張峰

摘 ? 要：無(wú)損檢測(cè)是指在不破壞物體使用性能和內(nèi)部組織的基礎(chǔ)上，對(duì)物體進(jìn)行的檢查，所以無(wú)損檢測(cè)技術(shù)也稱非破壞檢測(cè)技術(shù)。在目前的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)中，超聲波檢測(cè)是最為常見的一種。文章通過(guò)分析超聲無(wú)損檢測(cè)在壓力容器焊縫檢測(cè)中的應(yīng)用，以期提高超聲無(wú)損檢測(cè)的應(yīng)用效果，提升壓力容器的性能，針對(duì)問(wèn)題提出相應(yīng)的解決辦法，促進(jìn)焊縫檢測(cè)領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展。

關(guān)鍵詞：超聲無(wú)損檢測(cè);壓力容器;焊縫檢測(cè)

壓力容器一般由棒材、鍛材、金屬板材以及鑄件構(gòu)成，這些原材料的質(zhì)量是影響壓力容器質(zhì)量的最重要因素，確保原材料質(zhì)量能夠充分保證壓力容器的使用安全性。除原材料質(zhì)量以外，制作壓力容器過(guò)程中的工藝及相應(yīng)的檢測(cè)技術(shù)，也是影響壓力容器質(zhì)量的重要因素。本文從焊縫檢測(cè)出發(fā)，探討利用超聲波檢測(cè)技術(shù)提高壓力容器質(zhì)量的發(fā)展策略。

1 ? ?超聲無(wú)損檢測(cè)簡(jiǎn)述

1.1 ?相關(guān)概念

以超聲波穿過(guò)試件發(fā)生透射、反射或散射為原理，對(duì)檢測(cè)對(duì)象進(jìn)行宏觀檢測(cè)、幾何測(cè)量以及力學(xué)性能變化、組織結(jié)構(gòu)等表征的檢測(cè)，稱為超聲無(wú)損檢測(cè)。

1.2 ?工作原理

在超聲無(wú)損檢測(cè)過(guò)程中，超聲儀器發(fā)出超聲波，超聲波入射到工件中，在有缺陷的焊縫中，超聲波發(fā)生反射，檢測(cè)設(shè)備中的探頭接受后，通過(guò)在熒屏上的波幅高低以及位置等信息判斷焊縫缺陷的位置和大小。通常情況下，超聲波進(jìn)入工件后會(huì)沿著原來(lái)的速度和方向繼續(xù)傳播，但是一旦工件中出現(xiàn)氣孔、裂紋等問(wèn)題，由于聲阻的差異，超聲波就會(huì)發(fā)生反射，利用超聲無(wú)損檢測(cè)儀器對(duì)反射后的超聲波進(jìn)行接收，就能夠達(dá)到檢測(cè)焊縫缺陷情況的目的。目前，超聲無(wú)損檢測(cè)在焊縫檢測(cè)中應(yīng)用較為廣泛，因其具有靈敏度高、速度快、成本低、準(zhǔn)確性好等優(yōu)勢(shì)[1]。

2 ? ?超聲無(wú)損檢測(cè)在壓力容器焊縫檢測(cè)中的應(yīng)用探討

2.1 ?氣孔

焊接過(guò)程中發(fā)生的物理及化學(xué)變化，容易使焊縫中產(chǎn)生氣體，如果氣體在金屬冷卻、凝固前未及時(shí)排出，則會(huì)導(dǎo)致焊縫中出現(xiàn)氣孔，氣孔屬于焊縫中危害較小的一種體積型缺陷。使用超聲波檢測(cè)焊縫中的氣孔時(shí)，超聲波會(huì)出現(xiàn)波形陡直尖銳、反射率高等現(xiàn)象。如果焊縫中有大量氣孔，則會(huì)在超聲波檢測(cè)儀器中出現(xiàn)一簇波幅高低不平的信號(hào)。如果壓力容器體型較大，使用的是單面焊雙面成型的焊接方法，則氣孔可能在焊縫中呈密集的鏈狀分布，形狀與“八”相似，將其稱為“八字孔”，所以，在檢查過(guò)程中要注意焊縫與儀器探頭的角度，要考慮所有氣孔的特征，避免出現(xiàn)漏檢的情況[2]。

