焊缝超声波探伤中未焊透定量方法探讨.doc

焊缝超声波探伤中未焊透定量方法探讨 电厂对接焊缝超声波探伤中常常遇到焊缝根部未焊透缺陷的定量问题。超声波探伤中对缺陷大小的定量往往是根据缺陷波的高度来进行的,.而影响缺陷波高度的因素是多方面的,如缺陷的方向、形状、位置,使用的探头规格及仪器工作状态等。由于这些因素的影响,超声波探伤难以提供缺陷的真实尺寸,故引入“当量法”这一概念。目前缺陷定量多采用“当量法”。如SD6J7 -38标准中根部未焊透的定量就是采用。当量试块法,。该标准规定“采用SD一I型锯齿槽对比试块作为焊缝根部缺陷的对比测定。该试块用被探管材制作”。其采用的当量尺寸为1.5m m x 20 m m(深x长)的锯齿槽。但是由于受诸多因素影响,现场.不易配齐所需各种尺寸的对比试块。致使探伤人员常常按距离一波幅曲线进行根部缺陷的定量。此时的定量精度和判伤尺度在很大程度上取决子操作者的经验水平,一旦操作者忽视了探头K值对缺陷波高的影响,其定量结果就有一定的盲目性。那么根部未焊透缺陷用距离一波幅曲线定量是否可行?当采用不同K值探头探伤时判伤尺度如何掌握?定量结果与采用SD一3型对比试块结果是否相符?本文对此进行了探讨。 1理论依据 未焊透缺陷出现在焊缝根部,同时其方向、形状、位置基本是固定的。当仪器的工作状态确定后,影响缺陷波高的因素除缺陷大小外主要是探头K值。我们知道未焊透对超声波的反射类似于直角反射,故当不同K值的探头入射到未焊透焊缝中时其反射规律应与入射到直角中时相似。 图1为不同角度横波入射到直角中的反射系数。 由图1可知不同角度的探头入射到直角中的反射系数差异较大。也就是说对同一尺寸的未焊透采用不同K值探伤时缺陷波高度差异较大。如探头K值为。.0.65~1.54(33~57)时,反射系数最大,反射能量最强。探头K值为1.37(06。)时则最小。由此可见在对未焊透缺陷定量时探头K值的影响不容忽视。 2 实脸内容 2.1使用仪器设备-一仪器:CTS-2型超声波探伤仪。 探头:2.5P10 x16 K1:一D;2.SP l0 x 16 K1.5一D2。5P10 x l6 K 2.13一D;2.5P 10 x 16 K2.6一D 试块:CSK一1A CSK一2A标准试块:带有1 mm,1.5mm,2 mm,2.5mm深锯齿槽的对比试块。 试样:带有人工未焊透缺陷的平板焊缝试样。壁厚分别为16 mm,2 2mm,45mm。 祸合剂:机油。 2.2实验结果 四种不同K值探头的距离一波幅曲线如图2所示。 b 在对比试块上采用不同K值探头测试的超声波当量(1X 6),见表1 c 采用不同K值探头在未焊透试样上测得超声波当量(必1 x 6)见表2。 上表数据依三种壁厚试样测试结果整理而成;未焊透深度尺寸为实测值:长度从20-60mm;试样材质16mm,45 mm为公20#钢,22 mm为10CrMo910钢。 3 测试结果分析 3.1 将表2未焊透深度分别近似地看作1 mm,1.5 mm,2.0 mm,2.5m m,3.0 mm,它们在距离一波幅曲线上的位置如图3示。 图3中a、C、d、e线分别为未焊透深度l mm,l.5 mm,2.0 mm,2.5 mm, 3.2采用不同K值探头时判伤尺度确定 3.2.1 由图2可知,若不考虑探头K值的影响,仪以缺陷波高判伤,那么依距离一波幅曲线判伤时四科K嵘探头的判伤尺度均1*6+5dB。而此时未焊透深度分别为lmm一3dB,1 mm一ldB,2 mm+l dB,1.5 m m。因此可以看出这一判伤结果是极不合理的。 3.2.2 SDJ6-83标准对未焊透缺陷的判伤是以l.5 m m深锯齿槽作为当量尺寸。标准规定:“探伤时当发现根部未焊透时,改用折射角为45~50。(K1,~K1.2:)的探头,以SD一3型试块上深1.5m m,长2.mmm的锯齿槽的反射波作为对比灵每度”。I级焊缝判伤尺度为缺陷彼高》1.5 x 02锯齿槽反射波高。据此我们以1.sm m深未焊透作为判伤依据。此时不同K值探头的判伤尺度如下: K1,探头:》1 x 6+(10 dB-12 dB) K1.5:探头:》l x 6+(8dB~10 dB) k2.13:探头:1x 6+(2 d B-3 d B) K2.6:探头:1 x 6+(5 d B-6 d B) 依此判伤,无论采用那种K值探头探伤,均可将未焊透缺陷定量在1.5m m深时判废。实现了依距离一波幅曲线定量时判伤结果的统一。 3.3上述判伤尺度与SDJ67一83标准是否相符 由表1可知使用K:探头时SD一l型对比试块上1.sm m深槽反射当量为必l x 6+13 dB。此时相当于未焊透实际深度约为Zm m(见图3)。而我们所定判伤尺度为功1 x 6+(lod B~1