慮間距，單個點狀缺陷指示長度按5mm計。 質(zhì)量評定1. 不允許存在缺陷為：反射波幅位于區(qū)的缺陷和判定為裂紋等危險性缺陷。評為級的焊縫，及評為級且產(chǎn)品規(guī)定級合格的焊縫。2. 焊接接頭內(nèi)部單個缺陷為：反

43、射波幅位于區(qū)非裂紋類缺陷和反射波幅位于區(qū)的缺陷，指示長度1/4T（最大為10mm）評為級，指示長度1/3T（最大為15mm），評為級，超過上述數(shù)據(jù)評為級。3. 如判為根部未焊透，則單個根部未焊縫長度為1/3T（最小為5mm），累計長度10%園周長且30mm評為級。單個根部未焊透長度為2/3T（最小為6mm）且累計長度15%園周長，且40mm評為級，超過上述數(shù)據(jù)評為級。4. 在10mm焊縫內(nèi)，同時存在條狀缺陷和未焊透時評為級。9.5 奧氏體不銹鋼焊縫超聲波探傷 組織特點1. 奧氏體柱狀結(jié)晶，晶粒粗大，直徑0.10.5mm，長度最長達10mm。手工焊多道焊，焊縫中多處不均勻。超聲波傳播困難，出現(xiàn)林

44、狀反射晶間反射。2. 各向異性，不同方向聲速不同，傳播中聲束改變方向。3. 異質(zhì)界面影響，焊縫熔合面與基體金屬界面組織差異，使聲波反射變異。4. 焊接工藝規(guī)范影響，不同材質(zhì)、不同焊接參數(shù)焊縫組織不同，影響聲波傳播。 探測條件1. 波型：縱波2. 探頭：高阻尼窄脈沖聚焦探頭，大晶片斜射縱波，斜探頭單晶（檢測深度大的缺陷）和雙晶（檢測較淺的缺陷）縱波斜探頭?？v波折射角2=45必要時用60或70。3. 頻率：（目的：提高信噪比）0.52.5MHZ 4. 試塊：JB/T4730標準附錄N.1對比試塊。 5. 可檢性評價 通過母材與焊縫兩條距離波幅曲線間距應(yīng)小于10 dB 儀器調(diào)整和探測 1. 掃描線比

45、例調(diào)節(jié) 借助直探頭調(diào)掃描線比例用普通探頭對準厚40mmW2試塊大平底將B1和B2對準4格和8格。換上縱波斜探頭，將R50園弧波B1對準5格，即完成聲程1:1。 JB/T4730標準規(guī)定N.1對比試塊或在不銹鋼焊縫專用試塊上利用不同深度橫孔直接將掃描線比例按深度或水平1:1調(diào)節(jié)。2. 靈敏度對板厚T50mm的奧氏體不銹鋼焊縫，判廢線2304dB，定量線23012dB，評定線25018dB。3. 探測方式 利用縱波斜射的一次波探測，因二次波探測將會產(chǎn)生波型轉(zhuǎn)換，對缺陷難于分辨。 缺陷指示長度測量 反射波高位于定量線及以上缺陷只有一個高點時用6dB法測指示長度，有多個高點時，用端點6dB法測指示長度

46、。反射波高位于區(qū)的缺陷，以評定線靈敏度采用絕對靈敏度法測指示長度。 缺陷評定 相鄰兩缺陷小于較小缺陷長度作為一條缺陷處理，兩缺陷長度之和作為單個缺陷指示長度。條狀缺陷近似分布在一條直線上，以兩端點距離作為其間距，點狀缺陷以兩缺陷中心距離作為間距，指示長度小于10mm時按5mm計。 經(jīng)評定，判斷為裂紋等危害性缺陷和超過合格級別允許長度缺陷不允許存在，反射波高位于區(qū)非裂紋類缺陷及反射波高位于區(qū)且指示長度LT/3（最大為10mm），評為級允許存在。反射波高位于區(qū)且指示長度L2T/3（最小為12mm,最大為30mm，評為級，是否允許根據(jù)探傷委托決定。 奧氏體焊接接頭檢測新技術(shù) 1. LLT（縱波縱波橫

47、波）波型轉(zhuǎn)換超聲檢測技術(shù)； 2. 變型波超聲檢測技術(shù)； 3. ADEPT檢測技術(shù)。9.6 堆焊層超聲波探傷堆焊層晶體結(jié)構(gòu)特點1. 奧氏體晶粒組織 晶粒粗大，柱狀結(jié)晶，晶間距離大2. 超聲波探傷特點縱波比橫波在柱子狀方向衰減少，出現(xiàn)草狀回波少一些。堆焊層中常見缺陷1. 堆焊金屬缺陷：氣孔、夾渣等。2. 堆焊層與母材（基板）間的未熔合（未結(jié)合、或未貼合）。此缺陷取向：基本平行于母材表面。3. 堆焊下母材熱影響區(qū)的再熱裂紋。取向基本垂直于母材表面。 探傷方法與驗收1. 堆焊層內(nèi)缺陷檢測 探頭：1）縱波雙晶直探頭及雙晶斜探頭，2.5MHZ,K2.75（75），交點深度位于堆焊層與母材結(jié)合部位，有效聲場

48、覆蓋檢測區(qū)域。 探頭面積325mm2，相當于1818 2）縱波斜探頭，2MHZ5MHZ，K=1(=45) 試塊堆焊層側(cè)探測， T1試塊；反射體為2、3和4平底孔，1.540橫孔。母材側(cè)探測，T2試塊；反射體為2、3和4平底孔。1.540橫孔試塊母材和堆焊層材質(zhì)與工件相同或相近。 檢測靈敏度基準靈敏度：1) 雙晶直探頭置T1試塊堆焊層表面，移動探頭使3平底孔最大回波達80%滿幅。2) 雙斜探頭置T2試塊堆焊層表面，移動探頭使1.5mm長橫孔最大回波達80%滿幅。3) 縱波斜探頭，在試塊基板一側(cè)移動探頭使1.5mm長橫孔最大回波達80%滿幅。 掃查靈敏度比上述基準靈敏度高6dB。 掃查方式：探頭在

49、工件堆焊層一側(cè)掃查時，雙晶探頭隔聲層平面應(yīng)平行于堆焊方向，且在堆焊方向和垂直于堆焊方向兩個互相垂直方向掃查。焊道之間重合區(qū)、起弧、熄弧區(qū)應(yīng)重點檢查。 缺陷測量 發(fā)現(xiàn)缺陷后用試塊比較當量大小，用6dB法測指示長度。 驗收標準按JB/T4730-2005評定：存在超過級或出現(xiàn)裂紋類等危害性缺陷評為級，評為不合格。2. 堆焊層與母材間的未結(jié)合缺陷檢測 探頭：縱波單晶直探頭或雙晶直探頭，f=2MHZ5MHZ。 試塊：T3試塊。 檢測靈敏度1) 單晶直探頭：探頭在T3試塊母材（基板）一側(cè)探傷使10mm平底孔回波幅度為80%滿幅。2) 雙晶直探頭，探頭在T3試塊堆焊層一側(cè)探傷使10mm平底孔回波幅度為80%滿幅。 掃查靈敏度在此基準靈敏度基礎(chǔ)提高6dB。 掃查方式縱波單晶直探頭在工件母材側(cè)掃查?？v波雙晶探頭在工件堆焊層側(cè)掃查。 缺陷測量發(fā)現(xiàn)缺陷用6dB法測長和面積。 驗收按JB/T4730-2005不允許存在缺陷直徑大于40mm未結(jié)