焊接接头超声波检测

第 9 章 焊接接头超声波检测特种设备的加工制造主要是采用焊接的方式。 为了保证焊接的质量， 焊缝内部缺陷 一般采用 射线检测与超声波检测 方法。 而对于焊缝中裂纹、未熔合等危害性缺陷，在中厚板的焊缝中，超声波检测的灵敏度高于射线检测。焊缝采用超声波检测时 , 为了合理地选择检测方法和检测条件， 为了保证检测结果的准确性， 不但要求无损检测人员具备熟练的超声波检测技术， 而且要求无损检测人员了解焊接的基本知识，如焊接接头形式、焊接坡口形式、焊接方法及工艺、焊接缺陷等。这样，无损检测人员才能针对不同的焊接接头，采用合理的检测方法，获得正确的检测结果。9.1 焊接加工及常见缺陷特种设备加工过程中， 常用的焊接方法有手工电弧焊、 埋弧自动焊、气体保护焊和电渣焊等。焊接过程实际上是一个冶炼和铸造的过程， 焊接首先利用电能或其他形式的能量产生高温使金属熔化， 形成熔池， 熔融的金属在熔池中经过冶金反应后冷却凝固， 将两部分材料牢固地结合在一起。为了防止空气中的氧、氮等气体进入熔融金属，影响焊接质量，在焊接过程中通常采用一定的保护措施。手工电弧焊是利用焊条外层药皮高温分解产生的中性或还原性气体作保护层。埋弧焊和电渣焊是利用焊剂受热融化后覆盖在熔融金属上作保护层。气体保护焊是利用僦气或二氧化碳等气体作保护层。1金属熔化焊焊接部位的总称叫焊接接头，包括焊缝、热影响区和临近母材。焊接接头等几种。对接接头常用T型及搭接焊接接头的形式主要 有对接、角接、形接头常见于压力容 T于板材和管道的焊接，角 接接头常用于箱型部件的边角焊接，器内外部辅助结构与壳体的焊接及燃油燃气锅炉（卧式内燃锅炉）炉胆与管板的焊型焊接接 头也T需要进行超声检测的焊接接头主要是对接形式的，角焊缝形式和接；经常遇到。二二二 OOa)b)c)口 匚二 Qa d)c)f)a)直边 b) V形 c) X形 d) U形 单V形 f) K形焊接接头常见的坡口形式图 9.1根据板厚、焊接方法、接头形式和要求不同，可采用不同的坡口 形式，坡口形式 等。如图型9.1所示KVUX混（直边）主要有I 、型、型、型、单型及焊缝中常见缺陷有 气孔、夹渣、未焊透、未熔合与裂纹等。 29.2 钢制承压设备对接焊接接头的超声检测9.2.1 对接焊接接头超声检测JB/T4730.3-2005 标准中规定，钢制承压设备对接焊接接头的超声检测技术等级分为A、B、C三个检测级别。超声检测技术等级选择应符合制造、 安装、 在用等有关规范、 标准及设计图样规定。1. A级检测A 级检测技术适用于与承压设备有关的支承件和结构件焊接接头 检测。其技术要求如下：适用于母材厚度为8mnr46mmi勺对接焊接接头。可用一种K值探头采用 直射波法和一次反射波法在对接焊接接头的 单面单侧 进行检测。一般不要求进行横向缺陷的检测 。2. B 级检测B 级检测技术适用于 一般承压设备对接焊接接头 的检测。其技术要求如下：1)母材厚度为8m什46mm寸，一般用一种K值探头采用直射波法和一次反射波法 在对接焊接接头的 单面双侧进行检测，如图9.2 (a)所示。2)母材厚度大于46mm- 120mm寸，一般用一种K值探头采用 直 射波法在焊接接头的 双面双侧进行检测，如受几何条件限制，也 可在焊接接头的 双面单侧或单面双侧采用两种 K值探头进行检 测。3)母材厚度大于120mmi 400mm寸，一般用 两种K值探头采用 直射波法在焊接接头的 双面双侧进行检测。两种探头的折射角相 差应不小于10 ,如图9.2(b)所示。3单面双侧检测示意9.图9.2（b）双面双侧检测示意图使探头与焊接接头。检测时，可在焊接接头 两侧边缘横向缺陷的检测 4）应进行焊余高磨平， 探头应在1020角作两个方向的斜平行扫查。如焊接接头 中心线成 接接头及热影响区上沿着焊缝作正反两个方向的平行 扫查。级检测3.C级检测时应将焊接 C级检测技术适用于重要 承压设备对接焊接接头检测。采用 C o其技术要求如下：接头 的余高磨平直射波法和一次反射波 K值探头采用）母材厚度为 18mm46mm寸，一般用 两种10 ,其中一进行检测。两种探头 的折射角相差应不小于法 在焊接接头的单面双侧。