王芬

（中國(guó)中車(chē)長(zhǎng)江公司武漢分部　湖北武漢　430010）

前言

焊縫探傷主要指的是無(wú)損檢測(cè)，現(xiàn)階段，焊縫探傷主要方法包含了超聲波探傷、射線探傷、滲透探傷以及磁力探傷等多種類(lèi)型，其中超聲波探傷在焊縫探傷中占有重要地位，得到了社會(huì)各界的廣泛應(yīng)用。使用數(shù)字型超聲波探傷儀，可以對(duì)工件內(nèi)部存在的疏松、裂紋、夾雜、氣孔等多種缺陷進(jìn)行有效檢測(cè)，可以便捷、無(wú)損、快速的完成缺陷定位、評(píng)估以及診斷工作。

1　超聲波探傷特點(diǎn)及適用范圍

1.1　超聲波探傷特點(diǎn)

超聲波主要指的是超聲振動(dòng)在介質(zhì)中進(jìn)行傳播，其實(shí)質(zhì)是在彈性介質(zhì)中以波動(dòng)形式來(lái)傳播的機(jī)械振動(dòng)，超聲波頻率在400kHz以上。超聲波可以對(duì)厚度較大材料進(jìn)行探傷和檢測(cè)，其具有較快的檢測(cè)速度，投入費(fèi)用相對(duì)較低，可以定位、定量材料缺陷，對(duì)于危害性相對(duì)較大的面積缺陷來(lái)說(shuō)，其具有較高的檢測(cè)靈敏度。探傷波探傷主要指的是應(yīng)用超聲來(lái)透入金屬材料深處，在從一界面進(jìn)入另一界面時(shí)，利用界面邊緣反射，可以對(duì)零件缺陷進(jìn)行檢測(cè)，在超聲波束遇到金屬內(nèi)部的缺陷和零件底面出現(xiàn)反射波時(shí)，會(huì)有脈沖波形形成在熒光屏上，依照脈沖波形，可以對(duì)缺陷大小、位置進(jìn)行判斷。

在無(wú)損檢測(cè)中，超聲波探傷具有四種主要特點(diǎn)：①超聲波具有相對(duì)較好的指向性，且指向性隨著頻率的提升而增強(qiáng)；②在介質(zhì)中，超聲波在傳播過(guò)程中遇到界面會(huì)有反射情況出現(xiàn)；③超聲波具有衰減、散射、阻抗等特性，在應(yīng)用過(guò)程中，可以為其提供豐富信息數(shù)據(jù)，可以幫助超聲波得到廣泛應(yīng)用；④超聲波具有較大的傳播能量，在各種材料的使用中均具有較強(qiáng)的穿透力。超聲波探傷優(yōu)點(diǎn)十分明顯，但是在使用超聲波探傷技術(shù)時(shí)，為保證其應(yīng)用效果，需要操作人員具有豐富的操作經(jīng)驗(yàn)[1]。

1.2　超聲波探傷適用范圍

在工業(yè)無(wú)損檢測(cè)、工業(yè)構(gòu)件探傷中，超聲波檢測(cè)得到了十分廣泛的應(yīng)用。超聲波探傷適用于各種尺寸的軋制件、鍛件、鑄件以及焊縫之中，且不會(huì)受到材料的限制，無(wú)論是有色金屬、鋼鐵或是非金屬，利用超聲波探傷均能起到良好的檢驗(yàn)效果。在結(jié)構(gòu)件、機(jī)械零件、船體、電站設(shè)備、鍋爐以及壓力容器中，都可以采用超聲波探傷方法。在具體使用中，可以使用自動(dòng)化方式對(duì)材料硬度、材料厚度、晶粒度等方面進(jìn)行檢測(cè)，可以完成探傷工作。數(shù)字型超聲波探傷儀主要包含了A型探傷儀以及在其基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的B型探傷儀、C型探傷儀等，利用此類(lèi)儀器，可以得到多種方向反射面信號(hào)，可以得到內(nèi)部反射面三維顯示圖。

