型管接點(diǎn)焊縫檢驗(yàn)工藝課件

1、 T K Y 型管接點(diǎn)焊縫 超 聲 波 檢 驗(yàn) 工 藝 - (適用API RP-2X-AC 級、AWS D1.1標(biāo)準(zhǔn)） 邢 樹 宏 二 六 、七 海洋石油工程股份有限公司檢驗(yàn)公司 地址：天津市塘沽區(qū)河口街 2-37 郵編：3004522022/7/24版權(quán)所有:(寫入公司名稱)海洋石油工程股份有限公司檢驗(yàn)公司 OFFSHORE OIL ENGINEERING CO., LTD .2邢樹宏服務(wù)單位檢驗(yàn)資格 二級/檢驗(yàn)技師自我介紹2022/7/24版權(quán)所有:(寫入公司名稱)海洋石油工程股份有限公司 地址：天津市塘沽區(qū)河口街 2-37 郵編：300452.前 言 3 本文重點(diǎn)介紹了超聲波檢驗(yàn)T K

2、Y 管節(jié)點(diǎn)焊縫的工藝要點(diǎn)。眾所周知，T K Y 管接節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)是海洋工程最重要和最常見結(jié)構(gòu)形式，而且它在鋼結(jié)構(gòu)的焊縫中也是最為復(fù)雜，其焊縫截面形狀是隨相貫點(diǎn)位置不同而變化， 因而難以使用射線照相法進(jìn)行檢測。目前國內(nèi)外主要采用手動超聲波探傷方法進(jìn)行檢驗(yàn)。 在T K Y 管接節(jié)點(diǎn)焊縫手動超聲波探傷的過程中，由于T K Y 管節(jié)點(diǎn)焊縫截面形狀隨兩面角變化而變化、半跨聲程也隨其表現(xiàn)出很大的差異，同時它還會波及探頭的接觸面積減小或由于曲率效應(yīng)而使得回波高度下降等狀況，無疑使超聲波檢驗(yàn)中的缺陷定位和定量及缺陷尺寸評定更加困難。使用K值探頭及應(yīng)用水平距離或深度定位等傳統(tǒng)的超聲波檢驗(yàn)技術(shù)，無法滿足檢驗(yàn)T K Y

3、 管節(jié)點(diǎn)焊縫的基本要求。采用“作圖解析法”-缺陷定位、“修正補(bǔ)償法”-缺陷定量、“波束邊界法或最大振幅法、振幅比較法”-評定缺陷尺寸等為主要內(nèi)容的超聲波檢驗(yàn)新技術(shù)，是檢驗(yàn)T K Y 管節(jié)點(diǎn)焊縫的有效方法。該技術(shù)已廣泛應(yīng)用在海洋工程及其他大型結(jié)構(gòu)的檢驗(yàn)中。 2022/7/24版權(quán)所有:(寫入公司名稱)圖-7按支管的厚度補(bǔ)圖圖-6按主管厚度補(bǔ)圖圖-8完整的焊縫剖面圖 圖-8完整的焊縫剖面圖 YDW圖-10確定反射體的深度位置“D”圖-2取樣操作示意圖焊縫表面軌跡支管表面軌跡 萬能取形規(guī)圖-3 取樣效果 圖-1支管底面坡口的位置的標(biāo)記示意圖圖-4主、支管及焊縫外型之軌跡圖-5 延長主管表面軌跡線 Y

4、圖-9確定探頭位置可缺少重要內(nèi)容。1、 作圖解析-定位法的原理作圖解析 定位法，即當(dāng)檢驗(yàn)員認(rèn)為有必要對缺陷進(jìn)行定位時，借助于萬能取型規(guī)（或橡皮泥）獲取焊縫外型,按1:1的比例將其復(fù)制在紙上，然后再用萬能取型規(guī)和其他制圖工具按實(shí)測主、支管厚度及其焊縫跟部間隙、留根高度及坡口角,將缺陷所處的焊縫剖面圖補(bǔ)充完整，最后按探頭入射點(diǎn)到焊縫邊沿距離Y、實(shí)測折射角及熒光屏上出現(xiàn)的最高反射波的聲程W，畫出模擬聲束傳播路線，以完成焊縫的缺陷定位。這就是作圖解析定位法原理。1. 1作圖解析-定位法的操作程序1.1.1主、支管預(yù)留根部間隙的確定 在作圖解析定位操作中，畫主、支管根部預(yù)留間隙的大與小直接影響到剖面圖上

