1、第第一一章章 焊縫超聲波探傷焊縫超聲波探傷 鍋爐、壓力容器、壓力管道和各種鋼結構主要是采用焊接方法制造的。為了保證焊接質量，超聲檢測是檢測焊接接頭缺陷并為焊接接頭質量評價提供重要數據的主要無損檢測手段之一。為了能夠合理的選擇檢測方法和檢測條件，不僅要求檢測人員具備熟練的超聲波探傷技術，檢測人員還應了解有關焊接的基本知識，如焊接接頭形式、焊接坡口形式、焊接方法及工藝、焊接缺陷等。只有這樣，探傷人員才能針對各種不同的焊接接頭，采用適當的檢測方法，獲得比較正確的檢測結果。本章主要結合JB/T4730.3-2005來詳細介紹焊接接頭的超聲波檢測方法。1 1.1 .1 焊接加工及常見缺陷焊接加工及常見缺

2、陷 鍋爐壓力容器及一些鋼結構主要是采用焊接加工成形的。焊縫內部質量一般利用射線和超聲波了檢測。對于焊縫中的裂紋、未熔合等危險缺陷，超聲波探傷比射線更容易發現。1 1.1.1 .1.1 焊接加工焊接加工1 1）焊接過程）焊接過程 常用的焊接方法有手工電弧焊、埋弧自動焊、氣體保護焊和電渣焊等。 焊接過程實際上是一個冶煉和鑄造過程，首先利用電能或其他形式的能產生高溫使金屬熔化，形成熔池，熔融金屬在熔池中經過冶金反應后冷卻，將兩母材牢固的結合在一起。為了防止空氣中的氧、氮進入熔融金屬，在焊接過程中通常有一定的保護措施。手工電弧焊是利用焊條外層藥皮高溫時分解產生的中性或還原性氣體作保護層。埋弧自動焊和電

3、渣焊是利用液體焊劑作保護層。氣體保護焊是利用氬氣或二氧化碳等保護氣體作保護層。 焊接是指通過加熱或加壓，或兩者兼用，并且用或不用填充材料，使工件達到原子結合的一種加工方法。常用的焊接方法有熔焊、壓焊、釬焊和特種焊接等。雖然新焊接方法不斷出現，但應用最廣泛的仍是熔焊，特別是在特中設備生產過程中。所以，超聲檢測的主要對象是熔焊焊接接頭，如焊條電弧焊（Shielded Metal Arc Welding），埋弧焊（Submerged Arc Welding）、氣體保護焊（Gas Metai Arc Welding）、鎢極氬弧焊（TIG）等形成的焊接接頭。焊接過程實際上是一個冶煉和鑄造過程，首先利用電

4、能或其他形式的能量產生高溫是金屬熔化，形成熔池，熔融金屬在熔池中經過冶金反應后冷卻，將兩種工件牢固地結合在一起。 焊條電弧焊（SMAW）是指用手工操縱焊條進行焊接的電弧焊方法。焊條由焊芯和藥皮兩部分組成，焊接時焊芯可作為電極和填充材料，藥皮在高溫下分解產生中性或還原性氣體作為保護層，防止空氣中的氧、氮進入熔融金屬，同時藥皮可對焊縫金屬起脫氧、脫硫，向焊縫滲入合金元素，調節焊縫金屬凝固和冷卻速度等作用。焊條電弧焊應用廣泛，主要不足是通常每條焊道焊后都必須清除熔渣，勞動強度大；焊接質量受焊工操作水平和體力影響嚴重。值得注意的是，其形成的焊接接頭是特種設備超聲檢測的重要對象 埋弧焊（SAW）是利用焊

5、劑做保護層，電弧在焊劑層下加熱并熔化金屬，利用電氣和機械裝置控制送絲和移動電弧的焊接方法。主要用于碳素鋼、低合金鋼、耐熱鋼及不銹鋼焊縫的水平位置焊接，適用與厚度20mm以上的縱縫、環縫焊接，也可進行不銹鋼和低合金鋼的帶極堆焊，在鍋爐、壓力容器和船舶制造中應用廣泛。 氣體保護焊（GMAW）是利用氬氣或二氧化碳等保護氣體作保護層的電弧焊方法。其中，氬弧焊通常適用于0.55mm范圍的薄板或管子的全位置焊接和堆焊，還經常使用與鍋爐及壓力容器重要受壓元件焊縫根部的打底焊，從而確保焊縫根部質量。用二氧化碳氣體或其他混合氣體作為保護氣體的電弧焊，在鍋爐、壓力容器制造中，如一些支座角焊縫、容器附件、膜式水冷壁

