平板对接焊缝的超声波探伤方法
焊缝超声波探伤
焊缝超声波探伤锅炉压力容器和各种钢结构主要是采用焊接的方法制造。
为了保证焊缝质量，超声波探伤是重要的检查手段之一。
在焊缝探伤中。
不但要求探伤人员具备熟练的超声波探伤技术。
而且还要求探伤人员了解有关的焊接基本知识，如焊接接头型式，焊接坡口型式、焊接方法和焊接缺陷等。
只有这样，探伤人员才能针对各种不同的焊缝，采用适当的探测方法，从而获得比较正确的探测结果。
第一节 焊接加工及常见缺陷锅炉压力容器及一些钢结构件主要是采用焊接加工成形的。
焊缝内部质量一般利用射线和超声波来检测。
对于焊缝中的裂纹、未熔合等危险性缺陷，超声波探伤比射线更容易发现。
一、焊接加工l.焊接过程常用的焊接方法有手工电弧焊、埋弧自动焊、气体保护焊和电渣焊等。
焊接过程实际上是一个冶炼和铸造过程，首先利用电能或其他形式的能产生高温使金属熔化，形成熔池，熔融金属在熔池中经过冶金反应后冷却，将两母材牢固地结合在一起。
为了防止空气中的氧、氮进入熔融金属，在焊接过程中通常有一定的保护措施。
手工电弧焊是利用焊条外层药皮高温时分解产生的中性或还原性气体作保护层。
埋焊和电渣焊是利用液体焊剂作保护层。
气体保护焊是利用氩气或二氧化碳等保护气体作保护层。
2.接头形式焊接接头形式主要有对接、角接、搭接和T型接头等几种：如图7.1所示。
在锅炉压力容器中，最常见的是对接，其次是角接和T型接头，搭接少见。
3.坡口形式为保证两母材施焊后能完全熔合，焊前应把接合处的母材加工成一定的形状，这种加工后的形状称为坡西，坡口各部分的名称如图7.2所示。
根据板厚、焊接方法、接头形式和要求不同，可采用不同的坡口形式。
常见对接和角接接头的坡口形式如图7.3所示。
二、焊缝中常见缺陷焊缝中常见缺陷有气孔、夹渣、未焊透、未熔合和裂纹等，如图7.4所示。
1.气 孔气孔是在焊接过程中焊接熔池高温时吸收了过量的气体或冶金反应产生的气体，在冷却凝固之前来不及逸出而残留在焊缝金属内所形成的空穴。
产生气孔的主要原因是焊条或焊剂在焊前未烘干，焊件表面污物清理不净等。
超声波检测实际操作考试有关说明(平板焊缝)(0809).
平板对接焊缝超声波检测实际操作考试有关说明1 执行标准JB/T4730.3-2005。
2 实际操作的具体内容和要求2.1 入射点测定,测三次并求平均值;2.2 折射角(K值测定,测三次并求平均值;2.3 时基线调整,可按深度、水平距离或声程调整,并根据所探板厚,确定调整比例;2.4 用CSK-ⅠA、CSK-ⅢA试块测绘距离—波幅曲线:使用模拟仪器时可以采用分贝—距离曲线或分贝-面板曲线;使用数字仪器时采用波幅-面板曲线;2.5 调整仪器灵敏度,应符合JB/T4730.3-2005的规定;2.6 检测平板对接焊缝试件时,用草稿纸适时作好记录;注:检测平板对接焊缝试件时,应按探伤工作程序进行粗探、细探、双侧探测及斜平行扫查。
2.7 根据检测记录,填写报告。
3 考试时间3.1与锻件检测共90分钟(不包括写报告时间,每超时1分钟扣2分,不得超时5分钟;3.2写报告时间与锻件检测共20分钟。
4 有关报告填写的说明4.1 “学号”及“姓名”应如实填写。
4.2 “试件编号”填写试件上的钢印号;“试件厚度”据实填写。
4.3 “焊接方法”填写手工电弧焊或自动焊;“坡口型式”一律填写X型。
4.4 “仪器型号”和“探头规格”按所用的仪器和探头的规格填写。
4.5 “入射点测定”和“折射角(K值的测定”分别填写三次测量值及平均值。
4.6 “时基线调整”根据采用的深度、水平或声程,在其前的□中打√,模拟仪填上比例,数字仪填上探测范围。
4.7 “距离—波幅曲线”的填写4.7.1“声能损失补偿”规定为4dB;4.7.2根据所采用的分贝—距离曲线法、分贝-面板曲线法或波幅-面板曲线法,填写内容有所不同。
4.7.2.1采用分贝—距离曲线法时,将实测的Φ3×40横孔的dB值及考虑了声能损失补偿推算的ARL线、DRL线和MRL线的dB值,填入相应的表格中;四条线均应画在相应的坐标格线图中;“探伤灵敏度”应写入你应该采用的dB数。
超声波探伤第一节
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一、超声波探伤的概述
【例1】 示波屏上一波高为80mm，另一波高为20mm，前者比后者 高多少dB?