2　超聲波探傷標(biāo)尺面版在焊縫探傷中的應(yīng)用

2.1　背景概述

焊縫主要指的是使用焊接熱源高溫，熔化焊條連接接縫處金屬而形成的縫隙，如圖1所示。

結(jié)合圖1，在焊縫中，主要包含了對(duì)接焊縫、角焊縫等多種類(lèi)型，依照等級(jí)進(jìn)行劃分，對(duì)于二級(jí)焊縫，需要對(duì)每條焊縫長(zhǎng)度20%完成抽檢工作，保證其超聲波探傷大于200mm；對(duì)于一級(jí)焊縫，需要利用超聲波探傷方法對(duì)每條焊縫長(zhǎng)度100%進(jìn)行探傷檢測(cè)。隨著我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的加快、城市化進(jìn)程的持續(xù)推進(jìn)，無(wú)論是在建筑業(yè)或工業(yè)中，焊縫技術(shù)的使用都得到了明顯增加，而隨著焊縫探傷工作量的逐漸增加，探傷人員數(shù)量不足問(wèn)題已經(jīng)在我國(guó)各大城市中有所突顯，在我公司中，針對(duì)新進(jìn)探傷人員經(jīng)驗(yàn)不足、無(wú)法掌握距離-波幅曲線的情況，為其制定了超聲波探傷標(biāo)尺面版，以此來(lái)幫助新進(jìn)探傷人員解決缺陷定位、判定存在的困難，讓其快速投入工作之中，解決了人力資源問(wèn)題，為工作的順利進(jìn)行提供了保證。

其主要依據(jù)是在探頭一定條件下，K=tgT為定值，如果板厚是d，深度為b，水平距離為a，聲程為S，那么我們可以對(duì)其關(guān)系進(jìn)行描述，即：在一次波條件下，a=S·sinT，b=cosT；在二次波條件下，a=S·sinT，b=2d-S·cosT[2]。

2.2　具體操作

2.2.1面版繪制

在本文中，主要以30mm厚鋼板的探測(cè)為例進(jìn)行分析，現(xiàn)可作出假設(shè)，即在探頭前沿，其b為10mm，K為2，那么依照1：1.5的比例可以對(duì)掃描速度進(jìn)行調(diào)整。在選擇工作方式時(shí)，可以選擇單探頭來(lái)對(duì)工作狀態(tài)進(jìn)行收發(fā)處理，對(duì)探頭進(jìn)行有效連接；在探傷靈敏度得到滿足條件下，需要盡可能放置強(qiáng)度旋鈕于較低位置；需要對(duì)聚焦旋鈕進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，保證熒光屏波形的清晰度；需要對(duì)輝度旋鈕進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，保證亮度適中性；需要依照探傷對(duì)象工件具體厚度，對(duì)深度旋鈕進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，保證深度范圍選擇適當(dāng)性；需要對(duì)增益旋鈕所在位置進(jìn)行合理設(shè)置，需要對(duì)衰減器進(jìn)行有效調(diào)節(jié)；在CSK-ⅢA試塊上對(duì)探頭進(jìn)行移動(dòng)，找到20mm深孔最高反射波，對(duì)水平旋鈕進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，保證在熒光屏上30刻度位置可以出現(xiàn)20mm深孔脈沖前沿，移動(dòng)探頭需要對(duì)40mm深孔最大反射波進(jìn)行找出，觀察熒光屏上60刻度與其脈沖前沿位置偏差，如果在右邊偏差n，那么需要使用細(xì)調(diào)旋鈕向左移過(guò)2n，之后利用水平旋鈕，可以將其移動(dòng)回刻度處，如果在左側(cè)偏差n，那么需要利用深度細(xì)調(diào)旋鈕，向右移過(guò)60刻度n，之后利用水平旋鈕移回60刻度；需要使用20mm深孔最大反射波，對(duì)30刻度是否相符進(jìn)行核對(duì)；需要調(diào)節(jié)水平線性；需要對(duì)探頭進(jìn)行移動(dòng)，將其對(duì)準(zhǔn)10mm深孔，找到最高波調(diào)動(dòng)到幅度50%，對(duì)水平距離與dB值進(jìn)行記錄；需要對(duì)增益與衰減器旋鈕進(jìn)行固定，對(duì)20mm深孔、30mm深孔進(jìn)行分別探測(cè)，對(duì)最高波予以找尋，對(duì)水平距離與波幅予以記錄；將探頭和30mm深孔進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)，找到最高波調(diào)節(jié)衰減器，保證最高波可以達(dá)到滿幅度50%，對(duì)dB值進(jìn)行記錄；對(duì)增益與衰減器按鈕進(jìn)行固定，對(duì)40mm深孔、50mm深孔以及60mm深孔進(jìn)行分別探測(cè)，對(duì)最高波進(jìn)行找尋，對(duì)水平距離與波幅進(jìn)行記錄；依照H1/H2為10△H/20，可以對(duì)φ1×6-9dB、φ1×6-3dB以及φ1×6+5dB數(shù)值進(jìn)行確認(rèn)。其具體數(shù)值如表1所示。