6、的焊接，已逐步取代電弧焊。2 2）接頭形式）接頭形式 焊接接頭形式主要有對接、角接、搭接和T型接頭等幾種；在鍋爐壓力容器中，最常見的是對接，其次是角接和T型接頭，搭接少見。3 3）坡口形式）坡口形式為保證兩母材施焊后能完全熔合，焊前應把接合處的母材加工成一定的形狀，這種加工后的形狀稱為坡口，根據板厚、焊接方法、接頭形式和要求不同，可采用不同的坡口形式。1 1.1.2 .1.2 焊縫中常見焊接缺陷焊縫中常見焊接缺陷 焊縫中常見缺陷有氣孔、夾渣、未焊透、未熔合和裂紋等，1.氣孔 氣孔是在焊接過程中焊接熔池高溫時吸收了過量的氣體或冶金反應產生的氣體，在冷卻凝固之前來不及逸出而殘留在焊縫內形成的空穴。

7、產生氣孔的主要原因是焊條或焊劑在焊前未烘干，焊件表面污物清理不凈等。氣孔大多呈球形或橢圓形。氣孔分為單個氣孔、鏈狀氣孔和密集氣孔。2.未焊透 未焊透是指焊接接頭部分金屬未完全熔透的現象。 產生未焊透的主要原因是焊接電流過小，運條速度太快或焊接規范不當（如坡口角度過小，根部間隙過小或鈍邊過大等）。未焊透分為根部未焊透、中間未焊透和層間未焊透等。3.未熔合 未熔合主要是指填充金屬與母材之間沒有熔合在一起或填充金屬層之間沒有熔合在一起。產生未熔合的主要原因是坡口不干凈，運條速度太快，焊接電流過小，焊條角度不當等。未熔合分為坡口面未熔合和層間未熔合。4.夾渣 夾渣是指焊后殘留在焊縫金屬內的熔渣或非金屬

8、夾雜物。產生夾渣的主要原因是焊接電流過小，速度過快，清理不干凈，致使熔渣或非金屬夾雜物來不及逸出而形成的。夾渣分為點狀和條狀。5裂紋 裂紋是指在焊接過程中或焊后，在焊縫或母材的熱影響區局部破裂的縫隙。按裂紋成因分為熱裂紋、冷裂紋和再熱裂紋等。熱裂紋是由于焊接工藝不當在施焊時產生的。冷裂紋是由于焊接應力過高，焊條焊劑中含氫量過高或焊件剛性差異過大造成的。 常在焊件冷卻到一定溫度后才產生，因此又稱延遲裂紋。再熱裂紋一般是焊件在焊后再次加熱（消除應力熱處理或其他加熱過程）而產生的裂紋。按裂紋的分布可分為焊縫區裂紋和熱影響區裂紋。按裂紋的取向可分為縱向裂紋和橫向裂紋。焊縫中的氣孔、夾渣是立體型缺陷，危

9、害性較小。而裂紋、未熔合是平面型缺陷，危害性大。在焊縫探傷中，由于加強高的影響及焊縫中裂紋、未焊透、未熔合等危害性大的缺陷往往與檢測面垂直或成一定的角度，因此一般采用橫波探傷。1.2 中厚板對接焊縫超聲波探傷中厚板對接焊縫超聲波探傷1.2.1 探測條件的選擇探測條件的選擇 1）探測面的修整工件表面狀況的好壞，直接影響探傷結果。因此，應清除焊接工件表面飛濺物、氧化皮、凹坑、銹蝕及油污等。一般使用砂輪機、銼刀、鋼絲刷、磨石、砂紙等對探測面進行修整，表面粗糙度Ra一般不大于6.3m。焊縫兩側探測面的修整寬度P一般根據母材厚度確定。厚度為846mm的焊縫采用二次波（一次反射法）探傷，探測面修整寬度為

