工字鋼結(jié)構(gòu)焊接過焊孔處超聲波檢測(cè)方法

1、工字鋼結(jié)構(gòu)焊接過焊孔處超聲波檢測(cè)方法 焊接可以不為探傷所考慮，但是探傷必須為焊接所考慮，過焊孔 探傷原本是很正常的一件事,正面探傷過焊孔無任何影響，工藝_改 變，正面不能探傷了，問題就復(fù)雜了，探傷人員要解決這一問題。 、 焊接形式 工字鋼組塊的焊接，有工字鋼端部與端部的焊接，工字鋼端咅陽 工字鋼側(cè)面的焊接，有尺寸相同的，也有尺寸不相同的工字鋼焊接， 形成的焊縫有面板與面板對(duì)接焊縫,腹板與腹板對(duì)接焊縫，還有面板 與腹板，腹板與腹板的角接焊縫,厚度范圍在8mm到30mm不等, 焊縫的波口角度如圖（1這些焊縫使用常規(guī)的超聲波探傷技術(shù)可 以完成，探傷結(jié)束后進(jìn)行下道工序，在組塊上鋪設(shè)甲板。 隨著科技的發(fā)

2、展，運(yùn)用組塊甲板反造工藝技術(shù)，縮短建造周期， 節(jié)省人力和物力。這一技術(shù)是在甲板上直接鋪設(shè)工字鋼，導(dǎo)致一側(cè)面 板不能從正面探傷檢驗(yàn)，多年來為了保證過焊孔處焊接質(zhì)量，待結(jié)構(gòu) 反造翻身后，將面板焊縫探傷范圍的甲板割開，又名開天窗，這樣又 可以在面板正面進(jìn)行焊縫探傷，探傷結(jié)束后再將割開的天窗板補(bǔ)焊 o 組塊甲板反造工藝技術(shù),縮短了建造周期，節(jié)省人力和物力，但 為了保證探傷工作的進(jìn)行，將甲板開天窗又造成了時(shí)間，人力，物力 的浪費(fèi)，同時(shí)又給結(jié)構(gòu)的完整性帶來了影響。為了保證結(jié)構(gòu)的完整性, 減少開天窗帶來的各種影響，如果天窗板不開,探傷問題能不能解決, 這樣探傷只能從背面進(jìn)行（焊接操作面）,在背面探傷，其中腹

3、板兩 側(cè)面板平面部分焊縫探傷,可用常規(guī)的焊縫超聲波探傷方法進(jìn)行，背 面的甲板相當(dāng)單面焊的鋼墊板。腹板過焊孔處面板焊縫運(yùn)用常規(guī)探傷 方法無法進(jìn)行，過焊孔只是為了解決焊接問題，阻礙了焊縫超聲波探 傷,形成了超聲波探傷區(qū)域的盲區(qū)，盲區(qū)的長(zhǎng)度由腹板的厚度和腹板 兩側(cè)的R大小決定,由于探傷區(qū)域盲區(qū)的存在，使得面板焊縫整體質(zhì) 量沒得到保證，過焊孔處的焊縫寬度由于板厚的不同，寬度范圍從 15毫米到30毫米不等，腹板開的過焊孔大小從25毫米半圓到40 毫米半圓不等，如圖（二）。 二、過焊孔焊縫探傷 過焊孔部位是焊接接頭交匯處，是缺陷容易產(chǎn)生的地方，過焊孔 焊縫的探傷在孔外進(jìn)行,漏檢率高，達(dá)不到檢測(cè)的目的，選用

4、在孔里 進(jìn)行，在焊縫上進(jìn)行，稱為騎縫探傷，手工焊接的焊縫，騎縫探傷應(yīng) 將焊縫磨平,使得探頭運(yùn)行與探傷面有良好的接觸，打磨一般達(dá)到英 國(guó)標(biāo)準(zhǔn)BS3923中規(guī)定的SP3要求。過焊孔里的騎縫探傷，受 孔大小的影響，探頭無法像正常探傷那樣運(yùn)行，缺陷的檢出受到很大 的局限，所以常規(guī)的探頭，常規(guī)的探傷方法無法進(jìn)行，必須選用能作 小距離運(yùn)行同時(shí)能做大范圍檢測(cè)的探頭，來解決過焊孔區(qū)域的探傷問 題，達(dá)到過焊孔焊縫的探傷目的。通過各種實(shí)驗(yàn)，最終選用縱波雙晶 斜探頭，探頭角度根據(jù)坡口角度選定40度，2.5度，頻率4Mhz , 晶片尺寸6x10 z焦距為F10和F20毫米兩種特殊形狀的探頭。 如圖（三） 探傷前先進(jìn)行

5、探頭的測(cè)試，選用IIW ,或CSK-I1標(biāo)準(zhǔn)試塊，進(jìn) 行探頭入射點(diǎn)和折射角的測(cè)試，根據(jù)使用標(biāo)準(zhǔn)選定對(duì)比試塊，這里選 用美國(guó)ABS船級(jí)社試塊進(jìn)行測(cè)試。 測(cè)試（一），選焦距為F10探頭，進(jìn)行探頭入射點(diǎn)、折射角的測(cè) 試。測(cè)試如下: 1 ,入射點(diǎn)測(cè)試將選好的探頭放至!JIIW試塊上進(jìn)行入射點(diǎn)測(cè)試, 可用單發(fā)單收，也可用一發(fā)一收，如圖（四a L 2 ,折射角測(cè)試：將探頭放到IIW試塊如圖（四b ）,通過1.5毫 米孔進(jìn)行測(cè)試,以上的測(cè)試同常規(guī)探頭探傷測(cè)試方法一樣。 測(cè)試（二），選焦距為F10探頭，進(jìn)行探頭焦距、焦點(diǎn)聚束寬度 和波束寬度的測(cè)試。 測(cè)試如下： 1.焦距 雙晶斜探頭的焦距主要是由傾斜角決定，與

