深海检测 TKY 讲义

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深度位置“D”。
Y
D
W
θ
作图解析定位法的五要素
(一)必须选择声程定位方式调整超声波探伤仪 器。
(二 )取样时型规一定要与焊缝垂直; (三 )一个缺陷至少要做一幅剖面图,且应是
缺陷最高反 射处; (四)补图操作时一定按原取样位置量取主、
支管曲率; (五)摸拟定位操作时所采用相关尺寸数据应
在探伤中,确定缺陷位置,标准中只要 求标记缺陷所在区域:在厚度T内的焊缝 截面为焊缝有效区“2区”,有效焊缝区 以下的根部为“1区”,有效焊缝区上部 焊缝截面为“3区”。
API标准不要求确定缺陷深度,这一点与 一般焊缝探伤缺陷定位有所有不同。
T、K、Y管节点焊缝位置表示法
采用时钟刻度法表示焊缝截面上某点的 位置
操作修正的点数
①Y型(K型)应在支管整个圆周不同曲 率的位置选4个点进行操作修正。
其补偿数值(ΔdB)应是这四点的平均值。 ②T型焊缝应选两个点的平均值。 ③按管径、厚度的不同分别做操作修正。
结束语
TKY管接点焊缝的缺陷定位是建立在以手工获取 探伤面外型的基础上, 而获取、复制及完图操 作的误差及诸如施工现场条件、 操作人员的技 能或情绪状态等因素将影响绘制焊缝剖面的质量, 另外, 由于做图解析定位技术操作烦琐使得工 作效率也受到一定的影响。 尽管如此,到目前 为止, 就T K Y管状焊缝的缺陷定位和定量的技 术而言,还没有其他更成熟的技术取而代之。可 见, 科学地快速绘制T K Y管节点焊缝上任意点 剖面图是提高检测工作效率和质量的关键。
根据表中给出的间隙量范围,画图时按图2-2近似求解方法,确定ω 值,图中δ为留根高度(钝边),一般取2mm。
有效焊缝理论厚度T的确定
用作图法确定有效焊缝理论厚度T(mm) 作图方法是:在焊喉最低点A,作一条垂
直于主管壁的直线,交于主管内壁B点, 从B点下移长度T,交于主管内壁C点, 再作一条垂线BC=T。T就是有效焊缝理 论厚度。 T=tn/sinψ 式中tn支管壁厚(mm), ψ为 该处两面角。
②完图操作
3 1 42
在绘制焊缝剖面图的过程中主、支管间预 留根部间隙的确定方法
在作图解析定位操作中,所画主、支管 根部预留间隙的大与小直接影响到剖面 图上的支管坡口角度的大小,若偏差较 大时将导致其与原焊缝及焊缝根部凸出 部位的形状不符,将会增大分析根部缺 陷的难度更甚者还会造成根部缺陷误判。 因此,在作图解析定位操作中必须按实 际情况合理地预留主、支管间根部间隙 显得极为重要。确定主、支管豫留根部 间隙的方法有两种供选择。
TKY Joints Ultrasonic Testing
蓬莱深海检测技术服务有限公司 Penglai Deep Water Oceaneering Inspection
Service Co., Ltd.
2013 任海清主讲
1.1 什么是T、K、Y管节点焊缝
TKY Scanning
T K Y 管接节点结构是海洋工程 最重要和最常见结构形式, 且 它在钢结构的焊缝中也是最为复 杂, 其焊缝截面形状是随相贯 点位置不同而变化, 因而难以 使用射线照相法进行检测。目前 国内外主要采用手动超声波探伤 方法进行检。
操作修正补偿操作的准备
① 仪器要调整适当的声程范围及调双探头档。
②用两个实测折射角接近的探头两折射角差 别应小于0.5º
③选择对比试块的厚度应与工件厚度尺寸至 少小1/3。
④耦合剂:在对比试块上操作时应用机油(为 了保护对试块)

在工件上用甘油或 CMC溶液。
操作修正的操作顺 序方框图
是实际测量数据。
基准点的确定
在管状T K Y型焊缝进行超声波检验中, 焊缝缺陷需要多个数据描述,如:缺陷 的长度、深度,另外还应描述这个缺陷 在整条焊缝所处的位置。为此还需要设 置基准点。
(A)管状T型焊缝缺陷定 位基准点的确定方法:
①T型焊缝是指主、支管 夹角为90度的焊缝。
②把面对T型焊缝(斜探头 探测焊缝方向)时支管与主
1、取支管表面曲率
2、用[1、所取支 管表面曲率]延长 支管表面轨迹线 、按支管壁厚补图
、按组对间隙与 缝边缘间的连 作为焊缝坡口 考线
用橡皮泥进行“取样——作剖面图”操作顺序
① 在Y型管型焊缝需要取样而又无法使用万能 取型规的情况下(图A),可使用橡皮泥取焊缝的 外型(图B),复制到绘图纸上(图C);效果图 (图D)
交是椭圆,这将导致声程不断变化。
影响管节点焊缝超声探伤结果的 诸因素
一:曲率的影响
探头在支管上三个典型位置
平板與孤面的跨距會不同!
