淺論超聲波檢測焊縫缺陷定性程序方法

【摘要】本文針對于超聲波探傷中焊縫缺陷準確定性及定量困難這一特點，結合多年的超聲波焊縫檢測經驗，在參考相關超聲波檢測標準的基礎上，總結出焊縫缺陷超聲波檢測實用的幾種定性定量方法，從而降低了焊縫缺陷的誤判和漏判，為有效解決工作中的實際問題提供可行方法。

【關鍵詞】焊縫；焊接缺陷；超聲波檢測；定性

1.引言

多年來超聲波檢測中焊縫缺陷的準確定性一直是超聲波探傷中的一大難題，準確定性在很大程度上取決于檢測人員的經驗，導致不同的檢測人員針對于同一種缺陷可能有不同的定性，而且這些經驗往往由于缺乏定量化、程序化而不易掌握。本文針對缺陷如何準確定性這一難題，結合多年的超聲波檢測實踐經驗，總結提出超聲波檢測中缺陷定性的集中實用方法和缺欠定性程序。

2.缺欠定性常用方法

2.1 最大反射波高度法

一般說，面狀缺陷的最大反射波較體積狀的缺陷反射波要高。在中薄板焊縫中長度10mm以下的缺陷，當反射面波高達到平底孔當量?2+6dB時，幾乎都是面狀缺陷。眾所周知，在超聲遠揚區，對于2.5MHZ斜探頭，?1×6短橫孔與?2平底孔的反射波高相當。因此上述方法也可采用短橫孔?1×6+6dB判斷。

2.2 K值（或折射角）變化法

以不同K值（K1/K2/K2.5）聲束投射缺欠，體積狀缺陷反射波高變化一般較小，而面狀缺陷的反射波高則變化較大。實際探傷中面狀反射波高通常相差5dB以上。但實際探時波高差在9dB以上的為面狀缺陷其準確性更高。

2.3 兩側探傷法

對于傾斜的面狀缺陷，在焊縫兩側以同次波探傷時的射波高相差較大，如傾斜裂紋，坡口未熔合就有這一特點。根據多年的經驗實驗表明，兩側同次波的反射波高相差9dB以上時，通常為面狀缺陷，對于體積狀缺陷和近于垂直探傷面的面狀缺陷，焊縫兩側同次波探傷時的反射波高一般相差較小。運用本方判別缺陷方向性時，往往與K值變化法結合使用。通常面狀缺陷的方向性強，體積狀缺陷的方向性弱，在判別時都可以用9dB反射波高差作為判據。

2.4 環繞掃查推斷法

對于球狀，柱狀缺陷，環繞掃查時的發射波高變化往往較小，而面狀缺陷的反射波高變化則較大。

2.5 動態波形法

本方法一種是在轉動掃查時觀察反射波高有無錯動現象，以判斷缺陷是否為裂紋；另一種是左右掃查是觀察反射波高的位置與波高變化，由此判斷缺陷是否未焊透。在第一種方法中可以先找到缺陷的最大反射波，將波高調整為面幅度的80%，在提高10dB。定點轉動探頭，此時反射波如有明顯錯動現象，其波高小時時的轉角也較大，則該缺陷通常為裂紋。非裂紋型缺陷的反射波，在定點轉動中幾乎直上直下降至基線，無錯動現象且波高消失時轉角小。它不適用與對細小裂紋的鑒別。在第二種方法中，未焊透缺陷的反射波位置高度通常變化很小。

2.6 靜態波形法

找到缺陷最大反射波后，不移動探頭或稍移動探頭后觀察反射波特征，若波形呈現鋸齒狀，波底寬，根部有次波，則該缺陷往往是夾渣；若基線上不同聲程的反射波密集，波高不等，則該缺陷往往是密集氣孔。在靜態觀察時，有時還要注意缺陷反射波對焊縫的固有波形（如焊角反射，焊波反射等）高度的影響情況，夾渣性缺陷或點狀缺陷的影響一般較小；而氣隙性缺陷，條狀缺陷的一般影響較大。

