文章來源:探傷工之家

在電站鍋爐檢驗中,厚壁對接焊縫較為常見(四小管除外)。最近忙于薄壁(8~10mm)對接焊縫超聲檢測,發現薄壁與厚壁(如大于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,并非不可,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,因為小晶片的探頭,一般前沿小,一次波盲區小;另外,晶片小,鋼中剩余近場區長度也小,似乎小晶片非常理想。

我之前也是這么想的,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。具體是什么牌子的就不講,得罪人的事不能干。

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明顯優于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。至于5Z9×9K3的鋼中剩余近場區長度是多少,參考之前寫的《如何測量斜探頭在鋼中剩余近場區長度?

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優于2.5MHz的探頭,K3較優于K2.5。

GB/T11345-2013標準怎么選擇合適的K值,標準中規定不能大于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,選擇相應的試塊制作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于厚壁,壁厚較薄,可以識別的區間較小,干擾波和缺陷波混在一起,難于區分,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于板厚(通常大于T,小于T+2mm)。找到焊瘤反射波最大位置,并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)將焊縫分為半部分和下半部分,著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,厚度為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,無異常繼續往后掃查。

(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后拉,找到缺陷的二次波,并找到該波的最高波。記錄最高波時的探頭位置,便于后面回找最高波。

(3)垂直焊縫移動探頭,缺陷波會下降或上升。

(4)沒有缺陷時,焊瘤波一般較為干凈,一般為筆直的單峰波。有缺陷時,焊瘤波消失,或焊瘤波畸變,或前面存在小波。


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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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