个折射角应 为45在焊接探头采用直射波法值400mrm）母材厚度大于46mm 至时，一般用两种Ko对于单侧坡口角10接头的双面双侧进行 检测。两种探头的折射角相差应不小于 如有可能应增加检测与坡 口表面平行缺陷的有效检测方法度小于5的窄间隙焊缝，串列式扫查（如）。43）应进行横向缺陷 的检测。检测时，将探头放在 焊缝及热影响区上沿着焊缝作两个方向的平行扫查。4）对于C级检测，斜探头扫查声束通过的 母材区域，应先用直探头检测 ， 以便检测是否有影响斜探头检测结果的分层或其他种类缺陷存在。该项检测 仅作记录 ，不属于对母材的验收检测。母材检测的要点如下：检测方法：接触式脉冲反射法，采用频率2MHz- 5MH却直探头，晶片直径10mmr 25mm检测灵敏度： 将无缺陷处 第二次底波调节为显示屏满刻度的100%。凡缺陷信号幅度超过显示屏满刻度20%的部位，应在工件表面作出标记，并予以记录。检测条件的选择检测区的宽度应是焊缝本身， 再加上焊缝两侧各相当于母材厚度30%的一段区域，这个区域 最小为 5mm ， 最大为10mm， 如图 9.3所示。位置1位置2检测面检测区检测区域和探头移动区域图9.。 检探头移动区域应清除 焊接飞溅、氧化皮、 锈蚀、凹坑、油垢及其他杂，一值应小于或等于6.3 表面应平 整，便于探头的扫查移动，具表面粗糙 砂轮机、锂刀、喷砂机、 钢丝刷或砂等对检测面进行打磨修整应使用：（即2.5KT） 1.采用一次反射法 检测时，探头移动区应大于或等于1.25P或 P=2Ttan BP=2KTmm；式中：P跨距，；母材厚度，Tmm值；探头K K ）（B探头折射角，oO0.75P时，探头移动区应大于或等于（即1.5KT）直射法2.采用去除余高的焊缝， 应将余高打磨到与邻近母材平齐。 保留余高的焊缝， 如果焊缝表面有咬边、 较大的隆起和凹陷等也应进行适当的修磨，并作圆滑过渡以免影响 检测结果的评定。焊接接头区域的危害性缺陷， 特别是延迟裂纹， 是构件在焊后冷却到室温时所产生的裂纹， 有的具有延迟现象， 它并不是在构件焊后立即产生，通常是在焊后数6小时或者更长时间产生。 而检测必须在延迟裂纹产生后进行。 因此， 把握好焊后的检测时机， 对防止延迟裂纹的漏检是十分重要的。对于一般材质的焊接接头， 检测时机规定在焊后冷却至室温经打磨合格后即可进行。 但如果焊接接头很厚， 刚度和焊接应力比较大、有延迟裂纹倾向的材料，焊后实施检测时间应适当延长；低合金高强钢 焊接构件， 检测时机一般规定在焊完 24 小时以后 ；对于 强度很高的低合金高强钢 焊接构件， 或者 刚度和焊接应力极大 的焊接构件，焊后实施检测的时间可以延长至 5-7 天以后 。上述规定也适合于 焊缝返修以后的检测 。耦合剂一般有下列几种： 水、 甘油、 机油、 变压器油、 化学浆糊、纤维素水溶液等。 在焊缝的自动检测系统中常采用水作为耦合剂，上述其它耦合剂都具有一定的粘度， 有利于粗糙面和曲面的检测。从超声波传播特性来看，使用 甘油 效果比较好， 机油、变压器油和化学浆糊 差别不大。 不过后者有较好的粘性， 可以用于任意扫查方式和检测位置的检测， 并且同甘油一样具有水洗性。 但在检测过程中要防止化学浆糊 过快地干燥， 以保证探头与被检测面之间始终有湿润的耦合剂以便取得良好的耦合接触，并且其对工件具有一定的腐蚀性。 纤维素是后来被经常采用的耦合剂， 根据检测位置和表面粗糙度的不同可以调制成任意浓度，满足不同检测的需要，但其对工件也有一定的腐蚀性。 注意，在调试仪器和实际检测时一定要采用同一种耦合剂。仪器与探头选择1. 仪器的性能、仪器与探头的组合性能等，必须符合JB/T4730.3-2005 标准以 7及 JB/T10061-1999 标准的规定。2. 超声探伤仪的几个主要指标，如 水平线性、垂直线性、动态范围 等，应按标准进行定期校验。并经 检定合格 ，发现故障要及时予以修理，使仪器始终保持良好的工作状态。1. 探头频率选择探头频率是超声检测中一个很重要的参数。 焊接接头超声检测选 用何种频率，要考虑下述因素：被检测面的粗糙度、 材质、 晶粒大小、 超声的穿透能力、 分辨力、检测精确度、检测速度 等因素。关于焊接接头检测推荐表9.1所列频率供读者参考。