碳钢对接焊接接头超声检测

1、碳钢对接焊接接头超声检测目录前言31.课程设计任务书42.碳钢板对接焊接接头超声检测工艺52.1超声波探伤的方法52.2超声波检测仪器和基本设备52.2.1超声波仪器52.2.2超声波探头62.2.3超声波试块72.2.4耦合剂的使用72.3超声波检测的过程82.3.1检验等级的确定82.3.2探头K值的选择82.3.3频率选择82.3.4晶片尺寸的选择82.4实时探伤操作82.4.1探伤标准的选择82.4.2检验区宽度的确定92.4.3探头移动区宽度93.碳钢对接焊缝的超声波检测工艺卡104.根据编制的工艺及工艺卡，进行检测实验114.1 探头测定与仪器的调节114.1.1 探头测试114.

2、2 扫查方式125.碳钢对接焊缝的超声波检测报告13课程设计总结14参考文献15前言无损检测（Non-Destructive Testing,NDT）技术已成为控制产品质量、保证设备安全运行等方面极为重要的技术手段，在现代航空工业生产过程中，越来越多地要求对关键部件进行更加有效和准确的检测。超声检测是指用超声波来检测材料和工件、并以超声检测仪作为显示方式的一种无损检测方法。超声检测是利用超声波的众多特性（如反射和衍射），通过观察显示在超声检测仪上的有关超声波在被检材料或工件中发生的传播变化，来判定被检材料和工件的内部和表面是否存在缺陷，从而在不破坏或不损害被检材料和工件的情况下，评估其质量和使

3、用价值。本次课程设计利用超声检测的方法对对接板材焊缝进行检测。文中针对给定的材质：Q235，钢板厚度：12mm，开坡口手工对接焊接焊缝，通过实验检测该焊缝的缺陷，详细介绍试块选用，设备调试，现场探伤中的常见问题及解决方法。还介绍了现场探伤，缺陷定位和长度测量的具体方法，并通过标准对检测中的缺陷进行了等级评定并得出了检测工艺卡。在焊缝缺陷检测中，超声检测是目前公认的最有效的常规无损检测方法之一，与其它常规检测相比具有明显的优势。基于以上原因，本文重点研究焊缝内部缺陷的超声波检测方法，从而对焊接缺陷进行有效的安全评定。1. 课程设计任务书题目：碳钢对接焊接接头超声检测方法 材质：Q235 钢板厚度

4、:12mm 开坡口手工对接焊接，如图11. 根据已给条件，参照超声波检测工艺规程，编制适合上述条件的超声波检测工艺；2. 编制已知焊缝超声波检测工艺卡；3. 编制超声波检测报告；4. 根据编制的检测工艺及工艺卡，进行超声波探伤；通过验证所编的规程，工艺卡的合理性和可靠性，如不能正确检验缺陷，则对所编规程进行修改，直到能检验出5. 出具超声波检测报告；6. 撰写课程设计。参照标准：GB/T11345-1989，超声波检测通用工艺规程。 图1-12. 碳钢板对接焊接接头超声检测工艺2.1超声波探伤的方法直接接触法（垂直接触法 斜角探伤法） 直接接触法 见图2-1 斜角探伤法 见图2-2 a） 无缺

5、陷 b）有缺陷 c）接近板 图2-1直接接触法 图2-2斜角探伤法本次选用的探伤方法为斜角探伤法2.2超声波检测仪器和基本设备2.2.1超声波仪器A型脉冲反射式超声波探伤仪，其工作频率范围为2MHz 5MHz，仪器至少在荧光屏满刻度的80%范围内呈线性显示。探伤仪应具有80dB以上的连续可调衰减器，步进级每档不大于2dB，其精度为任意相邻12dB的误差在1dB以内，最大累计误差不超过1dB。水平线性误差不大于1%，每次连续使用周期开始（或每三个月）应对垂直线性进行评定，误差不大于5%。本次实验室探伤仪选用的是TS-800类型。2.2.2超声波探头超声波探头是用来产生与接收超声波的器件，是组成检

