焊縫超聲波探傷中未焊透定量方法探討

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1、焊縫超聲波探傷中未焊透定量方法探討電廠對接焊縫超聲波探傷中常常遇到焊縫根部未焊透缺陷的定量問題。超聲波探傷中對缺陷大小的定量往往是根據(jù)缺陷波的高度來進(jìn)行的,.而影響缺陷波高度的因素是多方面的,如缺陷的方向、形狀、位置,使用的探頭規(guī)格及儀器工作狀態(tài)等。由于這些因素的影響,超聲波探傷難以提供缺陷的真實尺寸,故引入“當(dāng)量法”這一概念。目前缺陷定量多采用“當(dāng)量法”。如SD6J7-38標(biāo)準(zhǔn)中根部未焊透的定量就是采用。當(dāng)量試塊法,。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定“采用SD一I型鋸齒槽對比試塊作為焊縫根部缺陷的對比測定。該試塊用被探管材制作”。其采用的當(dāng)量尺

2、寸為1.5mmx20mm(深x長)的鋸齒槽。但是由于受諸多因素影響,現(xiàn)場.不易配齊所需各種尺寸的對比試塊。致使探傷人員常常按距離一波幅曲線進(jìn)行根部缺陷的定量。此時的定量精度和判傷尺度在很大程度上取決子操作者的經(jīng)驗水平,一旦操作者忽視了探頭K值對缺陷波高的影響,其定量結(jié)果就有一定的盲目性。那么根部未焊透缺陷用距離一波幅曲線定量是否可行?當(dāng)采用不同K值探頭探傷時判傷尺度如何掌握?定量結(jié)果與采用SD一3型對比試塊結(jié)果是否相符?本文對此進(jìn)行了探討。1理論依據(jù)未焊透缺陷出現(xiàn)在焊縫根部,同時其方向、形狀、位置基本是固定的。當(dāng)儀器的工作狀

3、態(tài)確定后,影響缺陷波高的因素除缺陷大小外主要是探頭K值。我們知道未焊透對超聲波的反射類似于直角反射,故當(dāng)不同K值的探頭入射到未焊透焊縫中時其反射規(guī)律應(yīng)與入射到直角中時相似。圖1為不同角度橫波入射到直角中的反射系數(shù)。由圖1可知不同角度的探頭入射到直角中的反射系數(shù)差異較大。也就是說對同一尺寸的未焊透采用不同K值探傷時缺陷波高度差異較大。如探頭K值為。.0.65~1.54(33~57)時,反射系數(shù)最大,反射能量最強。探頭K值為1.37(06。)時則最小。由此可見在對未焊透缺陷定量時探頭K值的影響不容忽視。2實臉內(nèi)容2.1使用儀器設(shè)

4、備-一儀器:CTS-2型超聲波探傷儀。探頭:2.5P10x16K1:一D;2.SPl0x16K1.5一D2。5P10xl6K2.13一D;2.5P10x16K2.6一D試塊:CSK一1ACSK一2A標(biāo)準(zhǔn)試塊:帶有1mm,1.5mm,2mm,2.5mm深鋸齒槽的對比試塊。試樣:帶有人工未焊透缺陷的平板焊縫試樣。壁厚分別為16mm,22mm,45mm。禍合劑:機油。2.2實驗結(jié)果四種不同K值探頭的距離一波幅曲線如圖2所示。b在對比試塊上采用不同K值探頭測試的超聲波當(dāng)量(1X6),見表1c采用不同K值探頭在未焊透試樣上測得超聲波當(dāng)

5、量(必1x6)見表2。上表數(shù)據(jù)依三種壁厚試樣測試結(jié)果整理而成;未焊透深度尺寸為實測值:長度從20-60mm;試樣材質(zhì)16mm,45mm為公20#鋼,22mm為10CrMo910鋼。3測試結(jié)果分析3.1將表2未焊透深度分別近似地看作1mm,1.5mm,2.0mm,2.5mm,3.0mm,它們在距離一波幅曲線上的位置如圖3示。圖3中a、C、d、e線分別為未焊透深度lmm,l.5mm,2.0mm,2.5mm,3.2采用不同K值探頭時判傷尺度確定3.2.1由圖2可知,若不考慮探頭K值的影響,儀以缺陷波高判傷,那么依距離一波幅曲線判傷

6、時四科K嶸探頭的判傷尺度均>1*6+5dB。而此時未焊透深度分別為lmm一3dB,1mm一ldB,2mm+ldB,1.5mm。因此可以看出這一判傷結(jié)果是極不合理的。3.2.2SDJ6-83標(biāo)準(zhǔn)對未焊透缺陷的判傷是以l.5mm深鋸齒槽作為當(dāng)量尺寸。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:“探傷時當(dāng)發(fā)現(xiàn)根部未焊透時,改用折射角為45~50。(K1,~K1.2:)的探頭,以SD一3型試塊上深1.5mm,長2.mmm的鋸齒槽的反射波作為對比靈每度”。I級焊縫判傷尺度為缺陷彼高》1.5x02鋸齒槽反射波高。據(jù)此我們以1.smm深未焊透作為判傷依據(jù)。此時不同K值探頭

7、的判傷尺度如下:K1,探頭:》1x6+(10dB-12dB)K1.5:探頭:》lx6+(8dB~10dB)k2.13:探頭:>1x6+(2dB-3dB)K2.6:探頭:>1x6+(5dB-6dB)依此判傷,無論采用那種K值探頭探傷,均可將未焊透缺陷定量在>1.5mm深時判廢。實現(xiàn)了依距離一波幅曲線定量時判傷結(jié)果的統(tǒng)一。3.3上述判傷尺度與SDJ67一83標(biāo)準(zhǔn)是否相符由表1可知使用K:探頭時SD一l型對比試塊上1.smm深槽反射當(dāng)量為必lx6+13dB。此時相當(dāng)于未焊透實際深度約為Zmm(見圖3)。而我們所定判傷尺度為>功1x

8、6+(lodB~12dB)此時相當(dāng)于未焊透實際深度1.4mm~1.7mm(見表2)。二者基本相符。4幾點說明a.由于本方法是依距離一波幅曲線對未焊透進(jìn)行定量判傷,故可以不必制作根部缺陷對比試塊。考慮到距離一波幅曲線制作時,受探頭性能或操作者手法不同的影響,作出的曲線會有一些差異,為防止漏檢