解：Δ=20lgH2/H1=20lg80/20=12dB 答：前者比后者高12dB。
c. 声阻抗（Z） 超声场中任一点的声压与该处质点振动速度之比为声阻抗，常用Z表示， 单位为克/厘米2·秒（g/cm2·s）。
R
Z2 Z2
Z1 Z1
2
0.99 12
0.99 1
0
T 4Z1Z2 4 0.99 1
Z1 Z2 2 0.99 12
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一、超声波探伤的概述
当界面尺寸很小时，超声波将绕过其边缘继续前进，即产生波的绕射， 如图3-7所示。
三、平板对接焊缝超声波探伤技术
1．焊缝中的常见缺陷 2．探伤方法 3．探伤条件的选择 4. 探伤仪的调节 5．扫查方式 6．缺陷位置的测定 7．缺陷大小的测定 8. 缺陷评定 9．焊缝质量的评定
4
（1）超声波的概念 频率高于20000Hz的机械波叫做超声波。
超声波是一种机械振动波。 听觉范围:声波频率在20Hz-2OkHz 次声波:频率小于20Hz的声波 超声波:频率超过2OkHz的声波 探伤常用的频率范围：1MHz～10MHz
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一、超声波探伤的概述
(2) 超声波入射到界面时的反射和折射 ①垂直入射异质界面时的透射、反射和绕射 当超声波从一种介质垂直入射到第二种介质上时，将在第一种介 质中产生一个与入射波方向相反的反射波，在第二种介质中产生与入 射波方向相同的透射波，如图3-6所示。
超声波焊点检测设备使用方法
超声波焊点检测设备使用方法
超声波焊点检测设备的使用方法主要包括以下步骤：
1. 接通电源开关，打开主机开关按钮。
2. 调节水平旋钮，使探头中心线与水平面垂直。
3. 将探头和被检工件放在平板上。
4. 按“开始”键，当屏幕显示“请等待...”，说明系统正在自检。
5. 当屏幕上出现“请继续”，说明系统进入自动探伤状态。
6. 根据屏幕提示按相应键盘键。
7. 待屏幕显示正常后即可开始工作。
8. 若需打印报告单可按打印键。
此外，使用超声波焊点检测设备时，需要注意以下事项：
1. 使用前要认真阅读说明书并按要求正确操作。
2. 每次开机必须用清洁液把机器擦拭干净。
3. 严禁用手触摸探头。
4. 发现异常立即切断电源并停止使用。
5. 本设备属高压电器产品，应严格遵守国家有关安全条例。
6. 本设备为非标准产品，不能作为生产依据。
如果在使用过程中遇到问题，建议联系专业人员或厂家进行维修和保养。
薄板对接焊缝超声波探伤方法的试验
薄板对接焊缝超声波探伤方法的对照洛阳市锅炉压力容器李清立关虹（洛阳锅炉压力容器检验所河南洛阳471000）一、前言在用压力容器中，一、二类在用压力容器检验中遇到了大量的板厚小于8mm以下的薄板对接焊缝的探伤。
按照关于《在用压力容器检验规程》的规定，对于焊接埋藏缺陷的检查，可以采用射线探伤或超声波探声抽查。
但这些容器很大一部分无人孔不能进入容器内部，按其现场条件和容器安装条件，无法采用双壁单投影射线探伤，只能采用超声波探伤，如果采取超声波探伤，又无适用的探伤标准，目前用于钢焊缝探伤的GB/T4730—2005《锅炉和钢制压力容器对接焊缝超声波探伤》和GB11345—89《钢焊缝手工超都必须波探伤方法和控伤结果分级》标准又只适用于8mm以上的钢焊缝探伤。
对于8毫米以下的薄板对接焊缝控伤，是否可以参照以上二个标准？本题就这个问题进行一系列实验，试验结果如下：二、试验内容与结果1、对比试块人工缺陷的选择参照GB/T4730—2005、标准以及ZBE98001—88《常压钢质油罐焊缝超声波探伤》标准，我们制作了板厚为6mm 的薄板试块，人工缺陷为 2×0.5×0.5×20和0.6×300长横槽三种，通过，我们选用了板厚6mm 的2×201）。
用CTS —22型超声波探伤仪。
5P9×9K2探头，制作的距离一波幅曲线。
如图（2）和表（1）。
