超聲波探傷作業(yè)指導(dǎo)書

焊縫手動超聲波探傷常規(guī)超聲波檢測不存在對人體的危害，它能供給缺陷的深度信息和檢出射測互補(bǔ)。超聲檢測局限性：由于操作者操作誤差導(dǎo)致檢測結(jié)果的差異。對操作者的主觀因素〔力氣、閱歷、狀態(tài)〕要求很高。定性困難。無直接見證記錄〔有些自動化掃查裝置可作永久性記錄。對小的〔但有可能超標(biāo)的缺陷〕不連續(xù)性重復(fù)檢測結(jié)果的可能性小。對粗糙、外形不規(guī)章、小而薄及不均質(zhì)的零件難以檢查。超聲波的一般特性：超聲波是機(jī)械波〔X射線是電磁波。超聲波根本上具有與可聽見波一樣在很多方面，一束超聲波類似一束光。向光束一樣，超聲波可以從外表被反射；當(dāng)其穿過兩種聲速不同物質(zhì)的邊界時(shí)可被折射〔實(shí)施橫波檢測基理；在邊緣處或在障礙物四周可被衍射〔裂紋測高；端點(diǎn)衍射法基理。第一節(jié) 焊接加工及常見缺陷一、焊接加工1〔氧氣+乙炔。焊接過程實(shí)際上是一個(gè)冶煉和鑄造過程。利用電能或其它能量產(chǎn)生高溫熔在一起，形成焊接接頭。焊接過程中，其焊弧溫度高達(dá)6000℃，相當(dāng)于太陽外表1200℃以上?！彩抢脷鍤饣蚨趸?xì)狻捕栊詺怏w〕作保護(hù)層。T〔搭接接頭在鍋爐壓力容器中不允許承受。對接接頭 角接接頭T型接頭 搭接接頭3、坡口形式：I型、V型、U型、X型、K型其有利于焊接實(shí)施。其外形和各部名稱如下：坡口面鈍邊坡口面鈍邊根部間隙坡口目的————保證全熔透，削減填充量。鈍邊目的————保證全熔透，防止咬邊。間隙目的————保證全熔透，把握內(nèi)凹、未焊透。二、焊縫中常見缺陷及產(chǎn)生緣由1合、裂紋等。2、缺陷形成及產(chǎn)生緣由：氣孔——熔池冷卻凝固之前來不及逸出殘留氣體〔一氧化碳、氫偏吹；保護(hù)氣體作用失效等緣由所至。〔氮化物、硅酸鹽。因坡口不干凈；層間清渣不凈；焊接電流過??；焊接速度過快；熔池冷卻過快，熔渣及夾雜物來不及浮起等緣由導(dǎo)致。坡口角度?。婚g隙??；坡口加工不標(biāo)準(zhǔn)；焊偏；鈍邊過大等緣由所至。未熔合——填充金屬與母材或填充金屬之間未熔合在一起。因坡口不干凈；電流?。贿\(yùn)條速度快；焊條角度不當(dāng)〔焊偏〕等緣由所至。脫落導(dǎo)致。裂。因接頭中存在低熔點(diǎn)共晶體，偏析；由于焊接工藝不當(dāng)所至。冷裂紋——焊接成形后，幾小時(shí)甚至幾天后產(chǎn)生〔延遲裂紋。產(chǎn)生緣由：相變應(yīng)力〔碳鋼冷卻過快時(shí)，產(chǎn)生馬氏體向珠光體、鐵素體過渡時(shí)產(chǎn)生〔所至。再熱裂紋——再次加熱產(chǎn)生。3、缺陷在設(shè)備服役中的危害：〔焊縫截面強(qiáng)度降低，腐蝕后造成穿孔、泄漏〕嚴(yán)峻危害——裂紋；未熔合；未焊透未熔合：面狀缺陷，應(yīng)力集中，易產(chǎn)生裂紋。裂紋：銳利的面狀缺陷，達(dá)臨界深度即斷裂失效。焊縫的超聲波檢測———可用直射聲束法或斜射聲束法〔無需磨平余高〕進(jìn)展時(shí)缺陷即可看作為的波源，它發(fā)出的波被探頭接收，在熒光屏上被解讀。NB/T47031-2023標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定缺陷長度的測定是以缺陷波端點(diǎn)在某一靈敏度〔定量線〕下，移動探頭，該波降至50%時(shí)為缺陷指示長度，以此作為判定依據(jù)。而此〔此時(shí)用移動探頭測定缺陷長度〕測定缺陷尺寸不正確〔適用當(dāng)量法。此法測定的不是缺陷尺寸，而是聲束寬度?；莞乖矸Q：波動是振動狀態(tài)的傳播，假設(shè)介質(zhì)是連續(xù)的〔均勻介質(zhì)可連續(xù)傳遞波動，那么介質(zhì)中任何質(zhì)〔當(dāng)探測小于探頭晶片尺寸的缺陷時(shí)，其指示長度與探頭直徑相近〕一、探傷條件選擇依據(jù)圖紙、合同要求選用標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)〔NB/T47031-2023等級〔A級；B級；C級〕頻率選擇：2.5~5.0MHz對板厚較低頻率探傷，以保證探傷靈敏度。K值選擇：

