平板对接焊缝的超声波探伤方法
焊缝超声波探伤
焊缝超声波探伤锅炉压力容器和各种钢结构主要是采用焊接的方法制造。
为了保证焊缝质量，超声波探伤是重要的检查手段之一。
在焊缝探伤中。
不但要求探伤人员具备熟练的超声波探伤技术。
而且还要求探伤人员了解有关的焊接基本知识，如焊接接头型式，焊接坡口型式、焊接方法和焊接缺陷等。
只有这样，探伤人员才能针对各种不同的焊缝，采用适当的探测方法，从而获得比较正确的探测结果。
第一节 焊接加工及常见缺陷锅炉压力容器及一些钢结构件主要是采用焊接加工成形的。
焊缝内部质量一般利用射线和超声波来检测。
对于焊缝中的裂纹、未熔合等危险性缺陷，超声波探伤比射线更容易发现。
一、焊接加工l.焊接过程常用的焊接方法有手工电弧焊、埋弧自动焊、气体保护焊和电渣焊等。
焊接过程实际上是一个冶炼和铸造过程，首先利用电能或其他形式的能产生高温使金属熔化，形成熔池，熔融金属在熔池中经过冶金反应后冷却，将两母材牢固地结合在一起。
为了防止空气中的氧、氮进入熔融金属，在焊接过程中通常有一定的保护措施。
手工电弧焊是利用焊条外层药皮高温时分解产生的中性或还原性气体作保护层。
埋焊和电渣焊是利用液体焊剂作保护层。
气体保护焊是利用氩气或二氧化碳等保护气体作保护层。
2.接头形式焊接接头形式主要有对接、角接、搭接和T型接头等几种：如图7.1所示。
在锅炉压力容器中，最常见的是对接，其次是角接和T型接头，搭接少见。
3.坡口形式为保证两母材施焊后能完全熔合，焊前应把接合处的母材加工成一定的形状，这种加工后的形状称为坡西，坡口各部分的名称如图7.2所示。
根据板厚、焊接方法、接头形式和要求不同，可采用不同的坡口形式。
常见对接和角接接头的坡口形式如图7.3所示。
二、焊缝中常见缺陷焊缝中常见缺陷有气孔、夹渣、未焊透、未熔合和裂纹等，如图7.4所示。
1.气 孔气孔是在焊接过程中焊接熔池高温时吸收了过量的气体或冶金反应产生的气体，在冷却凝固之前来不及逸出而残留在焊缝金属内所形成的空穴。
产生气孔的主要原因是焊条或焊剂在焊前未烘干，焊件表面污物清理不净等。
超声波检测实际操作考试有关说明(平板焊缝)(0809).
平板对接焊缝超声波检测实际操作考试有关说明1 执行标准JB/T4730.3-2005。
2 实际操作的具体内容和要求2.1 入射点测定,测三次并求平均值;2.2 折射角(K值测定,测三次并求平均值;2.3 时基线调整,可按深度、水平距离或声程调整,并根据所探板厚,确定调整比例;2.4 用CSK-ⅠA、CSK-ⅢA试块测绘距离—波幅曲线:使用模拟仪器时可以采用分贝—距离曲线或分贝-面板曲线;使用数字仪器时采用波幅-面板曲线;2.5 调整仪器灵敏度,应符合JB/T4730.3-2005的规定;2.6 检测平板对接焊缝试件时,用草稿纸适时作好记录;注:检测平板对接焊缝试件时,应按探伤工作程序进行粗探、细探、双侧探测及斜平行扫查。
2.7 根据检测记录,填写报告。
3 考试时间3.1与锻件检测共90分钟(不包括写报告时间,每超时1分钟扣2分,不得超时5分钟;3.2写报告时间与锻件检测共20分钟。
4 有关报告填写的说明4.1 “学号”及“姓名”应如实填写。
4.2 “试件编号”填写试件上的钢印号;“试件厚度”据实填写。
4.3 “焊接方法”填写手工电弧焊或自动焊;“坡口型式”一律填写X型。
4.4 “仪器型号”和“探头规格”按所用的仪器和探头的规格填写。
4.5 “入射点测定”和“折射角(K值的测定”分别填写三次测量值及平均值。
4.6 “时基线调整”根据采用的深度、水平或声程,在其前的□中打√,模拟仪填上比例,数字仪填上探测范围。
4.7 “距离—波幅曲线”的填写4.7.1“声能损失补偿”规定为4dB;4.7.2根据所采用的分贝—距离曲线法、分贝-面板曲线法或波幅-面板曲线法,填写内容有所不同。
4.7.2.1采用分贝—距离曲线法时,将实测的Φ3×40横孔的dB值及考虑了声能损失补偿推算的ARL线、DRL线和MRL线的dB值,填入相应的表格中;四条线均应画在相应的坐标格线图中;“探伤灵敏度”应写入你应该采用的dB数。
超声波探伤第一节
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一、超声波探伤的概述
【例1】 示波屏上一波高为80mm，另一波高为20mm，前者比后者 高多少dB?