5、的支管坡口角度的大小，若偏差較大時將導(dǎo)致其與原焊縫及焊縫根部凸出部位的形狀不符，將會增大分析根部缺陷的難度更甚者還會造成根部缺陷誤判。因此，在作圖解析定位操作中必須按實(shí)際情況合理地預(yù)留主、支管間根部間隙顯得極為重要。確定主、支管豫留根部間隙的方法 有兩種供選擇。 按組對后的實(shí)測數(shù)據(jù)由QC人員在檢查組對時，經(jīng)測量后把組對預(yù)留間隙超標(biāo)數(shù)據(jù)標(biāo)記在主管不易磨去的位置；無超標(biāo)的不做標(biāo)記。超聲波檢驗(yàn)操作人員作檢驗(yàn)前應(yīng)仔細(xì)觀察焊口附近有無組對間隙超標(biāo)標(biāo)記。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有超標(biāo)標(biāo)記時，應(yīng)按其數(shù)值作圖，在無標(biāo)記處則按規(guī)范規(guī)定的間隙量畫圖。 按組對前的標(biāo)記在支管組對前應(yīng)修整坡口，超聲波檢驗(yàn)員應(yīng)以適當(dāng)?shù)臄?shù)值在支管圓周做處標(biāo)

6、記，當(dāng)做剖面圖時，按此標(biāo)記量出確定支管底面坡口的位置：見圖-1 上述兩種標(biāo)記方法都能反映支管與主管焊前組對時的實(shí)際情況，重要的節(jié)點(diǎn)應(yīng)采用第種方法。用萬能取形規(guī)在工件上取樣效果 參見圖-3補(bǔ)圖操作 延長主管(正文) 在海洋工程建造中，眾多鋼管間的連接多為T K Y 結(jié)構(gòu)。針對T K T型管焊縫的質(zhì)量檢驗(yàn)，普遍采用手動超聲波檢測。由于在不斷變化的曲面上進(jìn)行超聲波檢測，其焊縫截面形狀也不斷變化，半跨距聲程表現(xiàn)很大的差異。因此，無法套用平板對接焊縫常用的缺陷定位、定量技術(shù)。該類焊縫缺陷的定位、定量的基本手段則是“作圖解析法-定位”，“修正補(bǔ)償法-定量”。另外，包括諸如缺陷三維尺寸的評定、T K Y 管

7、節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)焊縫的跟部間隙予留、定位基準(zhǔn)點(diǎn)的設(shè)定、D A C曲線的制作等都是手動超聲波檢驗(yàn)T K Y 管節(jié)點(diǎn)焊縫不可缺少的重要內(nèi)容。 1、作圖解析-定位法的原理作圖解析 定位法，即當(dāng)檢驗(yàn)員認(rèn)為有必要對缺陷進(jìn)行定位時，借助于萬能取型規(guī)（或橡皮泥）獲取焊縫外型,按1:1的比例將其復(fù)制在紙上，然后再用萬能取型規(guī)和其他制圖工具按實(shí)測主、支管厚度及其焊縫跟部間隙、留根高度及坡口角,將缺陷所處的焊縫剖面圖補(bǔ)充完整，最后按探頭入射點(diǎn)到焊縫邊沿距離Y、實(shí)測折射角及熒光屏上出現(xiàn)的最高反射波的正文 42022/7/24版權(quán)所有:(寫入公司名稱)海洋石油工程股份有限公司 地址：天津市塘沽區(qū)河口街 2-37 郵編：300

8、452OFFSHORE OIL ENGINEERING CO., LTD. 5聲程W，畫出模擬束傳播路線，以完成焊縫的缺陷定位。這就是作圖解析定位法原理。1.1作圖解析-定位法的操作程序1.1.1主、支管預(yù)留根部間隙的確定 在作圖解析定位操作中，畫主、支管根部預(yù)留間隙的大與小直接影響到剖面圖上的支管坡口角度的大小，若偏差較大時將導(dǎo)致其與原焊縫及焊縫根部凸出部位的形狀不符，將會增大分析根部缺陷的難度更甚者還會造成根部缺陷誤判。因此，在作圖解析定位操作中必須按實(shí)際情況合理地預(yù)留主、支管間根部間隙顯得極為重要。確定主、支管豫留根部間隙的方法有兩種供選擇。 按組對后的實(shí)測數(shù)據(jù)由QC人員在檢查組對時，經(jīng)