①使主聲束能掃到整個(gè)焊縫截面；要素 ②使聲束中心線盡量與主要危害性缺陷垂直；③保證有足夠的探傷靈敏度。aL0公式：K≥

ba+b+L0T〔不能滿足此條件，中間有一主聲束掃查不到的菱形區(qū)域。這一區(qū)域內(nèi)缺陷可能漏檢；副聲速也可能掃到，但找不到最高波，無法定量。焊縫寬度對K值選擇有影響。在條件允許〔探傷靈敏度足夠〕的狀況下，應(yīng)盡量承受大K值探頭。K值探頭，避開近場探K值探頭，以縮短聲程，減小衰減，提高探傷靈敏度。同時(shí)還可削減打磨寬度。工件厚度NB/T47031-2023K值mmK值6~253.0~2.0>25~46>46~120>120~4002.5~1.52.0~1.02.0~1.0K〔斯涅爾定律和探傷中探頭的磨損而產(chǎn)生變化。K值變大；探頭后面磨損大，K值變大。試塊選擇：NB/T47031-2023標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)試塊有；CSK-ⅠA；CSKⅡA；CSKⅢA；CSKⅣ。CSK-ⅠACSKⅡA；CSKⅢA；CSKⅣ試塊用于超聲波檢測校準(zhǔn)。度，適用未焊透類缺陷的把握?！膊贿m合近場〕△dB =

Df1 X23Df2 X13CSKⅢA試塊的人工反射體為短橫孔。短橫孔遠(yuǎn)場變化規(guī)律，因距離變化，對條狀缺陷偏嚴(yán)。對中厚板檢測靈敏度偏高?！膊贿m合近場〕△dB =