解：Δ=20lgH2/H1=20lg80/20=12dB 答：前者比后者高12dB。
c. 声阻抗（Z） 超声场中任一点的声压与该处质点振动速度之比为声阻抗，常用Z表示， 单位为克/厘米2·秒（g/cm2·s）。
R
Z2 Z2
Z1 Z1
2
0.99 12
0.99 1
0
T 4Z1Z2 4 0.99 1
Z1 Z2 2 0.99 12
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一、超声波探伤的概述
当界面尺寸很小时，超声波将绕过其边缘继续前进，即产生波的绕射， 如图3-7所示。
三、平板对接焊缝超声波探伤技术
1．焊缝中的常见缺陷 2．探伤方法 3．探伤条件的选择 4. 探伤仪的调节 5．扫查方式 6．缺陷位置的测定 7．缺陷大小的测定 8. 缺陷评定 9．焊缝质量的评定
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（1）超声波的概念 频率高于20000Hz的机械波叫做超声波。
超声波是一种机械振动波。 听觉范围:声波频率在20Hz-2OkHz 次声波:频率小于20Hz的声波 超声波:频率超过2OkHz的声波 探伤常用的频率范围：1MHz～10MHz
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一、超声波探伤的概述
(2) 超声波入射到界面时的反射和折射 ①垂直入射异质界面时的透射、反射和绕射 当超声波从一种介质垂直入射到第二种介质上时，将在第一种介 质中产生一个与入射波方向相反的反射波，在第二种介质中产生与入 射波方向相同的透射波，如图3-6所示。
超声波焊点检测设备使用方法
超声波焊点检测设备使用方法
超声波焊点检测设备的使用方法主要包括以下步骤：
1. 接通电源开关，打开主机开关按钮。
2. 调节水平旋钮，使探头中心线与水平面垂直。
3. 将探头和被检工件放在平板上。
4. 按“开始”键，当屏幕显示“请等待...”，说明系统正在自检。
5. 当屏幕上出现“请继续”，说明系统进入自动探伤状态。
6. 根据屏幕提示按相应键盘键。
7. 待屏幕显示正常后即可开始工作。
8. 若需打印报告单可按打印键。
此外，使用超声波焊点检测设备时，需要注意以下事项：
1. 使用前要认真阅读说明书并按要求正确操作。
2. 每次开机必须用清洁液把机器擦拭干净。
3. 严禁用手触摸探头。
4. 发现异常立即切断电源并停止使用。
5. 本设备属高压电器产品，应严格遵守国家有关安全条例。
6. 本设备为非标准产品，不能作为生产依据。
如果在使用过程中遇到问题，建议联系专业人员或厂家进行维修和保养。
薄板对接焊缝超声波探伤方法的试验
薄板对接焊缝超声波探伤方法的对照洛阳市锅炉压力容器李清立关虹（洛阳锅炉压力容器检验所河南洛阳471000）一、前言在用压力容器中，一、二类在用压力容器检验中遇到了大量的板厚小于8mm以下的薄板对接焊缝的探伤。
按照关于《在用压力容器检验规程》的规定，对于焊接埋藏缺陷的检查，可以采用射线探伤或超声波探声抽查。
但这些容器很大一部分无人孔不能进入容器内部，按其现场条件和容器安装条件，无法采用双壁单投影射线探伤，只能采用超声波探伤，如果采取超声波探伤，又无适用的探伤标准，目前用于钢焊缝探伤的GB/T4730—2005《锅炉和钢制压力容器对接焊缝超声波探伤》和GB11345—89《钢焊缝手工超都必须波探伤方法和控伤结果分级》标准又只适用于8mm以上的钢焊缝探伤。
对于8毫米以下的薄板对接焊缝控伤，是否可以参照以上二个标准？本题就这个问题进行一系列实验，试验结果如下：二、试验内容与结果1、对比试块人工缺陷的选择参照GB/T4730—2005、标准以及ZBE98001—88《常压钢质油罐焊缝超声波探伤》标准，我们制作了板厚为6mm 的薄板试块，人工缺陷为 2×0.5×0.5×20和0.6×300长横槽三种，通过，我们选用了板厚6mm 的2×201）。
用CTS —22型超声波探伤仪。
5P9×9K2探头，制作的距离一波幅曲线。