图（1）表（1）4020 20 40 60 P图（2）2、距离——波幅曲线灵敏度的确定为了使检验8mm以下薄板焊缝时，不离开国家现有标准。
我们参照GB/T4730—2005标准和GB11345—89标准的精神，确定距离——波幅曲线灵敏度，见表（2）表（2）3、缺陷的定位8mm以下的薄板焊缝超声波探伤，在焊板一侧进行探伤时，为了能扫查整个焊缝截面，一般要采用多次反射法，如图（3）所示，根据几何三角形原理，多次反射法缺陷位置的确定可由下式计算。
无损检测——超声波探伤检测实施细则
无损检测——超声波探伤检测实施细则1.1超声波检测的目的检测压力容器和钢结构焊缝的缺陷，并确定缺陷位置、尺寸、缺陷评定的一般方法及检测结果的等级评定。
1.2适用范围本方法适用于压力容器和钢结构焊缝缺陷的超声检测和检测结果的等级评定。
本方法适用于母材厚度为8～300mm的铁素体类钢全焊透熔化焊对接焊缝的超声检测。
本方法不适用于铸钢及奥氏体不锈钢焊缝；外径＜159mm的钢管对接焊缝；内径≤200mm的管座角焊缝及外径＜250mm和内外径之比＜80%的纵向焊缝检测。
1.3超声波检测依据标准a.JB4730-94 《压力容器无损检测》b.GB11345-89 《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》1.4仪器设备A.探伤仪、探头及系统性能a.探伤仪采用A型脉冲反射式超声波探伤仪，其工作频率范围为1～5MHz，仪器至少在荧光屏满刻度的80%范围内呈线性显示。
探伤仪应具有80dB 以上的连续可调衰减器，步进级每挡不大于2dB，其精度为任意相邻12dB误差在±1dB以内，最大累计误差不超过1dB。
水平线性误差不大于1%，垂直线性误差不大于5%。
其余指标应符合国家现行有效规范规定。
b. 探头(1) 超声检测常用探头有单直探头、单斜探头、双晶探头、水浸探头、可变角探头和聚焦探头等。
具体划分应符合国家现行有效规范规定。
(2) 晶片有效面积一般不应超过500mm2，且任一边长不应大于25mm。
(3)单斜探头声束轴线水平偏离角不应大于2°。
主声束垂直方向不应有明显的双峰。
c. 超声探伤仪和探头的系统性能(1) 在达到所探工件的最大检测声程时，其有效灵敏度余量应≥10dB。
(2) 仪器和探头的组合频率与公称频率误差不得大于±10%。
(3) 仪器和直探头组合的始脉冲宽度：对于频率为5MHz的探头，其占宽不得大于10mm；对于频率为 2.5MHz的探头，其占宽不得大于15mm。
(4) 直探头的远场分辨力应大于或等于30dB，斜探头的远场分辨力应大于或等于6dB。
02超声波探伤
钢制压力容器对接焊缝超声检测工艺规程1 目的为标准超声波检测工作，明确各有关责任人的职责，保证检测质量，特制定本规程。
2 范围本规程规定了焊缝超声检测人员资格、仪器探头试块、检测范围、检测方式及查验结果的品级评定。
本规程适用于母材厚度为8－120mm 全焊透熔化焊钢对接焊缝的超声检测。
本规程不适用于铸钢及奥氏体钢焊缝，外径小于159mm钢管对接焊缝，也不适用于内外径之比小于80％的纵向焊缝检测。
本规程采纳A型脉冲反射式超声波探伤仪对钢制压力容器对接焊缝进行检测。
本规程按JB4730标准编制，符合《容规》和GB150的要求。
检测工艺卡是本规程的补充，必要时由Ⅱ级人员按合同要求编制，其检测参数规定得更具体。
3 职责检测人员必需通过培训，按《锅炉压力容器无损检测人员资格考核规那么》的要求，领导论和实际考试合格，取得相应品级资格证书的人员担任。
检测由Ⅱ级以上人员进行，I级人员仅作检测的辅助工作。
检测人员每一年应检查一次躯体，其矫正视力不低于超声波检测操作人员对检测结果和检测部位的正确性负责。
4 要求仪器、探头和试块仪器和探头现利用仪器为汕头超声仪器厂生产的CTS－23型仪器和探头，和金星电脑工程公司的QKS-958型数字式超声波探伤仪和探头。
a)仪器和探头的组合灵敏度：在达到所检工件最高声程时，其灵敏度余量应≥10dB。
b)衰减器精度：任意相邻12dB误差在±1 dB之内，最大累计误差不超过1 dB。
