焊缝超声波探伤

1、第9章 焊缝超声波探伤姚志忠9.1 焊接常见缺陷 焊接过程 焊接接头形式 锅炉压力容器、压力管道等特种设备的焊接大多采用熔焊范畴的手工电弧焊，埋弧焊（自动或半自动），气体保护焊（惰性气体保护焊，CO2气体保护焊，混合气体保护焊），药芯焊丝自动焊和电渣焊等多种焊接方法。 焊接接头的形式主要有：对接接头，角接接头，T形接头和搭接接头等几种。对接接头常用于锅炉压力容器筒体纵、环焊缝，封头拼接焊缝，封头与筒体连接焊缝，接管与管子的对接焊缝等，有双面焊对接接头，单面焊对接接头和带垫板的单面焊对接接头等几种形式。角接接头常用于锅炉压力容器接管、法兰、夹套、管板、管子和凸缘的焊接。T形接头常用于锅炉炉胆与管

2、板，压力容器中换热器的筒体与管板的焊接。搭接接头在锅炉压力容器受压件结构中应用较少，常用于常压油槽等焊接结构中。 焊缝坡口形式为了保证焊接质量，在焊接前对被焊两金属件相连接处预先加工成一定形状的结构形式，称焊接坡口形式，采用焊接坡口的目的是为了保证焊透，尽量减少焊缝填充金属，便于施焊减少焊接变形，应根据不同的焊接接头形式和采用的焊接工艺来选择合适的焊接坡口形式。对接焊缝采用手工电弧焊、埋弧自动焊、气体保护焊和药芯焊丝焊，可根据板厚分别采用不开坡口，X形坡口、V形坡口、单U形坡口或双U形坡口等形式。角接焊缝和T型接头常采用V形、单边V形、U型和K型等坡口形式。搭接焊缝不开坡口即可施焊。 焊缝中常

3、见缺陷焊接过程中在焊接接头中产生的金属不连续、不致密或连接不良的现象称焊接缺陷。焊缝中常见的缺陷有：1. 外观形状缺陷：主要有咬边、焊瘤、凹坑、未焊满、烧穿、成形不良、错边、塌陷、表面气孔、弧坑缩孔，各种焊接角变形、波浪变形等，这些缺陷存在将对超声波探伤缺陷判断产生影响，因此，在对焊缝进行超声波探伤前，必须先对工件焊缝外观进行检查，发现有上缺陷时应尽量设法清除。2. 内部缺陷主要有气孔、夹渣、未焊透、未熔合和裂纹等，这些缺陷是超声波探伤的检测对象，检测的目的就是要发现这些缺陷。从事超声波探伤的人员必须了解其产生的特点、分布规律和对超声波的反射特性。(1)气孔焊接时，熔池中的气体在金属凝固前未能

4、逸出，残留在焊缝中形成的空穴，气孔的产生原因有焊接工艺因素，也有熔焊冶金因素等。产生气孔的气体可能是熔池外界吸收的，也可能是焊接冶金过程中反应生成的。其气体的成份有氮、氧、一氧化碳和水蒸汽等。熔焊中的气孔多为氢气孔和一氧化碳气孔。气孔可存在于焊缝中各不同部位，有单个、多个、密集和链状气孔等情况出现，其形状大多为球状，也有条状或针状气孔。(2)夹渣焊后残留在焊缝中的焊渣称夹渣。是由熔池中熔化金属的凝固速度大于熔渣的流动速度时，熔渣未能及时浮出熔池而形成，主要存在于焊道之间和焊道与母材之间。由焊接冶金反应产生的，焊后残留在金属中的微观非金属杂质（如氧化物、硫化物等）称夹杂物。钨极惰性气体保护时由钨

5、极进入到焊缝钨粒称夹钨。(3)未焊透焊接时接头根部未完全熔透的现象，对对接焊缝也指焊缝深度未达到设计要求使焊缝金属没有进入接头根部的现象，称未焊透。是由于焊接电流小，熔深浅，坡口和间隙尺寸不合理，钝边太大；磁偏吹影响，焊条偏芯度太大，层间及焊根清理不良等原因产生。未焊透均存在于根部，对双面焊对接焊缝存在于中间。(4)未熔合熔焊时，焊道与母材之间或焊道与焊道之间未完全熔化结合的部分称未熔合，是由焊接电流过小，焊接速度过快，焊条角度不对，产生了弧偏吹，焊接处于向下焊位置时，在母材未熔化时已被铁水复盖，或母材表面有污物或氧化物影响熔敷金属与母材间的熔化结合等原因产生。按未熔合所在位置可分为坡口未熔合

6、，层间未熔合和根部未熔合三种。(5)裂纹在焊接应力及其它致脆因素共同作用下，焊接接头中局部地区的金属原子结合力遭到破坏而形成的新界面所产生的缝隙，称为焊接裂纹，它具有尖锐的缺口和大的长宽比的特征。按裂纹的方向可分为纵向裂纹、横向裂纹、星状裂纹（大多在弧坑处），网状裂纹；按裂纹发生的部位可分为根部裂纹、弧坑裂纹、熔合区裂纹、焊趾裂纹和热影响区裂纹，按裂纹产生的温度可分为热裂纹（如结晶裂纹、高温液化裂纹和多边化裂纹），冷裂纹（如延迟裂纹、淬火裂纹），按裂纹产生原因可分为再热裂纹、层状撕裂等。a. 热裂纹热裂纹是焊接过程中焊缝和热影响区金属冷却到固相线附近的高温区产生的焊接裂纹，都是沿奥氏体晶界发生

