楊 年，宋瑞祥

（新余鋼鐵有限公司，江西 新余 338000）

在實際探傷過程中，超聲波能在均勻介質(zhì)中傳播，遇缺陷形成反射。此時，缺陷可以被看作新的波源，其發(fā)出的波被探頭接收，波峰曲線可以直觀顯現(xiàn)在屏幕上。缺陷越小，缺陷回波越不會擾亂探頭聲場[1]。材質(zhì)和焊接方法不同，會使焊縫表面不光滑，加之大多危險性缺陷都垂直于工件表面，因此，實際生產(chǎn)過程中超聲波檢測一般采用斜探頭在焊縫兩側(cè)與鋼板直接接觸時所產(chǎn)生的折射橫波來掃描探測。

超聲波檢測技術(shù)對缺陷的評定主要有3個方面的因素，即定位、定性、定量。由于缺陷對超聲波的反射特征受工件結(jié)構(gòu)、坡口形式、母材和焊材、焊接方法等方面的影響，在顯示屏上呈現(xiàn)了動態(tài)和靜態(tài)的波形圖，使評定結(jié)果的準(zhǔn)確性變得較低，加上無損檢測人員技術(shù)水平的差異，容易出現(xiàn)誤判，這為設(shè)備的使用和維護(hù)埋下較大的安全隱患。由此可見，在實際工作中，對缺陷性質(zhì)的準(zhǔn)確判斷對安全的保證具有十分重要的意義。

1 焊縫缺陷存在的幾種形式

焊接質(zhì)量對設(shè)備制作的質(zhì)量、運行、維護(hù)及安全性和可靠性有著直接影響。了解焊縫缺陷的種類和產(chǎn)生原因有助于提高結(jié)果的準(zhǔn)確率。焊縫缺陷中最典型的缺陷形式有氣孔、未融合、夾渣、未焊透、裂紋等，具體產(chǎn)生原因如下。

1.1 氣孔

焊接過程中焊接熔池溫度過高而吸收了過量的氣體，在熔池凝固之前未能及時從熔池中跑出而殘留在焊縫內(nèi)形成氣孔。

1.2 未融合

未融合是指焊接過程中焊接金屬與母材金屬之間未能完全融化結(jié)合在一起，形成了坡口面或?qū)娱g未融合，這個可能出現(xiàn)在焊縫的根部、坡口和層間。

1.3 夾渣

由于焊接前工件表面清理不干凈，或焊后有殘留，在焊縫金屬內(nèi)會有非金屬夾渣物存在，主要是焊條藥皮的殘留物，分為點狀和條狀。

1.4 未焊透

被焊工件加熱不足或加熱偏于一邊所造成的。這種缺陷會影響焊縫質(zhì)量，削弱焊縫的強(qiáng)度，嚴(yán)重的時候還會導(dǎo)致裂紋的產(chǎn)生。

1.5 裂紋

裂縫是指在焊接應(yīng)力及其他致脆因素的共同作用下，焊接接頭中局部地區(qū)的金屬原子結(jié)合力遭到破壞而形成的新界面所產(chǎn)生的縫隙。裂紋是最常見的一種嚴(yán)重缺陷，按發(fā)生條件和時機(jī)分為熱裂紋、冷裂紋、再熱裂紋和層狀撕裂4類。這些缺陷的存在影響了設(shè)備、工件的質(zhì)量和實用性，不同缺陷的危害程度不同，因此對缺陷的定性顯得非常重要，選擇正確的超聲波檢測參數(shù)對快速、準(zhǔn)確判斷出缺陷的類型具有實際意義。

2 超聲波檢測參數(shù)的選擇

在檢測缺陷時，要在焊縫的前后、左右移動探頭，這樣才能保證超聲波掃描到整個待檢區(qū)。通常要對待檢區(qū)的表面進(jìn)行修整，清除表面的焊接飛濺、鐵銹、凹坑、油漆等，以免影響聲波耦合和缺陷判定。

2.1 耦合劑的選用

在選擇耦合劑時，應(yīng)注意耦合劑需具備以下幾個性能：①良好的聲透性和合適的聲阻抗值；②耦合劑中不含固體粒子或氣泡，能增強(qiáng)潤滑作用，方便探頭移動；③保存和使用方便，無毒、無腐蝕性，不會對被測工件造成二次損傷；④檢測后容易清洗。需要注意的是，使用通用的探頭和耦合劑時，被檢工件表面溫度最高不得超過480℃。

2.2 探頭的選擇

為了保證檢測是純橫波檢測，對于鋼制材料而言，探頭入射角應(yīng)該滿足“在第一臨界角和第二臨界角之間”的要求。近幾年在實踐過程中發(fā)現(xiàn)，改用K值探頭可使缺陷的定位變得更加方便，比如K＝1、K＝2.5等。同時，選擇探頭時要注意以下3點：①主聲束能覆蓋整個焊縫截面；②聲束中心線盡量與危害性大的缺陷垂直；③保證探傷的靈敏度。

滿足以上條件后，還需根據(jù)現(xiàn)場實際，觀察工件的厚度來選擇對應(yīng)的K值——厚壁厚，選用K值小的探頭，縮短聲程，減小衰減，提高靈敏度；反之，選擇K值大的探頭，避免近場區(qū)的干擾，提高定位精度。

2.2.1 超聲波頻率的選擇

超聲波頻率越大，其波長越小，可檢測出的缺陷尺寸也越?。ㄒ话銥棣?2）。但實際工作中，焊縫中的危險性缺陷大都與超聲波入射方向成一定角度，頻率高，但探頭不易接收回波信號。為了保證檢測的靈敏度，超聲波頻率要適當(dāng)[2]。

2.2.2 其他參數(shù)的選擇

檢測過程中不單單靠探頭K值、頻率、耦合劑，還需根據(jù)工件的大小確定超聲試塊的類型，考慮探頭移動的方向、寬度、方式，被檢工件表面粗糙度狀況，檢測靈敏度等級等的影響。在實際工作中，檢測人員應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場環(huán)境和設(shè)備工作情況，對參數(shù)進(jìn)行合理的調(diào)控和選擇。

3 結(jié)束語

超聲波作為當(dāng)前最重要的無損檢測技術(shù)之一，是多種安全檢測的首選方式。但要做到對缺陷的性質(zhì)判定準(zhǔn)確、可靠，不僅要靠對設(shè)備結(jié)構(gòu)的熟悉、參數(shù)的合理選擇，還需要無損檢測人員在實踐工作中不斷積累經(jīng)驗和提高技術(shù)水平，總結(jié)焊縫缺陷的波形及其特性，這樣才能更有效地保證設(shè)備制造合格、運行安全、維護(hù)到位，同時還能為改善工藝技術(shù)、提高勞動效率提供科學(xué)有效的技術(shù)支持。

［1］全國鍋爐壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會.NB/T 47013—2015承壓設(shè)備無損檢測［S］.北京：新華出版社，2015.

［2］韓紅芹.超聲無損檢測技術(shù)在金屬材料焊接中的應(yīng)用研究［D］.吉林：吉林大學(xué)，2011.

［3］楊斌，劉國波.超聲波檢測技術(shù)在平板對接焊縫探傷中的應(yīng)用［J］.科技與創(chuàng)新，2017（20）：27-31.

［4］王云昌，江波.焊縫超聲波檢測定性分析的探討［J］.江西電力，2004（5）：6-7.

［5］黃磊，王長安，?；⑶?焊縫超聲波探傷中缺陷性質(zhì)的評估［J］.焊管，2005，28（3）：49-50.