表9.1焊接接头检测推荐频率母材厚度（mm）,探头为保证声 束能扫查到整个即当探头前沿紧 贴焊缝边缘时，如图焊角。值大的 探头，或者同时采用较大和较小的 两种所列为焊KK值 探 头 联 合 检 测。表50 Wt所示，主声束应扫查到远离探头的焊缝下9.450 V 75 t)K (9.2oTK在实际检测时所选的探头值，应尽量大于上述值。b对于单面焊、上述可以忽略不计，则：9(9.3)ot备注：以上公式只有当 L）焊缝的热影响区宽度（510mm时 适用，当LW焊缝的。热影响区宽度（510mm时，公式中的L 应直接代入焊缝热影响区宽度的数值。oK值可根据工件的厚度来选择。薄板焊接接头超声检测为避免近场区的影响，提高定位定量精度，一般采用大K值探头。大厚度焊接接头检测为缩短声 程、减少衰减、提高检测灵敏度以及减少打磨宽度，一般采用 K 值较小的探头。但大量实践证明，低合金高强钢大厚度焊缝中的 裂纹，采用较大和较小的两种 K值探头分别检测，尽管两者检测 灵敏度完全相同，但K值较小的探头很难甚至根本发现不了此种裂纹，很容易漏检。因此，尽管焊缝母材很厚，但在条件允许的 情况下，也应尽量采用9.2接接头检测探头K值的选择，供参考 表9.2推荐采用的斜探头K值板厚T, mm如图9.5所小。9.5 CSK-IA 标准试块上测量图(9.5)入射点至探头前沿的距离式中f：Loiiohh 12K值6253.0 2.0 (71.5 634 ) 25 462.5 1.5 (68.2 56.3 ) 46 1202.0 1.0 (63.4 450 ) 120 4002.0 1.0 (63.4 450 )试块的准备超声仪器性能的测试、探头性能的测试、探头与仪器组合性能的 测试以及距离一波幅曲线的绘制等，都离不开标准试块。不同标准都规定采用不同的标准试块和对比试块，JB/T4730.3-2005标准规定采用CSK-IA、CSK-n A、CSK-m A以及CSK-IV A作为标准 试块。具体采用那种试块，视被检工件而定。若采用其它标准时， 一定要10用该标准指定的试块。A目前检测焊接接头的超声探伤仪，不管是模拟式或是数字式仍 然以众所周知，型脉冲显示为主。呈现在仪器时基扫描线上的回 波，不仅有缺陷同波，而且还有各种干扰同波，比较复杂，判断较困难。因此，为了识别真伪缺陷，必须对探头进行校核；对仪器时基扫描线比例（扫描速度）进行校准，以便对各种反射波 准确定位。CSK-IA标准试块上测量1.圆R10025mrffi的检测面上涂布耦合 剂，然后将探头在首先在 CSK-IA标准试块弧面的圆心附近前后 平稳地移动，找到圆弧面的最高反射波（此时说明探头入射点， 则LR100mn弧端面距离与 R100圆弧面的圆心重合）。用钢板尺 测量探头前沿至。0.5mmj）入射点至探头前沿的距离为 L （入射 点测量应进行三次，取平均值，误差V 0O 00 1L圆弧端面距离的测量值 L 探头前沿至 R100mm当主声束扫查至圆弧面孔的圆弧面平稳地前后移动，将探头的前沿对准50mm圆弧面的最高反射波， 此时测量探头前沿至试块 0且其延长线通过圆心时，找到 5值的大小，即：求出 K端部距离L，,就可以利用公式 9.635 LL 9.6）（o K30，L探头前沿至左端面距离的测量值式中：L入射点至探头前沿的距离值测量也应进行三次，取其平均值，误差V 0.01K0.7 （K值为可以测定折射角为 A 位置附近用孔测量时，3560当探头置于；1.73）1.73K 值为6075 （位置附近用孔测量时，当探头置于 B可以测 定折射角为；3.73）值为3.73 800 （KC当探头置于位置附近 用孔测量时，可以测定折射角为75）；5.67小时测量一次， 以保证检测过程中入射点 4在检测时间较长的情况下，应每隔值 的准确性。测量时如室温与现场条件下的温度相差较大时，应该在检测现场K及 进行测量，尽量减少误差。标准试块上测量田ACSK-深的孔，前后左右移动探头，找出其最高波，测量探头前 20mn#探头首先对准深的孔，前后左右移动探头，找出其最， 再将探头对准40mm&至试块端部的距离Li （用其他深度的孔也 可，但不可以使用下L,高波，测量探头前沿至试块端部的距离 2值分别为：列公式）则探头的前沿长度和 K探头前沿为 402 LLL + 1O212LLi2 K20 0.5mm。