9、測量后把組對預(yù)留間隙超標(biāo)標(biāo)記在主管不易磨去的位置；無超標(biāo)的不做標(biāo)記。超聲波檢驗(yàn)操2022/7/24版權(quán)所有:(寫入公司名稱)海洋石油工程股份有限公司 地址：天津市塘沽區(qū)河口街 2-37 郵編：300452OFFSHORE OIL ENGINEERING CO., LTD. 6作人員作檢驗(yàn)前應(yīng)仔細(xì)觀察焊口附近有無組對間隙超標(biāo)標(biāo)記。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有超標(biāo)標(biāo)記時，應(yīng)按其數(shù)值作圖，在無標(biāo)記處則按規(guī)范規(guī)定的間隙量畫圖。 按組對前的標(biāo)記 在支管組對前應(yīng)修整坡口，超聲波檢驗(yàn)員應(yīng)以適當(dāng)?shù)臄?shù)值在支管圓周做處標(biāo)記，當(dāng)做剖面圖時，按此標(biāo)記量出確定支管底面坡口的位置：見圖-1 2022/7/24版權(quán)所有:(寫入公司名稱)海洋石

10、油工程股份有限公司 地址：天津市塘沽區(qū)河口街 2-37 郵編：300452OFFSHORE OIL ENGINEERING CO., LTD. 7 圖-1支管底面坡口的位置的標(biāo)記示意圖 上述兩種標(biāo)記方法都能反映支管與主管焊前組對時的實(shí)際情況，重要的節(jié)點(diǎn)應(yīng)采用第種方法。1.1.2“取樣作剖面圖”操作順序：取樣操作:2022/7/24版權(quán)所有:(寫入公司名稱)海洋石油工程股份有限公司 地址：天津市塘沽區(qū)河口街 2-37 郵編：300452OFFSHORE OIL ENGINEERING CO., LTD. 8在Y型焊縫上缺陷波反射最高處用萬能取形規(guī)取樣 見圖-2圖-2用萬能取形規(guī)取樣 操作過程12

11、341、Y形管焊縫2、3用萬能取形規(guī)在Y形管焊縫上缺陷最高波 處量取管焊縫外形4、萬能取形規(guī)量取管焊縫外形之情形效果2022/7/24版權(quán)所有:(寫入公司名稱)OFFSHORE OIL ENGINEERING CO., LTD. 9用萬能取形規(guī)在工件上取樣效果 參見圖-3焊縫表面軌跡支管表面軌跡主管表面軌跡 圖-3 取樣效果萬能取形規(guī)焊縫邊緣標(biāo)記2022/7/24版權(quán)所有:(寫入公司名稱)海洋石油工程股份有限公司 地址：天津市塘沽區(qū)河口街 2-37 郵編：300452OFFSHORE OIL ENGINEERING CO., LTD. 10 復(fù)制軌跡： 121、2、將萬能型規(guī)上的軌跡復(fù)制到紙上

12、主管表面軌跡 焊縫表面軌跡支管表面軌跡2022/7/24版權(quán)所有:(寫入公司名稱)補(bǔ)圖操作： 延長主管表面軌跡線、按主管的厚度進(jìn)行補(bǔ)圖 參見圖-1-8 圖-5 延長主管表面軌跡線 623541781、取主管表面曲率2、焊縫表面軌跡3、4、用1、所取主管表面曲率延長主管表面軌跡線5、6、7、按主管壁厚完圖。112022/7/24版權(quán)所有:(寫入公司名稱)海洋石油工程股份有限公司 地址：天津市塘沽區(qū)河口街 2-37 郵編：300452補(bǔ)圖操作 延長支管表面軌跡線、按支管的厚度進(jìn)行補(bǔ)圖 參見圖-1-712345671、取支管表面曲率2、用1、所取支管表面曲率延長支管表面軌跡線3、4、5、按支管壁厚補(bǔ)

13、圖6、按組對間隙做標(biāo)記7、畫間隙標(biāo)記和焊縫邊緣間的連線作為焊縫坡口參考線12122022/7/24版權(quán)所有:(寫入公司名稱)OFFSHORE OIL ENGINEERING CO., LTD. 13 Y型焊縫上某缺陷波反射最高處的焊縫剖面圖 完整的焊縫剖面圖2022/7/24版權(quán)所有:(寫入公司名稱)海洋石油工程股份有限公司 地址：天津市塘沽區(qū)河口街 2-37 郵編：300452OFFSHORE OIL ENGINEERING CO., LTD. 141.2 “摸擬定位”操作順序圖：在焊縫剖面圖上按照斜探頭入射點(diǎn)到焊縫邊沿的實(shí)測距離Y確定探頭位置，參見圖-9 圖-9確定探頭位置 Y2022/7

14、/24版權(quán)所有:(寫入公司名稱)海洋石油工程股份有限公司 地址：天津市塘沽區(qū)河口街 2-37 郵編：300452OFFSHORE OIL ENGINEERING CO., LTD. 15 在縫剖面圖上按照斜探頭實(shí)測折射角及聲程距離W畫出模擬聲波的傳播路線以確定反射體的深度位置“D”。參見圖-10 YWD圖-10確定反射體的深度位置“D”2022/7/24版權(quán)所有:(寫入公司名稱)海洋石油工程股份有限公司 地址：天津市塘沽區(qū)河口街 2-37 郵編：300452OFFSHORE OIL ENGINEERING CO., LTD. 161.3 作圖解析定位法的五要： （一）必須選擇聲程定位方式調(diào)整超