Df1X24Df2 X14線規(guī)律亦不同。所把握檢測對象不同。故二者不得混用。耦合劑：在超聲波直接接觸法探傷中，探頭和被檢物之間不參與適宜的耦能：在實(shí)際檢測中能供給牢靠的聲耦合；使被檢物外表與探頭外表之間潤濕，消退兩者之間的空氣；使用便利；不會很快地從外表流溢；供給適宜的潤滑，使探頭在被檢物外表易于移動；耦合劑應(yīng)是均勻的，且不含有固體粒子或氣泡；避開污染，并且沒有腐蝕、毒性或危害，不易燃；在檢測條件下，不易凍結(jié)或汽化；檢測后易于去除。常用耦合劑有機(jī)油；糨糊；甘油；潤滑脂〔黃油還給焊縫返修帶來不利。糨糊更有利于垂直、頂面探傷。耦合劑的另一重要特性是其聲阻抗值應(yīng)介于探頭晶片與被檢材料聲阻抗值之間〔Z2=√Z1?Z3 率等于1，超聲全透射。壓力，有助于排解空氣泡和獲得均勻的耦合層厚度。探傷面：去除焊接飛濺、氧化皮、銹蝕、油漆、凹坑〔用機(jī)械、化學(xué)方法均可6.3μm檢測區(qū)寬度——焊縫本身加上焊縫兩側(cè)各相當(dāng)于母材厚度30%的一段區(qū)域5~10mm。探頭移動區(qū)寬度：〔P=2KT〕一次反射法檢測，應(yīng)大于或等于1.25P；0.75P。母材檢測：C級檢測有要求〔較重要工件或圖紙有要求時(shí)〕應(yīng)進(jìn)展母缺陷。母材檢測要求：①.2~5MHz10~25mm；100%；20%時(shí)，應(yīng)標(biāo)記記錄。探測方向選擇害性缺陷。選用主聲束盡量與其垂直的入射方向。B級檢驗(yàn)：縱向缺陷檢測：K〕檢測；②.T>46~120mm〔一種K〕檢測。如受幾K③.T>120~400mm〔K〕檢測。兩探頭折射角相差≮100。橫向缺陷檢測：①.在焊縫兩側(cè)，聲束軸線與焊縫中心線夾角10~200作斜平行探測〔正反兩個(gè)方向；②.假設(shè)焊縫磨平，可在焊縫及熱影響區(qū)上作兩個(gè)方向的掃查；③.電渣焊易消滅人字形橫裂紋，可用K1探頭以450夾角在焊縫兩側(cè)，作正反兩個(gè)方向的斜平行掃查。C級檢驗(yàn)：應(yīng)將焊縫余高磨平；焊縫兩側(cè)的斜探頭掃查區(qū)域之母材用直探頭進(jìn)展

T=8~46mm時(shí)，單面雙側(cè)〔兩種K值，探頭折射角相差≮100，其中一個(gè)450；一次反射法〕檢測；〔K100，一次反射波〕檢測；對于單側(cè)坡口小于50的窄間隙焊縫，如有可能應(yīng)增加對與坡口外表平行缺陷的有效檢測方法〔如串列掃查；應(yīng)進(jìn)展橫向缺陷檢測。前沿、K值測定R50；R100IAR100X；L=100-X。0K值測定：L；L+L-350K=3020mm〔避開近場。找L。L+L-400K=20掃描速度〔時(shí)基線〕調(diào)整聲程法：屏幕時(shí)基線顯示為超聲波傳播距離〔非K值探頭用此法。〔δ≤20mm時(shí)承受此法〕深度法：屏幕時(shí)基線顯示為反射體距檢測面深度距離。〔δ>20mm時(shí)承受此法〕CSK-IA試塊上，R50、R100同心圓弧調(diào)整。在IA試塊上，左右移動探頭；屏幕上同時(shí)顯示出R50、R100兩反射波，找到最高波，波高80%〔探頭作前后移動，使兩反射波高度一樣。按住探頭不動，調(diào)整脈沖移位和深度旋鈕，使R50；R100反射波前沿分別對準(zhǔn)h1；h2〔計(jì)算得出。掃描速度即調(diào)整完畢。.水平法：h1=sinβ*50mm；h2=sinβ*100mm.求h1；h2