入射点测量应进行三次，取其平均值，误差此图为了40mm菜的孔分别表达直观将两孔画在了试块一端。位于试块的两端，下图为示意图，20mm菜的孔和注:双孔测定探头前沿及K值的示意图m L Lh由相似三角形的相似比得:101 m hLL 202值的值h=20,h将基准孔的深度整理后得:LhhL代入，即=40数mi2i2 L21 果。可得到上述公式的结 时基扫描线（）校准的方法仪器扫描速度使用标准试块，选择标准试块上两个反射体， 弁根据两个反射体回波或 一个反 射体的两次回波进行调节。）标准试块校准仪器扫描速度（时基扫描线ACSK-CSK-IA下面介绍标准试块和m的方法。CSK-IA标准试块调节法13声程比例水平距离比例按声程比例法校准 深度范围、深度微调和水平位移（脉冲移位）旋钮田FS一费喂悔到住血极东京甜1发射撞座2接收插座口一I：作方式选棒4发射强度5一亚瑞痛底制6址制在M器7一握制可增白，一定超漆标】小 示波TT 11一电光罩12-#* 1?一用管他咽14一探度地朝15 豚中稀位16一中.HB电压指术科l7-tiWJr K按水平比例法校准 深度范围、深度微调和水平位移（脉冲移位）旋钮 按深度比例法校准深度范围、深度微调和水平位移（脉冲移位）旋钮14CSK-m A标准试块校准K2水平1 : 1 20mm 深孔的反射波位置在2 X 1 x 20mm=40mm ,即显示屏水平刻度的 40 处。深度范围深度微调脉冲移位（水平位移） 调节过程：模拟仪器 最高波波峰位置对应的水平刻度值距离波幅曲线的绘制及检测灵敏度选择仪器面板曲线坐标曲线 实测绘制完成后实际检测仪器系统灵敏度校准后， 针对不同母材厚度的焊缝进行检测前，必须依据标准等规范选择相应的基准灵敏度 ，针对JB/T4730.3-2005标准规定如表9.3。也就是说，在实际检测距离波幅曲线绘制完成后实施检测之前， 必须对仪器的 增益状态值进行设定， 以确保实际检测过程符合标准规范要求， 有效避免检测过程中基准灵敏度未设定而使缺陷漏检。 距离波幅曲线应按所选用的探头和仪器在试块上实测的数据绘制而成， 该曲线族由评定线、定量线和判废线组成。评定线与定量线之间（包括评定 线）为I区，定量线与判废线之间（包括定量线）为n区，判废 线及其以上区域为田区，参见如图9.7所示坐标曲线。如果距离一波幅曲线绘制在显示屏上，则在检测范围内的评定线灵敏度不 得低于显示屏满刻度的20%。15(RL)(SL)(EL)波幅曲线的灵敏度选择距离一120mm6mmAn csk-6AmcsK-8大于 120mni1 400mm17来说，在面板上无论是直接绘制或者分段绘 制，由于起 点高（一般对是屏幕 高度的现67.0dB）调 节扫描速度 时，应采用深 度定位法来确 定缺陷的位 置。若9.22 6dB图远探头侧有 焊角回波示意所 示。9.27。法测量缺陷指示长 度示意图图9.25 近探头侧无焊角回波示意较多较高 的杂波讯 号，此时不 利于I区 缺陷的判定和分析，从而给检 测带来了 较大的困 难。另外， 要经常调 节衰减器 变更灵敏 度也比较 麻烦。18 (4) 仪器对应 增益值为 焊接接头 超声检测 要取得准 确的结果， 必须保证 其具有良 好的耦合 条件，包括 如下几方面：“B”点和“ C点 附近，前后 左右缓慢 地移动，使 回波呈现 最高波幅， 弁用色笔 予以标 记；）b连接 上述4.所 示；将耦合 剂涂布在 焊缝边缘， 在耳、改变 仪器灵敏 度的条件 下，将上述 两个探头5. 22所示。探 头在前后 移动的范围内应保进行扫查， 如图9.17 米用。证 扫查到全部焊接接头截面，在保证探头垂直焊缝作前后移 动的同时， 还应作1023 2.1 )缺陷具有方向性，在焊接接头一侧检测 不到,而在 另一侧却 能检测到；)在焊接接头一侧扫查 缺陷同波 幅度很低， 而在另一 侧扫查缺 陷回波幅 度很高；2 3）高强钢 焊接接头 在其两侧 热影响区 的任何一 侧都可能 产生裂纹； 附近部位 的横向裂 纹。