2.7 缺陷位置同缺陷發生特性綜合推斷法

缺陷的性質與其位置有密切的關系。如焊縫熱影響區的缺陷，除母材原有的缺陷外，只可能是裂紋。精確測量缺陷在焊縫橫斷面上的位置，結合材質，壁厚，坡口形狀，焊接種類，焊接材料，操作工藝，焊接環境，焊接水平及常發生的缺陷的缺陷種類等因素同事產生焊接缺陷的關系，中隔閡推斷缺陷的類別。

3.缺欠定性程序及綜合性判定

3.1 缺欠位置在根部

（1）缺欠位置在根部，兩側波高相差8dB一下，環繞掃查15°波高下降9dB以上，左右掃查兩側波高位置變化大小。本缺欠可以綜合判斷是未焊透。

（2）環繞掃查15°波高下將8dB以下變化小，反射波聲程比一次波聲程長，本缺欠判斷為焊瘤。

（3）同上：反射波聲程比一次波聲程短可以判定為內凹。

3.2 缺欠位置在焊縫內部

（1）缺欠位置在焊縫內部，時基線上波形密集波高不等，本缺欠可以推斷為密集氣孔。

（2）如缺欠在焊縫內部，時基線上波高相致，如T≤5mm推斷為氣孔或點渣。

（3）如T6-9mm呈鋸齒狀形波形，并有次波可綜合判斷為夾渣。

（4）如T≥10mm并距離波幅曲線比?4×4平緩可推斷為未焊透。

（5）如缺欠曲線與?4×4曲線相似可推斷為裂紋。

（6）6≤T≤9沒有鋸齒波形和次波探頭定點移動波形有錯動現象可推斷為裂紋。

（7）如定點轉動沒有錯動現象兩側探傷波高相差了3dB一下，不同K值探測波高相差9dB，以上可綜合推斷為未焊透。

（8）如不同K值探測波高相差較小9dB以下可綜合推斷為氣孔或夾渣。

（9）如6≤T≤9缺欠波不是鋸齒形并含有次波，探頭定點轉動波形沒有錯動現象，兩側談上波高相差9dB以上，本缺欠可推斷為裂紋。

3.3 缺欠波在熔合線上

（1）缺欠在融合線上，兩側同次波波探和變換K值波高相差9dB以上可推斷為未熔合。

（2）如熔合線上，但變換K值相差9dB以下，并呈現鋸齒波形有次波，這種缺欠可推斷為夾渣。

（3）兩側探和變換K值探相差9dB以下但不呈現鋸齒波并含有次波也可以推斷為未熔合。

3.4 在焊縫表面

（1）缺欠在焊縫表面，在焊趾可推斷為咬邊或焊趾裂紋。

（2）如不在焊趾上（可用MT.PT.目視檢查）是弧坑或焊道表面裂紋。

（5）如缺欠在熱影像區，是裂紋或母材缺欠。

（4）如熱影像區外推斷為母材缺欠。

4.總結

超聲波檢測過程中，發現超標缺陷及判定不合格，現場與焊接人員進行解剖，找到缺陷，一同分析缺陷產生的原因并對返修不穩提供休整的措施，這種經驗的積累，不但對提高焊接作業人員素質起到指導作用，而且對提高檢測人員水平用重要意義。本文在多年焊縫超聲波檢測經驗的基礎上，總結出了焊縫缺陷超聲波檢測實用的幾種定性方法，并且對焊縫不同部位出現的缺陷類型如何定性及操作方法進行了詳細的闡述，為有效解決工作中的實際問題提供了可行的檢測方法。

參考文獻

[1]田雙.焊縫余高對超聲波探傷的影響[J].無損檢測，2002， 24（5）：227-228.

[2]JB/T 4730-2005承壓設備無損檢測[S].

[3]鄭暉，林樹青.超聲檢測[M].北京：中國勞動社會保障出版社，2008.

作者簡介：韓曙光（1971—），男，山東東營人，主要研究方向：無損檢測技術。