如图（2）和表（1）。
图（1）表（1）4020 20 40 60 P图（2）2、距离——波幅曲线灵敏度的确定为了使检验8mm以下薄板焊缝时，不离开国家现有标准。
我们参照GB/T4730—2005标准和GB11345—89标准的精神，确定距离——波幅曲线灵敏度，见表（2）表（2）3、缺陷的定位8mm以下的薄板焊缝超声波探伤，在焊板一侧进行探伤时，为了能扫查整个焊缝截面，一般要采用多次反射法，如图（3）所示，根据几何三角形原理，多次反射法缺陷位置的确定可由下式计算。
无损检测——超声波探伤检测实施细则
无损检测——超声波探伤检测实施细则1.1超声波检测的目的检测压力容器和钢结构焊缝的缺陷，并确定缺陷位置、尺寸、缺陷评定的一般方法及检测结果的等级评定。
1.2适用范围本方法适用于压力容器和钢结构焊缝缺陷的超声检测和检测结果的等级评定。
本方法适用于母材厚度为8～300mm的铁素体类钢全焊透熔化焊对接焊缝的超声检测。
本方法不适用于铸钢及奥氏体不锈钢焊缝；外径＜159mm的钢管对接焊缝；内径≤200mm的管座角焊缝及外径＜250mm和内外径之比＜80%的纵向焊缝检测。
1.3超声波检测依据标准a.JB4730-94 《压力容器无损检测》b.GB11345-89 《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》1.4仪器设备A.探伤仪、探头及系统性能a.探伤仪采用A型脉冲反射式超声波探伤仪，其工作频率范围为1～5MHz，仪器至少在荧光屏满刻度的80%范围内呈线性显示。
探伤仪应具有80dB 以上的连续可调衰减器，步进级每挡不大于2dB，其精度为任意相邻12dB误差在±1dB以内，最大累计误差不超过1dB。
水平线性误差不大于1%，垂直线性误差不大于5%。
其余指标应符合国家现行有效规范规定。
b. 探头(1) 超声检测常用探头有单直探头、单斜探头、双晶探头、水浸探头、可变角探头和聚焦探头等。
具体划分应符合国家现行有效规范规定。
(2) 晶片有效面积一般不应超过500mm2，且任一边长不应大于25mm。
(3)单斜探头声束轴线水平偏离角不应大于2°。
主声束垂直方向不应有明显的双峰。
c. 超声探伤仪和探头的系统性能(1) 在达到所探工件的最大检测声程时，其有效灵敏度余量应≥10dB。
(2) 仪器和探头的组合频率与公称频率误差不得大于±10%。
(3) 仪器和直探头组合的始脉冲宽度：对于频率为5MHz的探头，其占宽不得大于10mm；对于频率为 2.5MHz的探头，其占宽不得大于15mm。
(4) 直探头的远场分辨力应大于或等于30dB，斜探头的远场分辨力应大于或等于6dB。
02超声波探伤
钢制压力容器对接焊缝超声检测工艺规程1 目的为标准超声波检测工作，明确各有关责任人的职责，保证检测质量，特制定本规程。
2 范围本规程规定了焊缝超声检测人员资格、仪器探头试块、检测范围、检测方式及查验结果的品级评定。
本规程适用于母材厚度为8－120mm 全焊透熔化焊钢对接焊缝的超声检测。
本规程不适用于铸钢及奥氏体钢焊缝，外径小于159mm钢管对接焊缝，也不适用于内外径之比小于80％的纵向焊缝检测。
本规程采纳A型脉冲反射式超声波探伤仪对钢制压力容器对接焊缝进行检测。
本规程按JB4730标准编制，符合《容规》和GB150的要求。
检测工艺卡是本规程的补充，必要时由Ⅱ级人员按合同要求编制，其检测参数规定得更具体。
3 职责检测人员必需通过培训，按《锅炉压力容器无损检测人员资格考核规那么》的要求，领导论和实际考试合格，取得相应品级资格证书的人员担任。
检测由Ⅱ级以上人员进行，I级人员仅作检测的辅助工作。
检测人员每一年应检查一次躯体，其矫正视力不低于超声波检测操作人员对检测结果和检测部位的正确性负责。
4 要求仪器、探头和试块仪器和探头现利用仪器为汕头超声仪器厂生产的CTS－23型仪器和探头，和金星电脑工程公司的QKS-958型数字式超声波探伤仪和探头。
a)仪器和探头的组合灵敏度：在达到所检工件最高声程时，其灵敏度余量应≥10dB。