探头与 焊缝轴线 的斜平行 扫查，主要 是检测焊 缝部位的横向裂纹。 实践证明， 只要扫查 灵敏度和 探头与焊 缝轴线之 间的角度 合适，对接 焊接接头 中的横向 裂纹是完 全能够发 现的。25模 拟机（当 仪器按端 点6dB2.法 测定其指 示长度，如 图可以适 当降/一 下灵敏度， 当端点缺陷回波幅 度超过显 7K屏满刻 度难以观 察时，30 , 测得的值 一般比实 际尺寸要 长得多。但 对粗细不 均匀两端 很细的长 缺陷（如裂 纹）则可测 得与实际 尺寸比较 接近的值。 在JB/T4730.3-2005 缺 陷，认为有 必要记录时，可以将 探头沿缺 陷长度方 向平行移 动，当缺陷 回波高度 31 9.24 图 超声检测 对接焊接 接头时，有 时会在示 波屏上出 现像“山” 字一样三个回波，这 三个回波 会随探头 的移动同时出现，同 时起降，有 时还会有 两个波或三个以上 的波同时 出现，这就 是所谓的 这三个回 波会随探 头的移动 同时出现， 同时起降， 用手34最 大反射波 幅度等）如 图根据记录 中缺陷的 数量、缺陷 的指示长 度、最大回 波幅度等， 与验收等 级中的数 据进行比较，分出缺陷等级进行评定，合格或不合格。35ACSK-IV 100%80%r 法（端点半 波高度法）,所以在采用 评定线灵敏度 进行检测时， 会在显示屏上 呈）9.27 图缺陷 有关数据记录草图示 音注：d为横孔直径，见JB/T473032005标准表17。 三点，此即超 声波在试块中的衰减曲线，如上图、ABC ,采用端点区（即介 于评定线与定量线之间）的标准中规定，位于 I1检测横向缺陷时,应将各线灵敏度均提高6dB。2.灵敏度的校准应依据表 9.3和表9.4中的评定线、定量线、判废线的基准反射16体当量进行选择。2为探头与工件接触面宽度：环缝检测时为探头宽度，纵缝检测时为探/4 WR4615 较厚焊接接头（例如等比例，在面板上直接绘制一条曲线，为防止曲线 在检测2或1.251:度1: 1、1:的方法，在面板上绘制二段或分段绘制范围内低于显示屏满刻度的 20%,可以采用9.11多段曲线，分段绘制时，只需在绘制时将后段曲线的灵敏度提高一定的如图b ）所示。（a）、在显示屏上绘制的多段距离一波幅曲线图AidS_-bdB* lOdKkJ 0- UOmin-iMlli-OdB* IQdB -(MB* lOdB9.11波幅曲线的特点及应用情况2.距离一波幅曲线可以直接绘制在面板上，比较直观，绘制方法简单，使用方便，距离一 定量准确，环境下均可以使用，是一种比较科学的方法。目前获得了广泛的应用。模拟仪器数字式超声探伤仪距离波幅曲线的绘制， 目前， 由于不同型号的数字超声波探伤仪， 其操作方法有所不同， 国内尚无统一规定的标准方法 ，在此暂不作介绍。根据本教材第 6 章中灵敏度基本理论的阐述, 应该明确认识到 :凡是提及灵敏度必然涉及三个要素 , 一是 基准反射体的当量, 二是 反射体检测声程, 三是 反射体基准波高 。这三个要素可直接表示为三个参数， 当此三个参数集中体现在超声探伤仪上时， 仪器必然有一个增益状态分贝示值与之相对应， 我们称这个对应的分贝示值 为灵敏度第四参数。 在仪器系统灵敏度校准完成以后， 必然生成一个基准灵敏度， 这个基准灵敏度可以是一条线， 也可以是一个点，在此我们分别称其为 灵敏度基准线和灵敏度基准点。例如利用曲线比较法对仪器进行灵敏度校准时， 则生成灵敏度基准线； 利用波高比较法对仪器进行灵敏度校准时， 则生成灵敏度基准点。 无论灵敏度基准线与灵敏度基准点， 均有其对应的灵敏度第四参数（仪器增益状态分贝示值） ，在此可以通过已知基准灵敏度的 四个参数 ， 利用查曲线或计算的方法得出任意相关标准反射体的灵敏度第四参数， 将这个相应的第四参数设定于已进行灵敏度校准的仪器上，即完成指定检测灵敏度的设定。其灵敏度的校准及设定步骤如下: 第一步：仪器系统灵敏度校准。根据JB/T4730标准规定，利用 CSK-m A试块上1 X 6短横孔对仪器进行灵敏度校准，得到一条 1X6灵敏度基准线，如图9.12所示。19通道001l-HI IIH-illl f -IIIIIKIIIIIlllll- -I抑蒯口口才哥恭评迄二连嬖传送 0 002传送伊波 0 0 1增益 61,1 cAB. 04 30 . 