7、开裂。热裂纹中结晶裂纹是焊缝金属在结晶过程中处于固相线附近的温度范围内，由于凝固金属的收缩，而且此时残余的液相不充足，在承受拉伸应力时造成沿晶界开裂。多产生在含硫、磷、碳、硅较多的碳钢及低合金钢，低中合金钢焊缝中，也产生在单相奥氏体钢，镍基合金及某些铝合金焊缝中，结晶裂纹通常产生焊缝金属上，在个别情况下也发生焊接热影响区。热裂纹中高温液化裂纹是由于焊接热循环峰值温度作用下，在焊接热影响区和多层焊的层间金属中如果含有低熔点共晶组成物，即可被重新熔化，当受到一定的拉伸内应力时就会诱发和产生奥氏体晶间开裂，高温液化裂纹多发生在硫、磷、碳等杂质较多的铬镍高强度钢、奥氏钢，某些镍基合金的近缝区或多层焊的

8、层与层之间，在母材及焊丝中，杂质含量越高产生高温液化裂倾向越大。热裂纹中多边化裂纹是焊缝和近缝区在固相线温度以下的高温区内，由凝固金属中许多晶格缺陷（空穴、错位），物理化学性能不均匀性，组织的疏松、高温强度及塑性低等原因在温度和应力作用下，产生沿着多边化边界开裂。多边化裂纹大多产生在纯金属或单相奥氏体合金焊缝或焊接热影响区。b.冷裂纹冷裂纹是焊接接头冷却到较低的温度以下，大约在钢的马氏体转变温度（即MS或200300的温度区）以下，由于拘束应力，淬硬组织和氢的作用下产生的裂纹，冷裂纹主要发生在低合金钢、中合金钢和高碳钢焊缝的热影响区。延迟裂纹是冷裂纹中一种比较普遍的形态，是钢的焊接接头冷却到室

9、温后，并在一定时间（几小时甚至十几天）才出现的焊接冷裂纹。可在焊接接头的不同部位产生不同的延迟裂纹：产生在沿应力集中的焊缝根部所形成的焊接冷裂纹称焊根裂纹，产生在沿应力集中的焊趾处所形成的焊接冷裂纹称焊趾裂纹，裂纹取向与焊道平行，由焊趾表面向母材深处扩展，产生在靠近堆焊焊道的热影响区内形成的焊接冷裂纹称焊道下裂纹，一般情况下裂纹取向与熔合线平行，也有垂直于熔合线的。c.再热裂纹焊后焊件在一定温度范围再次加热时，由于高温及残余应力的共同作用而产生的晶间裂纹称消除应力裂纹，也称再热裂纹。再热裂纹也是沿晶开裂，但再热裂纹只在较低温度下一定范围内（约550650）敏感，而热裂纹是在结晶过程中的固相线附

10、近发生。再热裂纹多发生在低合金高强钢、珠光体耐热钢、奥氏体不锈钢以及镍基合金的焊接接头粗晶段，高强钢厚壁容器焊缝常出现这种再热裂纹。d.层状撕裂焊接时，在焊接构件中沿钢板轧层形成的呈阶梯状的一种裂纹称层状撕裂。属低温开裂，撕裂的温度不超过400，产生层状撕裂的原因主要是由轧制钢材内部存在分层状夹杂物（特别是硫化物、夹杂物等）和在焊接时产生垂直于轧制方向的应力，使焊接热影响区产生“台阶”状开裂，可穿晶发展。层状撕裂大多发生在屈服强度高，且含有不同程度夹杂物的高强钢，如厚壁容器、大型结构件等T型接头，十字接头和角接头焊缝母材上（如T型接头的翼板上）比较易于产生层状撕裂。当焊接接头中存在微气孔、微裂

11、纹、咬肉、未焊透等尖角效应缺陷时都可能在应力作用下发生为层状撕裂。9.2 钢制承压设备对接焊缝超声波探伤 焊接接头超声检测技术等级选择 1. A级：支撑件 2. B级：一般承压设备 3. C级：重要承压设备 探测条件的选择1. 探测面光洁度：表面粗糙度6.3m，露出金属光泽。探测面宽度（即探头移动区）L为：二次波（一次反射或串列式）L=1.25P=2.5K=2.5Ttg 式中：P跨距mm， T母材厚度mm， K探头K值等于tg， 探头折射角（）。直射波（一次波） L=0.752TK=1.5TK2. 耦合剂：机油、浆糊等。3. 频率：通常25MHZ。薄板：5MHZ。4. K值选择：选择原则： 三

12、条原则 使声束扫查到整个焊缝截面。（不漏检） 使声束中心线尽量与主要危险性缺陷垂直。（提高危险性缺陷检测率）（焊缝中危险性缺陷大多与表面垂直） 保证有足够探伤灵敏度如光从探头考虑：从斜入射往复透过率角度分析，有机玻璃钢折射角=4050（相当于K=1左右）往复透过率最高，大于20%30%。此时检测灵敏度最高。=5060时，往复透过率1720%。（相当K=1.5）=6070时，往复透过率1417%。（相当K=2）=7080时，往复透过率1014%。（相当K=2.5K3）=8090时，往复透过率10%0。即越大（K越大），往复透过率越小，灵敏度越小。 当然灵敏度除了探头K值，还有仪器配合。为保证声束

