平板对接焊缝检测超声波探伤技术参数
焊缝的超声波检测分为直射声束法或斜射声束法。在实际探伤过程中,超声波能在均匀介质中传播,遇缺陷形成反射。此时,缺陷可以被看作新的波源,其发出的波被探头接收,波峰曲线可以直观显现在屏幕上。缺陷越小,缺陷回波越不会扰乱探头声场。由于焊接工艺和材质不同,且焊缝有增强量、表面不光滑以及大多危险性缺陷(比如裂缝、未焊透)垂直于平板面,因此,对接焊缝超声波检测一般都用斜探头在焊缝两侧与钢板直接接触时所产生的折射横波来进行扫描探测。
在缺陷检测时,要在焊缝截面前后、左右移动探头,这样才能保证超声波扫查到整个探测面。为此,通常要对探测表面进行修整,清除探测面的焊接飞溅、氧化铁皮、锈蚀、凹坑油漆等,以免其影响声波耦合和缺陷判断。常用的清理工具有铲刀、钢丝刷和砂轮机等。
耦合剂的选用
在探伤过程中,为了使超声波能顺利传入工件,探伤前,必须在探测面上涂上合适的耦合剂。常用的耦合剂有机油、化学糨糊、水、甘油、润滑脂(黄油)等。其中,机油不利于清除,且会给焊缝返修造成不便;糨糊有利于进行垂直、顶面探伤。当工件表面光洁度较好时,各种耦合剂声透性能相差不大,但当工件表面光洁度较差时,选用声阻抗较大的耦合剂,比如甘油,可以获得较好的声透性能。
在选用耦合剂时,其应具备以下几个性能:①良好的声透性能和合适的声阻抗值;②探测频率;③耦合剂均匀,且不含固体粒子或气泡,能提供合适的润滑度,便于探头移动;④保存和使用方便,避免污染,且无腐蚀、毒性或危害,不易燃;⑤在检测条件下,不易冻结或汽化,且检测后易于清除,同时,使用通常的探头和耦合剂时,受检表面温度最高不得超过500℃。
探测频率的选择
探测频率越大,其波长越小,可检测出的缺陷尺寸也越小,所以增大探测频率有利于缺陷检出。然而,在焊缝中,危险性缺陷大都与超声波入射方向成一定角度,频率过高,虽然缺陷反射指向性越好,但探头不易接收回波信号。为了保证超声波检验的灵敏度,探测频率要适当。
GB11345—89标准规定,检验频率f一般在2~5MHz范围内选择,且推荐选用2~2.5MHz公称频率检验。
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B1152—81标准规定,对于厚板焊缝和材质衰减明显的焊缝,为了保证探伤灵敏度,探测频率一般采用2.5MHz;对于薄板焊缝,为了提高分辨力,探测频率可选用5MHz。
探头移动方式
在焊缝探伤中,探头移动有4种基本方式,即左右移动、前后移动、定点转动和环绕转动,如图4所示。前后移动、左右移动、定点转动结合使用时,即为锯齿形扫查,具体如图5所示。除此之外,为了检测横向裂缝,还可以采用斜平行扫查、交叉扫查等。但是,对厚板中出现的垂直于板面的裂缝和未焊透,还应进行串列式扫查等。
具体情况如下:①锯齿形扫查——粗扫查,为最常用的扫查方式,探头与焊缝垂直,前后移动的同时还应10°~15°左右转动。这种方式的特征是,检测速度快,易于发现倾斜缺陷。②左右、前后扫查。左右扫查可测定缺陷长度,前后扫查可测定缺陷自身高度和深度。③转角扫查可推断缺陷方向。④环绕扫查可推断缺陷形状。当环绕扫查时,发现波高不变,可判定为点状缺陷。⑤平行、斜平行扫查主要用于检查焊缝和热影响区的横向缺陷,具体如图6所示。⑥串列扫查用于厚板窄间隙焊缝或垂直于表面缺陷检测。它多采用K1两个探头串列式扫查。这种方式的特征是,串列扫查回波位置不变,存在扫查盲区。