b)衰减器精度：任意相邻12dB误差在±1 dB之内，最大累计误差不超过1 dB。
c)水平线性：误差不大于1％。
d)垂直线性：在荧光屏满刻度的80％范围内呈线性显示，垂直线性误差不大于5％。
e)探头⑴晶片有效面积除还有规定外一样不该超过500mm2，且任意一边长不大于25mm。
⑵斜探头声束轴线水平偏离角不该大于20，主声束垂直方向不该有明显的双峰。
⑶直探头的远场分辨力应大于或等于30 dB，斜探头的远场分辨力应大于或等于6 dB。
f)仪器和探头的系统性能应按ZBJ04001和ZBY231的规定进行测试。
钢结构典型焊缝的超声波检测
钢结构典型焊缝的超声波检测摘要：本文针对钢结构中比较典型的几种焊缝的超声波检测方法，介绍了对这几种焊接接头的扫查方式，并通过理论计算实现了对缺陷的准确定位。
关键词：钢结构超声波检测焊缝缺陷定位Ultrasonic Testing of Typical Weleded Joints of Steel Structures(No. 52 Institute of China North Industries Group CooperationYantai BranchYantai264003China)Abstract: In the paper,we introduce scinning mode of ultrasonic testing in typical weleded joints of steel structures ,and get the accurate location for defece according to the calculated gradient.Key words: Steel Structure Ultrasonic Testing Weleded Joints location of defece1、引言随着钢结构行业的快速发展和焊接技术的逐渐提高, 构造复杂化，大跨度、超高层钢结构日渐增多，焊缝焊接形式也日趋多样化。
无损检测作为控制焊接质量的主要手段起到至关重要的作用，而超声波检测以方便、经济、有效等优点被用来控制焊缝内部质量的主要方法。
但随着焊接形式的多样化，对焊缝的超声波检测带来了一些困难，有时对缺陷的定位问题也很难准确把握，怎样根据实际焊接形式采用合理的超声波检测方法需要我们针对问题逐渐完善。
2、钢结构典型焊缝的检测要点2.1对接焊缝对接接头是钢结构中最重要也是最为常见的的焊接形式，绝大部分对接接头采用全熔透焊接，要求焊缝与母材等强，探伤的要求也往往较高。
建筑钢结构焊缝超声波探伤实施细则
*公司钢构作业指导书建筑钢结构焊缝超声波探伤文件编号：版本号：编制：批准：生效日期：建筑钢结构焊缝超声波探伤实施细则1. 目的为使测试人员在做建筑钢结构焊缝超声波探伤时有章可循，并使其操作合乎规范。
2. 适用范围适用于母材厚度不小于4mm的碳素钢和低合金钢的钢板对接、T型接头、电渣焊接头；适用于母材壁厚不小于3.5mm，管径不于小48mm的螺栓球节点杆件与锥头或封板对接；适用于母材壁度不小于4mm，球径不小于120mm，管径不小于60 mm的焊接空心球及球管焊缝；适用于母材壁厚不小于6mm、支管管径不于小89mm、局部两面角夹不小于30°、支管壁厚外径比小于13%的圆管相贯接节点碳素钢和低合金钢焊接接头焊。
3. 检测依据GB 50205-2001钢结构工程施工质量验收规范JGJ7-2010空间网格结构技术规程JGJ81-2002建筑钢结构焊接技术规程GB 50661-2011 钢结构焊接规范JG/T203-2007钢结构超声波探伤及质量分级法GB/T11345-2013焊缝无损检测超声检测技术、检测等级和评定4．检验方法概述超声波探伤法的原理是利用超声波探伤仪换能器发射的脉冲超声波，通过良好的耦合方式使超声波入射至被检工件内，超声波在工件内传播遇到异质界面产生反射，反射波被换能器所接收并传至超声波探伤仪示波器。
通过试块或工件底面作为反射体调节时基线以确定缺陷反射回波的位置，调整检测灵敏度以确定缺陷的当量大小。