c)水平线性：误差不大于1％。
d)垂直线性：在荧光屏满刻度的80％范围内呈线性显示，垂直线性误差不大于5％。
e)探头⑴晶片有效面积除还有规定外一样不该超过500mm2，且任意一边长不大于25mm。
⑵斜探头声束轴线水平偏离角不该大于20，主声束垂直方向不该有明显的双峰。
⑶直探头的远场分辨力应大于或等于30 dB，斜探头的远场分辨力应大于或等于6 dB。
f)仪器和探头的系统性能应按ZBJ04001和ZBY231的规定进行测试。
钢结构典型焊缝的超声波检测
钢结构典型焊缝的超声波检测摘要：本文针对钢结构中比较典型的几种焊缝的超声波检测方法，介绍了对这几种焊接接头的扫查方式，并通过理论计算实现了对缺陷的准确定位。
关键词：钢结构超声波检测焊缝缺陷定位Ultrasonic Testing of Typical Weleded Joints of Steel Structures(No. 52 Institute of China North Industries Group CooperationYantai BranchYantai264003China)Abstract: In the paper,we introduce scinning mode of ultrasonic testing in typical weleded joints of steel structures ,and get the accurate location for defece according to the calculated gradient.Key words: Steel Structure Ultrasonic Testing Weleded Joints location of defece1、引言随着钢结构行业的快速发展和焊接技术的逐渐提高, 构造复杂化，大跨度、超高层钢结构日渐增多，焊缝焊接形式也日趋多样化。
无损检测作为控制焊接质量的主要手段起到至关重要的作用，而超声波检测以方便、经济、有效等优点被用来控制焊缝内部质量的主要方法。
但随着焊接形式的多样化，对焊缝的超声波检测带来了一些困难，有时对缺陷的定位问题也很难准确把握，怎样根据实际焊接形式采用合理的超声波检测方法需要我们针对问题逐渐完善。
2、钢结构典型焊缝的检测要点2.1对接焊缝对接接头是钢结构中最重要也是最为常见的的焊接形式，绝大部分对接接头采用全熔透焊接，要求焊缝与母材等强，探伤的要求也往往较高。
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第四章 焊缝超声波探伤
第二节 平板对接焊缝的超声波探伤方法
由于焊缝有增强量、表面凹凸不平，以及焊缝中危险性缺陷(裂缝、未焊透)大多垂直于板面，所以，对接焊缝超声波探伤基本方法一般都利用斜探头在焊缝两侧与钢板直接接触后
所产生的折射横波进行探测，见图4–4所示。
一、探测面的修整
为保证整个焊缝截面都被超声波束扫查到，探头必须在探测面上左
右、前后移动，为此，通常要对探测面进行修整。
探测面上的焊接飞溅、氧化皮、锈蚀等应清理掉。
清理的方
法可用铲刀、钢丝刷、砂轮等使钢板露出金属光泽。
探测面的修整宽度按GB11345–89标准规定：
a. 用一次(直射)波法扫查，则焊缝两测的修整宽度(探头移动区)应大于0.75P ：
P=2TK (4–1)
式中：T 为母材厚度；K 为斜探头折射角的正切(K=tg β)。
b. 用一次反射波法，在焊缝两面两侧扫查，故修整宽度大于1.25P ： 二、耦合剂的选用
为使超声波能顺利传入工件，在探伤前必须在探测面上涂上耦合剂，常用的耦合剂有机油、化学浆糊、水、甘油等。
耦合剂的选用应考虑：
① 工件表面光洁度和倾斜角度 ② 探测频率
③ 耦合剂的声透性能
④ 保存和使用的方便性
⑤ 经济性和安全等
各种耦合剂在工件表面光洁度较高时，其声透性能一般相差不大，当工件表面光洁度较差时，选用声阻抗较大的耦合剂，如甘油，可获得较好的声透性能。
三、探头的选择
