射线检测和超声检测对焊缝内同一缺陷检测的结论差异

吉宏林， 孙光祥

(南通中远川崎船舶工程有限公司， 南通 226005)



射线检测和超声检测对焊缝内同一缺陷检测的结论差异

吉宏林， 孙光祥

(南通中远川崎船舶工程有限公司， 南通 226005)

对平板对接焊缝内同一缺陷用射线和超声分别进行检测，并依据其各自的船舶行业标准CB/T 3558-2011和CB/T 3559-2011,对检测结果进行了评级。结果表明,两种无损检测方法对焊缝内同一缺陷的检测结论存在较大差异。

射线检测； 超声检测； 对比

船体焊缝射线检测(RT)的成本高于超声波检测(UT)，但船级社规范规定RT为船体焊缝的主要检测方法。为了降低消耗、改进质量和提高经济效益，笔者所在公司QC小组认为,在焊缝RT前先进行UT可提高RT的检测合格率，此方法受到了重视并在现场采用。但是经过一段时期的试行，发现RT前先进行UT并未明显提高RT的合格率，未达到QC小组的期望值。

经分析认为,有以下两方面原因：① RT和UT对焊缝内同一缺陷检出能力的差异。RT对体积型缺陷检出率高；对面积型缺陷，其扩展方向与射线束一致时检出率高。UT对面积型缺陷，尤其缺陷面较大且较粗糙或缺陷面与超声束垂直时,检出率高。② RT和UT对焊缝缺陷评级规则本身的差异。

笔者采用船舶行业标准CB/T 3558-2011《船舶钢焊缝射线检测工艺和质量分级》和 CB/T 3559-2011《船舶钢焊缝超声波检测工艺和质量分级》对检出的缺陷进行评级，以分析两种检测方法对焊缝内同一缺陷检测的结论差异。

1　试验对象、检测仪器和技术等级

1.1试验对象

对母材厚度为16 mm的钢对接焊缝进行试验。采用的焊接工艺是:药芯焊丝，CO2气体保护，X型坡口双面焊。

1.2检测仪器和技术等级

RT检测仪器选用XXG-3005射线机。采用CB/T 3558-2011 B级检测技术。使用AGFA C7胶片，检测焦距600 mm，电压200 kV，曝光时间2.5 min。

UT检测仪器为PXUT-350+型超声仪。采用CB/T 3559-2011 B级检测技术。选用5P8×12K2斜探头，采用直射法和一次反射法在焊缝单面双侧检测。

2　检测结果与分析

对同一焊缝缺陷分别采用RT和UT进行检测，并依据其各自的船舶行业标准进行评级,以探讨检测结论存在的差异。

2.1单个圆形缺陷

焊缝内同一圆形缺陷的RT底片和UT最高波如图1所示。

图1　某圆形缺陷的RT底片和UT最高波

由图1(a)可见,RT底片中显示此圆形缺陷的长径为11 mm，大于T/2。根据CB/T 3558-2011标准评定，此焊缝质量评为Ⅴ级，等级最低。

图1(b)所示此圆形缺陷的UT最高波为二次波，在 Ⅱ 区，缺陷深度为9 mm。用6 dB法测长，指示长度为8 mm，根据CB/T 3559-2011标准评定，此焊缝质量评为 Ⅰ 级，等级最高。

UT检测时，缺陷要评为 Ⅴ 级，应在以下两种情况下：一是最高波在 Ⅱ 区，指示长度较长;二是最高波在Ⅲ区。缺陷最高波在哪个区域，与缺陷的大小、表面光滑程度和表面相对于入射波的角度有关。

根据标准，最高波在 Ⅱ 区，缺陷指示长度要超过20 mm才评为Ⅴ级。

CB/T 3559-2011中的DAC曲线是由φ3 mm×40 mm的横通孔制作而成的。假设缺陷是球形，缺陷的直径要达到某一值,其反射波才能与φ3 mm×40 mm的横通孔同高。对图1所示的缺陷，其声程是51 mm，经计算，缺陷当量直径要达到17 mm，其最高波才能达到Ⅲ区，才评为Ⅴ级。

2.2未焊透缺陷

焊缝内同一未焊透缺陷的RT底片和UT最高波如图2所示。

图2(a)中RT底片显示的缺陷呈现一定宽度的直线带，判定为未焊透，长度65 mm。根据CB/T 3558-2011标准评定，此焊缝质量评为Ⅴ级，等级最低。

图2(b)中缺陷的最高波为一次波，在Ⅰ区，缺陷深度为8 mm。用绝对灵敏度法测长，指示长度为4 mm，根据CB/T 3559-2011判定，此焊缝质量评为Ⅰ级，等级最高。