10、P12KT+50（mm） （1.1）厚度大于46mm的焊縫采用一次波（直射法）探傷，探測面修整寬度為 P2KT+50（mm） （1.2）JB/T4730.3-2005中5.1.4條規定如下： 采用一次反射法檢測時，探頭移動區應大于或等于1.25P； 或 中：P跨距，mm; T母材厚度，mm; K探頭K值； 探頭折射角，（0）。2PKT2 tanPT 采用直射波法檢測時，探頭移動區應大于或等于0.75P。2）耦合劑的選擇 在焊縫探傷中，常用的耦合劑有機油、甘油、漿糊、潤滑脂和水等。目前實際探傷中用的最多的是機油與漿糊（現在多為纖維素化學漿糊）。從耦合效果看，漿糊與機油差別不大，不過漿糊有一定的粘

11、性，可用于任意姿勢的探傷操作，并具有較好的水洗性。用于垂直面或頂面探傷具有獨到的好處。3）頻率選擇 焊縫的晶粒比較小，可選用較高的頻率探傷，一般為2.55.0MHz。對于板厚較小的焊縫，可采用較高的頻率；對于板厚較大，衰減明顯的焊縫，應選用較低的頻率。4）K值選擇探頭K值的選擇應從以下三個方面考慮。 (1)使聲束能掃查到整個焊縫截面； (2)使聲束中心線應盡量與主要危險性缺陷垂直； (3)保證有足夠的探傷靈敏度。 一般的焊縫都能滿足使聲束掃查整個焊縫截面。只有當焊縫寬度較大、K值選擇不當時才會出現掃查不到的情況。 用一、二次波單面探測雙面焊縫時 d1=(a+l0)/K, d2=b/K其中一次波

12、只能檢測到d1以下的部分（受上部余高的限制），二次波只能檢測到d2以上部分（受下部余高的限制）。為保證能檢測到整個檢測區域截面，必須滿足 d1d2T，從而得到：0ablKT (9-3) 式中 a上焊縫寬度的一半，mm； b下焊縫寬度的一半，mm； l0探頭的前沿長度，mm； T焊縫母材厚度，mm； K斜探頭K值。 對于單面焊焊縫，b可忽略不記，此時： 0alKT 一般斜探頭K值（角度）可根據工件厚度來選擇。薄工件采用大K值，以便避免近場區探傷，提高定位、定量精度。厚工件采用小K值，以便縮短聲程、減小衰減、提高檢探傷靈敏度，同時還可以減小探頭移動區域、減小打磨寬度。實際探傷時，可按表1.1選擇K

13、值。在條件允許的情況下，應盡量采用大K值探頭。表1.1 斜探頭K值選擇探傷時要注意，K值常因工件中的聲速變化和探頭的磨損而產生變化，所以探傷前必須在試塊上實測K值，并在以后的探傷中經常校驗。實際探傷中，常用CSK-A和CSK-A等試塊來測定探頭的K值。5）探測方向的選擇(1)縱向缺陷：為了發現縱向缺陷，常采用以下三種方式進行探測。 a:板厚T=846mm的焊縫，以一種K值探頭用一、二次波在焊縫單面雙側進行探測。 b:板厚46T120mm的焊縫，以一種或兩種K值探頭用一次波在焊縫雙面雙側進行探測。 c:板厚T100mm的焊縫，除以兩種K值探頭用一次波在焊縫兩側進行探測外，還應加用K1.0探頭在焊

14、縫單面雙側進行串列式探測。(2)橫向缺陷：為了發現橫向缺陷，常采用以下三種方式探測： a:在已磨平的焊縫及熱影響區表面以一種（或兩種）K值探頭，用一次波在焊縫兩面作正反兩個方向的全面掃查。 b:用一種（或兩種）值探頭的一次波在焊縫兩面雙側作斜平行探測。聲束軸線與焊縫中心線夾角小于100。 c:對于電渣焊中的“八字”形橫裂，可用K1探頭在450方向以一次波在焊縫兩面雙側進行探測。1 1.2.2 .2.2 掃描速度（時基線比例）的調節掃描速度（時基線比例）的調節 調節掃描速度的方法有三種，即聲程法。水平法和深度法。在用K值探頭探傷焊縫時，最常用的是后兩種。當板厚小于20mm時，常用水平法。當板厚大

