焊縫的超聲波探傷

焊縫的超聲波探傷匯報(bào)時(shí)間：2014.7當(dāng)前第1頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\6點(diǎn)匯報(bào)內(nèi)容

超聲波探傷物理基礎(chǔ)超聲波探傷儀、探頭及試塊焊縫超聲波探傷

當(dāng)前第2頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\6點(diǎn)什么是超聲波

超聲波是聲波的一種，是機(jī)械振動(dòng)在彈性介質(zhì)中傳播而形成的波動(dòng)，通常以其波動(dòng)頻率f和人的可聞?lì)l率加以區(qū)分超聲波與其它聲波種類：

聲波波動(dòng)頻率可聞?lì)l率次聲波

f<20Hz人耳不可聞聲波20Hz≤f≤20KHz人耳可聞超聲波20KHz≤f≤103MHz人耳不可聞特超聲波

f>103MHz人耳不可聞

超聲波探傷用的頻率為0.25MHz～15MHz，金屬材料超聲波探傷常用頻率為0.5MHz～

10MHz，其波長(zhǎng)約10mm～

0.5mm

。

當(dāng)前第3頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\6點(diǎn)超聲波特性束射特性反射特性傳播特性波型轉(zhuǎn)換特性

人們正是利用了超聲波的這些特性，發(fā)展了超聲波探傷技術(shù)。當(dāng)前第4頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\6點(diǎn)超聲波的波型

縱波橫波板波表面波當(dāng)前第5頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\6點(diǎn)超聲波聲速材料縱波聲速(m/s)橫波聲速(m/s)鋼59003230水1400--有機(jī)玻璃27201460鋁62603080銅47002260當(dāng)前第6頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\6點(diǎn)超聲波的反射、折射、波形轉(zhuǎn)換入射縱波反射折射波型轉(zhuǎn)換縱波傾斜入射到不同介質(zhì)的表面時(shí)會(huì)產(chǎn)生反射縱波反射橫折射縱波折射橫波，反射、折射角度符合一般的反射折射定律。當(dāng)前第7頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\6點(diǎn)超聲波的反射、折射、波形轉(zhuǎn)換第一臨界角當(dāng)在第二介質(zhì)中的折射縱波角等于90度時(shí)稱這時(shí)的縱波入射角為第一臨界角αI。這時(shí)在第二介質(zhì)中已沒(méi)有縱波，只有橫波。焊縫探傷用的橫波就是，經(jīng)過(guò)界面波型轉(zhuǎn)換得到的。第二臨界角當(dāng)縱波入射角繼續(xù)增大時(shí)，在第二介質(zhì)中的橫波折射角也增大，當(dāng)βS達(dá)90度時(shí)，第二介質(zhì)中沒(méi)有超聲波，超聲波都在表面，為表面波。當(dāng)前第8頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\6點(diǎn)超聲波的反射、折射、波形轉(zhuǎn)換

在有機(jī)玻璃與鋼的介面：第一臨界角為α=27.2°，βS=33.3°第二臨界角為α=56.7°，βS=90°用于焊縫檢測(cè)的超聲波斜探頭的入射角必須大于第一臨界角而小于第二臨界角。我國(guó)習(xí)慣：斜探頭的橫波折射角用橫波折射角度的正切值表示，如K=2當(dāng)前第9頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\6點(diǎn)超聲波探傷儀當(dāng)前第10頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\6點(diǎn)超聲波探傷儀當(dāng)前第11頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\6點(diǎn)超聲波探頭當(dāng)前第12頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\6點(diǎn)超聲波探頭當(dāng)前第13頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\6點(diǎn)超聲波探頭參數(shù)表示基本頻率晶片材料晶片尺寸探頭種類特征2.5Ｂ20Ｚ直探頭園晶片直徑20ｍｍ鈦酸鋇陶瓷頻率2.5MHz5P6×6Ｋ3Ｋ表示折射角矩形晶片6×6ｍｍ鈦酸鉛陶瓷頻率5MHzＫ值為3當(dāng)前第14頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\6點(diǎn)超聲波探傷用試塊當(dāng)前第15頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\6點(diǎn)超聲波探傷用試塊CSK-IA當(dāng)前第16頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\6點(diǎn)超聲波探傷用試塊調(diào)節(jié)：探頭的前沿、K值、聲速當(dāng)前第17頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\6點(diǎn)超聲波探傷用試塊CSK-IIIA當(dāng)前第18頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\6點(diǎn)距離-波幅（DAC)曲線繪制三條曲線生成后，按“增益”鍵，使用方向鍵調(diào)節(jié)曲線的高底，使判廢線達(dá)到屏幕的８０％高度，進(jìn)入探傷界面，進(jìn)行探傷檢測(cè)。