6、晶片尺寸也有關(guān)系， 在相同的傾斜角下，晶片越大，則焦距越長(zhǎng)。首先選ABS試塊，（試 塊的選取應(yīng)根據(jù)使用標(biāo)準(zhǔn)來定）測(cè)出不同深度H （ mm ） Tcpl.2mm 橫通孔的回波高度A （ dB ）,然后繪出距離（H ）波幅（A ）曲線， 如圖（五人找出曲線上最大波幅所對(duì)應(yīng)的深度，按式H （ 1+以）in 計(jì)算（K為探頭折射角的正切值），可得到焦距。焦距就是曲線上最 高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的聲程。 2.焦點(diǎn)聚束寬度 采用和焦距對(duì)應(yīng)深度的橫通孔使探頭沿水平方向前后移動(dòng)，測(cè)出 不同深度距離所對(duì)應(yīng)的波高,然后繪出深度距離波高曲線，取最高 波高分貝數(shù)降低6dB劃一直線和曲線相交兩點(diǎn)的距離（Ha , Hb ）既 為聚束寬度

7、。如圖（六X 3 波束寬度 利用不同深度的橫通孔分別測(cè)出各個(gè)深度下最大回波高度對(duì)應(yīng) 的波高Pmax，然后將探頭前后掃查，分別測(cè)出回波最大值前后6dB 時(shí)所對(duì)應(yīng)的深度距離PltP2,如圖（七a ）,把各個(gè)深度下的Pm , Pl, P2各點(diǎn)平滑地連接成三條直線，既為聲束包絡(luò)線，如圖（七b L 若需要知道某深度下探頭的波束寬度，可在該深度下的Pm連接線上 對(duì)應(yīng)的點(diǎn)引垂線和其他兩條直線相交，兩焦點(diǎn)間距離即為該深度下 的波束寬度。 在進(jìn)行以上測(cè)試的同時(shí)，記錄探頭發(fā)現(xiàn)每個(gè)孔的水平距離，包括 -6dB時(shí)的水平距離，如圖（八表（一L 橫通孔深度 5 10 15 20 25 30 H (mm) 水平距離P Pl

8、 Pm P2 Pl Pm P2 Pl Pm P2 Pl Pm P2 Pl Pm P2 Pl Pm P2 (mm) F10 4. 靈敏度余量（略），根據(jù)使用標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行。 5. 分辨率（略），根據(jù)使用標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行。 6. 其他探頭測(cè)試如上。 通過以上的測(cè)試作圖看探頭在過焊孔可以走的距離與發(fā)現(xiàn)缺陷 的范圍,或者通過參照試塊測(cè)試進(jìn)行驗(yàn)證”如圖（九L 參照試塊的制作，根據(jù)坡口角度,沿溶合線依次排列組孔,無坡 口面豎直排列，如圖（九L組孔可以是三個(gè)孔一組，也可以是四個(gè) 孑組，孑Lcp2mm ,孔距3mm ,孑L深40mm橫通孔，第一個(gè)孔 離表面3mmo當(dāng)?shù)谝唤M孔驗(yàn)證一次都發(fā)現(xiàn)時(shí)，看此時(shí)過焊孔對(duì)探頭 有無

9、影響，每組孔代表一個(gè)厚度范圍，這樣驗(yàn)證的同時(shí)也驗(yàn)證了探頭 的分辨率。 探傷時(shí)板厚在20mm內(nèi)選用F10探頭進(jìn)行，板厚超過20mm 以上35mm以下，選用FlOmm和F20探頭分別進(jìn)行探傷。探傷過 程如下； 1）距離波幅曲線制作：首先在試塊上找出探頭焦點(diǎn)尺寸范圍孔位 置的反射波，調(diào)到100%波高，然后再分別確定其他位置孔反 射波高，將其連接成曲線，參照?qǐng)D（五X 2）探傷靈敏度確定：根據(jù)選用探傷標(biāo)準(zhǔn)確定靈敏度。 3）探傷時(shí)探頭分兩步在過焊孔里運(yùn)行探傷，第一步探頭在一側(cè)進(jìn) 行（）,第二步將探頭轉(zhuǎn)180度在另一側(cè)探傷，如圖（+b 4）探傷時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)，1、焊縫打磨要達(dá)到要求，2、過焊孔 包角應(yīng)在探傷結(jié)束后進(jìn)行，3、使用縱波雙晶斜探頭探傷運(yùn)用 的是一次波，屏幕里反射波的判斷相對(duì)t匕較容易。 5）縱波雙晶斜探頭有較高的靈敏度，較大的檢測(cè)覆蓋區(qū)和無雜波 等優(yōu)點(diǎn)，但也有近表面1mm到2mm的盲區(qū)，探傷時(shí)應(yīng)注意 始脈沖的變化，根據(jù)始脈沖的變化來判斷近表面有無缺陷。 6）如果6dB范圍不夠，可考慮9dB范圍，探傷時(shí)靈敏度相對(duì)增 加。 總之過焊孔焊