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1、管座角焊缝和T型焊接接头超声检测方法1.1管座角焊缝横波超声检测1.1.1一般原则在选择检测面和探头时，要考虑到有产生各种类型缺陷的可能性，声束应尽可能垂直于该焊缝中主要缺陷，以便获得最大的反射波，使危害性缺陷比较容易地检查出来。1.1.2检测方式的选择根据焊接接头的结构形式，管座角焊缝有如下多种检测方式，如图1.28和1.29所示。可以选择其中的一种或几种检测方式组合实施检测。检测方式的选择应由合同双方商定，并考虑到焊缝中主要缺陷的取向和几何条件的限制。 图1.28 插入式管座角焊缝 图1.29 安放式管座角焊缝管座角焊缝以直探头检测为主，以上两图中位置1为直探头检测位置。从上述两图可以看出
2、，探头放置的“2”位置，可以视为是斜探头最佳检测面，焊接接头内部危害性的缺陷，利用直射波、一次反射波一般都能检查出来。利用斜探头检测，应尽可能选择前沿距离短、灵敏度高、杂波少、频率为5MHz的小晶片探头，这样可以避免探头有机玻璃检测面的修磨，并取得良好的接触。1.1.3检测灵敏度的选择管座角焊缝斜探头超声检测距离波幅曲线的灵敏度如表1.3所示。直探头超声检测距离波幅曲线灵敏度如表1.6所示。表1.6管座角焊缝直探头距离波幅曲线的灵敏度评定线定量线判废线2mm平底孔3mm平底孔6mm平底孔1.2 T型焊接接头横波超声检测1.2.1 T型焊接接头检测干扰回波产生的规律性1.以腹板为检测面无焊角干扰
3、回波它是在T型焊接接头的腹板上以直射波、一次反射波对焊接接头整个截面进行扫查，如图1.30 （a）所示。由于近探头一侧的上、下焊角对超声波无会聚作用，因而不会产生焊角干扰回波。但当探头K值较大时，翼缘板会产生干扰回波，不过此种干扰回波与焊缝部位的缺陷回波距离相差较远，比较容易区分。如果在焊缝中存在着未焊透等缺陷，且时基扫描线按水平1:1校准，则未焊透回波位于T型焊缝的根部，如图1.30（b）所示。此法的特点是：采用较大K值的探头检测，声束近似地垂直于焊缝根部未焊透或纵向裂纹的界面，故检测效果好。由于无焊角干扰回波，判定真伪缺陷比较容易。但也存在一些检测不到的部位即“死区”，因此检测时应选择合适
4、的K值探头。对于T型焊接接头中的横向裂纹、焊趾裂纹在腹板上检测比较困难，甚至有漏检的可能。因此，对于容易产生横向裂缝、焊趾裂缝的高强钢以及构件刚度和焊接应力很大的T型焊接接头，还必须在翼板上作补充检查。图1.30 T型焊接接头腹板上检测示意2.高强钢T型焊接接头以翼板为检测面的特点在翼板上进行检测，首先必须画出T型焊缝的中心线，在确定了其焊缝宽度以后画出焊缝宽度轮廓线，再进行检测比较合适。1）焊趾裂纹的检测以翼板（或称壳体）为检测面检测焊趾裂纹，会有焊角干扰回波产生，如果焊趾裂纹位于远离探头一侧的焊角位置或其附近，就会受到干扰回波的干扰而难以分辨，因而在此种情况下，应在焊缝纵向轴线的两侧进行相
5、对检测，使焊趾裂纹位于近探头一侧，这样就避免了干扰，很容易将其检测出来，如图1.31所示。图1.31 T型焊接接头焊趾裂纹检测示意2）横向裂纹的检测对于低合金高强钢构件（产品）中较厚的T型焊接接头，由于焊前预热、焊后保温不当，加上构件刚度和焊接应力很大，容易产生横向裂纹。在此种情况下将检测面选择在翼板一侧，将探头扫查方向平行于焊缝轴线，沿着焊缝方向相对移动检测，用以发现焊缝根部与母材之间的横向裂纹，如图1.32所示。实践证明，采用直射波法对整个焊缝截面进行检测，声程短、衰减小、灵敏度高、检测较为容易、定位方便准确。可以对缺陷的各个方向进行扫查，有助于定量并对缺陷的形状作出较准确的判定。可以根据
6、缺陷的取向选择最佳的扫查方向并对缺陷的整个宽度和深度进行扫查，因而对焊缝边缘的焊趾裂纹以及焊缝根部的横向裂纹的检测，具有独特的优点。但对根部未焊透的检测能力较低，需要用较高的检测灵敏度。图1.32 T型焊接接头横向裂缝检测示意1.3管座角焊缝、T型焊接接头纵波检测在JB/T4730.3-2005标准中规定，管座角焊缝以直探头检测为主，必要时应增加斜探头检测的内容。采用纵波检测，不但比横波简单方便，而且由于其声束垂直于被焊面，对焊缝中可能存在的未焊透、纵向裂缝检测非常有利。但是，这里涉及到一个近场区（N）的问题。由于近场区声压变化相当复杂，虽然在该区能检测出缺陷，但因缺陷尺寸与反射波无一定规律，
7、因而确定缺陷大小很困难。为此在实际检测中应尽量避免近场区的影响。或者制作对比试块加以解决。也可以采用具有一定焦距的双晶探头进行检测。图1.33所示为角焊缝、T型焊接接头采用纵波单直探头、双晶探头检测示意图。采用双晶探头其焦距最好等于或近似与翼板厚度相同，由于在此种情况下检测灵敏度较高，容易发现焊缝区域内的缺陷。应用纵波在翼板上检测角焊缝、T型焊接接头时，应将翼板中的层状撕裂与焊缝中的缺陷区分开来，层状撕裂的声程应小于翼板的厚度，而焊缝中的缺陷的声程应大于或等于翼板的厚度。还应说明，高强钢焊接结构的角焊缝或T型焊接接头，若翼板（或壳体）很厚，刚度和焊接应力又十分大，在焊缝中或其边缘很有可能产生横
8、向裂纹和焊趾裂纹，采用纵波检测最容易漏检，应辅以横波斜探头在翼板上在焊缝及热影响区轮廓线以内沿焊缝轴线对横向裂缝和焊趾裂缝进行检测。因此上述纵波检测方法只适合于一般材质的角焊缝、T型焊接接头的检测。采用纵波检测，为了减少探头杂波对检测结果的影响，建议选用频率较高（例如5MHZ）的探头。图1.33 角焊缝、T型焊接接头单直探头及双晶直探头检测示意图1.4 T型焊接接头检测距离波幅曲线的灵敏度T型焊接接头采用斜探头检测时，其距离波幅曲线灵敏度应以腹板厚度为准，如表1.3所列。采用直探头检测时，距离波幅曲线灵敏度按表1.7确定。表1.7 T型焊接接头直探头距离波幅曲线的灵敏度评定线定量线判废线2mm平底孔3mm平底孔4mm平底孔扫查方式：直探头和斜探头的扫查按第二节对接焊接接头扫查方式的有关规定进行。对缺陷进行等级评定时，均以腹板厚度为准。