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超聲波探傷儀在無損檢測焊接檢驗中的應用

文章分類:案例應用人氣:2,355 次訪問發表時間:2016-07-05

超聲波探傷儀的種類繁多,在實際的探傷過程,脈沖反射式超聲波探傷儀應用的最為廣泛。一般在均勻的材料中,缺陷的存在將造成材料的不連續,這種不連續往往又造成聲阻抗的不一致。由反射定理我們知道,超聲波在兩種不同聲阻抗的介質的交界面上將會發生反射,反射回來的能量的大小與交界面兩邊介質聲阻抗的差異和交界面的取向、大小有關。脈沖反射式超聲波探傷儀就是根據這個原理設計的。

目前便攜式的脈沖反射式超聲波探傷儀大部分是A掃描方式的,所謂A掃描顯示方式即顯示器的橫坐標是超聲波在被檢測材料中的傳播時間或者傳播距離,縱坐標是超聲波反射波的幅值。譬如,在一個鋼工件中存在一個缺陷,由于這個缺陷的存在,造成了缺陷和鋼材料之間形成了一個不同介質之間的交界面,交界面之間的聲阻抗不同,當發射的超聲波遇到這個界面之后,就會發生反射,反射回來的能量又被探頭接受到,在顯示屏幕中橫坐標的一定的位置就會顯示出來一個反射波的波形,橫坐標的這個位置就是缺陷在被檢測材料中的深度。這個反射波的高度和形狀因不同的缺陷而不同,反映了缺陷的性質。焊縫缺陷類型——

超聲波探傷實物對比試塊之缺陷位置明細

缺陷序號

缺陷類型

缺陷位置

1

焊縫邊沿缺陷

中間

1C

焊縫邊沿缺陷

中間

2

根部裂紋

中間

5

中部裂紋

中間

6

孔狀缺陷

中間

7

夾渣

中間

8

未融合

中間

11

根部未焊透

中間

13

中部未焊透

中間

14B

分層

中間

奧氏體、馬氏體、鐵素體

鐵素體:鐵素體是C溶于α-Fe中所形成的間隙固溶體,具有體心立方晶體結構,用字母F或者α表示.

奧氏體:奧氏體是C溶于γ-Fe中所形成的間隙固溶體.具有面心立方晶體結構,用字母A或者γ表示.

馬氏體:用M表示C在α-Fe中的過飽和固溶體。但并不是分為上馬氏體和下馬氏體,貝氏體才是分為上貝氏體和下

貝氏體,它可分為高碳馬氏體(板條狀馬氏體)和低碳馬氏體(片狀馬氏體)

超聲波探傷在無損檢測焊接質量中的作用

焊縫檢驗方法: 1,外觀檢查.2,致密性試驗和水壓強度試驗.3,焊縫射線照相.4,超聲波探傷.5,磁力探傷.6,滲透探傷.

關于返修規定:具體情況具體對待,總之要力爭減少返修次數在廠房建設及設備安裝中大量使用鋼結構,鋼結構的焊接質量十分重要,無損檢測是保證鋼結構焊接質量的重要方法。

超聲波探傷儀在無損檢測焊接檢驗中的應用

無損檢測的常規方法有直接用肉眼檢查的宏觀檢驗和用射線照相探傷、超聲波探傷、磁粉探傷、滲透探傷、渦流探傷等儀器檢測。肉眼宏觀檢測可以不使用任何儀器和設備,但肉眼不能穿透工件來檢查工件內部缺陷,而射線照相等方法則可以通過各種各樣的儀器或設備來進行檢測,既可以檢查肉眼不能檢查的工件內部缺陷,也可以大大提高檢測的準確性和可靠性。至于用什么方法來進行無損檢測,這需根據工件的情況和檢測的目的來確定。

