超声波无损检测方法

一、概述

近几年，由于城市的发展速度和环保的要求，尤其是国家提出“节能减排”计划以来，各地都在对供热公司进行整合重组以求环保、高效，其中集中供热工程因为环境污染小、供热效率高等优点成为了首选。供热管道大多为小径管，小径管曲率半径小、管壁厚度薄，常规超声波检测困难较大。曲率半径小，普通探头检测接触面小，曲面耦合损失大。同时超声波在管道内表面发散、反射严重，检测灵敏度低，薄壁又导致较多的杂波。大量前人的经验以及实践表明利用大K值、小晶片、短前沿的横波探头在焊缝两侧进行检测，可以有效地检测出焊缝缺陷。现我把自己在小径、薄壁供热管道焊缝超声波检测的一点心得总结如下。

二、检测前准备

2.1、检测技术参数

管道规格：φ133×4.5, φ79×4管道材质：Q235B 焊接方法：手工电弧焊，单面焊

检测比例：100%超声波探伤，10%射线抽检

检测标准：JB/T4730.3-2005，Ⅱ级合格

检测仪器：

PCUT-9100，

探头：5P6*6K2.5

耦合剂：机油

2.2、检测条件的选择

（1）、探头的选择

晶片尺寸：由于管件为曲面，为了实现和管件的良好耦合，而且晶片尺寸越大探头边缘声束产生的散射也会增加，因此在实际检测中一般选用6mm*6mm、8mm*8mm等尺寸的探头。

探头频率：探头晶片尺寸小指向性较差，管壁薄反射杂波多，为了改善探头指向性和提高分辨力，一般选择较高探测频率的探头（4-6MHz）

K值：薄壁管探伤一般选择较大K值探头进行探伤。因为K值小一次波得声程小，大多在近场区，判断缺陷误差较大，一般选择K2.5、K3。

前沿长度及探头形式：由于管径较小，探伤过程内壁反射发散严重，因此二次波得灵敏度明显比一次波低的多，为了尽可能保证一次波的扫查面积，应选择前沿长度较小的探头，实际检测中一般选择5-8mm。探头选择平面单晶横波斜探头，优点是扫查面积大，检测效率高，成本低，缺点是杂波较多，探测灵敏度较低。

（2）、试块的选择

首先我们选择CSK—1A用来测定探头的前沿距离和K值，由于供热管道管径小，管壁薄因此选择专用的GS系列试块来做距离—波幅曲线。实际检测中我们选择的试块型号为GS-1

（根绝JB/T4730.3-2005的规定，GS-1试块适用于曲率半径大于16mm—24mm的承压管道和压力管道环向对接焊接接头的检测）。

（3）、耦合剂的选择

常用的耦合剂有机油、甘油及浆糊等，实际检测中管线较长，耦合剂用量比较大，从经济效益方面来考虑我们一般选择机油。

三、超声波检测

3.1

检测仪器的调整

（1）、时基线比例的调整

小径薄壁管的对接焊缝检测中按水平1：1来调整仪器的是时基线比例。具体的调整方式是利用试块：先将探头对准两个不同深度的φ2横孔，然后使二者回波分别对准相应的水平刻度值即可。

（2）、距离—波幅曲线的制定：

选择GS-1试块等距离的φ2通孔，调整探头位置找出5个通孔的最大回波处并记录数据（仪器自带记录功能），将实测出的数据绘制成曲线，由该曲线生成曲线族图是为距离—波幅曲线，由评定线、定量线和判废线组成。其中灵敏度调节为：评定线应满足φ2*20-16dB；定线应满足φ2*20-14dB；判废线应满足φ*20-10dB。考虑到实际检测中的声程损失做检测灵敏度补偿并且将补偿量计入距离—波幅曲线，我们取近似值△6dB。

（3）、检测前打磨及范围

小径管在超声波检测前要在对接焊缝两侧进行打磨，一般规定打磨范围为管子壁厚的7-9

倍，实际检测中我们选择打磨宽度为50mm。

（4）、检测及扫查方法

检测扫查灵敏度按JB/T4730—2005的要求不得低于最大声程处得评定线灵敏度，我们选择以最大声程处得评定线灵敏度作为扫查灵敏度。检测时，将探头沿垂直焊缝的方向在焊缝两侧做锯齿形扫查，相邻的两次扫查至少有10%的重合，扫查速度≤150mm/s，同时为了确定缺陷的位置和方向还应该前后、左右、转角等多种扫查方法。

（5）、缺陷的判别

在对小径管的焊缝探伤中，一般可以根据反射波的水平位置来判别缺陷

A：水平定位不到焊缝中心线，在靠近探头一侧的焊缝或者热影响区，可以判定为缺陷；

B：焊缝两侧均能检测到，水平定位在焊缝中心线上可以判定为缺陷；

C：仅能从焊缝的某一侧检测到，水平定位在焊缝中心线上时一般可以判定为错边。

（6）、缺陷的定量检测及评定

缺陷的定量检测及评定符合JB/T4730.0-2005的相关规定。其中对于超过评定线的信号的危害性有怀疑时，应当采取打磨或者射线检测等手段来确定是否为具有危害性的缺陷。焊接接头质量分级按JB/T4730.0-2005的规定进行。

实践证明，采用上述的超声波无损检测方法，可以比较方便地检测出小径、薄壁供热管道焊缝对接接头的缺陷并可以对缺陷做出定量分析，确保焊缝的焊接质量。此外，在实际检测中我们还可以通过射线复查、现场缺陷返修等手段来对缺陷做定性分析，进一步观察各种缺陷形状的显示波形，从而提高我们超声波检测的缺陷分析水平。总之，正确、合理使用超声波检测手段，可以准确快速检测出小径、薄壁供热管道的对接焊缝中的大多数缺陷，是一种高效、可靠的的检测方法。