6、测系统的最重要的组件之一。超声波探头的性能也是直接影响到发射的超声波的特性，影响到超声波的检测能力。直探头（纵波探头）直探头用于发射和接收纵波。直探头主要用于探测晶片正下方与声束方向垂直的缺陷，其探测深度较大，适用范围较广；检测灵敏度高。斜探头（横波探头） 图2-3 斜探头的结构图斜探头主要用于探测斜下方不同角度方向的缺陷，其探测深度较小，适用直探头难以探测的部位；检测灵敏度较高。其中常用的有横波斜探头等。横波斜探头是入射角在第一临界角与第二临界角之间且折射波为纯横波的探头，适宜探测与检测面成一定角度的缺陷，广泛用于焊缝、管材、锻件的检测。横波斜探头的标称方式常用两种：一种是以横波折射角来标称

7、。如=40，45，60等；另一种是以折射角的正切值（）来标称。=1.0，1.5，2.0，2.5等。本次课程设计选用的是横波斜探头2.5P8x12K2.0。2.2.3超声波试块本次选用的是CSK-IB试块其作用是矫正探头参数调扫描速度和探测范围。以及RB-2（适用于8-100mm板厚）其作用是作DAC（距离-波幅曲线）评级判废的依据。标准试块的材料、热处理状态、表面粗糙度、外形和尺寸要求均有严格规定。材料应易于加工，不易变形和腐蚀，具有良好的声学性质。制作时，应确认材质均匀、无杂质、无影响使用的缺陷。标准试块外形加工的平行度、垂直度与尺寸精度均应经过严格检验并符合图样要求。尺寸允许公差一般在0.

8、1mm以内。检测面的表面粗糙度一般应优于Ra1.6um。试块中的平底孔应经硅橡胶覆型并检验其直径、孔底表面粗糙度、平面度检验后，平底孔应清理干燥后进行永久性封堵。对于标准试块，还应测量其声学性能。 图2-4超声波探伤试块2.2.4耦合剂的使用为了改善探头与试件间声能的传递而加在探头和检测面之间的液体薄层称为耦合剂。常用耦合剂有水、甘油、全损耗系统用油、变压器油、化学浆糊等。本次选用机油作为耦合剂。全损耗系统用油（俗称机油）和变压器油的附着力、粘度、润湿性都较适当，也无腐蚀性，价格不贵，因此是最常用的耦合剂。常用耦合剂有水、甘油、全损耗系统用油、变压器油、化学浆糊等。本文焊缝检测也是使用此机油作

9、为耦合剂2.3超声波检测的过程2.3.1检验等级的确定UT检测等级分为三个等级：A、B、C此次根据GB/T11345-1989选用A级-检验的完整程度最低，难度系数最小，适用于普通钢结构检验。2.3.2探头K值的选择探头K值的选择应从以下三个方面考虑：a. 使声束能扫查到整个焊缝截面；b. 使声束中心线尽量与主要危险性缺陷垂直；c. 保证有足够的探伤灵敏度一般斜探头K值可根据工件厚度来选择，较薄厚度采用较大K值，本次选用12mm厚度板材可选K3.0K2.0探头,以便避免近场区探伤，提高定位定量精度。本次取K=2.02.3.3频率选择对于板厚较小的焊缝，可采用较高的频率；一般为2.55.0MHz

10、，本次设计选用2.5MHz频率。2.3.4晶片尺寸的选择本次选用的晶片尺寸为8x12mm。2.4实时探伤操作2.4.1探伤标准的选择表1根据GB/T11345-1989标准选择2.4.2检验区宽度的确定 检验区域宽度是焊缝本身加上焊缝两侧各相当于母材厚度30%的一段区域，这个区域宽度为10-20mm。实际本次检验区域选择10mm。2.4.3探头移动区宽度探头移动区宽度为：P2KT+50由于材质：Q235，钢板厚度：12mm，式中K-探头的K值则P=90 表1探头移动区宽度探伤面探伤方法斜探头折射角1单面双侧62.53. 碳钢对接焊缝的超声波检测工艺卡 表3-1超声波检测工艺卡试件名称碳钢焊板材

11、料牌号 Q235试件厚度12mm坡口形式X形焊接方式开坡口手工对接焊接探头频率2.5MHz检验标准JB/T4730.3-2005检验级别B级验收级别II级仪器型号TS-800探头型号2.5P13x13K2探头前沿10mm探头K值2.0标准试块CSK-IB对比试块CSK-IIIA检测面单侧双面耦合剂机油表面补偿4dB检测区域20mm检测方法横波斜入射时基线调节深度2：1扫查方式锯齿形扫查和焊缝两侧斜平行扫查探头扫查区域大于110mm最大扫查间距 不大于13mm最大扫查速度不大于150mm/s检测灵敏度纵向缺陷：评定线 39dB横向缺陷：评定线 33dB探头扫查区域：检测区域：编制 年 月 日审核