0SL *4。11回i0.0ID动态传送回i0乳.UH连嬖传送 0U25空F国qI传送伤波0 0 1数字超声波距离一波幅面板曲线图 9.13 X图9.1216灵敏度基准线9.13判废线，再输入耦合补偿值，如图第二步：经参数输入得到评定线、定量线、所示。通道口。1抑制ng 增 #(.!?方7.口 口 E 10.0IIIKMII IIMJIiaMlMlliaM 11 99.14r 40.0 L* dB20.040 0动态传送连柒传送 0 Q 0 5i传送俳渡0 0 0 1tail llllll mi mini miiiiaiiini nTiThTi iih mi nilini iiii iiu n iiiiniiniHiiiiini灵敏度设定后的距离一波幅面板曲线图 9.14第三步：扫查灵敏度不低于最大声程处的评定线灵敏度。这里灵敏度四参数分 别为：9dB; 6准反射体评定当量尺寸基1X；最大检测声程处深度 40mm基准波高为20% 20在超声检测探头移动部位， 必须要有良好的表面粗糙度。 对于粗 糙的表面或者局部脱落的氧化皮和焊接飞溅，应采用机械打磨处理，直到露出金属光泽和平整光滑 （新轧制的钢板氧化皮没有脱 离，可以不用打磨）。通过耦合探头能平滑地移动。必须强调指出，不允许用提高补偿量的办法来放宽表面粗糙度要 求而达到检测目的。值得注意的是，为了保证检测结果的准确性， 仪器调试和实际检测操作时应采用同一种耦合剂1 .斜探头按深度校准仪器扫描速度。2 .选用另一只与该探头尺寸、频率、 K值相同的探头，两探头按 图9.15 (a)所示方向置于对比试块的检测面上，两探头入射点 距离为1P,仪器调为一发一收状态。3 .在对比试块上找出最大回波，记录其波幅H (dB)。i4.在受检工件上(不通过焊接接头)，同样测出接收波最大反射波，记录 其波幅值H2 (dB)o如图9.15 (b)所示。5.传输损失差 V按下式计算： V =HH-一(9.(9) 2211 式中:不考虑材质衰减时，工件与试块因声程不同引起的扩散衰 减dB差，可用1式201g(S/S)计算或从探头的距离一波幅曲线上 查得，dB; 12S在对比试块中的声程，mm 1S在工件母材中的声程，mm 2工件与试块中因衰减系数和声程不同 引起的材质衰减dB差。=/ S- 222221tc)为对比试块的材质衰减系数。a a为工件母材的材质衰减系数,a S,其中，1211 9.16声能损失差简易测量法 9.15 声能损失差测量示意图图图或CSK-n A要求：加工一个相应厚度的平板试块，具材质和表面粗糙度应和 m A试块相同。CSK在试块表面放置探头处涂布耦合剂，然后选择两个相同参数的探头相对放置 1. ）所示。用重块压住发射探头，a,如图9.16 （在试块上（仪器工作方式为一发一收） 左右。改变接收探头的位置，使两探头入射点之间距约为 1.0P 使呈现在显示屏上的回波幅度达到最大值，将接收探头前后左右缓慢地移动， 2. 的位置， 此时将回波端部位置用彩色笔予以标记，记作“ A并调整在满屏高度80%dB值。点，并记下此时的值不变的情况下， 再用和上述相同的方法， 将接收探头分别移动到dB3.在保9.16移至焊缝边缘相对放置，用重块压住发射探头，移动接收探头，使两个探头入射点之间距为1.0P,如上图9.16 （c）所示；6. 前后、 左右缓慢地移动接收探头， 使呈现在显示屏上的回波幅度达到最大值，并将同波端点位置予以标记，记作“D点，则同波端点D上升至ABC连线上的“ E”点位置所需提高的灵敏度（dB值），即为检测该焊接接头时所需补偿之值，如上图9.16（b）所示。采用此种补偿方法，直射波、一次反射波检测都可用上述方法测得的同一补偿量。当被检测焊接接头与试块厚度相同， 两者声程一样， 在此种情况下，在试块和焊缝边缘用 1.0P声程测量即可。两者回波幅度之差即为所需补偿值焊接接头在检测之前，可在检测面上划出0.5P和1.0P的声程检 测范围线，根据线的位置，可将探头移动足够的距离，避免扫查 范围不够而造成缺陷漏检。