海洋工程結構焊縫手動超聲波檢驗掃查面的選擇分析

趙忠祥 王猛

摘 要

本文對海洋工程中常見的結構焊縫超聲波檢驗掃查面的選擇進行了具體的分析研究，通過對國內外不同標準要求進行對比，總結歸納出掃查面的選擇特點。根據超聲波檢驗的特點指出掃查面選擇的主要影響因素，從而獲得最佳的掃查面設定，更有利于檢出目標缺陷，提高檢驗效率。

關鍵詞

超聲波檢驗;掃查面;分析研究

中圖分類號： TG441.7? ? ? ?文獻標識碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.19.017

Abstract

This paper makes a specific analysis and study on the selection of ultrasonic examination scanface for structural welds in offshore engineering， and summarizes the selection characteristics of scanning face by comparing the requirements of different standards.According to the characteristics of ultrasonic examination，the main factors scan surface selection are pointed out，so as to obtain the best face，which is more beneficial to detect the target defects and improve the inspection efficiency.

Key Words

Ulatrasonic examination;Face;Analysis

海洋工程中，全熔透結構焊縫常采用手動超聲波檢驗查驗焊縫質量，超聲波檢驗檢測面的選擇，對超聲檢驗的結果有著非常關鍵的影響，檢測面的合理選擇不僅影響檢驗結果，同時也會對超聲檢驗工作效率有一定影響。

1 掃查面的情況介紹

超聲波探頭通過與工件表面接觸，在耦合劑的參與下實現聲波的傳輸。根據AWS D1.1/D1.1M標準超聲檢驗掃查面內容要求如下：

從以上三圖可以得出檢測面與檢測方向的規定。

基于以上規定，手動超聲波焊縫掃查情況有五種：單面單側掃查，單面雙側掃查，雙面單側，雙面雙側和三面掃查。

1.1 單面單側掃查

此種情況用于TKY管節點手動超聲波掃查，如圖示：

1.2 單面雙側掃查

適用于對接接頭形式焊縫，壁厚較薄或者背面探傷條件不允許。

1.3 雙面單側掃查

適用于T型接頭焊縫，背側無法探測的情況。

1.4 雙面雙側掃查

適用于雙面都可以進行掃查的對接接頭焊縫。

1.5 三面掃查

適用于T型接頭焊縫，背側無法探測的情況。

2 標準要求分析研究

將一個探頭放到工件上，其所產生的聲束范圍是它可以檢測到的部分。掃查就是移動探頭使聲束覆蓋到工件上需檢測的所有體積的過程。因此，掃查的方式，包括探頭移動方式、掃查速度、掃查間距等就是為保證掃查的完整覆蓋而做出的具體規定。

探頭的選用，掃查面的選擇的最終目的都是更好的發現焊縫節點內的缺陷。選用標準的不同，焊縫自身情況的不同，掃查面的要求都不盡相同，以下舉例說明

2.1 標準AWS D1.1/1.1M（平板對接接頭）（見表1）

2.2 標準NB/T47013-2015（平板對接接頭）

平板對接接頭超聲波檢測的具體要求見圖9和表2。

在NB/47013標準中規定超聲檢測技術等級分為A、B、C級，承壓設備焊接接頭的制造、安裝時的超聲檢測，一般應采用B級超聲波檢測技術等級進行檢測。B級檢驗要求焊接接頭一般應進行橫向缺陷檢測，對于表中要求進行雙面雙側檢測的焊接接頭，如受幾何條件限制或由于堆焊層的存在而選擇單面雙側檢驗時，還應補充斜探頭作近表面缺陷檢測。

結合以上兩個標準可以得出，材料厚度t≤40mm，材料可視為薄板，超聲掃查面選擇可以是單面雙側，選用一次波配合多個角度斜探頭或者一個跨距和單探頭組合掃查完成超聲波檢驗。材料厚度t>40mm時，超聲檢測要求更為嚴格，超聲檢驗效率也會降低很多。

3 結論

超聲波檢測中檢測面的選擇、斜探頭的選用其最終目的就是獲得工件中反射體信號最強，分辨力最好的反射回波信號。反射信號的好與壞受超聲波自身特性影響以及超聲波檢測儀與探頭（檢測系統）的影響。超聲波主聲束方向與反射體垂直性好反射回波信號更強，發現同一處缺陷聲程越短，反射回波強度更好;超聲檢測系統靈敏度、分辨力和信噪比指標越好識別缺陷能力越強。

超聲波檢測焊縫時，掃查面的選擇與目標缺陷的關系最大。因此超聲波檢測掃查面的選擇以發現目標缺陷去設定，以獲得最佳反射回波信號為主要目標。

參考文獻

[1]AWS D1.1/D1.1M-2015 ?鋼結構焊接規范（Structural Welding Code-Steel）.

[2]NB/T 47013-2015承壓設備無損檢測.

[3]全國特種設備無損檢測人員資格考核統編教材-超聲波檢測（第二版）.