5．人员要求所有从事超声波探伤的检验员应通过有关部门组织的超声波探伤培训、考试并取得相应的执业资格证书，Ⅰ级检验员具有现场操作资格，但必须在Ⅱ级或Ⅲ级人员的指导或监督下进行，Ⅱ级或Ⅲ级人员可以编制超声波探伤工艺规程和工艺卡以及签发审核检验报告。
超声检验人员的视力应每年检查一次，校正视力不得低于1.0。
6．检测器材6.1超声波探伤仪：采用数字A型脉冲反射式超声波探伤仪，频率范围为0.5-10MHz，且实时采样频率不应小于40MHz；衰减器精度为任意相邻12dB的误差在±1dB以内，最大累计误差不超过1dB；水平线性偏差不大于±2%，垂直线性偏差不大于±3%。
焊缝超声波检测规程
焊缝超声波检测规程1 目的1.1本规程是为了准确地检出焊缝、热影响区和邻近母材中各种缺陷，以及对缺陷大小、性质等级评定而编制。
1.2实施本规程采用A型脉冲反射式超声波探伤仪，手工探头接触法进行探伤，探伤时可采用斜探头法，也可采用直探头法，还可以两种方法都采用，具体根椐结构焊缝而定。
2参考标准JGJ81-2002 建筑钢结构焊接规程GB11345-89 焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级GB/T3323-2005 金属熔化焊对接接头射线照相和探伤结果分级JB/T4730.3 承压设备无损检测GB/T2694 输电线路铁塔制造技术条件3超声检测人员3.1从事焊缝检测的检验人员，必须掌握超声波检测的基础知识，具有足够的焊缝超声波检测经验，同时还必须掌握一定的金属材料和焊接基础知识。
3.2焊缝超声波检测人员应按有关规程或技术条件经过严格培训和考核，并持有中国机械工程学会无损检测学会(或同等机构)颁发的II 级以上资格证书。
4检测设备4.1 超声波探伤仪4.1.1超声波探伤仪由计量部门检定有效方可使用。
4.1.2使用A型脉冲反射式超声波探伤仪，波型应清晰，仪器应同时具备单、双探头的工作能力，并配有能连续工作不小于6小时的电池，荧光屏附有标定距离和波幅的永久性方格刻度，并配有制作参考曲线的透明幕板。
4.1.3探伤仪工作频率范围至少为1~6MHz，并配有衰减器或增益控制器，总调节量应大于60dB，步进级每档不大于2dB，在不小于60dB范围内其精度为不大于±1dB，水平线性误差不大于1％，垂直线性误差不大于5%。
当外接电压拨动15%时，仪器的电压波动值应维持在±2V 范围内。
仪器与探头的组合在接收IIW标准试块上半径为100mm曲面的反射波时，其回波高度达到荧光屏满刻度的3/4的情况下，储备的灵敏度余量至少应为40dB。
4.1.4超声波探伤仪的使用环境温度应在50℃～-20℃，或按照仪器说明书的要求进行。
超声波探伤方案
超声波探伤方案【1】焊缝超声波探伤【1.1】焊接常见缺陷【1.1.1】焊接方法压力管道等特种设备的焊接大多采用熔焊范畴的手工电弧焊，埋弧焊（自动或半自动），气体保护焊（惰性气体保护焊，CO2气体保护焊，混合气体保护焊），药芯焊丝自动焊和电渣焊等多种焊接方法。
【1.1.2】焊接接头形式焊接接头的形式主要有：对接接头，角接接头，T形接头和搭接接头等几种。
对接接头常用于锅炉压力容器筒体纵、环焊缝，封头拼接焊缝，封头与筒体连接焊缝，接管与管子的对接焊缝等，有双面焊对接接头，单面焊对接接头和带垫板的单面焊对接接头等几种形式。
1、角接接头常用于锅炉压力容器接管、法兰、夹套、管板、管子和凸缘的焊接。
2、T形接头常用于锅炉炉胆与管板，压力容器中换热器的筒体与管板的焊接。
3、搭接接头在锅炉压力容器受压件结构中应用较少，常用于常压油槽等焊接结构中。
【1.1.3】焊缝坡口形式为了保证焊接质量，在焊接前对被焊两金属件相连接处预先加工成一定形状的结构形式，称焊接坡口形式，采用焊接坡口的目的是为了保证焊透，尽量减少焊缝填充金属，便于施焊减少焊接变形，应根据不同的焊接接头形式和采用的焊接工艺来选择合适的焊接坡口形式。
对接焊缝采用手工电弧焊、埋弧自动焊、气体保护焊和药芯焊丝焊，可根据板厚分别采用不开坡口，X形坡口、V形坡口、单U形坡口或双U形坡口等形式。
