超聲波探傷儀的應(yīng)用介紹

鋼閘門檢測

      鋼閘門在水利工程中大量使用，主要以優(yōu)質(zhì)鋼板為基材，通過焊接手段制做而成，表面采用橡膠止水、防腐方式為表面進行噴沙除銹及熱噴鋅，廣泛應(yīng)用于水電站、水庫、排灌、河道、環(huán)境保護、污水處理、水產(chǎn)養(yǎng)殖等水利工程。鋼閘門的焊接質(zhì)量直接關(guān)系到閘門下游人民群眾生命、財產(chǎn)的安全，因此剛閘門的焊接質(zhì)量和焊接檢測方法至關(guān)重要。

超聲波探傷儀作為無損檢測檢測方法之一，是在不破壞加工表面的基礎(chǔ)上，應(yīng)用超聲波儀器或設(shè)備來進行檢測，既可以檢查肉眼不能檢查的工件內(nèi)部缺陷，也可以大大提高檢測的準確性和可靠性。
　　超聲波是一種機械波，有很高的頻率，頻率比超過20 千赫茲，其能量遠遠大于振幅相同的可聞聲波的能量，具有很強的穿透能力。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。由于能夠快速便捷、無損傷、精準地進行工件內(nèi)部多種缺陷的檢測、定位，并且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(xiàn)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，所以它的應(yīng)用越來越廣泛。
　　利用超聲波探傷，主要有穿透法探傷和反射法探傷兩種方式。穿透法探傷使用兩個探頭，一個用來發(fā)射超聲波，一個用來接收超聲波。檢測時，兩個探頭分置在工件兩側(cè)，根據(jù)超聲波穿透工件后能量的變化來判別工件內(nèi)部質(zhì)量。

反射法探傷高頻發(fā)生器產(chǎn)生的高頻脈沖激勵信號作用在探頭上，所產(chǎn)生的波向工件內(nèi)部傳播，如工件內(nèi)部存在缺陷，波的一部分作為缺陷波被反射回來，發(fā)射波的其余部分作為底波也將反射回來。根據(jù)發(fā)射波、缺陷波、底波相對于掃描基線的位置可確定缺陷位置；根據(jù)缺陷波的幅度可確定缺陷的大小；根據(jù)缺陷波的形狀可分析缺陷的性質(zhì)；如工件內(nèi)部無缺陷，則只有發(fā)射波和底波。
　　探傷過程中，首先要了解圖紙對焊接質(zhì)量的技術(shù)要求。鋼結(jié)構(gòu)的驗收標準是依據(jù)GB50205- 2001《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》來執(zhí)行的。標準規(guī)定：對于圖紙要求焊縫焊接質(zhì)量等級為一級時評定等級為Ⅱ級時規(guī)范規(guī)定要求做100%超聲波探傷；對于圖紙要求焊縫焊接質(zhì)量等級為二級時評定等級為Ⅲ級時規(guī)范規(guī)定要求做20%超聲波探傷；對于圖紙要求焊縫焊接質(zhì)量等級為三級時不做超聲波內(nèi)部缺陷檢查。
　　在此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(shù)計算，并且不小于200mm。對于局部探傷的焊縫
　　如果發(fā)現(xiàn)有不允許的缺陷時，應(yīng)在該缺陷兩端的延伸部位增加探傷長度，增加長度不應(yīng)小于該焊縫長度的10%且不應(yīng)小于200mm，當仍有不允許的缺陷時，應(yīng)對該焊縫進行100%的探傷檢查。另外還應(yīng)該知道待測工件母材厚度、接頭型式及坡口型式。一般地母材厚度在8- 16mm 之間，坡口型式有I型、單V型、X型等幾種形式。在弄清楚以上這此東西后才可以進行探傷前的準備工作。
　　在每次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(jié)果的準確性。

