超聲波探傷檢測

    超聲波探傷作為無損檢測檢測方法之一，是在不破壞加工表面的基礎上，應用超聲波儀器或設備來進行檢測，具有探測距大，裝置體積小，重量輕，便于攜帶，檢測速度快，總的檢測費用較低等特點。按照焊縫焊接質量等級為一級時評定等級為Ⅱ級時規(guī)范規(guī)定要求做100%超聲波探傷;焊縫焊接質量等級為二級時評定等級為Ⅲ級時規(guī)范規(guī)定要求做20%超聲波探傷要求，計算探傷比例，了解待測工件母材厚度、接頭型式及坡口型式等，然后利用標準試塊(CSK- IA、CSK- ⅢA) 校準儀器的綜合性能，校準面板曲線，以保證探傷結果的準確性。

    鋼閘門在水利工程中大量使用，主要以優(yōu)質鋼板為基材，通過焊接手段制做而成，表面采用橡膠止水、防腐方式為表面進行噴沙除銹及熱噴鋅，廣泛應用于水電站、水庫、排灌、河道、環(huán)境保護、污水處理、水產(chǎn)養(yǎng)殖等水利工程。鋼閘門的焊接質量直接關系到閘門下游人民群眾生命、財產(chǎn)的安全，因此剛閘門的焊接質量和焊接檢測方法至關重要。超聲波探傷作為無損檢測檢測方法之一，是在不破壞加工表面的基礎上，應用超聲波儀器或設備來進行檢測，既可以檢查肉眼不能檢查的工件內部缺陷，也可以大大提高檢測的準確性和可靠性。

    超聲波是一種機械波，有很高的頻率，頻率比超過20 千赫茲，其能量遠遠大于振幅相同的可聞聲波的能量，具有很強的穿透能力。用于探傷的超聲波，頻率為0.4- 25 兆赫茲，其中用得最多的是1- 5 兆赫茲。由于能夠快速便捷、無損傷、精確地進行工件內部多種缺陷的檢測、定位，并且超聲波探傷具有探測距離大，探傷裝置體積小，重量輕，便于攜帶到現(xiàn)場探傷，檢測速度快，而且探傷中只消耗耦合劑和磨損探頭，總的檢測費用較低等特點，所以它的應用越來越廣泛。

    利用超聲波探傷，主要有穿透法探傷和反射法探傷兩種方式。穿透法探傷使用兩個探頭，一個用來發(fā)射超聲波，一個用來接收超聲波。檢測時，兩個探頭分置在工件兩側，根據(jù)超聲波穿透工件后能量的變化來判別工件內部質量。反射法探傷高頻發(fā)生器產(chǎn)生的高頻脈沖激勵信號作用在探頭上，所產(chǎn)生的波向工件內部傳播，如工件內部存在缺陷，波的一部分作為缺陷波被反射回來，發(fā)射波的其余部分作為底波也將反射回來。根據(jù)發(fā)射波、缺陷波、底波相對于掃描基線的位置可確定缺陷位置;根據(jù)缺陷波的幅度可確定缺陷的大小;根據(jù)缺陷波的形狀可分析缺陷的性質;如工件內部無缺陷，則只有發(fā)射波和底波。探傷過程中，首先要了解圖紙對焊接質量的技術要求。目前鋼結構的驗收標準是依據(jù)GB50205- 95《鋼結構工程施工及驗收規(guī)范》來執(zhí)行的。標準規(guī)定：對于圖紙要求焊縫焊接質量等級為一級時評定等級為Ⅱ級時規(guī)范規(guī)定要求做100%超聲波探傷;對于圖紙要求焊縫焊接質量等級為二級時評定等級為Ⅲ級時規(guī)范規(guī)定要求做20%超聲波探傷;對于圖紙要求焊縫焊接質量等級為三級時不做超聲波內部缺陷檢查。

    在此值得注意的是超聲波探傷用于全熔透焊縫，其探傷比例按每條焊縫長度的百分數(shù)計算，并且不小于200mm。對于局部探傷的焊縫

    如果發(fā)現(xiàn)有不允許的缺陷時，應在該缺陷兩端的延伸部位增加探傷長度，增加長度不應小于該焊縫長度的10%且不應小于200mm，當仍

    有不允許的缺陷時，應對該焊縫進行100%的探傷檢查。另外還應該知道待測工件母材厚度、接頭型式及坡口型式。一般地母材厚度在8- 16mm 之間，坡口型式有I型、單V型、X型等幾種形式。在弄清楚以上這此東西后才可以進行探傷前的準備工作。

　  在每次探傷操作前都必須利用標準試塊(CSK- IA、CSK- ⅢA)校準儀器的綜合性能，校準面板曲線，以保證探傷結果的準確性。

    1)探測面的修整：應清除焊接工作表面飛濺物、氧化皮、凹坑及銹蝕等，光潔度一般低于▽4。焊縫兩側探傷面的修整寬度一般為大于等于2KT+50mm， (K：探頭K值，T：工件厚度)。一般的根據(jù)焊件母材選擇K值為2.5 探頭。例如：待測工件母材厚度為10mm，那么就應在焊縫兩側各修磨100mm。