15、于20mm時，常用深度法。聲程法多用于非K值探頭。1.1.聲程法聲程法聲程法是使示波屏水平刻度值直接顯示反射體實際聲程。焊縫探傷中常用CSK-A、W2和半圓試塊來調整。2.2.水平法水平法該方法能使示波屏水平刻度值直接顯示反射體的水平投影距離。焊縫探傷中常用CSK-A、CSK-A、CSK-A和半圓試塊等來調整。（1）CSK-A試塊橫孔反射法 該方法是利用CSK-A試塊上不同距離的1mm6mm兩個短橫孔來調整時間掃描線，為了減小誤差，其中A孔應在近場外，B孔接近最大聲程。具體調整方法如下：1）測出探頭的入射點和K值。2)把示波屏上的始脈沖先左移約10mm。3）將探頭對準橫孔A，找到最高回波A，量

16、出水平距離L1、調微調旋鈕使A波前沿對準水平刻度L1，并作好標記（可用儀器上的標距點標出）。4）后移探頭，找到B孔最大回波B，量出水平距離L2，若B波的讀數Y和L2不符，應算出二者差值： X= L2-Y 若X為正值，應將B波向大讀數移動，當B、A兩孔深度比為2時，順時針轉動微調旋鈕，將B波調至Y+2X。若X為負值，應將B波向小讀數移動Y2X。 5）用脈沖移位旋鈕將B波調至L2，再前移探頭，找到A波，若A波正對L1，這時水平1：1就調好了。若A波不是正對L1 ，則應利用A、B波反復調至與讀數相符。該法同時調好了零位。3.深度法此方法是使示波屏水平寬度值直接顯示反射體的垂直深度。焊縫探傷中常用CS

17、K-A、CSK-A、CSK-A、RB和半圓試塊等來調整。下面介紹利用CSK-A來調整的方法。 探頭分別對準A、B兩橫孔。反復調節脈沖位移和微調，使兩孔的最高回波分別對準水平刻度d1、d2即可。如果要求精確，應扣除橫孔半徑對應的深度值1 1.2.3 .2.3 距離波幅曲線的繪制與應用距離波幅曲線的繪制與應用 缺陷波高與缺陷大小及距離有關，大小相同的缺陷由于距離不同，回波高度也不相同。描述某一確定反射體回波高度隨距離變化的關系曲線稱為距離波幅曲線。它是AVG曲線的特例。 距離波幅曲線由定量線、判廢線和評定線組成。評定線和定量線之間（包括定量線）稱為區，定量線與判廢線之間（包括定量線）稱為區，判廢線

18、及其以上區域稱為區。不同板厚范圍的距離波幅曲線的靈敏度見表7.2。 距離波幅曲線有兩種形式。一種是波幅用dB值表示作為縱坐標，距離為橫坐標，稱為距離dB曲線。另一種是波幅用mm（或）表示作為縱坐標，距離為橫坐標，實際探傷中將其繪在示波屏面板上，稱為面板曲線。 表7.2 距離波幅曲線的靈敏度 距離波幅曲線與實用AVG曲線一樣可以實測得到，也可由理論公式或通用AVG曲線得到，但三倍近場區內只能實測得到。由于實際探傷中經常是利用試塊實測得到的，因此這里僅以CSK-A試塊為例介紹距離dB曲線的繪制方法及應用。1距離dB曲線（設板厚T30mm）(1)距離dB曲線的繪制a.測定探頭的入射點和K值，并根據板

19、厚按水平或深度調節掃描速度，一般為1：1，這里按深度1：1調節。 b.將探頭置于CSK-A試塊上，衰減48dB（假定），調增益旋鈕使深度為10mm的16橫孔最高回波達基準60高，記下這時衰減器的讀數和孔深。然后分別檢測不同深度的16橫孔，增益旋鈕不動，用衰減器將各孔的最高回波調至60，記下相應的dB值和孔深填入表1.3中。并將板厚T=30mm對應的定量線、判廢線和評定線的dB值填入表中（實際檢測中，只要測到60mm深的橫孔即可）。c.利用表1.3中所列數據，以孔深為橫坐標，以dB值為縱坐標，在坐標紙上描點繪出定量線、判廢線和評定線，標出區、區和區，并注明所用探頭的頻率、晶片尺寸和K值。 表1.