角接焊缝和T型接头常采用V形、单边V形、U型和K型等坡口形式。
搭接焊缝不开坡口即可施焊。
【1.1.4】焊缝中常见缺陷焊接过程中在焊接接头中产生的金属不连续、不致密或连接不良的现象称焊接缺陷。
焊缝中常见的缺陷有：1、外观形状缺陷：主要有咬边、焊瘤、凹坑、未焊满、烧穿、成形不良、错边、塌陷、表面气孔、弧坑缩孔，各种焊接角变形、波浪变形等，这些缺陷存在将对超声波探伤缺陷判断产生影响，因此，在对焊缝进行超声波探伤前，必须先对工件焊缝外观进行检查，发现有上缺陷时应尽量设法清除。
2、内部缺陷主要有气孔、夹渣、未焊透、未熔合和裂纹等，这些缺陷是超声波探伤的检测对象，检测的目的就是要发现这些缺陷。
超声波探伤检测方案
1、检测方案流 程 图1.1 钢结构焊接质量无损检测依据《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205-2020及《钢结构超声波探伤及质量分级法》JG/T 203-2007规定，采用超声波法对焊缝内部进行探伤检测，设计质量等级为一级的焊缝探伤比例为100%，设计质量等级为二级的焊缝探伤比例为20%。
1.1.1 检测区域的选择⑴超声波检测应在焊缝及探伤表面经外观检查合格后方可进行，应划好检测区域，标出检测区段编号。
⑵检测区域的宽度应是焊缝本身再加上焊缝两侧各相当于母材厚度30％的一般区域，这区域最小10mm ，最大20mm 。
⑶接头移动区应清除焊接飞溅、铁屑、油垢及其它外部杂质。
探伤区域表面应平整光滑，便于探头的自由扫查，其表面粗糙度不应超过 6.3um ，必要时进行打磨。
a 、采用一次反射法或串列式扫查探伤时，探头移动区应大于2.5δk ，(其中，δ为板厚，k 为探头值)；b 、采用直射法探伤时，探头移动区应大于1.25δk 。
检测结果处理不合格 接受检测委托探伤检测准备现场检测操作审 核 检测结果评定 检测报告 检测人员、工艺 材料设备准备 业 主返工⑷去除余高的焊接，应将余高打磨到与临邻近母材平齐。
保留余高焊缝，如焊缝表面有咬边，较大的隆起和凹陷等也应进行适当修磨，并做圆滑过渡以免影响检测结果的评定。
1.1.2 检测频率检测频率f一般在2-5MHz的范围内选择，推荐选用2~2.5MHz 的频率检测，特殊情况下，可选用低于2MHz或高于2.5MHz的检测频率，但必须保证系统灵敏度的要求。
1.1.3 仪器、试块、耦合剂、探头1、仪器：CTS-9002+型超声波探伤仪、PXUT-300C型超声波探伤仪2、试块：CSK-IA 试块、RB-2试块、CSK-ICj 试块3、耦合剂应选用适当的液体或模糊状物作耦合剂。
耦合剂应具备有良好透声性和适宜流动性，不应对材料和人体有损伤作用。
同时应便于检测后清理。
典型耦合剂为水、机油、甘油和浆糊。
超声波探伤标准GB
超声波探伤标准G B Jenny was compiled in January 2021G B11345-1989《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》JG/T 203-2007《钢结构超声波探伤及质量分级法》中华人民共和国国家标准钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级 11345-89Method for manual ultrasonic testing and classificationof testing results for ferritic steel wdlds1 主题内容与适用范围本标准规定了检验焊缝及热影响区缺陷,确定缺陷位置、尺寸和缺陷评定的一般方法及探伤结果的分级方法.本标准适用于母材厚度不小于8mm的铁素体类钢全焊透熔化焊对接焊缝脉冲反射法手工超声波检验.本标准不适用于铸钢及奥氏体不锈钢焊缝;外径小于159mm的钢管对接焊缝;内径小于等于200mm的管座角焊缝及外径小于250mm和内外径之比小于80%的纵向焊缝.2 引用标准ZB Y 344 超声探伤用探头型号命名方法ZB Y 231 超声探伤用探头性能测试方法ZB Y 232 超声探伤用1号标准试块技术条件ZB J 04 001 A型脉冲反射式超声探伤系统工作性能测试方法3 术语简化水平距离l'从探头前沿到缺陷在探伤面上测量的水平距离.