射線檢測和超聲檢測對焊縫內同一缺陷檢測的結論差異

吉宏林， 孫光祥

(南通中遠川崎船舶工程有限公司， 南通 226005)

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射線檢測和超聲檢測對焊縫內同一缺陷檢測的結論差異

吉宏林， 孫光祥

(南通中遠川崎船舶工程有限公司， 南通 226005)

對平板對接焊縫內同一缺陷用射線和超聲分別進行檢測，并依據其各自的船舶行業標準CB/T 3558-2011和CB/T 3559-2011,對檢測結果進行了評級。結果表明,兩種無損檢測方法對焊縫內同一缺陷的檢測結論存在較大差異。

射線檢測； 超聲檢測； 對比

船體焊縫射線檢測(RT)的成本高于超聲波檢測(UT)，但船級社規范規定RT為船體焊縫的主要檢測方法。為了降低消耗、改進質量和提高經濟效益，筆者所在公司QC小組認為,在焊縫RT前先進行UT可提高RT的檢測合格率，此方法受到了重視并在現場采用。但是經過一段時期的試行，發現RT前先進行UT并未明顯提高RT的合格率，未達到QC小組的期望值。

經分析認為,有以下兩方面原因：① RT和UT對焊縫內同一缺陷檢出能力的差異。RT對體積型缺陷檢出率高；對面積型缺陷，其擴展方向與射線束一致時檢出率高。UT對面積型缺陷，尤其缺陷面較大且較粗糙或缺陷面與超聲束垂直時,檢出率高。② RT和UT對焊縫缺陷評級規則本身的差異。

筆者采用船舶行業標準CB/T 3558-2011《船舶鋼焊縫射線檢測工藝和質量分級》和 CB/T 3559-2011《船舶鋼焊縫超聲波檢測工藝和質量分級》對檢出的缺陷進行評級，以分析兩種檢測方法對焊縫內同一缺陷檢測的結論差異。

1　試驗對象、檢測儀器和技術等級

1.1試驗對象

對母材厚度為16 mm的鋼對接焊縫進行試驗。采用的焊接工藝是:藥芯焊絲，CO2氣體保護，X型坡口雙面焊。

1.2檢測儀器和技術等級

RT檢測儀器選用XXG-3005射線機。采用CB/T 3558-2011 B級檢測技術。使用AGFA C7膠片，檢測焦距600 mm，電壓200 kV，曝光時間2.5 min。

UT檢測儀器為PXUT-350+型超聲儀。采用CB/T 3559-2011 B級檢測技術。選用5P8×12K2斜探頭，采用直射法和一次反射法在焊縫單面雙側檢測。

2　檢測結果與分析

對同一焊縫缺陷分別采用RT和UT進行檢測，并依據其各自的船舶行業標準進行評級,以探討檢測結論存在的差異。

2.1單個圓形缺陷

焊縫內同一圓形缺陷的RT底片和UT最高波如圖1所示。

圖1　某圓形缺陷的RT底片和UT最高波

由圖1(a)可見,RT底片中顯示此圓形缺陷的長徑為11 mm，大于T/2。根據CB/T 3558-2011標準評定，此焊縫質量評為Ⅴ級，等級最低。

圖1(b)所示此圓形缺陷的UT最高波為二次波，在 Ⅱ 區，缺陷深度為9 mm。用6 dB法測長，指示長度為8 mm，根據CB/T 3559-2011標準評定，此焊縫質量評為 Ⅰ 級，等級最高。

UT檢測時，缺陷要評為 Ⅴ 級，應在以下兩種情況下：一是最高波在 Ⅱ 區，指示長度較長;二是最高波在Ⅲ區。缺陷最高波在哪個區域，與缺陷的大小、表面光滑程度和表面相對于入射波的角度有關。

根據標準，最高波在 Ⅱ 區，缺陷指示長度要超過20 mm才評為Ⅴ級。

CB/T 3559-2011中的DAC曲線是由φ3 mm×40 mm的橫通孔制作而成的。假設缺陷是球形，缺陷的直徑要達到某一值,其反射波才能與φ3 mm×40 mm的橫通孔同高。對圖1所示的缺陷，其聲程是51 mm，經計算，缺陷當量直徑要達到17 mm，其最高波才能達到Ⅲ區，才評為Ⅴ級。

2.2未焊透缺陷

焊縫內同一未焊透缺陷的RT底片和UT最高波如圖2所示。

圖2(a)中RT底片顯示的缺陷呈現一定寬度的直線帶，判定為未焊透，長度65 mm。根據CB/T 3558-2011標準評定，此焊縫質量評為Ⅴ級，等級最低。

圖2(b)中缺陷的最高波為一次波，在Ⅰ區，缺陷深度為8 mm。用絕對靈敏度法測長，指示長度為4 mm，根據CB/T 3559-2011判定，此焊縫質量評為Ⅰ級，等級最高。