深度法：h1=cosβ*50mm；h2=cosβ*100mmCSK-ⅢAΦ1×6①.在ⅢAAB〔AB40mmA〔80%Ah1；②.挪動探頭，找到B孔最高波，波高80%；B孔讀數(shù)為Y；假設(shè)Y不等于2h1，求二者之間的差X。 X=︱2h1-Y︴BY±2X。再調(diào)脈沖B2h1。④.挪動探頭，找到Ah1，即調(diào)整完畢。否則需重復(fù)上述步驟。注：此法受反射體外形、尺寸影響，準(zhǔn)確探傷時(shí)需進(jìn)展修正。AA孔B孔Xh1 Y h2 Y±2X距離——波幅曲線的繪制距離——dB曲線：〔表格形式數(shù)字標(biāo)注。距離——波幅曲線：將反射波幅用毫米〔或%〕繪在紙上或面板上。靈敏度依不同標(biāo)準(zhǔn)而定。距離——波幅曲線制作：①.距離——dBK測距外表最近人工反射體，找到最高波；調(diào)增益使波高至80%，登記衰減器讀數(shù)與孔深度；然后依次測不同深度孔〔深度達(dá)將檢測最大深度〕，調(diào)增益使得80%，dB②.距離——波幅曲線繪制測距外表最近人工反射體，找到最高波；調(diào)增益使波高至80%，按住探頭不動，登記衰減器讀數(shù)；并將波峰標(biāo)在屏幕面板上。增益不動。依次測其它深度孔，并將各孔波峰標(biāo)在屏幕面板上；連接各點(diǎn)，即成為該反射體距離—波幅基準(zhǔn)線。換成所需的三條線中任意一條線。距離——波幅曲線有用〔衰減器，使該波峰至距離—波幅曲線上〔此時(shí)屏幕上顯示應(yīng)是定量線SL，讀衰減器讀數(shù)fSLdBSL±△dB。假設(shè)時(shí)基線H，L。假設(shè)時(shí)深度法：L=KHL水平法：H=K分段繪制曲線〔適用模擬儀器〕〔曲線應(yīng)繪制20%高度以上區(qū)域。可實(shí)行分段繪制方法解決。方法、步驟：在原曲線上某一點(diǎn)〔中間或2/3；或二次波外，調(diào)增益，將靈敏度提高10dB〔記錄此讀數(shù)。再按常規(guī)方法依次將后面深度反射體波高標(biāo)在屏幕上。實(shí)10dB以后的靈敏度。其它各條線靈敏度亦隨之。聲能傳輸損耗差的測定聲能損失造成緣由：①.材質(zhì)衰減耦合狀況②.外表損失 工件外表粗糙度曲率〔工件外形〕工件本身影響反射波幅的兩個(gè)主要因素是：材質(zhì)衰減和工件外表粗糙度及耦合狀況造成的外表聲能損失。JB/T4730-2023標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：碳鋼和低合金鋼板材的材質(zhì)衰減，在頻率低于3MHz、聲程不超過200mm時(shí)，或者衰減系數(shù)小于0.01dB/mm時(shí)，可以不計(jì)。超過上述范圍，在確定反射波幅時(shí)，應(yīng)考慮材質(zhì)衰減修正。橫波材質(zhì)衰減的測定：①.制作與受檢工件材質(zhì)一樣〔近，厚40mm一樣的平面試塊。A 1P 2P40mm40mm1：1K兩探頭入射點(diǎn)間距為1P，儀器調(diào)為一收一發(fā)狀態(tài)，找到最大反射波，記錄H1〔dB。H2〔dB。⑤.衰減系數(shù)α可用下式求出：α=〔H1-H2-△〕/〔S-S〕2 1S=40/cosβ+L1 1S=80/cosβ+L2 1L=Ltanα/tanβ1 0式中：LL=L，mm；0 1 0△——不考慮材質(zhì)衰減時(shí)，聲程SS2 1

〔約為6dB。如與比照試塊的探測面測得波幅相差不超過1dB，則可不考慮工件的材質(zhì)衰減。傳輸損失差的測定：①.斜探頭按深度調(diào)整時(shí)基掃描線。②.選用另一只與該探頭尺寸、頻率、KH〔dB。140mm40mm比照試塊T工件母材〔不通過焊接接頭〕同樣測出接收波最大反射波幅，H〔dB。2④.傳輸損失差△V△V=H-H-△-△