15、聲波探傷儀器。 （二）取樣時型規(guī)一定要與焊縫垂直；（三）一個缺陷至少要做一幅剖面圖，且應(yīng)在缺陷最高反射處 取樣；（四）補(bǔ)圖操作時一定按原取樣位置重新量取主、支管曲率；（五）摸擬定位操作時所采用相關(guān)尺寸數(shù)據(jù)應(yīng)是實(shí)際測量數(shù)據(jù)。 2022/7/24版權(quán)所有:(寫入公司名稱)海洋石油工程股份有限公司 地址：天津市塘沽區(qū)河口街 2-37 郵編：300452OFFSHORE OIL ENGINEERING CO., LTD. 17在管狀T K Y型焊縫進(jìn)行超聲波檢驗(yàn)中，焊縫缺陷需要多個數(shù)據(jù)描述，如：缺陷的長度、深度，另外還應(yīng)描述這個缺陷在整條焊縫所處的位置。為此還需要設(shè)置基準(zhǔn)點(diǎn)。1.4基準(zhǔn)點(diǎn)的確定： 1.

16、4.1管狀T型焊縫缺陷定位基準(zhǔn)點(diǎn)的確定方法：T型焊縫是指主、支管夾角為90度的焊縫。 把面對T型焊縫（斜探頭探測焊縫方向）時支管與主管上組對工藝線垂直相交點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)。 基準(zhǔn)點(diǎn)“a”點(diǎn)， “c”點(diǎn)。如圖-11所示： a CC-C視圖圖-11確定T型焊縫基準(zhǔn)點(diǎn)的示意圖2022/7/24版權(quán)所有:(寫入公司名稱)海洋石油工程股份有限公司 地址：天津市塘沽區(qū)河口街 2-37 郵編：300452OFFSHORE OIL ENGINEERING CO., LTD. 181.4.2 管狀Y型（K型）焊縫缺陷定位基準(zhǔn)點(diǎn)的確定方法： 如圖-12所示2022/7/24版權(quán)所有:(寫入公司名稱)海洋石油工程股份有

17、限公司 地址：天津市塘沽區(qū)河口街 2-37 郵編：300452OFFSHORE OIL ENGINEERING CO., LTD. 19 T型焊縫可定4個基準(zhǔn)點(diǎn)，也可定兩個基準(zhǔn)點(diǎn)，因?yàn)門型焊縫可按支管直徑四等分，而Y（K）型焊縫不可等分，因此，把基準(zhǔn)點(diǎn)a和C兩個點(diǎn)均定在主管的工藝線上，操作性強(qiáng)且準(zhǔn)確。用這種方法定基準(zhǔn)點(diǎn)也為使用微機(jī)輔助做焊逢缺陷定位分析打下了基礎(chǔ)。只設(shè)兩個基準(zhǔn)點(diǎn)測量X值時，由于其距離大可能遇到困難，但是，在兩個基準(zhǔn)點(diǎn)附近的缺陷，測量X值時只要按示意圖所示方向用“+”“-”X值就很方便。 1.5.3 T K Y型管狀焊縫缺陷定位基準(zhǔn)點(diǎn)數(shù)量確定的基本原則2022/7/24版權(quán)所有:

18、(寫入公司名稱)2 操作修正補(bǔ)償定量法 斜探頭在支管上垂直于橢圓焊縫掃查時，支管的曲率越大，探頭與探測面接觸面積越小，甚至是線或點(diǎn)接觸，此時不僅探頭聲學(xué)特性變化，更重要的是耦合不良，聲能損失大，使回波幅度下降。另一方面根據(jù)聲反射的理論，聲波透射到底面，由于底面呈凸面，使反射聲束發(fā)散導(dǎo)致聲壓下降，同樣使回波幅度下降。為改善接觸條件，應(yīng)盡量采用小尺寸探頭，同時調(diào)整靈敏度時應(yīng)作因曲率及、材質(zhì)、厚度、耦合劑等不同差異引起的補(bǔ)償。 2.1操作修正補(bǔ)償操作的準(zhǔn)備 儀器要調(diào)整適當(dāng)?shù)穆暢谭秶罢{(diào)雙探頭檔。 用兩個實(shí)測折射角接近的探頭兩折射角差別應(yīng)小于0.5 選擇對比試塊的厚度應(yīng)與工件厚度尺寸至少小1/3。 耦

