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                                                                                                                       文章來源:探傷工之家

                                                  在電站鍋爐檢驗中 ,厚壁對接焊縫較爲常見(四小管除外) 。最近忙於薄壁(8~10mm)對接焊縫超聲檢測 ,發現薄壁與厚壁(如大於20mm)的超聲檢測 ,存在較大的差別 。

                                                  薄壁和厚壁超聲檢測比較 ,有哪些區別呢 ?

                                                  1、第一方面 ,探頭的選擇 。

                                                  厚壁超聲檢測 ,根據超聲檢測標準 ,選擇合適的探頭規格即可 。而薄壁檢測如果完全按照標準來選擇 ,並非不可 ,但是在標準(如NB/T47013.3-2015或GB/T11345-2013)中似乎僅給出折射角(K值)和標稱頻率的選擇 ,沒有提及晶片尺寸的選擇 ,而晶片尺寸又是非常關鍵的參數 。 (圖片來源:如NB/T47013.3-2015表25)

                                                  如何選擇最佳的晶片尺寸呢 ?

                                                  在標準中沒有給定晶片尺寸的前提下 ,通常會依據理論知識來選擇 。比如薄壁檢測 ,應選擇小晶片探頭 ,因爲小晶片的探頭 ,一般前沿小 ,一次波盲區小 ;另外 ,晶片小 ,鋼中剩餘近場區長度也小 ,似乎小晶片非常理想 。

                                                  我之前也是這麼想的 ,也參考過許多類似的文章 。通過理論推導 ,小晶片是最合適的 ,恨不得把晶片做成1mm×1mm 。但這是不可取的 ,一味地紙上談兵脫離實際是要被打倒的 。


                                                  晶片太小 ,擴散角大 ,存在表面波、根部反射波、變形波等干擾雜波 ,大大的增加了識別缺陷波的難度 。所以既要滿足檢測檢測工藝 ,又要快速找出缺陷 ,實則有些困難 。

                                                  但是難不倒喜歡瞎搗鼓的人 ,分別試驗了5Z6×6K2.5、5Z6×6K3、5Z8×8K2.5、2.5Z8×8K2.5、5Z8×8K3、5Z9×9K3等規格的探頭 ,發現除了5Z9×9K3(實測K值有2.87、3.01、3.21等均可 ,實測前沿約11mm)外 ,其他規格的探頭干擾波太多 ,實在是在下辨別缺陷的水平有限 ,太難了 。當然這些探頭都是SIUI汕頭超聲的(沒有塞紅包 ,不是打廣告) ,也試了其他某個國產牌子的探頭 ,不說你也懂 ,信噪比不行 。具體是什麼牌子的就不講 ,得罪人的事不能幹 。

                                                  有人會疑惑 ,5Z8×8K3和5Z9×9K3的探頭有多大的差別呢 ?

                                                  這兩種規格的探頭 ,在識別缺陷方面確實存在較大的區別 ,5Z9×9K3明顯優於5Z8×8K3 。別看晶片長寬只有1mm的差別 ,但是面積相差較大(81和64) ,導致擴散角小不少 ,表面波少了很多 。至於5Z9×9K3的鋼中剩餘近場區長度是多少 ,參考之前寫的《如何測量斜探頭在鋼中剩餘近場區長度 ?

                                                  晶片尺寸有了 ,頻率和K值也是比較關鍵的參數 。比較了各種規格的探頭 ,5MHz優於2.5MHz的探頭 ,K3較優於K2.5 。

                                                  GB/T11345-2013標準怎麼選擇合適的K值 ,標準中規定不能大於70° ?那就選70°的探頭唄 。

                                                  探頭的規格選好了 ,剩下的工作只需按照標準的要求調試儀器 ,選擇相應的試塊製作DAC或者基準靈敏度 ,這些都是簡單步驟 。

                                                  2、第二方面 ,缺陷識別 。

                                                  薄壁對接焊縫超聲檢測的缺陷識別也要難於厚壁 ,壁厚較薄 ,可以識別的區間較小 ,干擾波和缺陷波混在一起 ,難於區分 ,建議選用5MHz的探頭 。

                                                  干擾波主要有:表面波、油波、根部焊瘤反射波、變形波、上表面垂直反射波等 。


                                                  表面波:用手蘸油拍打探頭前面 ,表面波、油波消失 。

                                                  根部焊瘤反射波:深度和探頭位置基本固定 ,單面焊雙面成型的焊縫 ,焊瘤反射波深度一般稍大於板厚(通常大於T ,小於T+2mm) 。找到焊瘤反射波最大位置 ,並記住探頭前沿到焊縫的距離Lo 。

                                                  變形波、上表面垂直反射波:儀器顯示的深度在焊縫中間 ,但是水平位置卻不在焊縫中 ,可通過計算方式得出該結論 ,一般該位置也是基本固定 ,通常會形成“山形波” ,參考《【案例1】超聲檢測“山形波”實戰分析》 。

                                                  缺陷掃查、缺陷波識別技巧:

                                                  (1)將焊縫分爲半部分和下半部分 ,着重觀察探頭到焊縫水平距離0~Lo(觀察一次波和焊瘤反射波——上半部分)、27mm~40mm(觀察二次波——下半部分 ,厚度爲10mm ,K3的理論計算值 ,可通過實際掃查得出合適值) 。焊縫掃查過程中 ,探頭頂住焊縫時 ,停頓1S ,仔細觀察一次波區域 ,無異常繼續往後掃查 。

                                                  (2)根部焊瘤波發生畸變 ,或根部焊瘤波前面有小波 ,此處很有可能存在缺陷 。上下移動探頭、轉動探頭找到缺陷一次波最高波 。如果一次波不高 ,或者探頭已經頂住焊縫不能再繼續往上推 ,無法找到最高波 ,可保持此時探頭角度往後拉 ,找到缺陷的二次波 ,並找到該波的最高波 。記錄最高波時的探頭位置 ,便於後面回找最高波 。

                                                  (3)垂直焊縫移動探頭 ,缺陷波會下降或上升 。

                                                  (4)沒有缺陷時 ,焊瘤波一般較爲乾淨 ,一般爲筆直的單峯波 。有缺陷時 ,焊瘤波消失 ,或焊瘤波畸變 ,或前面存在小波 。


                                                  技術解決方案

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                                                  8~10mm薄壁對接焊縫超聲檢測方法及缺陷識別技巧

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