13、扫查到整个焊缝，探头K值必须满足： （a、b分别为上、下焊缝1/2宽）标准中K值选择推荐根据板厚T决定： 6mmT25mmK=3.02.025mmT46mmK=2.51.546mm3.5）或50（K3.5）不太精确 CSK-A用16孔单孔法： （L入射点至孔水平距；d孔深。）双孔法：比较准确 孔深d1和d2应和板厚相当。一般取d1=T，d2=2T或，d2=T。如取d1=T，d2=2T，则。5. 晶片尺寸符合JB/4730标准规定6. 母材检测C级检测有要求。 目的：检查影响斜探头检测结果的分层及其他缺陷，检测要求符合JB/4730标准要求。7. 探测方向的选择 标准试块：按JB/4730标准要

14、求执行。 纵向缺陷探测：T=646 用一种K值探头，一、二次波（即直射波和一次反射波），A级用一种K值斜探头在对接焊缝单面单侧探测，B及探测为在板厚120mm时用一种K值斜探头在焊缝单面双侧探测，C级探测为用两种K值的斜探头在焊缝单面双侧用一次波或二次波探测，其中一个探头K1，两个探头折射角相差10。46T120 不适用于A级探测，对B级探测探头用一种K值，对C级探测用两种K值，一次波探测（即直射波），在对接焊缝双面单侧或双面双侧探测。120mmT400mm B级和C级检测均用两种K值探头，一次波（即直射波），在焊缝双面双侧探测。 横向缺陷C级检测应磨平焊缝：一种或两种K值，用一次波在焊缝上平

15、行焊缝扫查。B级检测不必将焊缝磨平即有余高焊缝：在焊缝两侧平行焊缝或斜平行焊缝扫查（一种或二种K值）电渣焊缝：K1探头45斜平行扫查焊缝双侧。 扫描线比例调节1. 声程法：用CSK-A、I I W和W2试块，半园试块，利用R100、R50等弧面用于非K值的折射角探头。2. 水平法：CSK-A法： 先测出K值和入射点。 把始波向左移动约10mm。 对准A孔探测找到最高回波，量出水平距离L1并将A波调到水平刻度L1（用微调）。 对准B孔，找到最高回波，量出水平距离L2，如B波位于水平刻度Y，不在L2，则算出X=Y-L2。X为正值：用微调向右将B波调Y+2X处。X为负值：用微调向左将B波调Y-2X处

16、。 用水平旋钮将B波调至Y处。再核对A波是否在L1，一般一次成功。（如A波不在L1还需再调。）CSK-A法： 先测出探头K值、入射点。 将扫描线左移约10mm。 探头在位置A，对准深度d的2横孔找到最高波，测量出水平距离L1，用微调将此回波调到水平刻度L1。 将探头后移至B，使声束通过底面反射探测（深d）的2横孔。前后移动，找到最高回波，测量出水平距离L2，此时回波若在Y，则计算X=Y-L2。X为正值：用微调向左将2孔波移至约Y+4X处。X为负值：用微调向右将2孔波移至约Y-4X处。再核对A位置，如在L1，则调毕；如不在L1，需再复调。3. 深度法：用CSK-A、A、A、RB和半园试块等将相应

17、深孔调至相应刻度。 CSK-A法： 探头对准深d1和d2的两孔，分别找到最高波，分别调至水平刻度d1和d2。 CSK-A探头分别在位置A和B探测2横孔，找到2孔最高反射。在A位置调至水平刻度d完成深度1:1在B位置调至水平刻度（2T-d）距离波幅曲线绘制与应用曲线名称JB/T4730-2005波高h及区域判废线（RL）区，hRL定量线（SL）区，SLhRL评定线（EL）区，ELhSL1. 距离dB曲线绘制 测定入射点和K值。 扫描线按水平或深度1:1。 如按深度1:1，在CSK-A试块探测不同深度16短横孔。注意：1) 首先在衰减器上衰减某dB读数，如52dB。（此读数可自行设定，但要保证探测

18、工件时最大声程处检测灵敏度要求）2) 设定基准波高，如50%。（可在40%80%间） 抑制为零，将探头对准深10mm16孔找到最高点，调节“增益”使波高达基准波高（50%）。 探测其它深度的16短横孔，分别找到最高点，不动其它仪器旋钮，只调衰减器，分别使各深度波高达基准高（50%），记下相应的衰减器读数。 根据所测得的不同深度16短横孔回波达基准高时相应的衰减器读数，及所探焊缝板厚要求列出三条线的表。 根据上述表中数据，作出距离dB曲线描出判废线、定量线、评定线，表出、区和探头K值，晶片尺寸和频率。 如对工件探伤还要标明表面补偿。2. 距离dB曲线应用 调整探伤灵敏度。不低于评定线 测定缺陷大