19、合劑：在對比試塊上操作時應(yīng)用機(jī)油（為了保護(hù)對試塊） 在工件上用甘油或 CMC溶液。 202022/7/24版權(quán)所有:(寫入公司名稱)海洋石油工程股份有限公司 地址：天津市塘沽區(qū)河口街 2-37 郵編：3004522操作修正的操作順序方框圖： 圖-13操作修正的操作順序方框圖對比試塊上掃查 在對比試塊上掃查 畫波峰連線 在工件上掃查 對比差值dB 操作修正補(bǔ)償值 212022/7/24版權(quán)所有:(寫入公司名稱)海洋石油工程股份有限公司 地址：天津市塘沽區(qū)河口街 2-37 郵編：300452操作修正的操作步驟分解一對比試塊上掃查 222022/7/24版權(quán)所有:(寫入公司名稱)海洋石油工程股份有限

20、公司 OFFSHORE OIL ENGINEERING CO., LTD. 地址：天津市塘沽區(qū)河口街 2-37 郵編：300452操作修正的操作步驟分解二在對比試塊上掃查 232022/7/24版權(quán)所有:(寫入公司名稱)海洋石油工程股份有限公司 OFFSHORE OIL ENGINEERING CO., LTD. 地址：天津市塘沽區(qū)河口街 2-37 郵編：300452dB操作修正的操作步驟分解三在工件上掃查242022/7/24版權(quán)所有:(寫入公司名稱)海洋石油工程股份有限公司 OFFSHORE OIL ENGINEERING CO., LTD. 地址：天津市塘沽區(qū)河口街 2-37 郵編：30

21、0452海洋石油工程股份有限公司 OFFSHORE OIL ENGINEERING CO., LTD. 地址：天津市塘沽區(qū)河口街 2-37 郵編：300452 2.3操作修正的點(diǎn)數(shù)： Y型（K型）應(yīng)在支管整個圓周不同曲率的位置選4 個 點(diǎn)進(jìn)行操作修正。其補(bǔ)償數(shù)值（dB）應(yīng)是這四點(diǎn)的平均值。 T型焊縫應(yīng)選兩個點(diǎn)的平均值。 按管徑、厚度的不同分別做操作修正。并填寫操作修正報(bào)告?zhèn)浒浮?252022/7/24版權(quán)所有:(寫入公司名稱)海洋石油工程股份有限公司 OFFSHORE OIL ENGINEERING CO., LTD. 地址：天津市塘沽區(qū)河口街 2-37 郵編：300452掃查順序見圖-14-

22、1 3. DAC曲線的制作： 圖-14-1制作DAC曲線時的探頭掃查順序圖-14-2 制作DAC曲OFFSHORE OIL ENGINEERING CO., LTD. 262022/7/24版權(quán)所有:(寫入公司名稱)4. T K Y管狀焊縫缺陷的評定 對于確定反射體的尺寸已發(fā)明了幾種方法，很遺憾，盡管這些方法對于平板和管子對接焊縫結(jié)果是令人滿意的，但是在管狀結(jié)構(gòu)T K Y 焊縫的檢驗(yàn)中沒有一種方法能產(chǎn)生絕對準(zhǔn)確的結(jié)果 ，鑒于此API標(biāo)準(zhǔn)在海上結(jié)構(gòu)建造的超聲波檢驗(yàn)推薦作法和超聲技師資格考核指南中推薦了三種在確定缺陷尺寸方面有效的方法用于結(jié)構(gòu)檢驗(yàn)，它們是：振幅比較法波束邊界法最大振幅法272022

23、/7/24版權(quán)所有:(寫入公司名稱)海洋石油工程股份有限公司 OFFSHORE OIL ENGINEERING CO., LTD. 地址：天津市塘沽區(qū)河口街 2-37 郵編：300452應(yīng)用波束邊界法評定T K Y管狀焊縫缺陷尺寸，首先應(yīng)測定斜探頭波束的有效邊界。5.1波束邊界法測定斜探頭橫波波束的有效邊界應(yīng)包括兩方面的內(nèi)容： 水平擴(kuò)散的有效邊界和垂直擴(kuò)散的有效邊界 282022/7/24版權(quán)所有:(寫入公司名稱)海洋石油工程股份有限公司 OFFSHORE OIL ENGINEERING CO., LTD. 地址：天津市塘沽區(qū)河口街 2-37 郵編：300452海洋石油工程股份有限公司 OFF