（1)探測面的修整：應(yīng)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(cè)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(jù)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(yīng)在焊縫兩側(cè)各修磨100mm。
（2)耦合劑的選擇應(yīng)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(jīng)濟，綜合以上因素選擇漿糊作為耦合劑。
（3)由于母材厚度較薄因此探測方向采用單面雙側(cè)進行
（4)由于板厚小于20mm所以采用水平定位法來調(diào)節(jié)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。為了大概了解缺陷的有無和分布狀態(tài)、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(zhuǎn)角掃查、環(huán)繞掃查等幾種掃查方式以便于發(fā)現(xiàn)各種不同的缺陷并且判斷缺陷性質(zhì)。
（6)對探測結(jié)果進行記錄，如發(fā)現(xiàn)內(nèi)部缺陷對其進行評定分析。焊接對頭內(nèi)部缺陷分級應(yīng)符合現(xiàn)行國家標準GB/T 11345- 2013《焊縫無損檢測 超聲檢測 技術(shù)、檢測等級和評定》的規(guī)定，來評判該焊否合格。如果發(fā)現(xiàn)有超標缺陷，向車間下達整改通知書，令其整改后進行復(fù)驗直至合格。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(zhì)進行準確的評判，只是根據(jù)熒光屏上得到的缺陷波的形狀和反射波高度的變化結(jié)合缺陷的位置和焊接工藝對缺陷進行綜合估判。

超聲波探傷儀缺陷防止措施

1） 氣孔。單個氣孔回波高度低，波形為單峰，較穩(wěn)定。從各個方向探測，反射波大體相同，但稍一動探頭就消失，密集氣孔會出現(xiàn)一簇反射波，波高隨氣孔大小而不同，當探頭作定點轉(zhuǎn)動時，會出現(xiàn)此起彼落的現(xiàn)象。產(chǎn)生這類缺陷的原因主要是焊材未按規(guī)定溫度干，焊條藥皮變質(zhì)脫落、焊芯銹蝕，焊絲清理不干凈，手工焊時電流過大，電弧過長等。防止這類缺陷防止的措施有：不使用藥皮開裂、剝落、變質(zhì)及焊芯銹蝕的焊條，生銹的焊絲必須除銹后才能使用。所用焊接材料應(yīng)按規(guī)定溫度烘干，坡口及其兩側(cè)清理干凈，并要選用合適的焊接電流、電弧電壓和焊接速度等。
2） 夾渣。點狀夾渣回波信號與點狀氣孔相似。條狀夾渣回波信號多呈鋸齒狀波幅不高，波形多呈樹枝狀，主峰邊上有小峰，探頭平移波幅有變動，從各個方向探測時反射波幅不相同。這類缺陷產(chǎn)生的原因有：焊接電流過小，速度過快，熔渣來不及浮起，被焊邊緣和各層焊縫清理不干凈，其本金屬和焊接材料化學(xué)成分不當，含硫、磷較多等。防止措施有：正確選用焊接電流，焊接件的坡口角度不要太小，焊前必須把坡口清理干凈，多層焊時必須層層清除焊渣；并合理選擇運條角度焊接速度等。
3） 未焊透。反射率高，波幅也較高，探頭平移時，波形較穩(wěn)定，在焊縫兩側(cè)探傷時均能得到大致相同的反射波幅。其產(chǎn)生原因一般是：坡口純邊間隙太小，焊接電流太小或運條速度過快，坡口角度小，運條角度不對以及電弧偏吹等。防止措施有：合理選用坡口型式、裝配間隙和采用正確的焊接工藝等。
4）未熔合。探頭平移時，波形較穩(wěn)定，兩側(cè)探測時，反射波幅不同，有時只能從一側(cè)探到。其產(chǎn)生的原因：坡口不干凈，焊速太快，電流過小或過大，焊條角度不對，電弧偏吹等。防止措施：正確選用坡口和電流，坡口清理干凈，正確操作防止焊偏等。
5） 裂紋?；夭ǜ叨容^大，波幅寬，會出現(xiàn)多峰，探頭平移時反射波連續(xù)出現(xiàn)波幅有變動，探頭轉(zhuǎn)時，波峰有上下錯動現(xiàn)象。熱裂紋產(chǎn)生的原因是：焊接時熔池的冷卻速度很快，造成偏析；焊縫受熱不均勻產(chǎn)生拉應(yīng)力。防止措施：限制母材和焊接材料中易偏析元素和有害雜質(zhì)的含量，主要限制硫含量，提高錳含量；提高焊條或焊劑的堿度，以降低雜質(zhì)含量，改善偏析程度；改進焊接結(jié)構(gòu)形式，采用合理的焊接順序，提高焊縫收縮時的自由度。