20、3 舉例數據表 d.用深度不同的兩個孔校驗距離波幅曲線，若不相符，應重測。(2)距離波幅曲線的應用 .了解反射體波高與距離之間的對應關系。.調整檢測靈敏度：標準要求焊縫檢測靈敏度不低于評定線。這里T30mm，評定線為169dB，二次波檢測最大深度為60mm。由距離波幅曲線可知掃查靈敏度為29dB，因此將衰減器調到29dB時靈敏度就調好了。若考慮耦合補償3dB，那么靈敏度為26dB。實際探傷過程中還應定期利用某一深度的孔來校驗探傷靈敏度。例如d40mm的16橫孔回波是否為44dB。 .比較缺陷大小：例如，檢測中發現兩個缺陷，缺陷1：df1=30mm，波高為45dB，缺陷2：df2=50mm，波高

21、為40dB，試比較二者的大小。 由距離波幅曲線可知，d=30mm，16橫孔波高為47dB，所以缺陷1當量為164547162dB。d=50mm，16橫孔波高為41dB，所以缺陷2#當量為164041161dB。不難看出缺陷1#小于缺陷2#。 .確定缺陷所處區域：例如檢測中發現一缺陷df1=20mm，波高為45dB，另一缺陷df2=60mm，波高為40dB。由距離波幅曲線可知，d=20定量線為47dB，缺陷1的波高為45dB（47dB)，在定量線以下，即區。d=60mm，定量線為35dB,判廢線為43dB，缺陷2波高為40dB（35dB），在定量線以上和判廢線以下，即區，2面板曲線面板曲線（設板

22、厚T30mm） 實際檢測中，使用距離dB曲線比較麻煩，而面板曲線使用方便，可根據缺陷波高直接確定缺陷當量和區域，目前國內外應用很廣。(1)面板曲線的繪制 測定探頭的入射點和K值，根據板厚按深度或水平調節掃描速度，這里按深度1：1調節。2探頭對準CSK-A試塊上深度為10mm的16橫孔找到最高回波，調至滿幅度的100（但不飽和），在面板上標記波峰對應的點1，并記下此時的dB值N（假定N=30dB）。 .固定增益旋鈕和衰減器，分別檢測深度為20、30、40、50、60mm的16橫孔，找到最高回波，并在面板上標記相應波峰對應的點2、3、4、5、6，然后連接1、2、3、4、5、6得到一條16的參考曲線

23、，這就是面板曲線。 (2)面板曲線的應用 .靈敏度的調節：若工件厚度在1546mm范圍內，評定線為169dB，只要在N30dB的基礎上再提高9dB，即衰減器讀數為21dB，這時靈敏度就調好了。如果考慮補償，應再提高需要補償的dB數。設補償5dB，則衰減器讀數為16dB即可。 .確定缺陷區域：檢測時若缺陷波高低于參考線，則說明缺陷波低于評定線，可以不予考慮。若缺陷波高于參考線，則用衰減器將缺陷波調至參考線，根據衰減的dB值求出缺陷的當量和區域。例如：4dB，則缺陷當量為1694165dB，在區。8dB，則缺陷當量為1698161dB，在區。16dB，則缺陷當量為16916167dB，在區。 應用

24、上述面板曲線時，只要記住6dB和14dB即可。6dB表示缺陷達定量線，注意測長。14dB表示缺陷達判廢線，應判廢。 若將判廢線、定量線、評定線都繪在示波屏面板上，使用起來將更加方便。不過這時要求儀器的動態范圍較大，垂直線性要更好一些。 對于現在廣泛使用的數字式超聲檢測儀，只需測出不同距離處的16最高回波，輸入評定線、定量線和判廢線與16波幅的差值，儀器即可同時將各線顯示于示波屏上，使用起來很方便。1 1.2.4.2.4聲能損失差的測定聲能損失差的測定 在焊縫探傷中，試塊與工件上相同反射體的回波往往不同，其原因是二者聲能傳輸損失存在差異：1.二者表面粗糙度不同、曲率不同引起的表面耦合損失不同。2