聲波頻率超過人耳聽覺,頻率比20千赫茲高的聲波叫超聲波。用于探傷的超聲波,頻率為0.4~25兆赫茲,其中用得最多的是1~5兆赫茲。利用聲音來檢測物體的好壞,這種方法早已被人們所采用。例如,用手拍拍西瓜聽聽是否熟了;醫生敲敲病人的胸部,檢驗內臟是否正常;用手敲敲瓷碗,看看瓷碗是否壞了等等。但這些依靠人的聽覺來判斷聲響的檢測法,比聲響法要客觀和準確,而且也比較容易作出定量的表示。由于超聲波探傷具有探測距離大,探傷裝置體積小,重量輕,便于攜帶到現場探傷,檢測速度快,而且探傷中只消耗耦合劑和磨損探頭,總的檢測費用較低等特點,目前主要采用此種方法進行檢測。

接到探傷任務后,首先要了解圖紙對焊接質量的技術要求。目前鋼結構的驗收標準是依據GB50205-95《鋼結構工程施工及驗收規范》來執行的。標準規定:對于圖紙要求焊縫焊接質量等級為一級時評定等級為Ⅱ級時規范規定要求做100%超聲波探傷;對于圖紙要求焊縫焊接質量等級為二級時評定等級為Ⅲ級時規范規定要求做20%超聲波探傷;對于圖紙要求焊縫焊接質量等級為三級時不做超聲波內部缺陷檢查。

值得注意的是超聲波探傷用于全熔透焊縫,其探傷比例按每條焊縫長度的百分數計算,并且不小于200mm。對于局部探傷的焊縫如果發現有不允許的缺陷時,應在該缺陷兩端的延伸部位增加探傷長度,增加長度不應小于該焊縫長度的10%且不應小于200mm,當仍有不允許的缺陷時,應對該焊縫進行100%的探傷檢查,其次應該清楚探傷時機,碳素結構鋼應在焊縫冷卻到環境溫度后、低合金結構鋼在焊接完成24小時以后方可進行焊縫探傷檢驗。另外還應該知道待測工件母材厚度、接頭型式及坡口型式。在實際工作中要求探傷的絕大多數焊縫都是中板對接焊縫的接頭型式,一般母材厚度在8~16mm之間,坡口型式有I型、單V型、X型等幾種形式。下面主要就對焊縫探傷的操作做針對性的總結。

在探傷操作前都必須利用標準試塊(CSK-IA、CSK-ⅢA)校準儀器的綜合性能,校準面板曲線,以保證探傷結果的準確性。

1、探測面的修整:應清除焊接工作表面飛濺物、氧化皮、凹坑及銹蝕等,光潔度一般低于▽4。焊縫兩側探傷面的修整寬度一般為大于等于2KT 50mm,(K:探頭K值,T:工件厚度)。一般的根據焊件母材選擇K值為2.5探頭。例如:待測工件母材厚度為10mm,那么就應在焊縫兩側各修磨100mm。

2、耦合劑的選擇應考慮到粘度、流動性、附著力、對工件表面無腐蝕、易清洗,而且經濟,綜合以上因素選擇耦合劑。

3、由于母材厚度較薄因此探測方向采用單面雙側進行。

4、由于板厚小于20mm所以采用水平定位法來調節儀器的掃描速度。

5、在探傷操作過程中采用粗探傷和精探傷。粗探傷是為了大概了解缺陷的有無和分布狀態,定量、定位就是精探傷。使用鋸齒形掃查、左右掃查、前后掃查、轉角掃查、環繞掃查等幾種掃查方式以便于發現各種不同的缺陷并且判斷缺陷性質。

6、對探測結果進行記錄,如發現內部缺陷對其進行評定分析。焊接對頭內部缺陷分級應符合現行國家標準GB11345-89《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結果分級》的規定,來評判該焊否合格。

一般的焊縫中常見的缺陷有:氣孔、夾渣、未焊透、未熔合和裂紋等。到目前為止還沒有一個成熟的方法對缺陷的性質進行準確的評判,只是根據熒光屏上得到的缺陷波的形狀和反射波高度的變化結合缺陷的位置和焊接工藝對缺陷進行綜合估判。

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