    2)耦合劑的選擇應考慮到粘度、流動性、附著力、對工件表面無腐蝕、易清洗，而且經(jīng)濟，綜合以上因素選擇漿糊作為耦合劑。

    3)由于母材厚度較薄因此探測方向采用單面雙側進行

    4)由于板厚小于20mm所以采用水平定位法來調節(jié)儀器的掃描速度。

    5)在探傷操作過程中采用粗探傷和精探傷。為了大概了解缺陷的有無和分布狀態(tài)、定量、定位就是精探傷。使用鋸齒形掃查、左右掃查、前后掃查、轉角掃查、環(huán)繞掃查等幾種掃查方式以便于發(fā)現(xiàn)各種不同的缺陷并且判斷缺陷性質。

    6)對探測結果進行記錄，如發(fā)現(xiàn)內部缺陷對其進行評定分析。焊接對頭內部缺陷分級應符合現(xiàn)行國家標準GB11345- 89《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結果分級》的規(guī)定，來評判該焊否合格。如果發(fā)現(xiàn)有超標缺陷，向車間下達整改通知書，令其整改后進行復驗直至合格。一般的焊縫中常見的缺陷有：氣孔、夾渣、未焊透、未熔合和裂紋等。到目前為止還沒有一個成熟的方法對缺陷的性質進行準確的評判，只是根據(jù)熒光屏上得到的缺陷波的形狀和反射波高度的變化結合缺陷的位置和焊接工藝對缺陷進行綜合估判。

    對于內部缺陷的性質的估判以及缺陷的產(chǎn)生的原因和防止措施大體有以下幾點：

    1) 氣孔。單個氣孔回波高度低，波形為單縫，較穩(wěn)定。從各個方向探測，反射波大體相同，但稍一動探頭就消失，密集氣孔會出現(xiàn)一簇反射波，波高隨氣孔大小而不同，當探頭作定點轉動時，會出現(xiàn)此起彼落的現(xiàn)象。產(chǎn)生這類缺陷的原因主要是焊材未按規(guī)定溫度干，焊條藥皮變質脫落、焊芯銹蝕，焊絲清理不干凈，手工焊時電流過大，電弧過長等。防止這類缺陷防止的措施有：不使用藥皮開裂、剝落、變質及焊芯銹蝕的焊條，生銹的焊絲必須除銹后才能使用。所用焊接材料應按規(guī)定溫度烘干，坡口及其兩側清理干凈，并要選用合適的焊接電流、電弧電壓和焊接速度等。

    2) 夾渣。點狀夾渣回波信號與點狀氣孔相似，條狀夾。渣回波信號多呈鋸齒狀波幅不高，波形多呈樹枝狀，主峰邊上有小峰，探頭平移波幅有變動，從各個方向探測時反射波幅不相同。這類缺陷產(chǎn)生的原因有：焊接電流過小，速度過快，熔渣來不及浮起，被焊邊緣和各層焊縫清理不干凈，其本金屬和焊接材料化學成分不當，含硫、磷較多等。防止措施有：正確選用焊接電流，焊接件的坡口角度不要太小，焊前必須把坡口清理干凈，多層焊時必須層層清除焊渣;并合理選擇運條角度焊接速度等。

    3) 未焊透。反射率高，波幅也較高，探頭平移時，波形較穩(wěn)定，在焊縫兩側探傷時均能得到大致相同的反射波幅。其產(chǎn)生原因一般是：坡口純邊間隙太小，焊接電流太小或運條速度過快，坡口角度小，運條角度不對以及電弧偏吹等。防止措施有：合理選用坡口型式、裝配間隙和采用正確的焊接工藝等。

    4)未熔合。探頭平移時，波形較穩(wěn)定，兩側探測時，反射波幅不同，有時只能從一側探到。其產(chǎn)生的原因：坡口不干凈，焊速太快，電流過小或過大，焊條角度不對，電弧偏吹等。防止措施：正確選用坡口和電流，坡口清理干凈，正確操作防止焊偏等。

    5) 裂紋?；夭ǜ叨容^大，波幅寬，會出現(xiàn)多峰，探頭平移時反射波連續(xù)出現(xiàn)波幅有變動，探頭轉時，波峰有上下錯動現(xiàn)象。熱裂紋產(chǎn)生的原因是：焊接時熔池的冷卻速度很快，造成偏析;焊縫受熱不均勻產(chǎn)生拉應力。防止措施：限制母材和焊接材料中易偏析元素和有害雜質的含量，主要限制硫含量，提高錳含量;提高焊條或焊劑的堿度，以降低雜質含量，改善偏析程度;改進焊接結構形式，采用合理的焊接順序，提高焊縫收縮時的自由度。