缺陷指示长度△l焊缝超声检验中,按规定的测量方法以探头移动距离测得的缺陷长度.探头接触面宽度W环缝检验时为探头宽度,纵缝检验为探头长度,见图1.纵向缺陷大致上平行于焊缝走向的缺陷.横向缺陷大致上垂直于焊缝走向的缺陷.几何临界角β'筒形工件检验,折射声束轴线与内壁相切时的折射角.平行扫查在斜角探伤中,将探头置于焊缝及热影响区表面,使声束指向焊缝方向,并沿焊缝方向移动的扫查方法.斜平行扫查在斜角探伤中,使探头与焊缝中心线成一角度,平等于焊缝方向移动的扫查方法.探伤截面串列扫查探伤时,作为探伤对象的截,一般以焊缝坡口面为探伤截面,见图2.串列基准线串列扫查时,作为一发一收两探头等间隔移动基准的线.一般设在离探伤截面距离为跨距的位置,见图2.参考线探伤截面的位置焊后已被盖住,所以施焊前应予先在探伤面上,离焊缝坡口一定距离画出一标记线,该线即为参考线,将作为确定串列基准线的依据,见图3.横方形串列扫查将发、收一组探头,使其入射点对串列基准线经常保持等距离平行于焊缝移动的扫查方法,见图4.纵方形串列扫查将发、收一组探头使其入射点对串列基准线经常保持等距离,垂直于焊缝移动的扫查方法,见图4.4 检验人员从事焊缝探伤的检验人员必须掌握超声波探伤的基础技术,具有足够的焊缝超声波探伤经验,并掌握一定的材料、焊接基础知识.焊缝超声检验人员应按有关规程或技术条件的规定经严格的培训和考核,并持有相考核组织颁发的等级资格证书,从事相对应考核项目的检验工作.注:一般焊接检验专业考核项目分为板对接焊缝;管件对接焊缝;管座角焊缝;节点焊缝等四种.超声检验人员的视力应每年检查一次,校正视力不得低于.5 探伤仪、探头及系统性能探伤仪使用A型显示脉冲反射式探伤仪,其工作频率范围至少为1-5MHz,探伤仪应配备衰减器或增益控制器,其精度为任意相邻12dB误差在±1dB内.步进级每档不大于2dB, 总调节量应大于60dB,水平线性误差不大于1%,垂直线性误差不大于5%.探头5.2.1 探头应按ZB Y344标准的规定作出标志.晶片的有效面积不应超过500mm2,且任一边长不应大于25mm.声束轴线水平偏离角应不大于2°.探头主声束垂直方向的偏离,不应有明显的双峰,其测试方法见ZB Y231.斜探头的公称折射角β为45°、60°、70°或K值为、、、,折射角的实测值与公称值的偏差应不大于2°(K值偏差不应超过±,前沿距离的偏差应不大于1mm.如受工件几何形状或探伤面曲率等限制也可选用其他小角度的探头.当证明确能提高探测结果的准确性和可靠性,或能够较好地解决一般检验时的困难而又确保结果的正确,推荐采用聚焦等特种探头.系统性能灵敏度余量系统有效灵敏度必须大于评定灵敏度10dB以上.远场分辨力a.直探头:X≥30dB;b.斜探头:Z≥6dB.探伤仪、探头及系统性能和周期检查探伤仪、探头及系统性能,除灵敏度余量外,均应按ZB J04 001的规定方法进行测试.探伤仪的水平线性和垂直线性,在设备首次使用及每隔3个月应检查一次.斜探头及系统性能,在表1规定的时间内必须检查一次.6 试块标准试块的形状和尺寸见附录A,试块制造的技术要求应符合ZB Y232的规定,该试块主要用于测定探伤仪、探头及系统性能.对比试块的形状和尺寸见附录B.对比试块采用与被检验材料相同或声学性能相近的钢材制成.试块的探测面及侧面,在以以上频率及高灵敏条件下进行检验时,不得出现大于距探测面20mm处的Φ2mm平底孔反射回来的回波幅度1/4的缺陷回波.试块上的标准孔,根据探伤需要,可以采取其他形式布置或添加标准孔,但应注意不应与试块端角和相邻标准孔的反射发生混淆.检验曲面工件时,如探伤面曲率半径R小于等于W2/4时,应采用与探伤面曲率相同的对比试块.