焊缝余高对超声波探伤的影响

实践经验 焊缝余高对超声波探伤的影响 田 　双 (大连市锅炉压力容器检验研究所 ,大连 　116013) EFFECT OF WELD REINFORCEMENT ON ULTRASONIC INSPECTION TIAN Shuang (Dalian Boiler & Pressure Vessel Inspection Institute , Dalian 116013 , China) 　　中图分类号 : TG115. 28 　　　文献标识码 :B 　　　文章编号 :100026656 (2002) 0520227202 　　焊缝面状况直接影响超声波探伤结果 ,因此 探伤前应清除焊接工件表面飞溅物、氧化皮和铁锈 等[1 ] ,但咬边、焊缝余高、焊缝表面沟槽和错口等很 难消除 ,甚至根本无法消除 ,只能在焊接时或组对时 加以控制。下面主要讨论焊缝余高对超声波探伤的 影响。 1 　焊缝余高过高时会出现的顶部盲区[2 ] 用斜探头一次波进行焊缝单面探伤时 ,顶部盲 区 (图 1 中的阴影区)随着探头前沿长度的增加和探 头 K 值的减小而增加。克服顶部盲区的方法是采 用小前沿、大 K 值的探头。 图 1 l0 ———探头前沿长度 　β———探头折射角 用斜探头一次反射波进行焊缝单面探伤时 (图 2) ,顶部盲区随着探头 K 值的增大而增加。克服顶 部盲区的方法是减小探头角度。 图 2 收稿日期 :2001204215 总之 ,不论采用一次波探伤 ,还是一次反射波探 伤 ,都可以通过改变探头前沿长度和探头 K 值或进 行双面双侧探伤来减小顶部盲区。 2 　焊缝余高过宽时会出现的焊缝中部盲区[2 ] 用斜探头一次波对中厚板焊缝进行双面双侧超 声波探伤时 (图 3) ,焊缝余高过宽会出现中部盲区。 中部盲区的面积随着探头前沿长度的增加和探头 K 值的减小而增加。克服中部盲区的方法是增大 探头角度和减小探头前沿长度。 图 3 3 　焊缝余高的存在影响缺陷的准确定位 在用一次反射波法探伤时 ,发现缺陷波后应根 据示波屏上缺陷波的位置来确定缺陷在实际焊缝中 的位置。缺陷定位方法分声程定位法、水平定位法 和深度定位法三种[3 ] 。下面以声程定位法来说明 余高对一次反射波探伤缺陷定位的影响。 当仪器按声程定位法 1∶1 调节扫描速度时 ,用 一次反射波探伤发现缺陷后 ,计算公式如下 (图 4) L f = x f ·sinβ df = 2 T - x f ·cosβ 式中 　L f ———缺陷至探头的水平距离 ·722· 第24卷第5期 2 0 0 2 年 5 月 无损检测 ND T Vol . 24 　No . 5 May 　2 0 0 2 © 1994-2012 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 图 4 　　　xf ———缺陷的声程 　　　df ———缺陷至探测面的深度 　　　T ———工件厚度 当考虑余高对一次反射波探伤缺陷定位的影响 时 ,计算公式为 L f = xf ·sinβ df = 2 T + 2 c - x f ·cosβ 式中 　c ———焊缝余高 推导过程如下 T + c = xf1 ·cosβ (1) T - df + c = x f2 ·cosβ (2) 式中 　xf1 , x f2 ———一次波和反射波声程 由式 (1)和 (2)可知 2 T + 2 c - df = ( x f1 + x f2) cosβ 2 T + 2 c - df = x f ·cosβ df = 2 T + 2 c - x f ·cosβ 4 　焊缝余高易产生边缘反射引起误判[3 ] 　　边缘反射来自焊缝的根部和顶部 (图 5) ,在整 个焊缝长度方向上都会出现 ,判断的方法是可把蘸 有耦合剂的手指放在可疑区并敲击 ,这时入射到焊 缝顶部或根部与母材结合处的声束会被手指所阻 挡 ,示波屏上的反射波随着手指的移动而上下波动。 图 5 5 　结论 以上讨论使我们认识到焊缝余高的存在对超声 波探伤有影响 ,有助于我们选择合适的探头 ,掌握区 分非缺陷波的方法 ,提高缺陷定位的准确性。在工 作中 ,对于要求比较高的焊缝 ,根据实际需要也可将 余高磨平 ,直接在焊缝上进行检测。 参考文献 : [1 ] 　JB 4730 —1994 ,压力容器无损检测[ S] . [2 ] 　梁启涵主编. 焊接检验[ M ] . 北京 :机械工业出版社 . [3 ] 　全国锅炉压力容器无损检测人员资格鉴定考核委员 会. 超声波探伤[ M ] . 北京 :劳动人事出版社 ,1989. (上接第 204 页) 随着微电子技术的发展和大规模集成电路的出 现 ,采用一些先进的检测技术平台 ,使飞机等装备的 原位检测趋向于综合化、自动化、数字化与智能化。 在飞机上由地面接口、插口连接方式实现的原位静 态与动态检测 ,将向机载自检状态和实时监测与监 控方向发展。 参考文献 : [1 ] 　中国人民解放军空军航空工程部军事译文出版社. 战 术航空工程学[ M ] . 北京 :军事译文出版社 ,1992. 73. [2 ] 　中国人民解放军空军装备技术部. 空军航空工程辞典 [ M ] . 北京 :中国科学技术出版社 ,1998. 52. [3 ] 　徐绪森 ,王宏继 ,甘茂治 ,等. 装备维修工程学 [ M ] . 北 京 :国防工业出版社 ,1994. 153. [4 ] 　中国人民解放军空军装备技术部. 空军装备技术工作 回顾与思考[ Z] . 北京 :中国人民解放军空军装备技术 部 ,1999. 140. [5 ] 　许占显 ,侯日立 . 飞机损伤原位检测 [ M ] . 北京 :海潮出 版社 ,1999. (上接第 221 页) 种度量。相对灵敏度被定义为输出电压信号 V out 峰2峰值与施加在探头上的输入 (或激励) 信号 V in 峰2峰值之比 ,即 S r = 20log10 V out V in dB (10) 　　测定相对灵敏度时 ,应采用探头中心频率的闸 门选通正弦脉冲作为激励信号源。脉冲的持续时间 要足以使探头达到稳态条件 ,要达到这样的稳定状 态 ,至少要使回波信号持续五周的均幅振荡。图 12 给出了液浸探头相对灵敏度的典型测量方法。 【例 8】　对于图 12 所示的激励信号和回波信 号 ,其相对灵敏度可按下式计算 V out = 5 格 ×100mV/ 格 = 500mV = 5 ×10 - 1V V in = 5 格 ×2V/ 格 = 10V 所以 S r = 20log10 5 ×10 - 1 10 = 20 ×( - 1. 3) = - 26dB 华云波译 　马铭刚校 ·822· 田 　双 : 焊缝余高对超声波探伤的影响 © 1994-2012 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net