趙 飛，阮玉明，華 磊

(安徽強華電力工程檢測試驗有限公司，合肥 230000)

小徑管超聲檢測中偽缺陷的判別

趙 飛，阮玉明，華 磊

(安徽強華電力工程檢測試驗有限公司，合肥 230000)

通過對小徑管(外徑為 32～89 mm,壁厚為4～8 mm)超聲檢測中疑似缺陷檢測結(jié)果進行分析，并使用射線檢測方法進行驗證，總結(jié)了該類疑似偽缺陷的特征，證明了從兩側(cè)同時檢測時，水平定位在焊縫中心遠離探頭一側(cè)的疑似缺陷為偽缺陷。

超聲；回波；小徑管；偽缺陷

超聲檢測是對金屬或非金屬進行內(nèi)部質(zhì)量檢測的常用方法[1]，其原理是：使用超聲發(fā)射裝置和接收裝置，獲取高頻聲波信號在工件內(nèi)部的傳播情況；通過分析超聲回波信號的波幅和形態(tài)、入射波和回波之間的傳播時間、聲波在材料中的衰減情況等，判定工件內(nèi)部是否存在缺陷。

超聲檢測時，通常使用二次波(也稱“一次反射波”)。主要是因為普通斜探頭前沿長，一次波(橫波直射)無法探測到焊縫根部；而三次波會因聲束在大曲率曲面上多次擴散,難以判別缺陷[2]。

超聲檢測小徑管(外徑為 32～89 mm,壁厚為4～8 mm)的過程中，常會出現(xiàn)偽缺陷顯示[3]，影響操作者對真實檢測結(jié)果的判斷。筆者通過對小徑管超聲檢測疑似缺陷進行試驗分析，并用射線檢測方法驗證了偽缺陷，總結(jié)了該類型偽缺陷的特征。

1 檢測方法與檢測對象

1.1檢測設(shè)備

超聲檢測儀：友聯(lián)350+；超聲試塊編號：DL-1[4]；超聲探頭：自制。

1.2小徑管探頭的自制方法與校驗

選取超聲斜探頭的晶片尺寸為6 mm×6 mm，頻率為5 MHz，K值為2.5。

探頭的自制方法為：用800目砂紙包裹在φ60 mm×4 mm規(guī)格(外徑×壁厚)的管子外側(cè)，磨砂面朝外，將管子表面打磨至與超聲探頭緊密貼合，換1 200目砂紙打磨表面至平整光滑。

將超聲儀器和探頭連接，在超聲試塊DL-1上測出零點、聲速、K值等，并制作DAC曲線(距離-波幅曲線)。

打磨后的超聲探頭特性為：前沿5 mm；K值2.67；表面補償+3 dB。

該試塊聲速為3 210 m·s-1。對于壁厚大于6 mm的小徑管，使用通道1，將h=5 mm(h為標(biāo)準(zhǔn)孔的深度)通孔回波調(diào)節(jié)至垂直刻度的80%并記錄，將h=15 mm通孔回波調(diào)節(jié)至最高值，制作DAC曲線；設(shè)置DAC-6 dB和DAC-10 dB用于判定。

對于壁厚小于6 mm的管徑使用通道2，將h=5 mm的φ1 mm通孔回波高度調(diào)節(jié)到垂直刻度的80%，畫一條直線(用于直射波檢測)，下降4 dB再畫一條直線(用于一次反射波檢測)。

探頭經(jīng)校驗合格后，能準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)深度5 mm處φ1 mm的標(biāo)準(zhǔn)孔。

1.3檢測對象

檢測對象為某低溫再熱器小徑管焊縫，小徑管規(guī)格(外徑×壁厚)為φ60 mm×4 mm，材料為12Cr1MoVG，耦合劑為機油，焊接方式為GTAW(惰性鎢極氣體保護焊)，焊絲為TIG-R31，焊接溫度為15 ℃，焊后不進行熱處理。

某前包墻小徑管的規(guī)格(外徑×壁厚)為φ60 mm×10 mm，材料為12Cr1MoVG；焊接方式為GTAW+SMAW(惰性鎢極氣體保護焊+手工電弧焊)，焊材選用TIG-R31和R317，焊接環(huán)境溫度為15 ℃，焊后進行熱處理。檢測時機為焊后或熱處理后，檢測方法為超聲檢測，耦合劑為機油，檢測溫度為-5 ℃。