25、.二者材質不同引起的材質衰減不同。3.二者底面狀況不同引起的底面反射損失不同（二次波檢測）。實際檢測中，當用試塊調靈敏度對工件進行檢測時，為了保證在工件中發現規定大小的缺陷，應測定試塊與工件聲能傳輸損失差，然后進行適當的補償。下面介紹測定聲能傳輸損失的幾種方法。.薄板焊縫聲能損失差的測定 制作與被檢工件材質相同或相近、厚度相同的平面型試板，其上下表面光潔度與CSK-A試塊相同。用同型號的兩個斜探頭沿探傷方向置于工件上（不通過焊縫）。探頭間距為3P（三次波探傷）。作一發一收測試，使其最大穿透波幅為示波屏上3格高。在同樣條件下，用與上述相同的方法，將兩探頭置于平面型試板上3P處，調節衰減器，使其最

26、大穿透波幅也為3格高，此時工件與試板的衰減dB差，即為薄板焊縫的聲能損失差。不難看出，這樣測得的聲能損失包括了表面耦合損失差、底面反射損失差和材質衰減損失差。這種方法是JB1152-81標準推薦的方法,適用與試板與工件材質相同或相近，厚度相同的薄板。2.中厚板焊縫聲能損失差的測定(1) 試板與工件材質相同:作平面試板，A面粗糙度與被檢工件相同，B面粗糙度與CSK-A試塊相同，試板材質、厚度與工件相同。用同型號的兩個斜探頭沿探傷方向置于焊縫兩側的探傷面上，作一發一收測試，使其最大穿透波幅為示波屏上3格高。在同樣條件下，用與上述相同的方法，將兩探頭置于平面型試板B面上，調節衰減器，使其最大穿透波幅

27、也為3格高，此時工件探測面與試板的衰減dB差，即為上表面耦合聲能損失差。 重復上述步驟，測出被檢工件（不通過焊縫）與平面型試板A面的衰減dB差。因探傷時聲束兩次觸及下表面，取其dB差的兩倍，即為下表面反射聲能損失差， 上、下表面聲能損失差之和，即為反射法探傷聲能損失差。同樣這里測得的聲能損失差包括了表面耦合損失差、材質衰減損失差和底面反射損失差。這種方法也是JB115281標準推薦的方法，適用于試板與工件材質相同或相近，厚度相同的中厚板。(2) 試板與工件材質、厚度不同：當試板與工件材質、厚度不同時，需要采用如下方法來測試聲能傳輸損失差。1 1.2.5.2.5掃查方式掃查方式 在焊縫探傷中，掃

28、查方式有多種，常用的掃查方式有以下幾種。 (1)鋸齒形掃查：探頭沿鋸齒形路線進行掃查。掃查時探頭作100150轉動，這是為了發現與焊縫傾斜的缺陷。此外，每次前進齒距d不得超過探頭晶片直徑。這是因為間距太大，會造成漏檢。 (2)左右掃查與前后掃查：當用鋸齒掃查發現缺陷時，可用左右掃查和前后掃查找到回波的最大值，用左右掃查來確定缺陷沿焊縫方向的長度；用前后掃查來確定缺陷的水平距離或深度。 (3)轉角掃查：利用它可以推斷缺陷的方向。 (4)環繞掃查：它可用于推斷缺陷的形狀。環繞掃查時，如果回波高度幾乎不變，則可判斷為點狀缺陷。 (5)平行或斜平行掃查：為了校驗焊縫或熱影響區的橫向缺陷，對于磨平的焊縫

29、可將斜探頭直接放在焊縫上作平行移動； 有加強高的焊縫可在焊縫兩側邊緣，使探頭與焊縫成一定夾角（100450）作平行或斜平行移動，但靈敏度要適當提高。（JB/T4730.32005中5.1.5.2中規定提高6dB）。 (6)串列式掃查：在厚板焊縫探傷中，與探傷面垂直的內部未焊透，未熔合等缺陷用單個斜探頭很難探出。一般采用兩種探頭探傷，即小K值探頭和大K值探頭。有時還要采用串列式掃查才能發現缺陷，但是要注意，這種方法會有探測不到的區域（常稱為死區），對于死區，可以用單斜探頭探測。1 1.2.6 .2.6 缺陷位置的測定缺陷位置的測定 探傷中發現缺陷波以后，應根據示波屏上缺陷波的位置來確定缺陷在焊縫