SP1 SP2
TKY Joint
注意 : 曲面的聲程跨距隨著曲率變化而變化
平板與孤面的跨距會不同!
曲率变化与一次声程的关系
探头接触面积减小
二:反射面为曲面,使回波高度 下降
为什么呢????
三:不能检测的范围
四:尺寸的影响
探伤前,必须对主、支管的尺寸实际测 定,测定坡口附近的主、支管壁厚及主 支管夹角θ。
定位焊后要实测间隙量ω,留根高度δ等。 因为这些原始数据,对探伤结果,特别 是缺陷定位精度十分重要。这些尺寸的 误差最易引起漏检或误判。
实际壁厚大于标称尺寸时,导致 误判,实际壁厚小于标称尺寸,
导致漏检。
实际间隙为ω1,A点为焊根反射, ω1增加到ω2,A点为内部缺陷。
五:探头性能的影响
选择不同折射角探头,“死区”大小不同,一 次声程修正系数kθc不同,缺陷检出率也不同
由于声束的扩散,产生入射波漂移现象为此要 求准确的测定斜探头的前、后扩散角,以免误 判或漏检
探头的尺寸尽量的小,以保证良好声接触 (可以修磨探头吗?)
应用“作图解析--定位法” 有三 种手段:
(一)用万能取型规、 (二)用橡皮泥 (三)应用计算机分析软件。
用万能取型规进行“取样——作 剖面图”操作顺序
①在Y型焊缝缺陷波反射最 高处的支管上用彩笔画焊 缝的垂直线AB并延长到主 管。
②用万能取形规沿AB线量取管焊缝外形
③用万能取形规在工件上取样效果
C B A
D F G H
对Y型管节点焊缝只要知道0:00到6:00或 6:00到12:00的焊缝截面情况,则整条焊 缝截面情况便可以知道了,而T型管节点, 只要知道一个象限的焊缝截面情况,就 可以知道整条焊缝上各点的截面情况。
T、K、Y管节点焊缝形状的几何 学特点归纳如下:
⑴焊缝截面是连续变化的; ⑵两面角与坡口角度是连续变化的; ⑶根部间隙是连续变化的; ⑷焊缝截面形状较复杂,主支管截面相
里波法检测TKY焊缝简介
随着科学技术不断发展和信息技术的广 泛应用 , 一些先进的超声波设备和方 法在广大科技人员和无损检测人员的共 同努力下, 不断涌现。 开发和应用新技 术从而减少了人为因素造成的误差, 提 高了检测工作效率和质量检测的可靠性。
焊接管节点的制造是经过卷板,管子纵缝焊接, 支管相贯端面的坡口加工(由数控机床完成), 主支管组装和相贯线处焊接(手工焊接)等过 程。焊接方法采用手工焊单面焊接,焊接缺陷 种类与手工焊相同。
T、K、Y管节点七个参数有:
五个不变量参数t主、 d主、t支、d支、θ 主支管夹角
两个变量参数:两面角ψ(称为“局部两面角”。 定义为连接曲面的焊缝给定点,两切面的夹角)和坡口角φ 随焊缝不同位置连续变化。并且坡口角φ 随两面角ψ而变化。
焊缝边缘标记
主管表面轨迹 焊缝表面轨迹
支管表面轨迹
④ 复制轨迹
将万能型规上的轨迹复制到纸上
⑤补图操作: 取缺陷波反射最高处的主管 表面曲率,并延长主管表面轨迹线
2、延长主管曲表面线 1、取主管表面形状
3、效果图
⑥补图操作: 按主管的曲率及厚度进行补 图
⑦补图操作 延长支管表面轨迹线、按支管 的厚度进行补图
1.2T、K、Y管节点焊缝的技术特征
管节点主要有T、K、Y三种形式,其中最具有 代表性的是Y型节点,一般主管直径d i为600~ 2000mm,壁厚t i为18~80mm,支管直径d n为 400~900mm,壁厚t n为12~60mm,主支管的 夹角θ一般在20°~90°,当θ=90°时,即为 T型节点。
θψ
φ
坡口角度的确定
按API标准 规定:
ψ
ψ
不开坡口,ψ<20°
ψ
20°≤ψ<30°,取φ=15°
ψ
30°≤ψ<90°,取φ=ψ/2
ψ>90°,取φ=45°
(C) 坡口角度的确定
坡口尺寸及留根
焊接坡口开在支管上,根据APIRP2X标准,间 隙量ω与两面角ψ的关系见表2-1。
表2-1两面角ψ与间隙量ω(mm)的关系
探头频率一般2~6MHZ ,可用比平板焊缝探 伤时频率高的探头。(钢管比钢板的晶粒度要 细些 )
入射波漂移导致误判
管节点焊缝超声波探伤的难点
反射波识别困难 缺陷定位方法复杂不准确 缺陷当量误差大(灵敏度补偿量频繁调整 ) 对根部或焊缝有效区的缺陷区分困难 (APIRP2X
标准要求区分根部还是有效区的缺陷,不同位置缺陷是区别对待 的,而实际探伤是较难区分与判定的)
法”---评定缺陷尺寸 另外,包括诸如缺陷三维尺寸的评定、T
K Y 管节点结构焊缝的跟部间隙予留、 定位基准点的设定、D A C曲线的制作 等都是手动超声波检验T K Y 管节点焊 缝不可缺少重要内容
什么是作图解析– 定位法?