24、SHORE OIL ENGINEERING CO., LTD. 地址：天津市塘沽區(qū)河口街 2-37 郵編：300452圖16 IOW試塊示意圖5.1.1測定波束水平擴(kuò)散所用試塊名稱： IOW 試 ， 如圖16所示292022/7/24版權(quán)所有:(寫入公司名稱)海洋石油工程股份有限公司 OFFSHORE OIL ENGINEERING CO., LTD. 地址：天津市塘沽區(qū)河口街 2-37 郵編：300452海洋石油工程股份有限公司 OFFSHORE OIL ENGINEERING CO., LTD. 地址：天津市塘沽區(qū)河口街 2-37 郵編：300452圖17 水平擴(kuò)散及屏幕顯示示意圖 測定方

25、法如圖17所示圖示 302022/7/24版權(quán)所有:(寫入公司名稱)22mm2022/7/24 測定順序：將超聲波儀器的測定范圍調(diào)整到200mm；將斜探頭置IOW試塊于A1位置（圖-17）。當(dāng)掃查橫孔a的反射波達(dá)到最高后調(diào)整儀器靈敏度，使其波高至熒光屏的某個高度（如全刻度的50%）后記錄其聲程W數(shù)據(jù)。A1A2312022/7/24版權(quán)所有:(寫入公司名稱)海洋石油工程股份有限公司 OFFSHORE OIL ENGINEERING CO., LTD. 地址：天津市塘沽區(qū)河口街 2-37 郵編：300452海洋石油工程股份有限公司 OFFSHORE OIL ENGINEERING CO., LTD

26、. 地址：天津市塘沽區(qū)河口街 2-37 郵編：300452增加靈敏度 20dB向（A2方向）移動探頭A1A2322022/7/24版權(quán)所有:(寫入公司名稱)海洋石油工程股份有限公司 OFFSHORE OIL ENGINEERING CO., LTD. 地址：天津市塘沽區(qū)河口街 2-37 郵編：300452海洋石油工程股份有限公司 OFFSHORE OIL ENGINEERING CO., LTD. 地址：天津市塘沽區(qū)河口街 2-37 郵編：300452A1A2（5）繼續(xù)向（A2方向）移動探頭直至熒光屏上的反射振幅回到原來的高度上（即全刻度的50%）止，測量、并記錄到表1中：試塊邊緣A1到探頭中

27、心線距離（L2）。 332022/7/24版權(quán)所有:(寫入公司名稱)海洋石油工程股份有限公司 OFFSHORE OIL ENGINEERING CO., LTD. 地址：天津市塘沽區(qū)河口街 2-37 郵編：300452海洋石油工程股份有限公司 OFFSHORE OIL ENGINEERING CO., LTD. 地址：天津市塘沽區(qū)河口街 2-37 郵編：300452表1斜探頭波束水平擴(kuò)散測定記錄342022/7/24版權(quán)所有:(寫入公司名稱)用所測數(shù)據(jù)計(jì)算出波束水平擴(kuò)散寬度H。按照測定順序中（1）（5）做法分別測定IOW 試塊上ad孔把上述所測數(shù)據(jù)記錄到表1中。按表1中的數(shù)據(jù)繪制W-H擴(kuò)散圖

28、見圖18所示 圖 18 W-H擴(kuò)散圖（水平擴(kuò)散）352022/7/24版權(quán)所有:(寫入公司名稱)5.1.2測定斜探頭波束的垂直擴(kuò)散 測定斜探頭波束垂直擴(kuò)散的數(shù)據(jù) 測定波束水平擴(kuò)散所用試塊 與4.1.1相同 測定方法：如圖19所示，測定IOW試塊上a-d每個橫孔的波束垂直擴(kuò)散。 362022/7/24版權(quán)所有:(寫入公司名稱)海洋石油工程股份有限公司 OFFSHORE OIL ENGINEERING CO., LTD. 地址：天津市塘沽區(qū)河口街 2-37 郵編：300452海洋石油工程股份有限公司 OFFSHORE OIL ENGINEERING CO., LTD. 地址：天津市塘沽區(qū)河口街 2

29、-37 郵編：300452測定順序： 調(diào)整超聲波儀器聲程定位1：2的范圍把斜探頭置IOW試塊于C位置附近并前后移動，當(dāng)橫孔反射波達(dá)到最高后調(diào)整儀器靈敏度，使其波高至熒光屏的某個高度（如全刻度的50%），測量、記錄水平距離YC及聲程WC數(shù)據(jù)。增加20dB靈敏度。向A方向移動探頭當(dāng)反射波高降到50時之止，測量、記錄水平距離Ya及聲程Wa數(shù)據(jù)。向B方向移動探頭當(dāng)反射波高降到50時之止，測量、記錄水平距離Yb及聲程Wb數(shù)據(jù)。按照上述順序分別測定ad橫孔.記錄各組數(shù)據(jù)并填寫到表2中。 372022/7/24版權(quán)所有:(寫入公司名稱)表2 斜探頭波束垂直擴(kuò)散測定記錄繪制斜探頭波束垂直擴(kuò)散圖的步驟 按圖-2