19、小1) 当量大小，相当于16dB及确定缺陷波区域比较二个缺陷大小。2) 测缺陷长度：区6dB法区以评定线绝对灵敏度法测长。3. 面板曲线：距离波幅曲线制作：以CSK-A为例： 测出探头K值、入射点。 仪器抑制置零，衰减器预先衰减一定dB值（如32dB）。 将探头对准确10mm16短横孔，找到最高回波，调整“增益”（如光调增益不能满足，也可调衰减器），使回波调至满幅100%，记下此时衰减器读数（如30dB）。 固定“增益”、“衰减器”分别测20、30、40、50、60等不同深16孔。找到最高回波，并在面板上标出相应波高位置。 根据各深度16孔回波最高位置，直接在面板上划出16回波高度曲线，即为面

20、板曲线。4. 面板曲线应用。 调灵敏度如1546mm板厚焊缝，检测灵敏度评定线为16-9dB，如表面补偿为5dB。则只要将衰减器读数减少9+5=14dB，如作曲线时读数为30dB，则此时只要将衰减读数调为30-14=16dB，就调好了灵敏度。 确定缺陷当量波高及区域区：16-9dB16-3dB衰减读数为16dB时，缺陷回波高于16参数线。衰减读数为22dB时，缺陷回波低于16参数线。区：16-3dB16+5dB衰减器读数为22dB时，缺陷回波高于16参数线。衰减器读数为30dB时，缺陷回波低于16参数线。区：16+5dB以上衰减器读数为3RdB时，缺陷回波等于或高于16参数线。 传输修正（一）

21、 引起损失原因表面耦合差：试块与工件，表面粗糙度不同；材质衰减差：试块与工件，材质不同引起材质衰减不同；底面反射差：试块与工件，底面不同状况。（二） 测试方法1. 薄板焊缝损失差：一收一发两探头在工件上相距2P时，测得回波高为H1（具体可将波调至基准高如40%，记衰减器读数NdB），再在试块上一收一发探头相距仍为2P时，测得回波高为HZ（具体将波调至基准高如40%，记下衰减器读数N ）。用衰减测出H1-H2=dB值=（N-N）dB。如dB即为： 表面耦合损失差 底面反射损失差 材质衰减损失差2. 中厚板焊缝声能损失差测定 试块与工件材质、厚度相同。上表面耦合损失差：试块A面与工件光洁度相同，B

22、面与CSK-A光洁度相同。用衰减器测出B1-B2=1dB值。下表面反射声能损失差：用衰减测出H1-H2=2dB值。总的声能损失dB=1dB+2dB。（这里因材质相同故无材质衰减损失差） 试块与工件材质、厚度不同1） 材质衰减系数测定：试块：厚T=40mm，材质、表面粗糙度与工件相同或相近。仪器按深度1:1调，两只相同型号斜探头一收一发，测出相距1P和2P时的波幅H1（dB）和H2（dB）。则衰减系数 （S1和S2为横波声程；为斜探头内等效声程） （如忽略，则此式约等于：） （这里。对K2值探头=63.4，故忽略=10mm。）2） 表面耦合与底面反射损失差测试。一发一收两斜探头置于CSK-A（T

23、=30mm）或CSK-A（T=T1）在相距1P时测出回波高H1（dB），再将探头移至工件上，相距1P时同样测出回波高H2（dB）。则表面耦合与底面反射损失差1为：表面与底面反射损失：1（dB）=（H1-H2-2-3）dB扩散（声程差引起）： （T1试块厚；T2工件厚）材质衰减引起：3=2X2-1X1当试块10.01dB/mm时，3=2X2=2（单探头探伤时2为来回双程，故，不为。） 扫查方式1. 锯齿形扫查：探头对准焊缝探测沿锯齿形路线扫查。2. 左右扫查与前后扫查：探头对准焊缝沿左右与前后路线扫查。3. 转角扫查：探头在某一位置对焊缝作转角扫查。4. 环绕扫查：探头对准焊缝中某一点，以此点为

24、中心作环绕扫查。5. 平行、斜平行扫查：探头平行或斜平行于焊缝扫查。6. 串列式扫查：用一发一收两头对准焊缝探测，作串列式扫查。 扫查速度和扫查间距 1. 扫查速度 手工检测：150mm/s。 2. 扫查间距：1/2晶片直径或有效声束宽度的1/2。 缺陷位置测定1. 声程定位法根据声程，定出缺陷水平距离和深度。（缺陷声程由缺陷在扫描线上位置求得）。设声程为X，水平距离L，深度d，则，L=Xsin；d=Xcos。在定位时，根据X数值，判断一次波或二次波探测。2. 水平定位法定出缺陷水平距离和深度d。水平距离Lf直接由水平扫描线上缺陷波位置根据水平扫描线比例得出。Lf=n*f，n水平扫描比例，1:

25、n。深度d：一次波：二次波：3. 深度定位：（书P223）仪器按深度1:n 调水平距离：L=Knf缺陷深度一次波发现：d=nf 二次波发现：d=2T-nf 对数字式探伤仪，可直接得水平距离和深度值，不必计算，仪器内将自动换算，但换算原理遵循上面的表示式。 缺陷大小测定1. 缺陷幅度测定：探测中找到缺陷最高波，将缺陷波调到基准波高（对距离dB曲线），读出衰减器读数。定出缺陷当量值，例16dB。再与被探工件距离dB（波幅）曲线中评定线，定量线、判废线比较，定出缺陷波所在区域。2. 根据缺陷波区域决定对缺陷测长方法。区：缺陷波一个高点：用6dB法测长。缺陷波多个高点：用端点6dB法测长。GB1134

