超聲波探傷對鋼板對接焊縫的檢測設計

(1.云南機電職業技術學院 云南 昆明 650203)(2.中國鐵建高新裝備股份有限公司 云南 昆明 650215)

引言

超聲波探傷是利用超聲波在物體中的傳播、反射和衰減等物理特性來發現缺陷的一種無損探傷的檢測方法。由于超聲波檢測具有檢測成本低、檢測攜帶操作方便、檢測無損傷、可檢測大厚度構件、對人體和環境無害等優點而被廣泛應用在機械加工制造業、鋼鐵冶金業、化工業等需要缺陷檢測和質量控制的領域。為提高鋼板對接焊縫缺陷檢測效率，從而有效的評估焊縫質量，因此本文研究超聲波探傷對鋼板對接焊縫的檢測設計具有實用意義。

一、超聲波檢測儀的選擇及其工作原理

(一)超聲波檢測儀的選擇

本文選擇A型顯示脈沖反射式超聲波探傷儀作為檢測設備。

(二)A型顯示脈沖反射式超聲波探傷儀工作原理

A型顯示是將超聲信號的幅度與傳播時間的關系以直角坐標的形式顯示出來，如圖1所示，將橫坐標的傳播時間轉變為傳播距離，從而可通過橫坐標確定缺陷的位置，由縱坐標的回波幅度來估算缺陷當量尺寸[1]。

在檢測中，利用超聲波信號的傳播時間和回波幅度判斷缺陷的位置和缺陷的大小。被檢工件缺陷位置計算公式為[2-3]：

L=c*t/2

其中，c為超聲波在被檢工件中的傳播速度。t為超聲波探頭接收到一次回波所經歷的時間[4-5]。

圖1 A型顯示原理

T—始波 F—缺陷波 B—底波

二、對接焊縫缺陷檢測探頭

根據JB/T4730.3-2005中對鋼板檢測探頭選用規定如表1。

表1超聲波檢測探頭選用

三、對接焊縫超聲波檢測方法

(一)工件檢測面準備

要求被檢測表面探頭移動區域的表面粗糙度Ra≤6.3微米，可通過機械打磨方式保持檢測面的平整光潔。

(二)檢測耦合方式

本文選用直接接觸法，以機油作為檢測耦合劑。

(三)斜探頭K值的設定

對接焊縫檢測探頭K值的設定如表2：

表2斜探頭的K值

(四)檢測區域設定

焊接接頭檢測區域為：L=焊縫寬度+18mm。

(五)探頭移動區域設定

焊接接頭采用直射法和一次反射法檢測，探頭的移動區域為：2.5KT，其中K為探頭K值，T為母材厚度。

(六)靈敏度設定

根據被檢焊件的厚度為50mm，根據JB/T4730—2015規定，試塊靈敏度設定如表3所示。

表3距離-波幅曲線的靈敏度(單位：mm)

被檢焊件的厚度為50mm，可選用CSK-ⅢA試塊調節靈敏度，則其靈敏度設定為：評定線靈敏度為φ1x6-6dB；定量線靈敏度為φ1x6；叛廢線靈敏度為φ1x6+10dB。

四、焊縫質量檢測結果分析

根據上文對接焊縫超聲波檢測的設定實測出的數據繪制出距離-波幅曲線，如圖2所示。評定線與定量線之間(包括評定線為)I區，定量線與叛廢線之間(包括定量線)為Ⅱ區，叛廢線及其以上為Ⅲ區[6]。

超聲波探傷對鋼板對接焊縫缺陷記錄如圖3所示。

圖2 距離-波幅曲線

圖3 對接焊縫缺陷記錄

綜上所述，本文的設計了超聲波探傷對鋼板對接焊縫的檢測，根據現實檢測過程中，本設計具有缺陷檢出效率高、缺陷檢出可靠性以及操作方便的特點。