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管道焊缝数字超声波检测技术

数字超声波探伤仪是一种轻巧紧凑、携带方便的探伤仪,可以定位和评价材料的缺陷,测量壁厚。它携带方便,操作采用菜单方式和功能健方式,这样既能充分发挥仪器的功能又方便操作。同时它显示的图形是数字化的波形。
使用数字超声波探伤仪制作DAC曲线与传统超声波探伤仪有所不用,传统探伤仪是将曲线制作在屏幕上或画在坐标纸上,而数字超声波探伤仪制只要探测并记录规定次数不同孔深的回波,仪器就会自动绘制出曲线,并且可以根据不同壁厚和探头类型储存多条曲线。数字探伤仪可全面客观地采集存储数据,并对采集带的数据进行实时处理或后处理,对信号进行时域、频域或图像分析,还可通过模式识别对工件质量进行分级,减少人为因素的影响,提高了检测长度可靠性和稳定性。数字探伤仪的计算机系统可存储和记录检测原始信号和检测结果,对工件质量进行自动评价。对在用设备定期检测结果进行分析处理,为材料评价和寿命预测提供依据。它还具有多功能接口,可与计算机、打印机等外部设备连接通信。
以LKUT980型数字超声波探伤仪为例,使用2.5p13×13k3.0单体晶片斜探头对¢630×10mm的钢制管道对接焊缝进行检测。
了解被检件规格、材质、焊接方法、坡口型式、表面状态,以及施焊焊工平时焊接质量情况等。在探头的选择上原则应尽量利用一次波对焊缝进行检测,提高管道对街焊缝中根部缺陷的检出率,即大K值,段前沿,高频率。熟悉仪器操作,了解仪器面板上各按键功能、作用。
利用ⅡW2号标准试块,确定所用探头的入射点和前沿长度。将探头与探伤仪连接,校正“探头零点”,随后用CSK-ⅢA试块200mm深孔调节仪器水平。每次更换探头,均需重新进行“探头零点”校正。仪器的灵敏度调节主要通过面板左上方的增益直接调节键进行调节。仪器都调节好后,在探伤时可将灵敏度提高6dB。
设定“DAC曲线”=off、“DAC记录”=on。确定第一参考回波的灵敏度,此时,第一参考回波的最大幅值应位于满屏80%。在确定回波幅值为最大值后,按“DAC回波”键记录下第一个回波参考点。重复上述操作,分别记录10mm、20mm、30mm、40mm、50mm不同深度的回波参考点。在完成“DAC回波”操作,记录下所需的全部回波参考点后,将“DAC曲线”设置为on,仪器自动绘出一组DAC曲线。
缺陷定量:运用数字超声波探伤仪对缺陷定量,主要靠仪器本身报警和操作者的实际操作水平来判断。
      
图1 数字超声波探伤缺陷定量位置示意图
水平距离y(投影距离):从缺陷位置到探头入射点的投影距离。前沿距离Y(减少的投影距离):从缺陷位置到探头前沿的投影距离。垂直距离d(垂直深度):缺陷位置和探测表面之间的距离。通过屏幕上对以上数据值的显示结果就可以对缺陷定量。
缺陷定性:缺陷定性是一项比较复杂的工作,就钢质管道对接焊缝而言,使用数字超声波探伤仪,对于未焊透缺陷定性比较容易,可通过对缺陷定位与定量,并且通过缺陷位置功能对缺陷位置进行显示。对于其他类型的缺陷可以根据缺陷位置,埋藏深度,指示长度以及不同缺陷产生部位,焊接方法,材质来综合判定,同时也可以运用仪器其他功能帮助分析。
气孔缺陷波形尖锐。陡峭,当探头绕缺陷移动时,均有缺陷波出现,当探头沿焊缝水平移动时,如果单个气孔和针状气孔则缺陷波很快。如果连续气孔则连续不断出现缺陷波,如果密集气孔则出数个此起彼落的缺陷波。当探头垂直移动时,除针状气孔外,缺陷波很快消失。
夹渣为非金属杂物,对声波吸收大,在相同条件下探测时,其缺陷波比其它缺陷波低,波根较宽,有时呈树枝状。探头平行移动时,条状夹渣缺陷波会连续出现,探头作平行环绕移动,条状夹渣缺陷波失块,而块状夹渣在较大的范围内有缺陷波,在不同方向探测时,能获得不同的缺陷波。
未焊透缺陷波形与气孔波形大致相同,缺陷波高。不同的是探头沿焊缝平行移动时,在较大范围内,连续出现缺陷波,且在荧光屏的同一位置上。当未焊透深浅不一时,亦稍有变化,且幅度变化大,探头沿焊缝垂直移动时,缺陷波消失的快慢取决于未焊透的深度,探头作环绕移动时,缺陷波降低并最后消失。
缺陷定量和定性后,按JB4730.3-2005标准进行质量等级评定。

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