12、 年 月 日批准 年 月 日4. 根据编制的工艺及工艺卡，进行检测实验4.1 探头测定与仪器的调节4.1.1 探头测试1）斜探头入射点的测试斜探头的入射点是指其主声束轴线与探测面的交点。入射点至探头前沿的距离称为探头的前沿长度。测定探头的入射点和前沿长度是为了便于对缺陷定位和测定探头的K值。将斜探头放在CSK-IA试块上，使R100的圆弧面反射回波达到最高时斜楔底图4-1 用CSK-IA试块斜探头入射点的测试面与试块圆心的重合点就是该探头的入射点。这时探头的前沿长度L0为：L0 = R- MR为试块圆弧的半径；M为探头前端部至试块圆弧面边缘的距离。2）测定斜探头K值斜探头K值是指被探工件中横波

13、折射角的正切值: K=tgsK值的测定一般常用CSK-IA试块上的50孔来进行，具体方法是将探头对准试块上的50孔，找到最大反射回波，并测出探头前沿至试块端面的距离L，则：K=tgs = （L+l0-35）/30 图4-2用CSK-IA试块测量探头K值斜探头K值的测定，也可以用CSK-IIIA试块在调节仪器扫描线比例时同时进行。具体方法是在测定某一深度的1*6短横孔时，找到孔的最大反射回波后用入射点至该孔的水平距离除以该孔的深度值，商即为K值。可用不同深度的孔测得数值反复计算几次求得平均值，这样较为精确。4.2 扫查方式在碳钢板焊缝检测中常用锯齿形扫查方式(1) 锯齿型扫查如图4-4 探头以锯

14、齿的路线进行运动，每次前进的齿距不得超过探头晶片直径，间距过大会造成漏检。为发现与焊缝成一定角度的倾斜缺陷，探头在做前后锯齿运动时，可同时作 1015转动。 图4-4 锯齿型扫查 本次选用的扫查方式为锯齿形扫查 5. 碳钢对接焊缝的超声波检测报告 表5-1超声波检测报告焊缝类型 碳钢对接焊缝 检测日期2016.6仪器编号5仪器型号TS-800检测区域15mm探头型号斜探头试块种类CSK-IB和RB-2板厚12mm距缝中心15mm扫查方式平行扫查检测方法直接接触法焊接方法开坡口对接焊接探头前沿10mm耦合剂机油探头频率2.5MHz实测K值1.95材质Q23562.5检测标准GB/T11345-1

15、989焊缝类型V型坡口半角30度探头K值2.0焊缝宽度20mm检测比例1：1检测结果缺陷返修情况说明1. 本产品质量最终评为：符合 不符合2.检测位置及缺陷情况详见报告1.本产品返修部位共计 次，其中最高返修次数 次，返修率 %，一次合格率 %2.返修部位及缺陷情况详见报告钢板编号缺陷记录序号缺陷水平（mm）缺陷所处区域缺陷波幅（%）缺陷深度123检测资格年 月 日审核资格年 月 日签发资格年 月 日检测专用章年 月 日课程设计总结在写课程设计总结之前，首先要感谢顾老师的悉心指导，在顾老师的耐心指导下顺利完成本周的课程设计。通过本次课程设计我不但巩固超声波检测的理论知识，还提升了我的动手能力。我掌握了对接焊缝的检测的理论知识，并能够熟练地进行钢板对接焊缝的检测。写课程设计的过程中我也掌握了超声波检测工艺卡的编写以及超声波的报告的编写。这次课设设计给我最大的感受是，学过的东西要及时去巩固，最好是能运用于实践。在实践的过程中不但可以巩固知识还可以加深对知识的理解。使我很好的掌握对接焊缝的评定并且能过掌握如何对仪器的矫测和使用，本次课程设计我在顾老师的指导和严格要求下，我巩固了超声波检测课程的理论知识，并提高了动手能力，这对我们的综合能力及专业素养都是一个很大的锻炼。在此，衷心