同时，根据探头和这些线的位置关系， 就能知道声束通过焊接接头的那一部份，这对回波的正确判定很有帮助。9.17锯齿型扫图锯齿形扫查方式0左右移动的间距，1515的摆动。探头的每次扫查覆盖率应大于探头横向尺寸的 。晶片直径)VD (D=全面扫查：1.扫查方式用探头将焊接接头全部锯齿型将探头前 沿紧贴焊接接头边缘，采用 _ p s I 一所示。扫查完，如图9.18全面扫查示意图9.18150mm/&不大于1）扫查移动速度：探头移动速度一般应2）扫查灵敏度：不得低于评定线灵敏度。在全面扫查测过程中，发 现缺陷要随时在焊缝上予以标记，以便于3）缺陷标记： 对其进行精确测量。全面扫查是整个检测过程中一个极为重要的环节， 它不仅要根据回波识别真伪 缺陷，而且还要按标准规定的灵敏 度把缺陷检测出来。粗检测在对接焊接接头单面双侧或双面双侧 扫查时非常重 4）在焊接接头两侧进行检测，可以避免焊角回 波的干扰；245）有些缺陷如单个气孔，单个夹渣等，具回波重复性差，需要 增加检测面或检测次数，以便提高检出率；6）焊接接头母材很厚时，为避免超声能量衰减太大，保证有足 够的检测灵敏度等。对接焊接接头精确检测采用定量灵敏度针对全面扫查发现的缺陷或异常部位，作如下扫查：1 .垂直于焊接接头方向前后移动，用以判定真伪缺陷或缺陷的水平和深度位置；2 .沿焊接接头方向左右移动扫查，测量缺陷的指示长度；.根据需要作定点转角扫查，用以判定缺陷的形状、方向和类型；3对接焊接接头横向缺陷的检测 带余高的对接焊接接头 （平行扫查或斜平行扫查）焊缝边缘的平行扫查和斜平行扫查示意图 9.20图（平行扫查）2.余高磨平的对接焊接接头磨平焊缝余高后，将 探头放置在焊缝及热影响区上弁沿焊缝轴线方向做两个方所示。在此种情况下，焊缝的整个宽度和深度方向全部为21向的平行扫查，如图9.声束所覆盖。声束轴线与裂纹界面垂直或接近垂 直，扫查横向裂纹方向最佳。因而 一百T 一此种扫查方式对横向裂纹最为有效。缺陷位置的测定 声程定位法、水平定位法和深度定位法声程定位法 声程1: n sinnl xsin ff coscos dx nfff26sinnxsin l ffcosnTcosd 2T x 2ffIf df38.6(mm)=1 X 60X sin ln f 14(mm)x 30 = =2cos d2Tn f 14mm答：此缺陷的水平距离为38.6m或 深度为水平定位法调节扫描速度时，应采用水平定位法来确定缺陷的位置。若n当仪器按水平1:所对应的水平调节扫描速度时，那么显示屏上缺陷波前沿(模拟机)1仪器按水平：1刻度值就是缺陷的水平距离Iff用直射法(一次波)检测发现缺陷时 (9.14 ) n lff27i )(9.15fdfK用一次反射法(二次波)检测发现缺陷时(9.16)nl ffi(9.17)f Td 2fKtanKK值式中：值，一探头的 K=一缺陷的水平距离lf 一缺陷的埋藏深度df调节扫描速度，检： 11K2探头检测T=15mm勺对接焊缝，仪器按水平例 2:用50处 发现一缺陷波，求此缺陷的位置？测中显示屏上水平刻度解：由已知可得一、二次波的水平距离为15=30=2X KT Ml 215=602X =2X1260V （=1X50） 30lf因此此缺陷是二次波发现的，它的水平距离和深度分别为 50=50 （mm =1 X ni ff1 mn） =2X15 50/2=5 （f d 2TfK 。答：水平距离为 50mm深度为5mm深度1: n 所对应的水平模拟机）（1仪器按深度：1调节扫描速度时，那么 显示屏上缺陷波前沿刻度值就是缺陷的深度 dff用直射法（一次波）检测发现缺陷时 9.18()n dff28(9.19)(9.21)Knl Kd fff用一次反射法（二次波）检测发现缺陷时(9.20) Td 2nffmm4040d nT 1Kn iff调节扫描速度，检测中：1例3:用K2.0探头检测T=40mm 的焊缝，仪器按深度1处各出现一个缺陷波，求这个缺陷的位 置？ 