对接焊缝超声波探伤中焊角干扰回波的判断_吴大军.doc

对接焊缝超声波探伤中焊角干扰回波的判断 摘要：在对接焊缝超声波探伤中，探伤仪屏幕上会经常出现一些影响缺陷判断的干扰回波，其中焊角反射干扰回波最为明显，针对超声波探伤中的焊角反射干扰回波的问题，对此总结了其产生原因极其特征，并提出了判断方法，大大提高了超声波探伤检测精度。 焊角干扰回波是指在荧屏上出现的非焊缝缺陷反射波形，超声波探伤的目的是检测焊缝缺陷，并且尽可能的对其作出准确的定量、定位及定性。因此研究焊缝焊角干扰回波的产生原因和特征，避免其危害作用，区分与识别缺陷波和焊角干扰回波显得尤为重要。 1 研究焊缝焊角干扰回波的起因 在对接焊缝超声波探伤过程中，经常会遇到由焊缝结构、仪器、探头以及耦合不良等因素引起的反射回波，这些反射回波不是焊缝内部缺陷引起的真实反射波形。这种波形称为干扰回波或者伪缺陷波。由于干扰回波的存在，严重影响了对焊缝缺陷的准确判断，增加了对缺陷判断的复杂性，容易造成误判和漏判。为了表征焊缝干扰回波的影响，比较准确的判断焊缝内部缺陷，必须结合仪器、探头及焊缝结构进行综合判断。在各种干扰回波中，由焊缝的焊角所引起干扰回波是超声波探伤中经常出现的。对此总结了对接焊缝超声波探伤中最常见的焊角干扰回波的产生原因和判别方法，以加深探伤人员对其特征的认识与掌握，简捷地排除干扰，准确地判定缺陷，并对其他类型的干扰波作出正确的分析与判断。 2焊角回波的分析与判断 2.1焊角回波的产生原因焊角回波的产生原因主要是焊角处轮廓法线方向与超声波主声速入射方向相同或者相近，部分声能沿着原路径返回，其反射信号被探头接收，在示波屏幕上显示为回波。 图1(a)为焊缝余高过大，引起焊角处突变过渡示意图。当使用某一范围内K值探头进行探伤时，其声波入射方向与焊角处轮廓法线方向相同或者相近，产生焊角回波。而且由于凹面反射的聚焦作用，焊缝余高越大，聚焦面越大，反射声能越集中，焊角回波越强。对于自动焊缝，焊缝余高虽然不大，但焊角处常会突变过渡，同样会产生焊角回波。如果焊缝余高很小，几乎没有聚焦作用，而且反射面小，其焊角反射回波信号微弱，在正常灵敏度条件下则不足以引起焊角回波。当焊缝余高不大，且焊角处平坦过渡时，如图1(b)，焊角处轮廓法线方向与声波入射方向夹角很大，不容易产生焊角回波。 2.2焊角回波特征及判断方法 1)焊角回波具有单侧检测特征，只有远离探头的焊角才会产生焊角回波，即焊角回波只能在于其相对的一侧才能探测到。图1(c)靠近探头侧的焊角由于其轮廓法线方向与超声波主声速入射方向几乎垂直，不产生焊角回波。而焊趾裂纹和咬边反射在焊缝两侧均可探测到，根据这种特性采用焊缝单面双侧法探测予以甄别。 2)焊角回波在屏幕上最大回波位置所代表的深度与水平距离与焊角位置基本相同。一般情况下，一次波发现的焊角回波深度应等于或者大于2倍母材厚度T，焊趾裂纹和咬边反射的深度应该符合下式：一次波h≤T；二次波h≤2T。但是由于仪器误差、检测误差等原因，或者母材厚度减薄、对接口错边、不等厚板对接等原因，焊角回波也可能小于母材厚度，此时易与缺陷反射波混淆，这种情况应该结合焊缝结构实际情况仔细探伤区别。. 3)二次波检测时，可以用手指沾油拍打远离探头侧的焊角，焊角回波会明显跳动。 4)探头沿焊缝方向平行移动时，焊角回波的水平及深度位置基本不变，回波波幅变化不太剧烈，而焊趾裂纹和咬边反射回波波幅变化剧烈，波峰尖锐，位置可能会发生变动。 5)在对本钢发电厂高压车间22号炉主给水管及省煤气包墙管管道对接焊缝进行超声波探伤检测中，母材为φ219×18(如图4)，采用TUD360超声波探伤仪、水平调节灵敏度φ1×6－9dB、2.5P13×13K2斜探头。在A侧探伤时，荧屏上深度16mm处出现反射回波，波峰尖锐，水平和深度位置变化明显，粗判为根部未焊透，现场施工人员说明焊缝坡口加工时不对称产生错边后，在B侧探伤相同部位时，荧屏上深度18mm处出现反射回波，波峰平稳，水平和深度位置无明显变化。综合分析后判定此反射波为焊缝根部错边所引起的焊角反射干扰回波，后经X光射线探伤证明超声波探伤判定正确。 3结论 1)需要对荧屏上出现的所有波形进行全面分析与判断。2)对于某种波形要全面分析它的特征，绝不可以单凭一个或者两个特征下结论。某种波形是缺陷波就应该具有该缺陷波形的所有特征，即便由于某些原因造成部分特征表现不明显，也不应该出现与缺陷波相矛盾的波形特征。某种干扰回波即使出现与缺陷波相同特征，也一定会出现与缺陷波相矛盾的波形特征。 3)精确定位，合理选择和使用仪器、探头、耦合剂等，探伤前熟悉焊缝实际结构，单面双侧探伤检测，拍打相应部位等都是正确鉴别真伪缺陷回波的有效方法。 4)超声波探伤是一门复杂的检测技术，只要掌握正确的分析与判断方法，而且注重实践比对和经验积累，就能够准确地对缺