超声波探伤对钢板对接焊缝的检测设计

(1.云南机电职业技术学院 云南 昆明 650203)(2.中国铁建高新装备股份有限公司 云南 昆明 650215)

引言

超声波探伤是利用超声波在物体中的传播、反射和衰减等物理特性来发现缺陷的一种无损探伤的检测方法。由于超声波检测具有检测成本低、检测携带操作方便、检测无损伤、可检测大厚度构件、对人体和环境无害等优点而被广泛应用在机械加工制造业、钢铁冶金业、化工业等需要缺陷检测和质量控制的领域。为提高钢板对接焊缝缺陷检测效率，从而有效的评估焊缝质量，因此本文研究超声波探伤对钢板对接焊缝的检测设计具有实用意义。

一、超声波检测仪的选择及其工作原理

(一)超声波检测仪的选择

本文选择A型显示脉冲反射式超声波探伤仪作为检测设备。

(二)A型显示脉冲反射式超声波探伤仪工作原理

A型显示是将超声信号的幅度与传播时间的关系以直角坐标的形式显示出来，如图1所示，将横坐标的传播时间转变为传播距离，从而可通过横坐标确定缺陷的位置，由纵坐标的回波幅度来估算缺陷当量尺寸[1]。

在检测中，利用超声波信号的传播时间和回波幅度判断缺陷的位置和缺陷的大小。被检工件缺陷位置计算公式为[2-3]：

L=c*t/2

其中，c为超声波在被检工件中的传播速度。t为超声波探头接收到一次回波所经历的时间[4-5]。

图1 A型显示原理

T—始波 F—缺陷波 B—底波

二、对接焊缝缺陷检测探头

根据JB/T4730.3-2005中对钢板检测探头选用规定如表1。

表1超声波检测探头选用

三、对接焊缝超声波检测方法

(一)工件检测面准备

要求被检测表面探头移动区域的表面粗糙度Ra≤6.3微米，可通过机械打磨方式保持检测面的平整光洁。

(二)检测耦合方式

本文选用直接接触法，以机油作为检测耦合剂。

(三)斜探头K值的设定

对接焊缝检测探头K值的设定如表2：

表2斜探头的K值

(四)检测区域设定

焊接接头检测区域为：L=焊缝宽度+18mm。

(五)探头移动区域设定

焊接接头采用直射法和一次反射法检测，探头的移动区域为：2.5KT，其中K为探头K值，T为母材厚度。

(六)灵敏度设定

根据被检焊件的厚度为50mm，根据JB/T4730—2015规定，试块灵敏度设定如表3所示。

表3距离-波幅曲线的灵敏度(单位：mm)

被检焊件的厚度为50mm，可选用CSK-ⅢA试块调节灵敏度，则其灵敏度设定为：评定线灵敏度为φ1x6-6dB；定量线灵敏度为φ1x6；叛废线灵敏度为φ1x6+10dB。

四、焊缝质量检测结果分析

根据上文对接焊缝超声波检测的设定实测出的数据绘制出距离-波幅曲线，如图2所示。评定线与定量线之间(包括评定线为)I区，定量线与叛废线之间(包括定量线)为Ⅱ区，叛废线及其以上为Ⅲ区[6]。

超声波探伤对钢板对接焊缝缺陷记录如图3所示。

图2 距离-波幅曲线

图3 对接焊缝缺陷记录

综上所述，本文的设计了超声波探伤对钢板对接焊缝的检测，根据现实检测过程中，本设计具有缺陷检出效率高、缺陷检出可靠性以及操作方便的特点。