超聲波探傷分析

楊道君 陳豫杰

（1、信陽市特種設備檢測檢驗所，河南 信陽464000 2、新鄉市鍋爐壓力容器檢驗所，河南 新鄉464000）

1 超聲波在鍋檢中的重要性

根據《壓力容器安全技術監察規程》規定：壓力容器的對接接頭進行全部或局部探傷，采用射線和超聲波兩種探傷方法進行時，其質量要求，按各自標準均合格時，方可認為探傷合格。在檢驗工作中，我們知道射線探傷時，對焊縫材料中的氣孔，灰渣等體積型缺陷檢測靈敏度較高，這主要是射線穿透工件時，對有無缺陷部位的衰減程度不同，在底片上反缺它的黑白差異很明顯。但超聲波探傷對這類缺陷檢測靈敏度就較低，所以常發生這類缺陷用射線探傷評為不合格的，而超聲波探傷則可能評為合格。相反，射線探傷對裂紋，未熔合這類線性(或面狀)缺陷，檢測靈敏度就較低，這主要是因為這類缺陷的幾何尺寸很小(指裂紋寬度方向)。而另一方面，射線束與裂紋面往往呈一定角度，因而射線對這類缺陷存在很大的漏檢性，而這種缺陷是對焊縫及設備危害最大，并且是不容許存在的。然而超聲波探傷對裂紋未熔合這種缺陷，其檢測靈敏度就較高。所以，當這類缺陷采用射線檢測合格，其超聲波探傷結果就可能被判為不合格，這便體現了超聲波撿測在鍋爐壓力容器檢驗中的重要性。

另外，超聲波探傷還具有成本低，在檢驗中勞動強度小，目前超聲波儀器向智能化、系統自動化、自動掃描、超聲成像等方向的發展，可逐步對缺陷進行定性，定位，定尺寸，定缺陷走向。

2 超聲波探傷儀的使用

筆者在使用數字式超聲波探傷儀后，對如何正確設置有關技術參數、調試和使用國產PXUT一280型數字式超聲波探傷儀，積累了一些經驗體會和工作實例。現敘述如下：

2.1 如何正確調試儀器

數字式超聲波探傷儀，在鍋爐、壓力容器、壓力管道的焊縫探傷應用較多，因此這里主要談談橫波探傷時的儀器調試方法。以國產探傷儀PXUT一280為例，方法如下：

按使用說明書要求測定探頭K值、前沿長度(入射點)。在CSK-IA試塊的半圓處初定位(水平定位和深度定位均可)，在CSK-IIIA試塊上做DAC曲線。

如果發現在做DAC曲線時水平定位或深度定位的儀器讀數與實測數值絕對誤差在lmm以上，必須對儀器定位進行修正：在"參數"菜單里逐步改變前沿長度、探傷頻率、K值等參數．使其最終滿足定位絕對誤差在lmm以內，這對探傷時的正確判斷(定性)和測量缺陷尺寸都是至關重要的。此時的調試應在CSK-IIIA試塊上進行。必須注意一般模擬電路超聲波探傷儀習慣用反射波的缺口作為該反射波的定位位置(這樣定位較準確)，而數字式超聲波探傷儀的自動定位位置是以該反射波波峰頂點作為定位位置的。

2.2 如何正確使用儀器

探傷過程中應采用單面雙側或雙面雙側探傷。探傷時對出現缺陷波的位置的另一側進行復探。在探傷儀顯示的水平定位和深度定位中以水平定位為依據對缺陷進行水平定位．如另一側的水平定位顯示同一位置有缺陷波時，可判斷為缺陷：另一側檢查沒有在該位置出現反射波顯示時．要分析原因．是否該位置因工件幾何形狀原因導致缺陷無法顯示，必要時使用不同K值的探頭。上述原因排除后，該現象可不評為缺陷。同時出現兩個或以上反射波時，要分別確認是否缺陷波形，以防漏檢。

3 超聲波探傷儀的使用實例

超聲波探傷中，常見的缺陷有：氣孔，夾渣，未焊透，裂紋和未熔合等。以下對這幾種缺陷進行分析。

3.1 氣孔型缺陷分析

單個氣孔的特點是：單峰、波峰陡，微擺探頭波峰急劇下降，探側對稱性好。群孔的特點是：多峰，占波寬，微擺探頭波峰高度交替，探測對稱性差。

3.2 夾渣型缺陷分析

夾渣的波型特點是：波峰毛糙，回波強度弱、遲頓一些，探側對稱性差。

3.3 未焊透型缺陷分析

當焊口根部成形平整時，一般無反射波或反射波強度較弱。當根部成形不良時，如透度較大、未焊透、單側未透、或成形不規則時，從焊口兩側或一側探傷，一般均有根部反射信號，其反射強度隨根部成形所構成的反射條件而異。

根部未焊透與單側未焊透的區分區分的方法是：焊口根部未焊透，從焊口兩側探傷均有反射信號，且對稱性好，構成端角反射，波峰包絡線陡直，一次波聲程提前，水平定位偏離焊縫中心靠近探頭一側；而焊口根部單側未焊透，一側探傷沒有反射信號，不能構成端角反射，另一側探傷才有反射信號，具有未焊透的波形特點。如果是焊口根部內凹，則波峰包絡線圓滑一些。兩側探傷基本對稱。

3.4 裂紋、未熔合缺陷型分析

焊縫根部裂紋的波型特點：裂紋如垂直于焊縫根部，探側對應性好(與存在角度有關)，波峰毛糙，回波聲程提前，熔合線裂紋或坡口未熔合缺陷的波型特點是：探測對稱性差，波峰毛糙，兩側水平定位評定時，一側探側波幅明顯高于另一側。

4 結論

從上述使用實例，可以看到超聲波具有勞動強度低、速度快輔助工作量少，對設備中危害性缺陷檢出率高等優點。所以在鍋爐壓力容器的檢驗中選用超聲波探傷對具有危害性的裂紋及來熔合等缺陷檢出可以取得好的效果。另外，超聲波探傷范圍隨著儀器及使用技術的進一步開發將會逐步擴大。如：小徑管焊縫超聲波探傷，各種角焊縫探傷等。所以，在鍋爐壓力容器檢驗中，應首選超聲波探傷，當無法采用超聲波探傷方法時，再考慮使用其它探傷方法。

[1]黃德勝.鍋爐角焊縫未熔合的超聲波檢測.

[2]劉志剛，肖世榮.鍋爐受熱面管焊口超聲波探傷要點分析.

[3]陳立.鍋爐壓力容器檢驗中的超聲波探傷.

[4]鄭文江.如何使用數字式超聲波探傷儀.