焊縫的超聲波探傷

焊縫的超聲波探傷匯報時間：2014.7目前一頁\總數(shù)四十四頁\編于二點匯報內(nèi)容

超聲波探傷物理基礎(chǔ)超聲波探傷儀、探頭及試塊焊縫超聲波探傷

目前二頁\總數(shù)四十四頁\編于二點什么是超聲波

超聲波是聲波的一種，是機械振動在彈性介質(zhì)中傳播而形成的波動，通常以其波動頻率f和人的可聞頻率加以區(qū)分超聲波與其它聲波種類：

聲波波動頻率可聞頻率次聲波

f<20Hz人耳不可聞聲波20Hz≤f≤20KHz人耳可聞超聲波20KHz≤f≤103MHz人耳不可聞特超聲波

f>103MHz人耳不可聞

超聲波探傷用的頻率為0.25MHz～15MHz，金屬材料超聲波探傷常用頻率為0.5MHz～

10MHz，其波長約10mm～

0.5mm

。

目前三頁\總數(shù)四十四頁\編于二點超聲波特性束射特性反射特性傳播特性波型轉(zhuǎn)換特性

人們正是利用了超聲波的這些特性，發(fā)展了超聲波探傷技術(shù)。目前四頁\總數(shù)四十四頁\編于二點超聲波的波型

縱波橫波板波表面波目前五頁\總數(shù)四十四頁\編于二點超聲波聲速材料縱波聲速(m/s)橫波聲速(m/s)鋼59003230水1400--有機玻璃27201460鋁62603080銅47002260目前六頁\總數(shù)四十四頁\編于二點超聲波的反射、折射、波形轉(zhuǎn)換入射縱波反射折射波型轉(zhuǎn)換縱波傾斜入射到不同介質(zhì)的表面時會產(chǎn)生反射縱波反射橫折射縱波折射橫波，反射、折射角度符合一般的反射折射定律。目前七頁\總數(shù)四十四頁\編于二點超聲波的反射、折射、波形轉(zhuǎn)換第一臨界角當(dāng)在第二介質(zhì)中的折射縱波角等于90度時稱這時的縱波入射角為第一臨界角αI。這時在第二介質(zhì)中已沒有縱波，只有橫波。焊縫探傷用的橫波就是，經(jīng)過界面波型轉(zhuǎn)換得到的。第二臨界角當(dāng)縱波入射角繼續(xù)增大時，在第二介質(zhì)中的橫波折射角也增大，當(dāng)βS達90度時，第二介質(zhì)中沒有超聲波，超聲波都在表面，為表面波。目前八頁\總數(shù)四十四頁\編于二點超聲波的反射、折射、波形轉(zhuǎn)換

在有機玻璃與鋼的介面：第一臨界角為α=27.2°，βS=33.3°第二臨界角為α=56.7°，βS=90°用于焊縫檢測的超聲波斜探頭的入射角必須大于第一臨界角而小于第二臨界角。我國習(xí)慣：斜探頭的橫波折射角用橫波折射角度的正切值表示，如K=2目前九頁\總數(shù)四十四頁\編于二點超聲波探傷儀目前十頁\總數(shù)四十四頁\編于二點超聲波探傷儀目前十一頁\總數(shù)四十四頁\編于二點超聲波探頭目前十二頁\總數(shù)四十四頁\編于二點超聲波探頭目前十三頁\總數(shù)四十四頁\編于二點超聲波探頭參數(shù)表示基本頻率晶片材料晶片尺寸探頭種類特征2.5Ｂ20Ｚ直探頭園晶片直徑20ｍｍ鈦酸鋇陶瓷頻率2.5MHz5P6×6Ｋ3Ｋ表示折射角矩形晶片6×6ｍｍ鈦酸鉛陶瓷頻率5MHzＫ值為3目前十四頁\總數(shù)四十四頁\編于二點超聲波探傷用試塊目前十五頁\總數(shù)四十四頁\編于二點超聲波探傷用試塊CSK-IA目前十六頁\總數(shù)四十四頁\編于二點超聲波探傷用試塊調(diào)節(jié)：探頭的前沿、K值、聲速目前十七頁\總數(shù)四十四頁\編于二點超聲波探傷用試塊CSK-IIIA目前十八頁\總數(shù)四十四頁\編于二點距離-波幅（DAC)曲線繪制三條曲線生成后，按“增益”鍵，使用方向鍵調(diào)節(jié)曲線的高底，使判廢線達到屏幕的８０％高度，進入探傷界面，進行探傷檢測。