26、5用端点峰值法测长。区：移动探头使缺陷波降到评定线的绝对灵敏度测长。区：波高位于区已判废（不管多长），但在发报告和返修仍要测长，可用6dB法测。3. 指示长度计量 指示长度小于10mm以5mm计。 相邻两缺陷在一直线上相邻间距较小缺陷长度，以两个缺陷之和作为一个缺陷指示长度（不含间距）。 焊缝质量评级分为、级，按标准中表23焊接接头质量分级规定执行。实际评定时，根据执行标准，和缺陷实际情况评定。超声探焊缝评定（质量评级）一般遵循以下程序：1. 对所探焊缝接标准规的方法和探伤工艺准确测出缺陷的波幅、区域、指示长度，及位置分布。2. 根据执行标准的质量评级要求和规定，对所探焊缝评定级别，评定时程序

27、为： 先评不允许存在的缺陷，发现此种缺陷均不合格。 不允许存在的缺陷大致有以下：JB/4730标准反射波高位区。（判废线及以上区域）1） 检验人员判定为裂纹等危险性缺陷者：低于评定线的缺陷只要判为裂纹也不允许。2） 位于区的缺陷指示长度超过各标准规定级别限值：这里二层意思：一是，对未规定合格级别的检验。则评为级不合格，二是，规定合格级别的检验，如规定级合格，则评为级就不合格。 允许存在的缺陷1）波高位于区的非裂纹类缺陷。 2）规定合格级别范围内，波高位于区，指示长度为超过合格级别规定长度的缺陷。9.3 曲面工件管座角焊缝和T型焊缝探伤 曲面工件对接接头 1. 检测条件选择 探头：晶片直径要求小

28、些； K值根据曲率半径选取和工件厚度选取； 频率与平板工件相同。 纵缝检测考虑几何临界角，能检测到内壁； 环缝检测同平板对接焊缝。 探测面修磨时，接触面宽度W2 （R检测面曲率半径），可不修磨。 接触面宽度W2时应修磨，修磨后要注意入射点和K值变化。 对比试块 试块宽度b应满足： B2S/D0 式中：波长 S声程 D0晶片有效直径 检测面曲率半径RW2/4(W为探头接触面宽度)时，应采用与检测面相同曲率的对比试块 检测面曲率半径RW2/4纵缝：对比试块的曲率半径与检测面曲率半径之差10。 环缝：对比试块的曲率半径应为检测面曲率半径的0.91.5倍。 2. 仪器调整 扫描速度与灵敏度调节与对接接

29、头相同。 3. 扫查： 与对接接头相同。 4. 缺陷定位定量 定位：纵缝检测应定出离探测面深度和水平弧长，并注意修正。环缝检测与平板对接接头相同。 定量：与平板对接接头相同。 管座角焊缝探伤1. 结构插入式：斜探头在筒体外侧或内侧探测焊缝，也可在大接管内侧探测，直探头在接管内侧探测焊缝。安放式：斜探头在接管外侧或内侧探测焊缝，直探头在筒体内侧探测焊缝。实际探伤时，可选择一种或几种组合方式探伤。2. 探测条件 单晶纵波直探头双晶纵波直探头单晶横波斜探头，K值可根据壁厚选择，但需保证不漏检危险性缺陷，在K11.5、2、2.5、3之间。选择探头原则：考虑到各种类型缺陷出现的可能性。使声束尽可能垂直于

30、焊缝中主要缺陷。 检测频率2MHZ5MHz探头与工件接触面：a.采用2.5MHZ直接头，双晶直探头，探头与工件接触面尺寸，R为探测面曲率半径。（当时，应采用与探伤面曲率半径相同的对比试块）。b.斜探头与工件接触面尺寸a或b。 a斜探头接触长（周向探测）；b斜探头接触宽（轴向探测）；D探测面曲面直径此式为JB3144-82锅炉大口径管座角焊缝超声波探伤标准中应用。 耦合剂与表面 表面粗糙度Ra6.3m。耦合剂：机油、化学浆糊等。 试块材质与工件相同或相近。宽度 （波长；S声程；Do声源有效直径）避免侧壁干涉。JB/T4730-2005、GB11345、GB/T1583-95均按此规定。直探头试块

31、：表面粗糙度、试块材质、探测面曲率半径与工件相同，反射体为平底孔，孔径为：评定线2mm，定量线3mm，判废线6mm。斜探头试块：与平板对接焊缝相同。3. 仪器调整 扫描线比例：调整时最大声程位于扫描线后半部分。直探头：用试块或已知尺寸的工件底面调整。斜探头：用CSK-A，或W2，或半园试块按声程法调整扫描比例，也可按深度或水平比例调整。 不管用何种方法，均应进行缺陷位置确定时与平板工件进行对比修正。 应预先根据工件尺寸、形状、探头位置计算出缺陷出现时的声程位置（或水平及深度位置值）计算出相对平板工件位置可修正的专门用于探测工件的表示式来确定位置。 检测灵敏度调整 用工件园柱形曲底面作参数反射体