探头选择主要指探头角度和频率的选择 1. 探头角度的选择
对于钢质材料，为保证纯横波探测，探头的入射角应在第一临界角(27.5°)和第二临界角(57°)之间，即27.5°＜α＜57°。
国内过去使用的探头均以入射角标称，如、30°、40°、45°、50°、55°等。
近年来，考虑到为使缺陷定位计算方便，故均改用K 值探头(K=tg β)如K=0.8、K=1、K=1.5、K=2、K=2.5、K=3等。
国外则普遍用折射角标称，如β=35°、β=45°、β=60°、β=70°、β=80°等。
为保证整个焊缝截面为声束覆盖，当用一次波和二次波探测时，探头的K 值尚须满足下式(见图4–5)：
K ≥
T
b a l
++ (4–
2)
图4–4 焊缝探伤一般方法
式中：a 为上焊缝宽度的一半；b 为下焊缝宽度的一半；l 为斜探头的前沿距离；T 为工件板厚。
从图4–5中可以看出：
图4–5 探头K 值选择
K
a y 1l +=
；K b
y 2= (4–3a) 为保证整个焊缝截面扫查，必须要求y 1+y 2≤T ，这样，
K
b a y y 21l
++=
+≤T K ∴≥
T
b a l
++ (4–3b)
如果y 1+y 2＞T ，则焊缝中间就有一小块棱形面积，无法为超声中心束扫查到，缺陷可能
漏检。
一般斜探头折射角根据工件厚度选择，原则上薄工件采用大折射角，这样，声程距离拉开，可提高分辨率和定位精度。
厚工件则采用小折射角，以减少打磨宽度；同时，可缩短声程，保证探测灵敏度。
另外，如果从探测垂直于板面的缝裂考虑，角度越大声束中心线与缺陷越接近垂直，则缺陷反射波越高，所以越有利。
各种焊缝探伤标准均对探头角度有具体规定。
JB1152–81标准规定的探头角度分别如表4–1。
表4–1 JB1152–81标准规定
2. 探测频率的选择
探测频率增高，则其波长减小，可检测的缺陷极限尺寸也小，一般为λ/2。
从这一角度出发，则频率增高，有利于缺陷检出。
另一方面，焊缝中的危险性缺陷大都与超声束入射方向成一定角度，在这种情况下，若频率过高，则缺陷的反射指向性也越好，回波反而不易被探头接收，故频率不宜太高。
焊缝探伤的探测率一般为2MHz ～5MHz 。
JB1152–81标准规定：探测频率一般采用2.5MHz ，板的厚度较薄时可采用5MHz 。
GB11345－89标准规定：检验频率f 一般在2－5MHz 范围内选择，推荐选用2－2.5MHz 公称频率检验。
四、探头移动方式
焊缝探伤中探头移动的基本方式有左右移动、前后移动、定点转动和环绕(即摆动)运动四种。
前后移动、左右移动和定点转动结合使用时，就成为锯齿形扫查。
除此之外，为检测
横向裂缝，还有斜平行扫查、交叉扫查和在焊缝上扫查。
为检测厚板中垂直于板面的裂缝和未焊透，须进行串列式扫查等。
焊缝探伤中常用的探头移动方法见图3–26至3–34。
一般使用锯齿形扫查来检查工件中缺陷的有无；使用左右扫查进行缺陷指标长度的测定；使用前后扫查，结合左右扫查可以找到缺陷的最高回波，进行缺陷定位和缺陷波高的测定；使用定点转动和环绕运动来推断缺陷的形状，进行缺陷性质的判定。
五、探测灵敏度的选定
探测灵敏度决定了检测缺陷的能力。
灵敏度高，检测缺陷的能力大；灵敏度低，检测缺陷的能力也低。
若要把焊缝中所有缺陷都能检查出来，灵敏度应选得越高越好，但实际上受工件材质、表面状况和仪器性能的限制，检测灵敏度有一定的限度。
同时，焊接构件的使用状态不同，质量要求亦不一样。
具体的探测灵敏度在标准中均有规定。
例如，JB1152–81
标准规定为φ2
×40–18dB(适用于板厚8～46mm)和φ2
×40
–14dB(适用于板厚＞46～120mm)等。
用K2斜探头对板厚为10～24mm对接焊缝中存在的自然缺陷进行探测，其缺陷反射波高测定的大致情况如表4–2所示。
根据表4–2可以大致推定：
用JB1152–81的检测灵敏度，当板厚＜46mm时可检测的自然缺陷约为1.5mm的气孔和2mm
表4–3 各种自然缺陷的反射波高
图4–6 焊缝自然缺陷和回波高度。