摘?要：適用于金屬材料制承壓設(shè)備用原材料或零部件和焊接接頭的超聲波檢測，從探頭的選擇到檢測的方法全過程論述。

關(guān)鍵詞：超聲波檢測;探頭的選擇;檢測

超聲波檢測

（一）管道焊接接頭檢驗(yàn)

適用于鐵素體類鋼制承壓管道單面焊接雙面成型的中厚壁管、中小徑薄壁管焊接接頭的手工A型脈沖反射法超聲波檢驗(yàn)。中厚壁管：外徑≥108mm、14mm≤壁厚≤160mm。中小徑薄壁管：32mm≤外徑≤159mm，4mm≤壁厚<14mm。

1. 探頭的選擇

（1）中、厚壁管：探傷頻率推薦選用2～2.5MHz探頭。在保證系統(tǒng)靈敏度的情況下，可以采用其他頻率的探頭。探測根部缺陷時，不宜使用折射角為60°左右的探頭。探頭的晶片尺寸的選擇要保證系統(tǒng)靈敏度。

（2）中小徑管：探頭頻率一般選擇5MHz。直射波掃查時，選用的探頭應(yīng)掃查到焊接接頭1/4以上的壁厚范圍。斜探頭折射角應(yīng)依據(jù)管壁厚度選擇，推薦管壁厚度4～8mm，探頭折射角73°～70°;8～14mm為70°～63°。

（3）探頭晶片尺寸：在保證晶片面積≤64mm2的前提下，推薦選用6×6mm、8×8mm、7×9mm。

（4）探頭前沿：管壁厚度≤6mm時，探頭前沿應(yīng)≤5mm，管壁厚度>6mm時可適當(dāng)增大。

探頭與檢驗(yàn)面應(yīng)緊密接觸，間隙≤0.5mm，若不能滿足應(yīng)進(jìn)行修磨。

2. 儀器設(shè)備的調(diào)節(jié)

（1）中厚壁管

a. 探頭入射點(diǎn)的測定及前沿的測量。b. 掃描速度的調(diào)節(jié)，可在RB-3型試塊上進(jìn)行，對于厚壁管道一般采用深度調(diào)節(jié)。c. 距離—波幅曲線的制作：距離—波幅曲線以所用儀器探頭在RB-3型試塊上實(shí)測的數(shù)據(jù)繪制;距離—波幅曲線的校驗(yàn)以所用的儀器和探頭在RB-3型試塊上進(jìn)行，校驗(yàn)應(yīng)不少于兩點(diǎn);探傷靈敏度不得低于評定線。

（2）中小徑薄壁管

a. 探頭參數(shù)及性能的測定：在DL—1型試塊上測定探頭的前沿、折射角、始脈沖占寬和探頭分辨力。b. 時基掃描的調(diào)節(jié)：在DL—1型專用試塊上調(diào)節(jié)時基線。c. DAC曲線的繪制：DAC曲線應(yīng)以所用探傷儀和探頭在DL—1型專用試塊上實(shí)測數(shù)據(jù)測繪。

被檢管子厚度≤6mm時，DAC測繪將h=5mm的Ф1mm通孔回波高調(diào)節(jié)到垂直刻度的80%，畫一直線（用于直射波檢驗(yàn)），然后降4db再畫一條直線（直射波檢驗(yàn)），然后降4db再畫一條直線（用于一次反射波檢驗(yàn)）。被檢管子厚度>6mm時，按DL/T8202.2—2019附錄D的方法劃Ф1通孔DAC曲線。掃查靈敏度為DAC曲線增益10db。

（3）測厚儀使用前必須進(jìn)行校驗(yàn)

使用過程中應(yīng)與被測試件良好接觸，并使用耦合劑;經(jīng)常更換電池，防止其泄漏液損壞儀器。

3. 工藝要求及探傷準(zhǔn)備

①聲波探傷前應(yīng)了解下列有關(guān)資料：焊件名稱、規(guī)格、材質(zhì)及性能;坡口型式、對口間隙及焊接中心位置;焊接工藝及熱處理規(guī)范。②對探測面的要求。③為了保證探頭與探傷面之間良好的接觸，焊縫兩側(cè)移動范圍內(nèi)的飛濺、銹蝕和氧化皮等必須清理干凈，表面應(yīng)打磨平滑。④如需檢驗(yàn)橫向缺陷，一般應(yīng)在去除余高的焊縫上探傷。去除余高的焊縫，應(yīng)焊縫打磨到與鄰近母材平齊。⑤打磨寬度的確定。