32、调整，用当量计算法确定灵敏度，应选三个反射波幅小于4dB点进行测试，并以该三点的算术平均值进行灵敏度标准。 也可用曲面试块校灵敏度。4. 距离波幅曲线 直探头距离波幅曲线及各线灵敏度要求可根据不同检测标准规定要求确定。 斜探头距离波幅曲线与各标准平板对接焊缝相同。5. 缺陷测定当量：直探头探伤：测定缺陷平底孔当量直径值可用试块或当量计算尺获得。斜探头探伤与平板相同处理。指示长度：根据缺陷最高反射波当量值，超过定量线的缺陷应测指示长度，并要确定缺陷位置。测长方法：缺陷波只有一个高点，用6dB法；缺陷波有多个高点，端点6dB法。相邻缺陷累计相加方法：相邻两缺陷在一直线上，其间距小于其中较小的缺陷长

33、度时，以两缺陷长度之和作为其指示长度（不考虑间距）。6. 质量验收总原则：不允许存在的缺陷： 反射波幅位于区或判废线。 检测人员判定为裂纹等危害性缺陷。 非危险性缺陷单个长度和累计长度超过合格级允许范围。允许存在的缺陷： 非危险性缺陷，单个或累计长度未超过合格级别值。 位于区或评定线以下非危险性缺陷。具体各标准有各自的规定。 T型焊缝探伤1. T型焊缝结构与探伤方法直探头位置1：探测腹板和翼板间未焊透。翼板侧焊缝隙下层状撕裂。斜探头位置2：探测焊缝中缺陷未焊透及其它（也可探测横向缺陷）缺陷用一次波探测，常用45。斜探头位置3：用二次波探测焊缝中缺陷灵敏度比位置2低。斜探头位置4：用两种K值探测

34、，在腹板上用一次波和二次波探测焊缝中缺陷，及腹板侧坡口边缘未熔合与热影响区裂纹。对角焊缝，直探头位置1和斜探头在腹板上位置2和3探测。常用45、63或两种K值探头K1，K2。2. 探测条件选择频率：2.5HMZ直探头：10和14晶片，盲区不大于5mm斜探头：探头K值或折射角与板厚关系：腹板厚50mm时，用K1.02.0。对锅炉T型：晶片直径尺寸14mm，方晶边长13mm，K=1.02.5，前沿10mm。3. 仪器调整 扫描线比例：直探头直接在T型焊缝上调比例，利用翼板厚度调。斜探头比例调法与平板工件相同。斜探头用CSK-A或RB-T试块扫深度2:1或水平2:1或水平1:1。RB-T为锅炉T型接

35、头斜探头专用试块，见锅炉标准P14，附录A。如图7-6。反射体为230横孔。 或5mm 最小5mm 灵敏度调整直探头：用翼板大平底的底波或平底孔试块，评定灵敏度3，定量3，判废4。斜探头：与所探板厚相同的平板焊缝灵敏度同，按平板对接缝相同方法调。锅炉T规为：CSK-A：8-25，评定灵敏度16-12，定量16-6，判废16-2。RB-T：评定灵敏度2-18，定量2-12，判废2-4。4. 扫查方式 确定焊缝位置：在翼板上对应于腹板中心处划一线，为焊缝中心，再根据板厚确定焊缝宽度。此外，当直探头在位置1探测时，探头垂直于腹板移动，可确定焊缝位置、方法翼板底波下降6dB开始至零，再由零上升到另一侧

36、比底波下降6dB即焊缝区。 扫查方式：平板对接焊缝几种方式均可用，要确保焊缝及热影响区不漏检。探测横向缺陷、斜探头位置2平行焊缝扫查斜探头位置4斜平行焊缝扫查。5. 缺陷判别直探头位置1：在翼板厚处或略小于翼板厚处回波为缺陷波（未焊透、未熔合或层状撕裂）。斜探头位置2：焊缝缺陷出现在焊角波之前。焊角波一般出现在一倍板厚处或稍后，可检测的缺陷大致为裂纹、未焊透，腹板侧未熔合及气孔、夹渣等。斜探头位置4：缺陷波可根据扫描线上位置，与探头到焊缝中水平距离得出。（此时一般不出现焊角波），缺陷判别方法与平板对接焊缝相同，大致为裂纹、未焊透、未熔合、气孔、夹渣等。斜探头在位置2时作平行焊缝扫查时，检测横向

37、缺陷时，一般无缺陷时不出现缺陷波，只要一出现便是缺陷。6. 缺陷测量与评定 测出缺陷最大反射当量和所在区域。 缺陷反射波幅位于评定线以上均应予以评定。评定内容为：估判缺陷性质，缺陷波幅，指示长度。 缺陷反射波幅位于定量线以上，测定其波幅、位置和指示长度，并应记录。 指示长度测量，缺陷反射波高位于II区及II区以上，反射波只有一个高点用6dB法测长，有多个高点，以端点6dB法测长。缺陷反射波高位于I区，以评定线为基准绝对灵敏度测长。7. 验收标准 不允许存在的缺陷1)缺陷反射波位于判废线上及区。2)缺陷反射波幅位于定量线上及区，指示长度大于、等于10mm的条状缺陷。3)在探测面任意2倍板厚的焊缝