1 2 1 2△——不考慮材質(zhì)衰減時(shí)，聲程S、SdB1 1 220lg〔S/S〕計(jì)算得出〔dB。2 1Smm。1Smm。2

的超聲材質(zhì)衰減差值，dB。如2 1 2試塊材質(zhì)衰減系數(shù)小于0.01dB/mm，此項(xiàng)可不予考慮。由工件曲率造成的外表聲能損失：承受帶曲率的比照試塊，試塊曲率半徑為工件半徑0.9~1.5倍。通過比照試驗(yàn)，進(jìn)展曲面補(bǔ)償。綜上所述：工件外表耦合差探傷靈敏度增益總量 材質(zhì)衰減量〔最大檢測聲程〕〔dB〕 靈敏度要求〔依據(jù)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)確定〕掃查方式W〔徑〕10~15o左右轉(zhuǎn)動。目的是覺察傾斜缺陷。身高度和深度。③.轉(zhuǎn)角掃查——推斷缺陷方向?！才c焊縫軸10~45o〕6dB。⑥.串列掃查——用于厚板窄間隙焊縫或垂直于外表缺陷檢測。多承受K1兩個(gè)探頭串列式掃查。串列掃查回波位置不變；存在掃查死區(qū)。串列掃查鋸齒形掃查前后掃查 左右掃查 轉(zhuǎn)角掃查 圍繞掃查探傷靈敏度選擇距離波幅——曲線靈敏度按執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定選擇。檢測橫向缺陷時(shí)，應(yīng)將各線靈敏度均提高6dB。曲率一樣的比照試塊上進(jìn)展。在一跨距聲程內(nèi)最大傳輸損失差大于2dB時(shí)應(yīng)進(jìn)展補(bǔ)償。掃查靈敏度不低于最大聲程處的評定線靈敏度。缺陷最大波幅測定將探頭移至缺陷消滅最大反射信號的位置，測定波幅大小，并確定區(qū)域。缺陷位置測定水平定位法：1：n40，該缺陷水平距離即為n*40mm；埋藏深度為n*40/K。深度定位法：例：時(shí)基線調(diào)整為深度1：n40，n*40n*40*K。缺陷指示長度測定6dB法測長。6dB法測長。幅降到評定線，以此測定長度〔確定靈敏度法。6dBⅡ區(qū)6dBⅡ區(qū)6dB左端點(diǎn)ΟΟ6dB法 端點(diǎn)6dB法缺陷評定與記錄報(bào)告資格人員按標(biāo)準(zhǔn)評定、出具。缺陷類型識別和性質(zhì)估判缺陷性質(zhì)測定：缺陷性質(zhì)不僅可利用缺陷反射波幅變化測定〔靜態(tài)波形波形的變化推定。光滑而平坦的缺陷比裂紋缺陷明顯的產(chǎn)生前沿陡而寬度窄的反射波。左右、圍繞、轉(zhuǎn)動掃查；通過對各種超聲信息綜合評定進(jìn)展識別。①.〔氣孔、小夾渣等體積性缺陷〕A值，又平滑的下降至零。圍繞掃查時(shí)回波高度根本一樣。A波幅靜態(tài)波形 幅度變化〔包絡(luò)線〕點(diǎn)反射體回波動態(tài)波形②.〔線性條狀夾渣、未焊透、未熔合等〕有明顯的指示長度，但不易測出其斷面尺寸。探頭前后移動。類似點(diǎn)狀波不變，或在±4dB的范圍內(nèi)變化，最終又平穩(wěn)的下降到零。A顯示A顯示靜態(tài)波形 射幅度變化〔包絡(luò)線〕接近垂直入射時(shí)間滑大平面反射體的回波動態(tài)波形③.〔不規(guī)章大夾渣〕有可測長度和明顯斷面尺寸。左右掃查類似線性條狀波形變化，靜態(tài)波形種聲束角度探頭探測時(shí)，仍能探測到，回波高度呈不規(guī)章變化。波幅A波幅靜態(tài)波形 幅度變化〔包絡(luò)線〕接近垂直入射時(shí)不規(guī)章大反射體的回波動態(tài)波形④.〔裂紋、面狀未熔合、面狀未焊透〕變化不規(guī)章。A顯示A顯示靜態(tài)波形 度變化〔包絡(luò)線〕傾斜入射時(shí)不規(guī)章大反射體的回波動態(tài)波形⑤.〔密集氣孔或再熱裂紋等〕探頭移動時(shí)，信號時(shí)起時(shí)伏。每個(gè)信號單獨(dú)呈點(diǎn)狀缺陷特征。c. 缺陷性質(zhì)估判：估判依據(jù)——①構(gòu)造與坡口形式；②母材與焊材；③焊接方法和焊接工藝；④缺陷位置、方向與回波高度；⑤缺陷回波動態(tài)與靜態(tài)波形。定性；點(diǎn)狀缺陷不予定性。各種超聲信息綜合進(jìn)展推斷。其次節(jié) 管座角焊縫和T型焊縫探傷管座角焊縫探傷按構(gòu)造分為：安放式；插入式。管座角焊縫探傷特點(diǎn)：其構(gòu)造特點(diǎn)，以縱波直探頭探測為主；輔以斜探頭探測。②.曲面探傷，探頭晶片尺寸不宜過大③.欲檢橫向缺陷，可將焊縫加工成平面。探傷方法：