結(jié)合表1相關(guān)數(shù)據(jù)，可以對(duì)標(biāo)尺面版進(jìn)行有效繪制，如圖1所示。

結(jié)合圖2，利用此標(biāo)尺面版，可以幫助新進(jìn)探傷工作人員完成焊縫探傷工作。

2.2.2面版應(yīng)用

圖2　標(biāo)尺面版

在標(biāo)尺面版的實(shí)際應(yīng)用中，需要明確數(shù)字型超聲波探傷儀垂直線性、水平線性的良好性，需要保證其具有較大的動(dòng)態(tài)范圍。同時(shí)，需要明確標(biāo)尺面版在使用過(guò)程中，應(yīng)用探頭與探傷儀需要經(jīng)過(guò)實(shí)測(cè)具有良好的匹配度，不能使用其他探頭儀器。利用CSK-ⅢA試塊可以對(duì)面版曲線進(jìn)行校準(zhǔn)，在此情況下，使得波高可以和校準(zhǔn)點(diǎn)相對(duì)準(zhǔn)。在對(duì)靈敏度進(jìn)行探傷檢測(cè)時(shí)，需要做到適當(dāng)放開(kāi)、掃查粗探，需要明確靈敏度位于基準(zhǔn)位置，然后對(duì)探頭進(jìn)行調(diào)整，觀察最大波所在區(qū)域。在判定缺陷時(shí)，需要明確在判廢線和Ⅲ區(qū)缺陷判廢內(nèi)存在反射波幅，在Ⅰ區(qū)需要進(jìn)行有效記錄，在Ⅱ區(qū)需要依照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)等級(jí)進(jìn)行評(píng)定，此評(píng)定線是準(zhǔn)測(cè)長(zhǎng)。在判定缺陷位置時(shí)，依照反射波所在位置，可以將縮短水平距離在橫軸中進(jìn)行直讀，在探頭，使用鋼尺可以對(duì)水平距離進(jìn)行直接測(cè)量，依照反射波和斜線交點(diǎn)，可以將缺陷深度在縱軸上進(jìn)行讀出。依照標(biāo)尺面版，可以對(duì)缺陷大小與缺陷位置進(jìn)行有效判斷，此種方法具有方便性、直觀性，在本公司中，老探傷工作人員共同對(duì)標(biāo)尺面版進(jìn)行有效制作，之后指導(dǎo)新進(jìn)探傷員進(jìn)行使用可以快速上手，進(jìn)而完成焊縫探傷工作，經(jīng)過(guò)實(shí)測(cè)，發(fā)現(xiàn)此種方法具有良好的應(yīng)用效果[3]。

3　結(jié)論

綜上所述，通過(guò)繪制超聲波探傷標(biāo)尺面版，可以幫助新進(jìn)焊縫探傷工作人員完成焊縫探傷工作，在保證超聲波焊縫探傷準(zhǔn)確性的同時(shí)，可以讓公司人力資源培訓(xùn)投入成本得到有效降低，可以有效解決當(dāng)前普遍存在的探傷工作人員經(jīng)驗(yàn)不足問(wèn)題，進(jìn)而促進(jìn)公司得到進(jìn)一步發(fā)展。