圖2　某未焊透缺陷的RT底片和UT最高波

對長達65 mm的未焊透用UT進行檢測，只有一小段區域的反射波高于評定線，探傷人員很容易將它評為Ⅰ級，非危害性缺陷。

常規超聲檢測對缺陷定性是比較困難的，但經驗豐富的探傷人員可以找到未焊透反射波的一些規律。用絕對靈敏度法測長時，測到的缺陷長度只有4 mm，但繼續左右移動探頭，在同一深度處仍然存在反射回波，只是反射回波低于評定線，見圖3(a)。當反射回波低到如圖3(b)所示時結束測長，可得到同RT底片觀察到的未焊透長度。

圖3　絕對靈敏度法測長時測得的未焊透的波形示例

對X型坡口雙面焊，在焊縫中部同一深度出現有一定延伸長度的較低反射波，是未焊透的反射波。聲波在未焊透的表面類似鏡面反射，采用單斜探頭進行檢測時很容易漏檢。

2.3縱向裂紋1

裂紋在試板上做出：在X型坡口的試板中心制作兩處長20 mm的定位焊，用液壓機對定位焊施壓，使之出現縱向裂紋。采用適當的焊接線能量對試板進行焊接，使預制的兩處縱向裂紋保留在焊縫內。

焊縫內縱向裂紋1的RT底片和UT最高波見圖4。

圖4　縱向裂紋1的RT底片和UT最高波

如圖4(a)所示,RT底片中顯示的缺陷細長，有尖端，判定為裂紋，長度10 mm。根據CB/T 3558-2011進行評定，此焊縫質量評為Ⅴ級，等級最低。

如圖4(b)所示,此缺陷最高波為二次波，出現在Ⅲ區，缺陷深度為8 mm。根據CB/T 3559-2011進行評定，此焊縫質量評為Ⅴ級，等級最低。

對于縱向裂紋，其擴展方向與射線束一致，RT對其應有較高的檢出率。橫向裂紋檢出率與檢測角有關，此處不作討論。采用單斜探頭檢測焊縫縱向裂紋，聲束并不與反射面垂直從而得到了較高反射波，說明裂紋的反射面不光滑。如果很光滑，單斜探頭可能接收不到回波。

2.4縱向裂紋2

焊縫內縱向裂紋2的RT底片和UT最高波見圖5。

如圖5(a)所示,RT底片中沒有任何缺陷顯示。根據CB/T 3558-2011進行評定，此焊縫質量評為Ⅰ級，等級最高。

如圖5(b)所示,此缺陷最高波為一次波且在Ⅲ區，深度為12 mm。根據CB/T 3558-2011進行評定，此焊縫質量評為Ⅴ級，等級最低。

圖5　縱向裂紋2的RT底片和UT最高波

對于縱向裂紋2 ，采用RT沒有檢測出來，分析認為該裂紋的開口度或高度非常小，B級檢測技術無法檢出，但采用更高級別的檢測技術是可以檢出的。

3　結論

(1) 對單個圓形缺陷，RT對檢測結果的評定比UT嚴。在進行UT時，示波屏上出現的回波即使較低，比如低于評定線，檢測人員也應該小心，如果放過的話，在隨后的RT中也可能被判定為超標缺陷。

(2) 對于未焊透，RT對檢測結果的評定比UT嚴。對X型坡口雙面焊，在焊縫中部同一深度出現有一定延伸長度的較低反射波，是未焊透的反射波，UT容易出現漏檢。

(3) 對于縱向裂紋，RT應有較高的檢出率，但受B級檢測技術的限制，對于開口度和高度小到一定程度的縱向裂紋，RT檢測不出來。但同樣采用B級檢測技術，UT可以得到較高的反射波。

The Conclusion Differences in Radiographic Test and Ultrasonic Test of the Same Weld Flaws

JI Hong-lin， SUN Guang-xiang

(Nantong COSCO KHI Ship Engineering Co., Ltd., Nantong 226005, China)

In this paper, the same flaws in butt weld are tested using radiographic test and ultrasonic test, and the quality classifications are made according to ship standards CB/T 3558-2011 & CB/T 3559-2011. The results show that conclusions for the same weld flaws may exhibit big differences while using the two nondestructive test methods.

Radiographic test; Ultrasonic test; Contrast

2015-01-21

吉宏林(1982-)，男，工程師，碩士，主要從事船舶無損檢測與焊接工作。

10.11973/wsjc201510016

TG115.28

A

1000-6656(2015)10-0069-03