30、0所示，并按IOW試塊上 ad等8個橫孔的孔深以1：1的方式標(biāo)在主聲束 線WC 上。標(biāo)注點(diǎn)的編號分別是a、b、c、d、d、c,過各標(biāo)注點(diǎn)作探傷面的水平線。在a-13水平線上以a點(diǎn)為圓心，在圓心的右側(cè)以X=YC-Ya(表2中孔深為13mm時的水平距離記錄)為半徑 作標(biāo)記點(diǎn)a。 X1=Yb-Yc為半徑作另一標(biāo)記點(diǎn)a。 按-所敘述方法分別畫出b-c各點(diǎn)所對應(yīng)的b-c和b-c標(biāo)記點(diǎn)。 分別用直線連接各標(biāo)注點(diǎn)并延伸到聲波入射界面。 整理圖21后，用量角尺測量聲束有效邊界Wb的折射角度為68；聲束有 效邊界Wa的折射角度為52主聲束Wc的折射角為61（見圖21）。 382022/7/24版權(quán)所有:(寫入公

31、司名稱)圖21 60斜探頭20dB波束有效邊界實(shí)測圖圖21所示內(nèi)容：編號為04655 ，60斜探頭的20dB波束有效邊界實(shí)測效 果圖。392022/7/24版權(quán)所有:(寫入公司名稱) 圖22 20dB測長法操作示意圖5.1.3 應(yīng)用波束有效邊界法測定缺陷的三維數(shù)據(jù)（一）應(yīng)用波束的水平擴(kuò)散的有效邊界測定缺陷的指示長度（20dB測長法）。（1）采用4.1.1測定順序中的操作方法測定焊縫中缺陷的指示長度見圖22。（2）在“波束水平擴(kuò)散（W-H）圖”上 ，查出按缺陷反射波的聲程所對應(yīng)的H數(shù)據(jù)。按 下式計(jì)算出缺陷的實(shí)際指示長度L。 L=S-（H/2+H/2） （I）其中 L為缺陷的指示長度 ；S為探頭移

32、動距離；H為探頭水平擴(kuò)散中的寬度值402022/7/24版權(quán)所有:(寫入公司名稱)（二）應(yīng)用波束的垂直擴(kuò)散測定缺陷的自身高度及相關(guān)數(shù)據(jù)y（1）采用4.1.2中的測定順序中操作方法測定焊縫中缺陷的自身高度見圖23圖23 應(yīng)用波束的垂直擴(kuò)散有效邊界測定缺陷的自身高度412022/7/24版權(quán)所有:(寫入公司名稱)海洋石油工程股份有限公司 OFFSHORE OIL ENGINEERING CO., LTD. 地址：天津市塘沽區(qū)河口街 2-37 郵編：300452海洋石油工程股份有限公司 OFFSHORE OIL ENGINEERING CO., LTD. 地址：天津市塘沽區(qū)河口街 2-37 郵編：3

33、00452（1）按圖23示意圖計(jì)算焊縫中缺陷的自身（垂直）高度 d=dB-dA （II） （2）該缺陷的參考數(shù)據(jù) y=(MN2-d2)1/2 （III） （MN的長度是在1：1焊縫剖面圖上測量的數(shù)據(jù)） （3）該缺陷與探傷面傾斜角度 tan-1(d/y) （IV）422022/7/24版權(quán)所有:(寫入公司名稱) 圖24應(yīng)用最大振幅法測定缺陷的自身高度5.2最大振幅法5.2.1 利用超聲波波束最大振幅確定反射體的自身高度df 最大振幅法是利用超聲波波束中最大能量集中在聲束中心線很窄的范圍內(nèi)這一事實(shí)，利用這一特點(diǎn)用與波束邊界相同的操作使反射波達(dá)最大，向前移動探頭直至反射波剛好從峰值開始下降，這一點(diǎn)應(yīng)

34、為反射體的頂點(diǎn)。底邊的確定是向后移動探頭，直至反射波開始下降。測量每次的聲程和前后探頭的表面距離，在工件1：1截面圖上可確定出反射體的自身高度df。參見圖23432022/7/24版權(quán)所有:(寫入公司名稱)按圖24示意圖計(jì)算焊縫中缺陷的自身（垂直）高度df=D下- D上 （V） 5.2.2利用最大振幅法確定反射體的長度 反射體長度的確定是通過平行于反射體移動探頭直至最大波幅開始下降。反射體長度有位于起始和末尾的探頭中心線之間的距離確定。5.3 振幅比較法 振幅比較法就是將缺陷產(chǎn)生的振幅與對比試塊上人工反射體產(chǎn)生的振幅在儀器屏幕上進(jìn)行比較。如果振幅相等，聲程也相等，那么認(rèn)為聲波所截取的這兩個反射