試驗采用平行掃查方式，掃查速度為不大于150 mm·s-1。用一次反射波區(qū)域定位檢測波，波形為單一波峰突起，聲程1…1。

對低溫再熱器焊縫的檢測結(jié)果表明：疑似缺陷位置在探頭正前方9.9 mm，定位在焊縫中心遠離探頭一側(cè)，深度為2.1 mm。單面雙側(cè)檢測結(jié)果表明，在焊縫對應(yīng)的另一側(cè)，定位疑似缺陷位置在焊縫中心遠離探頭一側(cè)。在對前包墻焊縫檢測時，出現(xiàn)相同現(xiàn)象的波幅。

2 檢測結(jié)果與分析

該偽缺陷回波的特點是水平距離顯示在焊縫的遠點側(cè)，一次回波無顯示，二次回波有較高單一波幅顯示，單面雙側(cè)檢測通常會有同等效果。偽缺陷超聲檢測原理如圖1所示(兩側(cè)同時探測水平定位在焊縫中心遠離探頭一側(cè)為偽缺陷，T為工件壁厚，L為水平定位距離)。

圖1 偽缺陷超聲檢測原理示意

偽缺陷的形成原因可能是在焊接過程中，電流過小或者焊接速度過快導(dǎo)致焊液跟母材結(jié)合不完全，也可能是近場區(qū)、波形轉(zhuǎn)換、變形波、雜波、表面波及根部成型不良等。

對低溫再熱器小徑管焊縫進行射線檢測時，技術(shù)參數(shù)為：透照厚度為15.9 mm，像質(zhì)計為Ⅰ型12號絲，對比試塊為Ⅰ型，透照方式為雙壁雙影。曝光參數(shù)為190 kV/5 (mA·min)[5]。

低溫再熱器焊縫射線檢測底片如圖2所示，可知該焊口在超聲顯示疑似缺陷位置無任何缺陷[6]。

圖2 低溫再熱器焊縫射線檢測底片

對前包墻焊縫進行射線檢測的技術(shù)參數(shù)為：透照厚度為TA=27.9 mm；像質(zhì)計為Ⅰ型9號絲；對比試塊為Ⅰ型；透照方式為雙壁雙影。曝光參數(shù)為270 kV/5 (mA·min)。

前包墻焊縫射線檢測底片如圖3所示，可知該焊口在超聲顯示疑似缺陷位置無任何缺陷。

圖3 前包墻焊縫射線檢測底片

3 結(jié)語

通過對小徑管超聲檢測疑似缺陷進行試驗分析，并用射線檢測方法驗證偽缺陷，總結(jié)了該類偽缺陷的特征。通過射線檢測驗證得出，從試件兩側(cè)同時檢測時，水平定位在焊縫中心遠離探頭一側(cè)的疑似缺陷為偽缺陷。

[1] NB/T 47013-2015 承壓設(shè)備無損檢測[S].

[2] 吳剛, 羅曉明，胡文杰,等.小口徑薄壁壓力管道對接焊縫超聲檢測[J].無損檢測, 2004,26(6):285-287.

[3] GB/T 11345-2013 焊縫無損檢測 超聲檢測 技術(shù)、檢測等級和評定[S].

[4] DL/T 820-2002 管道焊接接頭超聲檢驗技術(shù)規(guī)程[S].

[5] DL/T 821-2002 鋼制承壓管道對接焊接接頭射線檢驗技術(shù)規(guī)程[S].

[6] DL/T 869-2012 火力發(fā)電廠焊接技術(shù)規(guī)程[S].

DiscriminationofFalseDefectsinUltrasonicTestingofSmallDiameterPipes

ZHAO Fei, RUAN Yuming, HUA Lei

(Anhui Qianghua Electric Power Project Test and Experiment Co., Ltd., Hefei 230000, China)

Through analysis of the suspected defect by ultrasonic testing of small diameter tube, and the use of X-ray detection and verification, the characteristics of the suspected false defects were summarized. And it was concluded that if the test was performed at the same time from both sides, the one with its horizontal positioning being in the weld center of far away from the probe side was likely to be the pseudo defect.

ultrasonic; echo; small diameter tube;false defect

TG115.28

： A

：1000-6656(2017)09-0039-02

2016-12-14

趙 飛(1989-)，男，本科，助理工程師，主要從事電力工程檢測試驗方面的工作

趙 飛，897689395@qq.com

10.11973/wsjc201709009