图2　某未焊透缺陷的RT底片和UT最高波

对长达65 mm的未焊透用UT进行检测，只有一小段区域的反射波高于评定线，探伤人员很容易将它评为Ⅰ级，非危害性缺陷。

常规超声检测对缺陷定性是比较困难的，但经验丰富的探伤人员可以找到未焊透反射波的一些规律。用绝对灵敏度法测长时，测到的缺陷长度只有4 mm，但继续左右移动探头，在同一深度处仍然存在反射回波，只是反射回波低于评定线，见图3(a)。当反射回波低到如图3(b)所示时结束测长，可得到同RT底片观察到的未焊透长度。

图3　绝对灵敏度法测长时测得的未焊透的波形示例

对X型坡口双面焊，在焊缝中部同一深度出现有一定延伸长度的较低反射波，是未焊透的反射波。声波在未焊透的表面类似镜面反射，采用单斜探头进行检测时很容易漏检。

2.3纵向裂纹1

裂纹在试板上做出：在X型坡口的试板中心制作两处长20 mm的定位焊，用液压机对定位焊施压，使之出现纵向裂纹。采用适当的焊接线能量对试板进行焊接，使预制的两处纵向裂纹保留在焊缝内。

焊缝内纵向裂纹1的RT底片和UT最高波见图4。

图4　纵向裂纹1的RT底片和UT最高波

如图4(a)所示,RT底片中显示的缺陷细长，有尖端，判定为裂纹，长度10 mm。根据CB/T 3558-2011进行评定，此焊缝质量评为Ⅴ级，等级最低。

如图4(b)所示,此缺陷最高波为二次波，出现在Ⅲ区，缺陷深度为8 mm。根据CB/T 3559-2011进行评定，此焊缝质量评为Ⅴ级，等级最低。

对于纵向裂纹，其扩展方向与射线束一致，RT对其应有较高的检出率。横向裂纹检出率与检测角有关，此处不作讨论。采用单斜探头检测焊缝纵向裂纹，声束并不与反射面垂直从而得到了较高反射波，说明裂纹的反射面不光滑。如果很光滑，单斜探头可能接收不到回波。

2.4纵向裂纹2

焊缝内纵向裂纹2的RT底片和UT最高波见图5。

如图5(a)所示,RT底片中没有任何缺陷显示。根据CB/T 3558-2011进行评定，此焊缝质量评为Ⅰ级，等级最高。

如图5(b)所示,此缺陷最高波为一次波且在Ⅲ区，深度为12 mm。根据CB/T 3558-2011进行评定，此焊缝质量评为Ⅴ级，等级最低。

图5　纵向裂纹2的RT底片和UT最高波

对于纵向裂纹2 ，采用RT没有检测出来，分析认为该裂纹的开口度或高度非常小，B级检测技术无法检出，但采用更高级别的检测技术是可以检出的。

3　结论

(1) 对单个圆形缺陷，RT对检测结果的评定比UT严。在进行UT时，示波屏上出现的回波即使较低，比如低于评定线，检测人员也应该小心，如果放过的话，在随后的RT中也可能被判定为超标缺陷。

(2) 对于未焊透，RT对检测结果的评定比UT严。对X型坡口双面焊，在焊缝中部同一深度出现有一定延伸长度的较低反射波，是未焊透的反射波，UT容易出现漏检。

(3) 对于纵向裂纹，RT应有较高的检出率，但受B级检测技术的限制，对于开口度和高度小到一定程度的纵向裂纹，RT检测不出来。但同样采用B级检测技术，UT可以得到较高的反射波。

The Conclusion Differences in Radiographic Test and Ultrasonic Test of the Same Weld Flaws

JI Hong-lin， SUN Guang-xiang

(Nantong COSCO KHI Ship Engineering Co., Ltd., Nantong 226005, China)

In this paper, the same flaws in butt weld are tested using radiographic test and ultrasonic test, and the quality classifications are made according to ship standards CB/T 3558-2011 & CB/T 3559-2011. The results show that conclusions for the same weld flaws may exhibit big differences while using the two nondestructive test methods.

Radiographic test; Ultrasonic test; Contrast

2015-01-21

吉宏林(1982-)，男，工程师，硕士，主要从事船舶无损检测与焊接工作。

10.11973/wsjc201510016

TG115.28

A

1000-6656(2015)10-0069-03