30、中的位置。缺陷定位方法分為聲程定位法、水平定位法和深度定位法三種。1.聲程定位法 當儀器聲程按1：n調節掃描速度時，應采用聲程法來確定缺陷的位置。用一次波探傷發現缺陷時 lf=sin=nfsin df=xfcos=nfcos 用二次波探傷發現缺陷時 lf=xfsin=nfsin df=2T-xfcos=2T-nfcos 式中 xf缺陷的橫波聲程； f缺陷波前沿所對應的刻度值； 探頭的折射角； T板厚； lf缺陷的水平距離； df缺陷至探測面的深度。2.水平定位法 當儀器按水平1：n調節掃描速度時，應采用水平定位法來確定缺陷的位置。若儀器按水平1：1調節掃描速度，那么示波屏上缺陷前沿所對應的水平

31、刻度值f就是缺陷的水平距離lf。用一次波探傷發現缺陷時 lf=nf df=lf/K 用二次波探傷發現缺陷時 lf=nf df=2T-lf/K 式中 K探頭的K值，Ktan。3.深度定位法 當儀器按深度1：n調節掃描速度時，應采用深度定位法來確定缺陷的位置。若儀器按深度1：1調節掃描速度，示波屏上缺陷前沿所對應的水平刻度值為f。用一次波探傷發現缺陷時 df =nf lf = Kdf 用二次波探傷發現缺陷時 df =2T-nf lf =Knf 1 1.2.7 .2.7 缺陷大小的測定缺陷大小的測定1.缺陷幅度與指示長度的測定 探傷中發現位于定量線或定量線以上的缺陷要測定缺陷波的幅度和指示長度。缺陷

32、幅度的測定：首先找到缺陷最高回波，測出缺陷波達基準波高時的dB值，然后確定該缺陷波所處于的區域。 缺陷指示長度的測定：JB1152-81與JB/T4730.3-2005標準規定：當缺陷只有一個高點時，用6dB法測其指示長度。當缺陷有多個高點，且端部波高位于區時，用端點6dB法測其指示長度（GB1134589鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結果分級標準規定用端點峰值法測其指示長度）。當缺陷位于區，如有必要，可用評定線作為絕對靈敏度測其指示長度。2.缺陷長度的計量(1)當焊縫中存在兩個或兩個以上的相鄰缺陷，要計量缺陷的總長。JB1152-81與GB11345-89標準規定：當相鄰兩缺陷間距8mm時，

33、以兩缺陷指示長度之和作為一個缺陷的指示長度（不含間距）。JB/T4730.3-2005標準6.1.8.2條規定：當相鄰兩缺陷在一條直線上，其間距小于其中較小的缺陷長度時，應作為一條缺陷處理，以兩缺陷長度之和作為其指示長度（間距不計入缺陷長度）。 (2)缺陷指示長度小于10mm時，按5mm計。1 1.2.8 .2.8 焊縫質量評級焊縫質量評級缺陷的大小測定以后，要根據缺陷的當量和指示長度，結合有關標準的規定評定焊縫的質量級別。JB/T4730.3-2005標準將焊縫質量級別分為、三級，其中級質量最高，級質量最低。具體分級規定如下。(1)焊縫中不允許存在以下缺陷：1）反射波幅位于區者；2）檢驗人員

34、判定為裂紋等危害缺陷者。(2)位于區的缺陷按標準評定焊縫的質量級別。(3)位于區的非危害性缺陷評為級。1 1.3 .3 管座角焊縫和管座角焊縫和T T型焊縫探傷型焊縫探傷1.3.1管座角焊縫探傷1.結構特點與探傷方法管座角焊縫的結構型式有插入式和安放式兩種。插入式管座角焊縫是接管插入容器內焊接而成，可采用以下幾種方式探測。(1)采用直探頭在接管內壁進行探測。(2)采用斜探頭在容器筒體外壁利用一、二次波進行探測。(3)采用斜探頭在接管內壁利用一次波探測。也可在接管外壁利用二次波探測，但后者靈敏度較低。安放式管座角焊縫是接管安放在容器筒體上焊接而成。可采用以下幾種方式探測(1)采用直探頭在容器筒體