中厚壁管：a.當(dāng)采用直射波及一次反射波探傷時，探頭移動區(qū)應(yīng)大于1.25P，P=2Ttgβ，P—跨距，mm;T—管壁厚度，mm;β—探頭折射角，（°）。b.當(dāng)管壁較厚，采用直射波探傷時，探頭移動區(qū)應(yīng)大于0.75P。

中小徑薄壁管：管子壁厚為4～6mm，打磨寬度50mm;管子壁厚為6～14mm打磨寬度為100mm。

（二）鋼制承壓設(shè)備對接焊接接頭超聲檢測

1. 采用的標(biāo)準(zhǔn)試塊

CSK-ⅠA頭和儀器在試塊上實(shí)測的數(shù)據(jù)繪制而成，該曲線族由評定線、定量線和判廢線組成。評定線與、CSK-ⅡA、CSK-ⅢA和CSK-ⅣA。

2. 檢測面

a檢測區(qū)的寬度應(yīng)是焊縫本身，再加上焊縫兩側(cè)各相當(dāng)于母材厚度30%的一段區(qū)域，這個區(qū)域最小為5mm，最大為10mm。b探頭移動區(qū)應(yīng)清除焊接飛濺、鐵屑、油垢及其他雜質(zhì)。檢測表面應(yīng)平整，便于探頭的掃查，其表面粗糙度Ra應(yīng)小于等于6.3μm，一般應(yīng)進(jìn)行打磨。

3. 探頭K值（角度）

斜探頭的K值（角度）選取可參照下表的規(guī)定。條件允許時，應(yīng)盡量采用較大K值探頭。

4. 檢測頻率一般為2MHz～5MHz

5. 距離-波幅曲線的繪制

距離-波幅曲線應(yīng)按所用探定量線之間（包括評定線）為I區(qū)，定量線與判廢線之間（包括定量線）為Ⅱ區(qū)，判廢線及其以上區(qū)域?yàn)棰髤^(qū)。如果距離-波幅曲線繪制在熒光屏上，則在檢測范圍內(nèi)不低于熒光屏滿刻度的20%。

6. 距離-波幅曲線的靈敏度選擇

a. 壁厚為6mm～120mm的焊接接頭，其距離-波幅曲線靈敏度標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。b. 壁厚大于120mm～400mm的焊接接頭，其距離-波幅曲線靈敏度按表標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

c. 檢測橫向缺陷時，應(yīng)將各線靈敏度均提高6dB。d. 檢測面曲率半徑R≤W2/4時，距離-波幅曲線的繪制應(yīng)在與檢測面曲率相同的對比試塊上進(jìn)行。e. 工件的表面耦合損失和材質(zhì)衰減應(yīng)與試塊相同，否則應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行傳輸損失補(bǔ)償。在一跨距聲程內(nèi)最大傳輸損失差小于或等于2dB時可不進(jìn)行補(bǔ)償。f. 掃查靈敏度不低于最大聲程處的評定線靈敏度。

7. 檢測方法

a. 為檢測縱向缺陷，斜探頭應(yīng)垂直于焊縫中心線放置在檢測面上，作鋸齒型掃查。探頭前后移動的范圍應(yīng)保證掃查到全部焊接接頭截面，在保持探頭垂直焊縫作前后移動的同時，還應(yīng)作10°～15°的左右轉(zhuǎn)動。b. 對電渣焊焊接接頭還應(yīng)增加與焊縫中心線成45°的斜向掃查。

c. 為觀察缺陷動態(tài)波形和區(qū)分缺陷信號或偽缺陷信號，確定缺陷的位置、方向和形狀，可采用前后、左右、轉(zhuǎn)角、環(huán)繞等四種探頭基本掃查方式。

參考文獻(xiàn)：

[1]NB/T 47013.3-2015，承壓設(shè)備無損檢測 第3部分：超聲檢測[S].北京：新華出版社，2015.

作者簡介：李明超，中國能源建設(shè)集團(tuán)黑龍江能源建設(shè)有限公司。