38、长度范围内有两个或两个以上指示长度小于10mm，反射波幅位于定量线上及区的缺陷。4)检测人员判定为裂纹、未焊透、未熔合等危害性缺陷。 允许存在的缺陷除上述4条外允许存在。 对缺陷评定级别时，均以腹板厚度为准。9.4 管子和压力管道环向对接焊接接头的超声检测 管子和压力管道特点和常见缺陷 1. 特点：曲率半径小，璧厚4mm， 介质相对流动 管道位置固定 介质输送连续 易燃易爆介质对周围构成威胁 隐蔽管道不易发现潜在危险缺陷 2. 常见缺陷 焊缝中常见缺陷：气孔、夹渣、未熔合、未焊透和裂纹等。 3. 探伤特点：大K值，短前沿，一次波探测到根部。 检测方法和检测条件选择1. 仪器较窄始脉冲，始脉冲占

39、宽2.5mm。高分辨率。CS-1、CS-2、CS-3、CS-4试块上R5和R6.6圆弧回波横波分辨率6dB。2. 探头 楔块：探测面磨成与管外面曲率均合。 晶片：小晶片，常用66，88mm 频率：常用5MHZ，管壁厚度大于15mm时，采用2.5MHZ。 K值：壁厚48mm时，采用K=2.53.0；壁厚815mm时，采用K=22.5；壁厚15mm,采用K1.52.0。 前沿长度L：常用46mm。实际选用时，壁厚48mm，L6mm；壁厚815mm,L8mm；壁厚15mm，L12mm。 探头型式：平面单晶横波探头灵敏度较低。 单晶、双晶线聚焦探头灵敏度高。3. 试块：对比试块GS-1、GS-2、GS

40、-3、GS-4用于测试仪器和探头的性能，调整扫描线比例和探伤灵敏度。4. 耦合剂：机油、甘油、浆糊等。仪器调整1. 扫描线比例：水平1:1，可用2横孔调节。2. 灵敏度壁厚评定线定量线判废线8mm220-16dB220-16dB220-10dB8mm15mm220-16dB220-13dB220-7dB15mm22016dB22010dB2204dB3. 探测面打磨范围：79倍壁厚，实际5070mm。 当壁厚15mm时探头移动距离2.5K(为管子壁厚)。扫查探测与缺陷判别1. 扫查探测 一次波、三次波探焊缝下部和根部，二次波探焊缝上部。一般要求选用的探头一次波探测焊缝根部。2. 缺陷判别与测定

41、缺陷判定：当壁厚15mm时，以缺陷水平距离位置判别缺陷。 水平距离探头侧热影响区到探头距离。 两侧探测均在焊缝中心线水平距离处。 仅一侧探测在焊缝中心线处为错边。 当壁厚15mm时，应按中厚板对接焊缝探伤方法判定缺陷。缺陷指示长度LS测定：当缺陷反射波高位于II区或II区以上，反射波只有一个高点用定量线绝对灵敏度法测指示长度，有多个高点，用端点6dB法测指示长度。当缺陷反射波高位于I区，如有必要测长，以评定线为基准的绝对灵敏度测长。测长的指示长度为沿管子外径园周长，其实际指示长度LS为LS=L（R-H）/R，这里L探头沿管子外园移动距离，R管子外半径，H缺陷离外表面深度。缺陷性质判断： 根部未

42、焊透：有端角反射特征，回波较强。从焊缝两侧均可探到，位于焊缝中心线沿焊缝有一定长度。 未熔合：均为V型坡口。在靠近探头一侧坡口边缘有未熔合。常在二次波发现，回波较高焊缝一侧探到，另一侧探不到。 气孔：出现在焊缝中任何位置，波幅小。缺陷评定：首先判定是否危险性缺陷，对判定为非危险性缺陷，如相邻两缺陷在一直线上，其间距小于其中较小的缺陷长度应作一条缺陷处理，以两个缺陷长度之和作为单个缺陷指示长度，且不考虑间距，单个点状缺陷指示长度按5mm计。 质量评定1. 不允许存在缺陷为：反射波幅位于区的缺陷和判定为裂纹等危险性缺陷。评为级的焊缝，及评为级且产品规定级合格的焊缝。2. 焊接接头内部单个缺陷为：反

43、射波幅位于区非裂纹类缺陷和反射波幅位于区的缺陷，指示长度1/4T（最大为10mm）评为级，指示长度1/3T（最大为15mm），评为级，超过上述数据评为级。3. 如判为根部未焊透，则单个根部未焊缝长度为1/3T（最小为5mm），累计长度10%园周长且30mm评为级。单个根部未焊透长度为2/3T（最小为6mm）且累计长度15%园周长，且40mm评为级，超过上述数据评为级。4. 在10mm焊缝内，同时存在条状缺陷和未焊透时评为级。9.5 奥氏体不锈钢焊缝超声波探伤 组织特点1. 奥氏体柱状结晶，晶粒粗大，直径0.10.5mm，长度最长达10mm。手工焊多道焊，焊缝中多处不均匀。超声波传播困难，出现林