當(dāng)前第19頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\6點(diǎn)探測(cè)靈敏度的選定DAC曲線級(jí)別ABC板厚，mm8～508～3008～300判廢線DACDAC-4dBDAC-2dB定量線DAC-10dBDAC-10dBDAC-8dB評(píng)定線DAC-16dBDAC-16dBDAC-14dB探測(cè)靈敏度決定了檢測(cè)缺陷的能力靈敏度高，檢測(cè)缺陷的能力大，探傷時(shí)反射的雜波太多,影響缺陷波的識(shí)別

；靈敏度低，檢測(cè)缺陷的能力也低，會(huì)漏掉缺陷

。表距離-波幅（DAC)曲線的靈敏度當(dāng)前第20頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\6點(diǎn)焊接接頭類型角接接頭對(duì)接接頭T型接頭搭接接頭當(dāng)前第21頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\6點(diǎn)焊接坡口形式當(dāng)前第22頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\6點(diǎn)常見(jiàn)焊接缺陷裂紋氣孔咬邊夾渣未熔合未焊透焊瘤燒穿下塌當(dāng)前第23頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\6點(diǎn)超聲波探傷基本方法—直接接觸法垂直入射法——采用直探頭將聲束垂直入射工件探傷面進(jìn)行探傷的方法。當(dāng)前第24頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\6點(diǎn)TTTFB’斜角探傷法——是采用斜探頭將聲束傾斜入射工件探傷面進(jìn)行探傷的方法。超聲波探傷基本方法—直接接觸法當(dāng)前第25頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\6點(diǎn)探測(cè)面的修整P二次波探傷P一次波探傷采用二次波探傷，探測(cè)面修整寬度為：

S

≥2KT+50

(mm)采用一次波探傷，探測(cè)面修整寬度為：

S≥KT+50

(mm)

式中:

K----探頭的K值；

T----工件厚度。當(dāng)前第26頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\6點(diǎn)耦合劑的選用耦合劑流動(dòng)性、粘度、附著力適當(dāng)，易清洗；聲阻抗高，透聲性好；價(jià)格便宜;對(duì)工件無(wú)腐蝕，對(duì)人無(wú)害，不污染環(huán)境；性能穩(wěn)定，不易變質(zhì)，能長(zhǎng)期保存。常用耦合劑有機(jī)油、水、水玻璃、甘油、漿糊等。當(dāng)前第27頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\6點(diǎn)探頭（K值）角度的選擇板厚（mm)6～2525～4646～120120～400K值3.0～2.02.5～1.52.0～1.02.0～1.0β

72°～60°68°～56°

60°～45°

60°～45°推薦采用的斜探頭K值探頭K值（角度）使聲束能掃查到整個(gè)焊縫（檢測(cè)區(qū)）截面使聲束中心線盡量與主要危險(xiǎn)性缺陷垂直保證有足夠的探傷靈敏度

注：條件允許時(shí)，盡量采用大K值探頭。

當(dāng)前第28頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\6點(diǎn)探頭頻率的選擇GB11345－89標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：檢驗(yàn)頻率f一般在2－5MHz范圍內(nèi)選擇，推薦選用2－2.5MHz公稱頻率檢驗(yàn)。探測(cè)頻率增高，則其波長(zhǎng)減小，可檢測(cè)的缺陷極限尺寸也小，一般為/2。從這一角度出發(fā)，則頻率增高，有利于缺陷檢出。另一方面，焊縫中的危險(xiǎn)性缺陷大都與超聲束入射方向成一定角度，在這種情況下，若頻率過(guò)高，則缺陷的反射指向性也越好，回波反而不易被探頭接收，故頻率不宜太高。保證有足夠的探傷靈敏度。

當(dāng)前第29頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\6點(diǎn)檢驗(yàn)等級(jí)A級(jí)檢驗(yàn)采用一種角度的探頭在焊縫的單面單側(cè)進(jìn)行檢驗(yàn),只對(duì)允許掃查到的焊縫截面進(jìn)行探測(cè).一般不要求作橫向缺陷的檢驗(yàn).母材厚度大于50mm時(shí),不得采用A級(jí)檢驗(yàn)。

當(dāng)前第30頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\6點(diǎn)檢驗(yàn)等級(jí)B級(jí)檢驗(yàn)原則上采用一種角度探頭在焊縫的單面雙側(cè)進(jìn)行檢驗(yàn),對(duì)整個(gè)焊縫截面進(jìn)行探測(cè)；母材厚度大于100mm時(shí),采用雙面雙側(cè)檢驗(yàn)；受幾何條件的限制,可在焊縫的雙面單側(cè)采用兩種角度探頭進(jìn)行探傷.條件允許時(shí)應(yīng)作橫向缺陷的檢驗(yàn)。當(dāng)前第31頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\6點(diǎn)檢驗(yàn)等級(jí)C級(jí)檢驗(yàn)至少要采用兩種角度探頭在焊縫的單面雙側(cè)進(jìn)行檢驗(yàn).同時(shí)要作兩個(gè)掃查方向和兩種探頭角度的橫向缺陷檢驗(yàn).母材厚度大于100mm時(shí),采用雙面?zhèn)葯z驗(yàn).其他附加要求是:

對(duì)接焊縫余高要磨平,以便探頭在焊縫上作平行掃查;

焊縫兩側(cè)斜探頭掃查經(jīng)過(guò)的母材部分要用直探頭作檢查;

受焊縫母材厚度大于等于100mm,窄間隙焊縫母材厚度大于等于40mm時(shí),一般要增加串列式掃查。當(dāng)前第32頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\6點(diǎn)探傷面及使用折射角板厚/mm探傷面探傷方法使用K值A(chǔ)級(jí)B級(jí)C級(jí)≤25單面單側(cè)單面雙側(cè)或雙面單側(cè)直射法一次反射法2.5；2.0＞25～502.5；2.0；1.5＞50～100無(wú)A級(jí)直射法1或1.5；1和1.5并用；1和2.0并用＞100雙面雙側(cè)1和1.5或2.0并用

當(dāng)前第33頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\6點(diǎn)探頭移動(dòng)方式小于晶片直徑轉(zhuǎn)動(dòng)（約±10~15°）鋸齒形掃查

是最常用的一種掃查方式，一般在初始檢測(cè)中使用，速度快，易于發(fā)現(xiàn)缺陷，保持探頭垂直焊縫做前后移動(dòng)的同時(shí)，還應(yīng)做10~15°左右轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)前第34頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\6點(diǎn)探頭移動(dòng)方式基本掃查轉(zhuǎn)角掃查環(huán)繞掃查左右掃查前后掃查鋸齒掃查發(fā)現(xiàn)缺陷后，采用以下掃查以確定缺陷大小、方向和性質(zhì)。轉(zhuǎn)角掃查：推斷缺陷的方向；環(huán)繞掃查：推斷缺陷形狀；左右掃查：確定缺陷沿焊縫方向的長(zhǎng)度；前后掃查：確定缺陷水平距離或深度。當(dāng)前第35頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\6點(diǎn)探頭移動(dòng)方式斜平行掃查10~20o檢測(cè)焊縫或熱影響區(qū)橫向缺陷。當(dāng)前第36頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\6點(diǎn)探頭移動(dòng)方式平行掃查檢測(cè)焊縫或熱影響區(qū)橫向缺陷。當(dāng)前第37頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\6點(diǎn)缺陷的水平、深度定位當(dāng)前第38頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\6點(diǎn)缺陷指示長(zhǎng)度測(cè)定6dB相對(duì)靈敏度法當(dāng)前第39頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\6點(diǎn)缺陷指示長(zhǎng)度測(cè)定端點(diǎn)峰值法當(dāng)前第40頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\6點(diǎn)缺陷評(píng)定超過(guò)評(píng)定線的信號(hào)應(yīng)注意其是否具有裂紋等危害性缺陷特征，如有懷疑時(shí)應(yīng)采取改變探頭角度、增加探傷面、觀察動(dòng)態(tài)波形、結(jié)合結(jié)構(gòu)工藝特征做判定。最大反射波位于Ⅱ區(qū)的缺陷，其指示長(zhǎng)度小于10mm時(shí)，按5mm計(jì)。相鄰兩缺陷各向間距小于8mm時(shí)，兩缺陷指示長(zhǎng)度之和作為單個(gè)缺陷的指示長(zhǎng)度。當(dāng)前第41頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\6點(diǎn)檢驗(yàn)結(jié)果的等級(jí)分類焊縫質(zhì)量等級(jí)根據(jù)距離--波幅（DAC)曲線進(jìn)行評(píng)定:最大反射波幅不超過(guò)評(píng)定線的缺陷，均評(píng)為Ⅰ級(jí)；最大反射波幅超過(guò)評(píng)定線的缺陷，檢驗(yàn)者判定為裂紋等危害性缺陷時(shí)，無(wú)論其波幅和尺寸如何，均評(píng)為Ⅳ級(jí)；反射波幅位于Ⅰ區(qū)的非裂紋性缺陷，均評(píng)為Ⅰ級(jí);最大反射波幅位于Ⅱ區(qū)的缺陷，根據(jù)缺陷的指示長(zhǎng)度按下表規(guī)定予以評(píng)級(jí)；最大反射波幅超過(guò)判廢線進(jìn)入Ⅲ區(qū)的缺陷，無(wú)論其指示長(zhǎng)度如何，均評(píng)定為Ⅳ級(jí)。當(dāng)前第42頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\6點(diǎn)焊縫質(zhì)量評(píng)定評(píng)定等級(jí)檢驗(yàn)等級(jí)A級(jí)B級(jí)C級(jí)板厚，