即当检验员认为有必要对缺陷进行定位时, 借 助于万能取型规(或橡皮泥) 获取焊缝外型, 按1:1的比例将其复制在纸上, 然后再用万能 取型规和其他制图工具按实测主、支管厚度及 其焊缝跟部间隙、留根高度及坡口角, 将缺陷 所处的焊缝剖面图补充完整, 最后按探头入射 点到焊缝边沿距离Y、实测折射角θ及荧光屏上 出现的最高反射波的声程W, 画出模拟束传播 路线,以完成焊缝的缺陷定位。这就是作图解 析—定位法原理。
伪缺陷信号难以判定 探伤现场条件 相对不好
由于在不断变化的曲面上进行超声波检 测,其焊缝截面形状也不断变化,半跨 距声程表现很大的差异。因此,无法套 用平板对接焊缝常用的缺陷定位、定量 技术主要采用下面的方法
T K Y 管节点焊缝的工艺(初级)要点
采用“作图解析法”---缺陷定位、 “修正补偿法”---缺陷定量、 “波束边界法或最大振幅法、振幅比较
管上组对工艺线垂直相 交点作为基准点。 基准点
“a”点, “c”点。如图所示:
C
a C-C视图
确定T型焊缝基准点的示意图
管状Y型(K型)焊缝缺陷定位基 准点的确定方法
操作修正补偿定量法
斜探头在支管上垂直于椭圆焊缝扫查时,支管 的曲率越大,探头与探测面接触面积越小,甚 至是线或点接触,此时不仅探头声学特性变化, 更重要的是耦合不良,声能损失大,使回波幅 度下降。另一方面根据声反射的理论,声波透 射到底面,由于底面呈凸面,使反射声束发散 导致声压下降,同样使回波幅度下降。为改善 接触条件,应尽量采用小尺寸探头,同时调整 灵敏度时应作因曲率及、材质、厚度、耦合剂 等不同差异引起的补偿。
L=坡口边沿到标记的距离
根部间隙的确定
将“工件上的焊缝根部标记移植到1:1 焊缝剖面图上以确保与焊前预留根部间 隙一致性” 其操作程序:Hale Waihona Puke Baidu
①在所检测的焊缝上测量 “焊缝跟部标记”到焊缝边 沿之距离S,
②在1:1 焊缝剖面图上以焊缝边沿为始点以S
为距 离画标记点 “ ”
③在1:1 焊缝剖面图上以 “ ” 为 始 点并以L为距离画焊 缝跟部位置X,且
X点与主
管外表面之间的距离就是该焊缝的焊前根 部间隙
④连接X—焊缝边沿线作为焊前坡 口参考线
此图为一幅完整的Y型管焊缝某位置的剖面图
“摸拟定位”操作程序:
①在1:1焊缝剖面图上按照斜探头入射 点到焊缝边沿的实测距离Y确定探头位置,
Y
确定探头 位置 Y
②在焊缝剖面图上按照斜探头实 测折射角θ及声程距离W画出模拟 声波的传播路线以确定反射体的
一:按组对后的实测数据
由QC人员在检查组对时,经测量后把组对预 留间隙超标标记写在主管不易磨去的位置;无 超标的不做标记。超声波检验操作人员作检验 前应仔细观察焊口附近有无组对间隙超标标记
当发现有超标标记时,应按其数值作图, 在无标记处则按规范规定的间隙量画图。 该方法操作性好,应用广泛
二:按组对前的标记
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