超聲波無損檢測方法

一、概述

近幾年，由於城市的發展速度和環保的要求，尤其是國家提出“節能減排”計劃以來，各地都在對供熱公司進行整合重組以求環保、高效，其中集中供熱工程因爲環境污染小、供熱效率高等優點成爲了首選。供熱管道大多爲小徑管，小徑管曲率半徑小、管壁厚度薄，常規超聲波檢測困難較大。曲率半徑小，普通探頭檢測接觸面小，曲面耦合損失大。同時超聲波在管道內表面發散、反射嚴重，檢測靈敏度低，薄壁又導致較多的雜波。大量前人的經驗以及實踐表明利用大K值、小晶片、短前沿的橫波探頭在焊縫兩側進行檢測，可以有效地檢測出焊縫缺陷。現我把自己在小徑、薄壁供熱管道焊縫超聲波檢測的一點心得總結如下。

二、檢測前準備

2.1、檢測技術參數

管道規格：φ133×4.5, φ79×4管道材質：Q235B 焊接方法：手工電弧焊，單面焊

檢測比例：100%超聲波探傷，10%射線抽檢

檢測標準：JB/T4730.3-2005，Ⅱ級合格

檢測儀器：

PCUT-9100，

探頭：5P6*6K2.5

耦合劑：機油

2.2、檢測條件的選擇

（1）、探頭的選擇

晶片尺寸：由於管件爲曲面，爲了實現和管件的良好耦合，而且晶片尺寸越大探頭邊緣聲束產生的散射也會增加，因此在實際檢測中一般選用6mm*6mm、8mm*8mm等尺寸的探頭。

探頭頻率：探頭晶片尺寸小指向性較差，管壁薄反射雜波多，爲了改善探頭指向性和提高分辨力，一般選擇較高探測頻率的探頭（4-6MHz）

K值：薄壁管探傷一般選擇較大K值探頭進行探傷。因爲K值小一次波得聲程小，大多在近場區，判斷缺陷誤差較大，一般選擇K2.5、K3。

前沿長度及探頭形式：由於管徑較小，探傷過程內壁反射發散嚴重，因此二次波得靈敏度明顯比一次波低的多，爲了儘可能保證一次波的掃查面積，應選擇前沿長度較小的探頭，實際檢測中一般選擇5-8mm。探頭選擇平面單晶橫波斜探頭，優點是掃查面積大，檢測效率高，成本低，缺點是雜波較多，探測靈敏度較低。

（2）、試塊的選擇

首先我們選擇CSK—1A用來測定探頭的前沿距離和K值，由於供熱管道管徑小，管壁薄因此選擇專用的GS系列試塊來做距離—波幅曲線。實際檢測中我們選擇的試塊型號爲GS-1

（根絕JB/T4730.3-2005的規定，GS-1試塊適用於曲率半徑大於16mm—24mm的承壓管道和壓力管道環向對接焊接接頭的檢測）。

（3）、耦合劑的選擇

常用的耦合劑有機油、甘油及漿糊等，實際檢測中管線較長，耦合劑用量比較大，從經濟效益方面來考慮我們一般選擇機油。

三、超聲波檢測

3.1

檢測儀器的調整

（1）、時基線比例的調整

小徑薄壁管的對接焊縫檢測中按水平1：1來調整儀器的是時基線比例。具體的調整方式是利用試塊：先將探頭對準兩個不同深度的φ2橫孔，然後使二者回波分別對準相應的水平刻度值即可。

（2）、距離—波幅曲線的制定：

選擇GS-1試塊等距離的φ2通孔，調整探頭位置找出5個通孔的最大回波處並記錄數據（儀器自帶記錄功能），將實測出的數據繪製成曲線，由該曲線生成曲線族圖是爲距離—波幅曲線，由評定線、定量線和判廢線組成。其中靈敏度調節爲：評定線應滿足φ2*20-16dB；定線應滿足φ2*20-14dB；判廢線應滿足φ*20-10dB。考慮到實際檢測中的聲程損失做檢測靈敏度補償並且將補償量計入距離—波幅曲線，我們取近似值△6dB。

（3）、檢測前打磨及範圍

小徑管在超聲波檢測前要在對接焊縫兩側進行打磨，一般規定打磨範圍爲管子壁厚的7-9

倍，實際檢測中我們選擇打磨寬度爲50mm。

（4）、檢測及掃查方法

檢測掃查靈敏度按JB/T4730—2005的要求不得低於最大聲程處得評定線靈敏度，我們選擇以最大聲程處得評定線靈敏度作爲掃查靈敏度。檢測時，將探頭沿垂直焊縫的方向在焊縫兩側做鋸齒形掃查，相鄰的兩次掃查至少有10%的重合，掃查速度≤150mm/s，同時爲了確定缺陷的位置和方向還應該前後、左右、轉角等多種掃查方法。

（5）、缺陷的判別

在對小徑管的焊縫探傷中，一般可以根據反射波的水平位置來判別缺陷

A：水平定位不到焊縫中心線，在靠近探頭一側的焊縫或者熱影響區，可以判定爲缺陷；

B：焊縫兩側均能檢測到，水平定位在焊縫中心線上可以判定爲缺陷；

C：僅能從焊縫的某一側檢測到，水平定位在焊縫中心線上時一般可以判定爲錯邊。

（6）、缺陷的定量檢測及評定

缺陷的定量檢測及評定符合JB/T4730.0-2005的相關規定。其中對於超過評定線的信號的危害性有懷疑時，應當採取打磨或者射線檢測等手段來確定是否爲具有危害性的缺陷。焊接接頭質量分級按JB/T4730.0-2005的規定進行。

實踐證明，採用上述的超聲波無損檢測方法，可以比較方便地檢測出小徑、薄壁供熱管道焊縫對接接頭的缺陷並可以對缺陷做出定量分析，確保焊縫的焊接質量。此外，在實際檢測中我們還可以通過射線複查、現場缺陷返修等手段來對缺陷做定性分析，進一步觀察各種缺陷形狀的顯示波形，從而提高我們超聲波檢測的缺陷分析水平。總之，正確、合理使用超聲波檢測手段，可以準確快速檢測出小徑、薄壁供熱管道的對接焊縫中的大多數缺陷，是一種高效、可靠的的檢測方法。