目前十九頁\總數(shù)四十四頁\編于二點探測靈敏度的選定DAC曲線級別ABC板厚，mm8～508～3008～300判廢線DACDAC-4dBDAC-2dB定量線DAC-10dBDAC-10dBDAC-8dB評定線DAC-16dBDAC-16dBDAC-14dB探測靈敏度決定了檢測缺陷的能力靈敏度高，檢測缺陷的能力大，探傷時反射的雜波太多,影響缺陷波的識別

；靈敏度低，檢測缺陷的能力也低，會漏掉缺陷

。表距離-波幅（DAC)曲線的靈敏度目前二十頁\總數(shù)四十四頁\編于二點焊接接頭類型角接接頭對接接頭T型接頭搭接接頭目前二十一頁\總數(shù)四十四頁\編于二點焊接坡口形式目前二十二頁\總數(shù)四十四頁\編于二點常見焊接缺陷裂紋氣孔咬邊夾渣未熔合未焊透焊瘤燒穿下塌目前二十三頁\總數(shù)四十四頁\編于二點超聲波探傷基本方法—直接接觸法垂直入射法——采用直探頭將聲束垂直入射工件探傷面進行探傷的方法。目前二十四頁\總數(shù)四十四頁\編于二點TTTFB’斜角探傷法——是采用斜探頭將聲束傾斜入射工件探傷面進行探傷的方法。超聲波探傷基本方法—直接接觸法目前二十五頁\總數(shù)四十四頁\編于二點探測面的修整P二次波探傷P一次波探傷采用二次波探傷，探測面修整寬度為：

S

≥2KT+50

(mm)采用一次波探傷，探測面修整寬度為：

S≥KT+50

(mm)

式中:

K----探頭的K值；

T----工件厚度。目前二十六頁\總數(shù)四十四頁\編于二點耦合劑的選用耦合劑流動性、粘度、附著力適當(dāng)，易清洗；聲阻抗高，透聲性好；價格便宜;對工件無腐蝕，對人無害，不污染環(huán)境；性能穩(wěn)定，不易變質(zhì)，能長期保存。常用耦合劑有機油、水、水玻璃、甘油、漿糊等。目前二十七頁\總數(shù)四十四頁\編于二點探頭（K值）角度的選擇板厚（mm)6～2525～4646～120120～400K值3.0～2.02.5～1.52.0～1.02.0～1.0β

72°～60°68°～56°

60°～45°

60°～45°推薦采用的斜探頭K值探頭K值（角度）使聲束能掃查到整個焊縫（檢測區(qū)）截面使聲束中心線盡量與主要危險性缺陷垂直保證有足夠的探傷靈敏度

注：條件允許時，盡量采用大K值探頭。

目前二十八頁\總數(shù)四十四頁\編于二點探頭頻率的選擇GB11345－89標(biāo)準規(guī)定：檢驗頻率f一般在2－5MHz范圍內(nèi)選擇，推薦選用2－2.5MHz公稱頻率檢驗。探測頻率增高，則其波長減小，可檢測的缺陷極限尺寸也小，一般為/2。從這一角度出發(fā)，則頻率增高，有利于缺陷檢出。另一方面，焊縫中的危險性缺陷大都與超聲束入射方向成一定角度，在這種情況下，若頻率過高，則缺陷的反射指向性也越好，回波反而不易被探頭接收，故頻率不宜太高。保證有足夠的探傷靈敏度。

目前二十九頁\總數(shù)四十四頁\編于二點檢驗等級A級檢驗采用一種角度的探頭在焊縫的單面單側(cè)進行檢驗,只對允許掃查到的焊縫截面進行探測.一般不要求作橫向缺陷的檢驗.母材厚度大于50mm時,不得采用A級檢驗。