2.2 ?夾渣

焊縫中的夾渣問(wèn)題會(huì)降低焊縫的性能及質(zhì)量，導(dǎo)致壓力容器的整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性降低，使用超聲無(wú)損檢測(cè)焊縫中的夾渣問(wèn)題時(shí)，當(dāng)超聲儀器上出現(xiàn)鋸齒狀、寬度較大的波形時(shí)，證明焊縫中存在夾渣。同時(shí)，儀器中的波形還有波峰圓潤(rùn)的特點(diǎn)，操作人員移動(dòng)超聲檢測(cè)儀器時(shí)，儀器上出現(xiàn)明顯的信號(hào)滾動(dòng)。當(dāng)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)儀器探頭的操作時(shí)，儀器上出現(xiàn)此起彼伏的超聲波浮動(dòng)。當(dāng)將探頭向不同方向移動(dòng)時(shí)，表現(xiàn)為不同波幅的變化。使探頭平行移動(dòng)時(shí)，儀器上表現(xiàn)出波幅有一定的變化，這是超聲無(wú)損檢測(cè)壓力容器焊縫中夾渣的現(xiàn)象，應(yīng)對(duì)不同缺陷問(wèn)題的超聲檢測(cè)表現(xiàn)有充分的了解，這樣才能促進(jìn)超生無(wú)損檢測(cè)在壓力容器焊縫檢測(cè)中的應(yīng)用[3]。

2.3 ?未焊透

受焊接工作人員技術(shù)水平以及工作經(jīng)驗(yàn)的影響，壓力容器焊縫經(jīng)常出現(xiàn)未焊透以及沒(méi)有實(shí)現(xiàn)有效融合等問(wèn)題，影響焊接工作質(zhì)量，這時(shí)利用超聲波儀器檢測(cè)未焊透及未熔合的問(wèn)題，能夠幫助焊接操作人員提高焊接質(zhì)量，避免壓力容器性能的下降。當(dāng)焊縫中出現(xiàn)未焊透問(wèn)題時(shí)，在超聲波檢測(cè)儀器上出現(xiàn)回?fù)芸焖俚默F(xiàn)象，儀器上迅速接收到反射回的超聲波，并且波形呈矩形形態(tài)，當(dāng)檢測(cè)焊縫兩側(cè)時(shí)，儀器上表現(xiàn)出的現(xiàn)象較為相似。如果沿著焊道進(jìn)行檢測(cè)，儀器中出現(xiàn)波幅變化不明顯的情況;如果使檢測(cè)探頭垂直于焊縫，轉(zhuǎn)動(dòng)探頭時(shí)，儀器上出現(xiàn)波幅變動(dòng)很快的現(xiàn)象，則說(shuō)明焊縫中存在未焊透的情況，需對(duì)焊接口進(jìn)行處理，以保證壓力容器的整體質(zhì)量和性能[4]。

2.4 ?未熔合

未熔合也是焊接過(guò)程中存在的質(zhì)量問(wèn)題之一，如果超聲無(wú)損檢測(cè)儀器上表現(xiàn)出與單個(gè)氣孔相似的連續(xù)波形，則證明未熔合的位置發(fā)生在焊接根部。從焊縫兩側(cè)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，如果焊縫未熔合，則檢測(cè)儀器上將出現(xiàn)兩側(cè)的波形各有不同，或者異?，F(xiàn)象僅發(fā)生在焊縫一側(cè)。由于方向性較強(qiáng)，所以，用不同k值探頭的超聲波檢測(cè)設(shè)備時(shí)，會(huì)表現(xiàn)出不同的波幅，且差異較大。

2.5 ?裂紋

裂紋也是壓力容器焊縫中常見的缺陷之一，超聲無(wú)損檢測(cè)設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)裂紋的有效檢測(cè)，當(dāng)焊縫中出現(xiàn)裂紋時(shí)，超聲波檢測(cè)儀器上將出現(xiàn)波幅較寬、較強(qiáng)的回波，有多峰現(xiàn)象。當(dāng)操作人員平行移動(dòng)探頭時(shí)，有連續(xù)出峰現(xiàn)象，轉(zhuǎn)動(dòng)探頭有位錯(cuò)現(xiàn)象。

3 ? ?結(jié)語(yǔ)

綜上所述，超聲無(wú)損檢測(cè)是目前焊縫檢測(cè)中應(yīng)用最多的檢測(cè)方式，超聲無(wú)損檢測(cè)能夠發(fā)揮出較大的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，將其應(yīng)用在壓力容器焊縫檢測(cè)時(shí)，能夠有效檢測(cè)出焊縫中存在的裂紋、氣孔、未焊透、未熔合以及夾渣等缺陷，幫助提升焊接質(zhì)量，提高壓力容器的整體性能。

[參考文獻(xiàn)]

[1]王猛，刁海波，馬晶晶.壓力容器不銹鋼復(fù)合層焊縫中復(fù)合層對(duì)超聲波檢測(cè)的影響[J].無(wú)損檢測(cè)，2019（4）：58-61.

[2]伏喜斌.壓力容器焊縫超聲TOFD檢測(cè)的COMSOL模擬[J].無(wú)損檢測(cè)，2018（7）：9-14.

[3]袁曙斌，曾琢鋼.超聲無(wú)損檢測(cè)在壓力容器焊縫檢測(cè)中的應(yīng)用[J].水電站機(jī)電技術(shù)，2015（8）：42-44.

[4]羅林.超聲無(wú)損檢測(cè)在壓力容器焊縫檢測(cè)中的應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2015（31）：728-729.