35、體的面積相等。由于焊接缺陷一般平行于焊縫長度，應(yīng)準(zhǔn)備各種寬度和長度的人工反射體以便在掃查中與被檢缺陷進(jìn)行比較。首先由其他方法確定出缺陷未知長度，然后選擇適當(dāng)長度的人工反射體再進(jìn)行振幅比較。 5.3.1對比試塊及人工反射體的選擇 API-RP-2X標(biāo)準(zhǔn)中要求用于C級檢查的對比試塊應(yīng)含有與最小不合格缺陷相應(yīng)的平面形反射體。該試塊應(yīng)含有一個1.61.6mm的方形槽和適合于450、600、和700探頭方位的V形槽及一個1.638mm平底孔。5.3.2制作人工反射體的距離-振幅校正曲線 442022/7/24版權(quán)所有:(寫入公司名稱)因?yàn)榉瓷潴w的振幅隨著距離的增大而減小，因此需要作一條距離-振幅校正曲線

36、（DAC）。特別是當(dāng)未知反射體和基準(zhǔn)反射體在熒光屏水平刻度的不同位置時，可用這條線比較反射體的大小。需要作數(shù)條不同類型和不同長度人工反射體的距離-振幅校正曲線。該曲線的制作方法與本文介紹的“DAC曲線的制作”中的作法是相同的，不同之處是只需要一條100% DAC 曲線。 5.3.3振幅比較法應(yīng)用示例 用振幅比較法確定反射體尺寸，首先必須知道基準(zhǔn)反射體的面積，并且其形狀必須與被檢缺陷相類似。對于焊縫跟部的檢查應(yīng)采用機(jī)加工槽為基準(zhǔn)反射體，因?yàn)樗鼈兏艽韺?shí)際的焊接缺陷。假設(shè)用一個1.6 1.625.4 mm（寬高長）方體槽為參考標(biāo)準(zhǔn)，其面積由長寬得出為40.6mm2 。同時再假定未知缺陷是一個與參

37、考標(biāo)準(zhǔn)相同的角型反射體，其長度已由其他方法測定為12.7 mm。盡管不是很精確，用12.7 mm 除基準(zhǔn)反射體面積就可以得到這個未知缺陷的寬度（40.6/12.7=3.2 mm）。5.4三種確定缺陷尺寸方法的對比分析及注意事項(xiàng) 波束邊界法： 波束邊界法最適于厚度為19 mm或更厚一些的桿件，并在此厚度上用直射法（半個跨距）評定缺陷。當(dāng)使用該方法測量角型反射體（如單面焊中的未焊透）高度時，其結(jié)果是不可靠的。對這類反射體應(yīng)采用其他方法。 452022/7/24版權(quán)所有:(寫入公司名稱)最大波幅法： 當(dāng)儀器的脈沖寬度很窄并且使用高分辨力探頭時，最大振幅法能產(chǎn)生最佳效果。當(dāng)探頭直徑與波長比值較大時，所

38、產(chǎn)生的波束尖銳，這種情況更適于最大振幅法。為了具備上述條件，要求使用高于正常掃查的頻率根據(jù)探傷表面的狀況盡量使用大直徑探頭。當(dāng)使用這類探頭時一定注意，避免再近場區(qū)內(nèi)平定缺陷。與波束邊界法相同，使用這種方法評定角型反射也有一定困難。振幅比較法： 振幅比較法除確定焊縫內(nèi)部較小的圓形反射體、單面焊中長的未焊透寬度和大于波束寬度的細(xì)長反射體之外，振幅比較法在確定超標(biāo)焊接缺陷的尺寸方面幫助不大。振幅比較法之所以能夠解決后兩個問題，是由于聲束強(qiáng)度集中在聲場的中心，并且當(dāng)反射體長度大于波束寬度時聲波強(qiáng)度對于寬度的變化特別敏感。但是當(dāng)反射體寬度大于約6.4 mm時，精度會大大降低。 6. 驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn) 當(dāng)前海洋工程的建造中結(jié)構(gòu)焊縫的質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)一般采用API-RP-2X A級、C級或AWS D1.1。下面就兩個標(biāo)準(zhǔn)的相同處及不同處進(jìn)行對比：462022/7/24版權(quán)所有:(寫入公司名稱) 圖6.7472022/7/24 表