目前三十頁\總數(shù)四十四頁\編于二點檢驗等級B級檢驗原則上采用一種角度探頭在焊縫的單面雙側(cè)進行檢驗,對整個焊縫截面進行探測；母材厚度大于100mm時,采用雙面雙側(cè)檢驗；受幾何條件的限制,可在焊縫的雙面單側(cè)采用兩種角度探頭進行探傷.條件允許時應(yīng)作橫向缺陷的檢驗。目前三十一頁\總數(shù)四十四頁\編于二點檢驗等級C級檢驗至少要采用兩種角度探頭在焊縫的單面雙側(cè)進行檢驗.同時要作兩個掃查方向和兩種探頭角度的橫向缺陷檢驗.母材厚度大于100mm時,采用雙面?zhèn)葯z驗.其他附加要求是:

對接焊縫余高要磨平,以便探頭在焊縫上作平行掃查;

焊縫兩側(cè)斜探頭掃查經(jīng)過的母材部分要用直探頭作檢查;

受焊縫母材厚度大于等于100mm,窄間隙焊縫母材厚度大于等于40mm時,一般要增加串列式掃查。目前三十二頁\總數(shù)四十四頁\編于二點探傷面及使用折射角板厚/mm探傷面探傷方法使用K值A(chǔ)級B級C級≤25單面單側(cè)單面雙側(cè)或雙面單側(cè)直射法一次反射法2.5；2.0＞25～502.5；2.0；1.5＞50～100無A級直射法1或1.5；1和1.5并用；1和2.0并用＞100雙面雙側(cè)1和1.5或2.0并用

目前三十三頁\總數(shù)四十四頁\編于二點探頭移動方式小于晶片直徑轉(zhuǎn)動（約±10~15°）鋸齒形掃查

是最常用的一種掃查方式，一般在初始檢測中使用，速度快，易于發(fā)現(xiàn)缺陷，保持探頭垂直焊縫做前后移動的同時，還應(yīng)做10~15°左右轉(zhuǎn)動。目前三十四頁\總數(shù)四十四頁\編于二點探頭移動方式基本掃查轉(zhuǎn)角掃查環(huán)繞掃查左右掃查前后掃查鋸齒掃查發(fā)現(xiàn)缺陷后，采用以下掃查以確定缺陷大小、方向和性質(zhì)。轉(zhuǎn)角掃查：推斷缺陷的方向；環(huán)繞掃查：推斷缺陷形狀；左右掃查：確定缺陷沿焊縫方向的長度；前后掃查：確定缺陷水平距離或深度。目前三十五頁\總數(shù)四十四頁\編于二點探頭移動方式斜平行掃查10~20o檢測焊縫或熱影響區(qū)橫向缺陷。目前三十六頁\總數(shù)四十四頁\編于二點探頭移動方式平行掃查檢測焊縫或熱影響區(qū)橫向缺陷。目前三十七頁\總數(shù)四十四頁\編于二點缺陷的水平、深度定位目前三十八頁\總數(shù)四十四頁\編于二點缺陷指示長度測定6dB相對靈敏度法目前三十九頁\總數(shù)四十四頁\編于二點缺陷指示長度測定端點峰值法目前四十頁\總數(shù)四十四頁\編于二點缺陷評定超過評定線的信號應(yīng)注意其是否具有裂紋等危害性缺陷特征，如有懷疑時應(yīng)采取改變探頭角度、增加探傷面、觀察動態(tài)波形、結(jié)合結(jié)構(gòu)工藝特征做判定。最大反射波位于Ⅱ區(qū)的缺陷，其指示長度小于10mm時，按5mm計。相鄰兩缺陷各向間距小于8mm時，兩缺陷指示長度之和作為單個缺陷的指示長度。目前四十一頁\總數(shù)四十四頁\編于二點檢驗結(jié)果的等級分類焊縫質(zhì)量等級根據(jù)距離--波幅（DAC)曲線進行評定:最大反射波幅不超過評定線的缺陷，均評為Ⅰ級；最大反射波幅超過評定線的缺陷，檢驗者判定為裂紋等危害性缺陷時，無論其波幅和尺寸如何，均評為Ⅳ級；反射波幅位于Ⅰ區(qū)的非裂紋性缺陷，均評為Ⅰ級;最大反射波幅位于Ⅱ區(qū)的缺陷，根據(jù)缺陷的指示長度按下表規(guī)定予以評級；最大反射波幅超過判廢線進入Ⅲ區(qū)的缺陷，無論其指示長度如何，均評定為Ⅳ級。目前四十二頁\總數(shù)四十四頁\編于二點焊縫質(zhì)量評定評定等級檢驗等級A級B級C級板厚，mm