淺述焊縫余高對超聲波探傷的影響

1、    淺述焊縫余高對超聲波探傷的影響    【摘要】在超聲波探傷中，聲波入射至焊縫余高處，產(chǎn)生波形轉(zhuǎn)換形成干擾波，這是比較常見的超聲波干擾信號，尤其是在雙面埋弧自動焊焊縫中更容易出現(xiàn)。余高干擾波出現(xiàn)在示波屏上一次波之后的二次波區(qū)域內(nèi)，與缺陷的二次波回波非常相似，如果不能正確識別，會造成誤檢或漏檢。本文將對余高的特性產(chǎn)生的干擾波進(jìn)行分析，并提出判定方法?！娟P(guān)鍵詞】超聲波探傷 探頭 焊縫余高 干擾波0.前言某工程pccp（預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管）管配件制作中，其中鋼管的焊接多采用雙面埋弧自動焊，并要求100%超聲波探傷合格。埋弧自動焊焊縫會出現(xiàn)不同形狀和高度的

2、焊縫余高，對超聲波探傷過程形成了一定的干擾，在位于熔合線附近或母線內(nèi)形成回波，改變探頭方式及角度干擾仍存在。即使采用斜探頭且角度任意變化，焊縫探傷的變角回波以及余高干擾波都有可能存在。因此，對此類位于熔合線附近或母線內(nèi)的回波，須認(rèn)真核實(shí)焊縫外形并更換探頭角度，必要時打磨焊縫等，避免造成誤判。1.余高干擾波產(chǎn)生原理及表現(xiàn)形式超聲波探傷時，聲波入射到焊縫背部表面a點(diǎn)至余高c點(diǎn)之間，產(chǎn)生波型轉(zhuǎn)換（如圖1所示），轉(zhuǎn)換成反射橫波s（變型波）和反射縱波l（變型縱波）。聲波的入射角不同，反射橫波和反射縱波的傳播方向也不同 。反射橫波和反射縱波傳到背部表面 ，又經(jīng)余高反射，部分沿原路徑返回被探頭接收，形成余高

3、干擾波。超聲波的波形示意圖如圖2所示。其中a為焊角波、l為反射縱波、s為反射橫波，上述三種波形可同時出現(xiàn)，也可只出現(xiàn)a波和s波，或只出現(xiàn)一種波形。波形出現(xiàn)的幾率取決于焊縫及余高形狀的不同。探頭前后移動，a、l和s波也隨之前后移動變化。移動過程中，忽略視覺誤差，三個波之間的間距保持不變，且幅度變化一致。焊縫局部還有可能出現(xiàn)橫波干擾波的多次反射波。2.余高干擾波分析及判斷方法2.1探頭前沿探頭前沿是超聲波入射點(diǎn)與探頭的前端的距離。超聲波探傷儀上顯示的缺陷位置的數(shù)據(jù)，反映的是探頭入射點(diǎn)距焊縫內(nèi)部缺陷的距離。確定缺陷位置時，只能從探頭的前端開始量，這樣探頭的前端與實(shí)際的入射點(diǎn)形成了一定的距離誤差，這個

4、誤差就是探頭的前沿。2.2 k值k值是橫波探頭的折射角的角度，是焊縫中聲波的折射角的正切值，和探傷儀沒關(guān)系。k值是僅限于中國超聲波探傷過程的一種角度表示方法。2.3 余高過高焊縫余高過高時會出現(xiàn)頂部盲區(qū)。采用斜探頭一次波進(jìn)行焊 縫單面探傷時，克服頂部盲區(qū)的方法之一是采用小前沿l0（如圖3）。采用斜探頭一次反射波進(jìn)行焊縫單面探傷時，改變k值減小探頭角度也是克服頂部盲區(qū)的有效辦法。并可提高缺陷精度的判斷，減少焊縫余高干擾造成的誤判。根據(jù)板厚情況確定適宜的k值。 k值大，探頭的折射角越大，聲程相應(yīng)增長，熒光屏顯示的距離拉長，而且近場區(qū)干擾減小，適合于適宜薄板檢測；k值小，探頭的折射角小，聲程短，衰減

5、小，適合于厚板檢測（如圖4）。2.4余高過寬焊縫余高過寬時會出現(xiàn)焊縫中部盲區(qū)，克服中部盲區(qū)的辦法是增大探頭角度和減小探頭前沿長度和雙面雙側(cè)檢測的方法（如圖5）。如缺陷波幅不能明確判定，可將探頭移到焊縫背面和對面，進(jìn)行雙面雙側(cè)檢測，對比分析判定缺陷。3.焊縫余高干擾回波的判斷對于干擾回波，按照常規(guī)的判斷很容易被評定為未熔合或母材中的缺陷。如缺陷波幅不能明確判定，首先將耦合劑涂于焊縫背面，采用涂刷進(jìn)行拍打，焊縫區(qū)波幅變化不明顯，則為非回波干擾，應(yīng)為缺陷波。其次，采用砂輪打磨背面焊縫時可見波幅逐漸降低直至消失，這說明該反射波是來自于的焊縫背表面，為回波干擾。此種干擾回波的反射面在焊縫背表面，深度指示

6、遠(yuǎn)小于板厚。由于聲束會擴(kuò)散，入射波經(jīng)焊縫背面反射后擴(kuò)散反映到屏幕，此時所得回波再用軸線聲束計算，擴(kuò)散影響較大，判斷將出現(xiàn)誤差，形成誤判。4.排除余高干擾波判斷的其他方法首先要對焊縫外形進(jìn)行核實(shí)。對于可疑波幅深度在焊縫底部，可以檢查焊縫外形，對缺陷波進(jìn)行判斷。第二，精確定位分析。如經(jīng)上述方法核實(shí)仍不明確，可以選擇增加射線探傷對可疑不位進(jìn)行檢測，從而對其判斷是否為焊縫缺陷，或?qū)θ毕菸恢?、大小進(jìn)行明確判斷。5.結(jié)論通過對pccp管配件埋弧自動焊焊縫超聲波檢測的應(yīng)用實(shí)例，具體分析了焊縫余高形成的反射波，驗(yàn)證了余高對超聲波探傷焊縫產(chǎn)生的干擾。證明了無論斜探頭角度如何變換，干擾是不可避免的事實(shí)，通過更換探頭角度、雙面雙側(cè)檢測、精確定位分析及認(rèn)真核實(shí)焊縫外形方法，可以避免由于余高干擾波造成的缺陷誤判，提高超聲波探傷檢測的準(zhǔn)確率，確保探傷檢測工作人員的檢測質(zhì)量，提高檢測工作效率。參考文獻(xiàn)1鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果分級gb/t11345-2013，機(jī)械工業(yè)出版社2焊接手冊2007年，機(jī)械工業(yè)出版社作者簡介姚培樂： 性別，男；出生年月，1962年4月出生；職稱，工程師；工作單位，中國水利水電第十三工程局有限公司建筑工程技術(shù)與設(shè)計2015年30期建筑工程技術(shù)與設(shè)計的其它文章淺析招投標(biāo)在建筑工程中重要