直探頭在接收內(nèi)壁探測①.插入式管座角焊縫 斜探頭在接收內(nèi)壁探測斜探頭在容器外壁探測②.安放式管座角焊縫 斜探頭在接收內(nèi)壁探測斜探頭在接收外壁探測安放式管座角焊縫插入式管座角焊縫安放式管座角焊縫T型焊縫探傷構(gòu)造：由翼板；腹板組成?！病尝?翼板上側(cè)用直探頭探測；②.翼板上、下側(cè)用斜探頭〔K1〕探測；③.腹板內(nèi)、外側(cè)用斜探頭探測。T①.危害性缺陷是母材與焊接金屬未熔合；翼板側(cè)層間撕裂〔母材夾層、焊接應(yīng)力所至?！睰1置，需作關(guān)心線。可借助焊角反射波來推斷缺陷波〔缺陷波在焊角反射波之前。關(guān)心線 翼板腹板T型焊縫管節(jié)點(diǎn)焊縫探傷管節(jié)點(diǎn)焊縫構(gòu)造與特點(diǎn)：放在主管上。②.施焊角度不利，缺陷易產(chǎn)生在支管側(cè)焊縫熔合區(qū)。坡口為火焰切割，不規(guī)章；相貫線不吻合，間隙、坡口大小不一。簡潔消滅焊縫中部和根部未焊透。③.焊縫上部和根部有探不到的死區(qū)。探傷方法：①.以支管探傷為主；主管探傷為輔。②.為提高靈敏度和區(qū)分力，宜選用較高頻率探頭〔5MHz。相比，集中損失嚴(yán)峻，定量受影響。④.耦合劑用粘度大一點(diǎn)。堆焊層探傷探頭：雙晶探頭，縱波探傷；焦點(diǎn)深度位于堆焊層和母材結(jié)合部。131 試塊：T；T試塊用于堆焊層內(nèi)缺陷探傷。反射體為Φ2平底孔。T試塊上Φ1.5長橫孔用于檢測堆焊層下母材熱影響區(qū)裂紋缺陷時(shí)，斜探頭靈敏度調(diào)整；T試塊用于堆焊層與母材未結(jié)合探傷。反射體為Φ10131 探傷方法：從母材側(cè)或堆焊層側(cè)均可探傷。雙晶斜探頭檢測時(shí)應(yīng)在堆焊層外表按90o方向進(jìn)展兩次掃查；雙晶直探頭檢測時(shí)，晶片隔聲層應(yīng)平行于堆焊方向，進(jìn)展垂直于堆焊方向的掃查。奧氏體不銹鋼焊縫探傷10mm，聲束傳播方向偏離，難定位。承受頻率：低頻。0.5~2.5MHz?！蔡岣咝旁瓯取场灿糜诒容^接頭組織與母材差異〕條通過焊縫金屬；另一條不通過焊縫金屬。兩組曲線間距應(yīng)小于10dB?？捎棉D(zhuǎn)變〔探傷用曲線應(yīng)時(shí)通過接頭金屬一組〕〔二次波主聲束畸變嚴(yán)峻，躁聲更大。易產(chǎn)生波型轉(zhuǎn)換〕缺陷判別與定位比純橫波探傷困難。鋁焊縫探傷特點(diǎn)：材質(zhì)衰減系數(shù)小。縱波聲速大于鋼，橫