44、状反射晶间反射。2. 各向异性，不同方向声速不同，传播中声束改变方向。3. 异质界面影响，焊缝熔合面与基体金属界面组织差异，使声波反射变异。4. 焊接工艺规范影响，不同材质、不同焊接参数焊缝组织不同，影响声波传播。 探测条件1. 波型：纵波2. 探头：高阻尼窄脉冲聚焦探头，大晶片斜射纵波，斜探头单晶（检测深度大的缺陷）和双晶（检测较浅的缺陷）纵波斜探头。纵波折射角2=45必要时用60或70。3. 频率：（目的：提高信噪比）0.52.5MHZ 4. 试块：JB/T4730标准附录N.1对比试块。 5. 可检性评价 通过母材与焊缝两条距离波幅曲线间距应小于10 dB 仪器调整和探测 1. 扫描线比

45、例调节 借助直探头调扫描线比例用普通探头对准厚40mmW2试块大平底将B1和B2对准4格和8格。换上纵波斜探头，将R50园弧波B1对准5格，即完成声程1:1。 JB/T4730标准规定N.1对比试块或在不锈钢焊缝专用试块上利用不同深度横孔直接将扫描线比例按深度或水平1:1调节。2. 灵敏度对板厚T50mm的奥氏体不锈钢焊缝，判废线2304dB，定量线23012dB，评定线25018dB。3. 探测方式 利用纵波斜射的一次波探测，因二次波探测将会产生波型转换，对缺陷难于分辨。 缺陷指示长度测量 反射波高位于定量线及以上缺陷只有一个高点时用6dB法测指示长度，有多个高点时，用端点6dB法测指示长度

46、。反射波高位于区的缺陷，以评定线灵敏度采用绝对灵敏度法测指示长度。 缺陷评定 相邻两缺陷小于较小缺陷长度作为一条缺陷处理，两缺陷长度之和作为单个缺陷指示长度。条状缺陷近似分布在一条直线上，以两端点距离作为其间距，点状缺陷以两缺陷中心距离作为间距，指示长度小于10mm时按5mm计。 经评定，判断为裂纹等危害性缺陷和超过合格级别允许长度缺陷不允许存在，反射波高位于区非裂纹类缺陷及反射波高位于区且指示长度LT/3（最大为10mm），评为级允许存在。反射波高位于区且指示长度L2T/3（最小为12mm,最大为30mm，评为级，是否允许根据探伤委托决定。 奥氏体焊接接头检测新技术 1. LLT（纵波纵波横

47、波）波型转换超声检测技术； 2. 变型波超声检测技术； 3. ADEPT检测技术。9.6 堆焊层超声波探伤堆焊层晶体结构特点1. 奥氏体晶粒组织 晶粒粗大，柱状结晶，晶间距离大2. 超声波探伤特点纵波比横波在柱子状方向衰减少，出现草状回波少一些。堆焊层中常见缺陷1. 堆焊金属缺陷：气孔、夹渣等。2. 堆焊层与母材（基板）间的未熔合（未结合、或未贴合）。此缺陷取向：基本平行于母材表面。3. 堆焊下母材热影响区的再热裂纹。取向基本垂直于母材表面。 探伤方法与验收1. 堆焊层内缺陷检测 探头：1）纵波双晶直探头及双晶斜探头，2.5MHZ,K2.75（75），交点深度位于堆焊层与母材结合部位，有效声场

48、覆盖检测区域。 探头面积325mm2，相当于1818 2）纵波斜探头，2MHZ5MHZ，K=1(=45) 试块堆焊层侧探测， T1试块；反射体为2、3和4平底孔，1.540横孔。母材侧探测，T2试块；反射体为2、3和4平底孔。1.540横孔试块母材和堆焊层材质与工件相同或相近。 检测灵敏度基准灵敏度：1) 双晶直探头置T1试块堆焊层表面，移动探头使3平底孔最大回波达80%满幅。2) 双斜探头置T2试块堆焊层表面，移动探头使1.5mm长横孔最大回波达80%满幅。3) 纵波斜探头，在试块基板一侧移动探头使1.5mm长横孔最大回波达80%满幅。 扫查灵敏度比上述基准灵敏度高6dB。 扫查方式：探头在

49、工件堆焊层一侧扫查时，双晶探头隔声层平面应平行于堆焊方向，且在堆焊方向和垂直于堆焊方向两个互相垂直方向扫查。焊道之间重合区、起弧、熄弧区应重点检查。 缺陷测量 发现缺陷后用试块比较当量大小，用6dB法测指示长度。 验收标准按JB/T4730-2005评定：存在超过级或出现裂纹类等危害性缺陷评为级，评为不合格。2. 堆焊层与母材间的未结合缺陷检测 探头：纵波单晶直探头或双晶直探头，f=2MHZ5MHZ。 试块：T3试块。 检测灵敏度1) 单晶直探头：探头在T3试块母材（基板）一侧探伤使10mm平底孔回波幅度为80%满幅。2) 双晶直探头，探头在T3试块堆焊层一侧探伤使10mm平底孔回波幅度为80%满幅。 扫查灵敏度在此基准灵敏度基础提高6dB。 扫查方式纵波单晶直探头在工件母材侧扫查。纵波双晶探头在工件堆焊层侧扫查。 缺陷测量发现缺陷用6dB法测长和面积。 验收按JB/T4730-2005不允许存在缺陷直径大于40mm未结