35、內壁進行探測。(2)采用斜探頭在接管外壁利用二次波進行探測。(3)采用斜探頭在接管內壁利用一次波探測。由于管座角焊縫中危害最大的缺陷是未熔合和裂紋等縱向缺陷（沿焊縫方向），因此一般以縱波直探頭探測為主。對于直探頭掃查不到的區域，如安放式焊縫根部，需要另加斜探頭進行探測。 此外，凡產品制造技術條件中規定要探測焊縫橫向缺陷的插入式管座角焊縫，應將容器筒體內壁加工平，利用大K值探頭在筒體內壁沿焊縫方向進行正反兩個方向的探測。2.探測條件的選擇(1)探頭：在管座角焊縫探傷中，探測頻率為2.55.0MHz。采用單晶直探頭或雙晶直探頭實測時由于容器筒體或接管表面為曲面，探頭表面為平面，二者接觸面小，耦合不

36、良。為了實現較好的耦合，探頭的尺寸不宜過大。一般推薦探頭與工件接觸面尺寸，式中R為探測面曲率半徑。W2 R采用斜探頭探測時，探頭與工件接觸面尺寸應滿足以下要求：2Dab（或 ） 式中 a斜探頭接觸面長度（周向探測）； B斜探頭接觸面寬度（軸向探測）； D探測面曲率直徑。(2)耦合劑：管座角焊縫探傷中，常用的耦合劑有機油、化學漿糊等。探測面應打磨使之平整光潔，表面粗糙度Ra6.3m。(3)試塊：直探頭探傷用試塊如圖所示,試塊中S、b見表1.6。試塊材質、曲率半徑、表面粗糙度同工件。該試塊用于調整探傷靈敏度和對缺陷定量。 表1.6 曲面平底孔試塊S、b尺寸斜探頭探傷用試塊同平板對接焊縫探傷。3.儀

37、器的調整(1)時基線比例調整：直探頭探測時，可利用工件上或試塊上已知尺寸的底面來調整。斜探頭探測時，可利用CSK-A或W2試塊按聲程調整儀器時基線比例，是最大探測聲程位于儀器時基線后半部分。(2)靈敏度調整：直探頭探傷時，常利用工件的圓柱曲底面的底波來調節。具體調整方法同鍛件探傷。此外也可利用曲面平底孔試塊了調整。直探頭探傷靈敏度要求不低于2平底孔。斜探頭探傷時，按平板對接焊縫探傷中的方法調整。4.距離波幅曲線直探頭探傷時，平底孔距離波幅曲線可在CS-1或CS-2試塊上測試。距離波幅曲線的靈敏度按表1.7確定。JB/T4730.3-2005中表21確定表21 管座角焊縫直探頭距離波幅曲線的靈敏

38、度由表1.7和表21可知，JB/T4730.3-2005標準的評定線、定量線及判廢線靈敏度與GB11345-89標準B級相同。JB3144-82標準的定量線、判廢線靈敏度同JB/T4730.3-2005，評定線靈敏度高于JB/T4730.3-2005標準。340lg72dB同距離處3與2平底孔的回波差為:所以，JB/T4730.3-2005標準中評定線靈敏度2與37dB相當。而JB3144-82標準的評定線靈敏度為36dB。可見JB3144-82標準的評定線靈敏度高于JB/T4730.3-2005標。 斜探頭探傷時，距離波幅曲線的測試同平板對接焊縫 5、缺陷的測定探傷過程中發現超過定量線的缺陷

39、時，要測定缺陷的位置、當量大小和指示長度。缺陷當量大小：直探頭探傷時，可用當量計算法或試塊比較法來確定。斜探頭探傷時，按平板對接焊縫方法處理。缺陷指示長度：當缺陷反射波只有一個高點時，用半波高度法測長。當缺陷有多個高點時，用端點半波高度法或端點峰值法測長。同深度的兩個相鄰缺陷間距小于其中較小者時作為同一缺陷處理，以各缺陷指示長度之和作為該缺陷的指示長度，若間距大于較小者時，則分別計算其長度。6.質量驗收JB3144-82標準規定按以下原則評定管座角焊縫質量。(1)不允許存在下列缺陷1.缺陷反射當量超過或達到判廢靈敏度時。2.缺陷反射當量超過或達到當定量線靈敏度，并且縱向缺陷指示長度LfT/3。且最小可為10mm，但最大不超過30mm。橫向缺陷指示長度Lf15mm。3.危險性缺陷，如未熔合、裂紋等。(2)以下缺陷不予返修，但應記錄1.缺陷反射當量超過定量線靈敏度但低于判廢線靈敏度，且指示長度小于判廢長度（指示長度小于10mm者不計）者。2.缺陷反射當量超過測長線靈敏度但低于定量