30在显示屏水平刻度和 60解：由已知条件可知：一、二次 波的深度分别为：1mm8040d 2d 212为一次波发现的因此，40mmmm 30 1 30m一 为二次波发现的 )1204050 ,最大不超过L=T/30丑120 6 丑40在12,最大不超过L=2T/3,最小为任息1204075最大不超过0m400丑超过II级者6m所有的缺陷I、 n、田裂纹等危害性缺陷9焊缝长度范围T不超焊缝长度范4.5T不超超过II级者36:母材板厚不同时，取薄板侧厚度值。注 1 （II级）时，可按比例 折算。当折算后的缺陷累计长度小 4.5T9T （I级）或2注：当焊缝 长度不足于单个缺陷指示长度时，以单个缺陷指示长度为准。注：关于68mm钢制承压设备对接焊接接头超声检测和质量分级，请参看JB/T4730.3 2005 标准附录 G。在选择检测面和探头时，要考虑到有产生各种类型缺陷的可能性， 声束应尽可能垂直于该焊缝中主要缺陷，以便获得最大的反射波,使危害性缺陷比较容易地检查出来。根据焊接接头的结构形式，管座角焊缝有如下多种检测方式，如 图9.28和9.29所示。可以选择其中的一种或几种检测方式组合实施检测。检测方式的选择应由合同双方商定，弁考虑到焊缝中主要缺陷的取向和几何条件的限制。位置4位置3位置1安放式管座角焊缝插入式管座角焊缝 9.28图 图9.29 37管座角焊缝以直探头检测为主， 以上两图中位置1为直探头检测 位置。从上述两图可以看出，探头放置的“ 2”位置，可以视为是斜探 头最佳检测面，焊接接头内部危害性的缺陷，利用直射波、一次 反射波一般都能检查出来。 利用斜探头检测，应尽可能选择前沿 距离短、灵敏度高、杂波少、频率为 5MHz的小晶片探头，这样 可以避免探头有机玻璃检测面的修磨，弁取得良好的接触。管座角焊缝斜探头超声检测距离一波幅曲线的灵敏度如表9.3所示。直探头超声检测距离一波幅曲线灵敏度如表9.6所示表9.6管座角焊缝直探头距离一波幅曲线的灵敏度评定线应力很大的T型焊接接头腹板上检测示意图9.30 2. 1 ）以翼 板（或称壳体）为 检测面检测焊趾裂 纹，会有焊角干扰 同波产生，如果焊 趾裂纹位于远离探 头一侧的焊角位置 或其附近，就会受 到干扰回波的干扰 而难以分辨，因而 在此种情况下，应 在焊缝纵向轴线的 两侧进行相对检 测，使焊趾裂纹位 于9.31近探头一 侧，这样就避免了定量线判废线所示o 9.32确定。9.7干扰，很容易将其 检测出来，如图所 示。测，用以发现 焊缝根部与母材之 间的横向裂纹，如 图但对根部未焊透 的检测能力较低， 需要用较高的检测 灵敏度。所列。采 用检测时，距离一 波幅曲线灵敏度按 表如表9.32mm平底孔T型焊接接头，还必须在翼板上作补充检查。型焊接接头直探头距离一波幅曲线的灵敏度9.7 T 表3mm平底孔6mm平底孔9.3.2 T型焊接接头横波超声检测T型焊接接头检测干扰回波产生的规律性 1.以腹板为检测面无焊角干扰回波它是在 T 型焊接接头的腹板上以直射波、 一次反射波对焊接接头整个截面进行扫查，如图 9.30 （ a ）所示。由于近探头一侧的上、下焊角对超声波无会聚作用，因而不会产生焊角干扰回波。但当探头 K 值较大时， 翼缘板会产生干扰回波， 不过此种干扰回波与焊缝部位的缺陷回波距离相差较远，比较容易区分。如果在焊缝中存在着未焊透等缺陷， 且时基扫描线按水平1:1 校准，则未焊透回波位于 T 型焊缝的根部，如图 9.30 （ b ）所示。此法的特点是： 采用较大 K 值的探头检测， 声束近似地垂直于焊缝根部未焊透或纵向裂纹的界面， 故检测效果好。 由于无焊角干扰回波， 判定真伪缺陷比较容易。 但也存在一些检测不到的部位即“死区” ，因此检测时应选择合适的 K 值探头；另外， 38对于“死区”内的缺陷也可以采用直探头在翼板上进行检测。对于 T 型焊接接头中的横向裂纹、 焊趾裂纹在腹板上检测比较困难，甚至有漏检的可能。因此，对于容易产生横向裂缝、焊趾裂缝的高强钢以及构件刚度和焊接型焊接接头以翼板为检测面的特点高强钢T型焊缝的中心线，在确定了其焊缝宽度以 T在翼板上进行检测，首先必须画出后画出焊缝宽度轮廓线，再进行检测比较合适。焊趾裂纹的检测39型焊接接头焊趾裂纹检测示意T图9.31）横向裂纹的检测2型焊接接头，由于焊前预热、焊后对于低合金高强钢构件（产品）中较厚的T保温不当，加上构件刚度和焊接应力很大，容易产生横向