反射体的布置可参照对比试块确定,试块宽度应满足式(1):b≥2λ S/De (1)式中 b----试块宽度,mm;λ--波长,mm;S---声程,m;De--声源有效直径,mm现场检验,为校验灵敏度和时基线,可以采用其他型式的等效试块.7 检验等级检验等级的分级根据质量要求检验等级分为A、B、C三级,检验的完善程度A级最低,B级一般,C级最高,检验工作的难度系数按A、B、C顺序逐级增高.应按照工件的材质、结构、焊接方法、使用条件及承受载荷的不同,合理的选用检验级别.检验等级应接产品技术条件和有关规定选择或经合同双方协商选定.注:A级难度系数为1;B级为5-6;C级为10-12.本标准给出了三个检验等级的检验条件,为避免焊件的几何形状限制相应等级检验的有效性,设计、工艺人员应考虑超声检验可行性的基础上进行结构设计和工艺安排. 检验等级的检验范围A级检验采用一种角度的探头在焊缝的单面单侧进行检验,只对允许扫查到的焊缝截面进行探测.一般不要求作横向缺陷的检验.母材厚度大于50Mm时,不得采用A级检验.B级检验原则上采用一种角度探头在焊缝的单面双侧进行检验,对整个焊缝截面进行探测.母材厚度大于100mm时,采用双面双侧检验.受几何条件的限制,可在焊缝的双面半日侧采用两种角度探头进行探伤.条件允许时应作横向缺陷的检验.C级检验至少要采用两种角度探头在焊缝的单面双侧进行检验.同时要作两个扫查方向和两种探头角度的横向缺陷检验.母材厚度大于100mm时,采用双面侧检验.其他附加要求是:a.对接焊缝余高要磨平,以便探头在焊缝上作平行扫查;b.焊缝两侧斜探头扫查经过的母材部分要用直探头作检查;c.焊缝母材厚度大于等于100mm,窄间隙焊缝母材厚度大于等于40mm时,一般要增加串列式扫查,扫查方法见附录C.8 检验准备探伤面按不同检验等级要求选择探伤面.推荐的探伤面如图5和表2所示.检验区域的宽度应是焊缝本身再加上焊缝两侧各相当于母材厚度30%的一段区域,这个区域最小10mm,最大20mm,见图6.探头移动区应清除焊接飞溅、铁屑、油垢及其他外部杂技.探伤表面应平整光滑,便于探头的自由扫查,其表面粗糙度不应超过μm,必要时应进行打磨:a.采用一次反射法或串列式扫查探伤时,探头移动区应大于:P=2δtgβ (2)或P=2δK (3)式中 P----跨距,mm;δ--母材厚度,mmb.采用直射法探伤时,探头移动区应大于.去除余高的焊缝,应将余高打磨到与邻近母材平齐.保留余高的焊缝,如焊缝表面有咬边,较大的隆起凹陷等也应进行适当的修磨,并作圆滑过渡以影响检验结果的评定. 焊缝检验前,应划好检验区段,标记出检验区段编号.检验频率检验频率f一般在2-5MHz范围内选择,推荐选用公称频率检验.特殊情况下,可选用低于2MHz或高于的检验频率,但必须保证系统灵敏度的要求.探头角度斜探头的折射角β或K值应依据材料厚度,焊缝坡口型式及预期探测的主要缺陷来选择.对不同板厚推荐的探头角度和探头数量见表2.串列式扫查,推荐选用公称折射角为45°的两个探头,两个探头实际折射角相差不应超过2°,探头前洞长度相差应小于2mm.为便于探测厚焊缝坡口边缘未熔合缺陷,亦可选用两个不同角度的探头,但两个探头角度均应在35°-55°范围内.耦合剂应选用适当的液体或糊状物作为耦合剂,耦合剂应具有良好透声性和适宜流动性,不应对材料和人体有作用,同时应便于检验后清理.典型的耦合剂为水、机油、甘油和浆糊,耦合剂中可加入适量的"润湿剂"或活性剂以便改善耦合性能.在试块上调节仪器和产品检验应采用相同的耦合剂.母材的检查采用C级检验时,斜探头扫查声束通过的母材区域应用直探头作检查,以便探测是否有有探伤结果解释的分层性或其他缺陷存在.该项检查仅作记录,不属于对母材的验收检验.母材检查的规程要点如下:a.方法:接触式脉冲反射法,采用频率2-5MHz的直探头,晶片直径10-25mm;b.灵敏度:将无缺陷处二次底波调节为荧光屏满幅的100%;c.记录:凡缺陷信号幅度超过荧光屏满幅20%的部位,应在工件表面作出标记,并予以记录.9 仪器调整和校验时基线扫描的调节荧光屏时基线刻度可按比例调节为代表缺陷的水平距离l(简化水平距离l');深度h;或声程S,见图7.探伤面为平面时,可在对比试块上进行时基线扫描调节,扫描比例依据工件工和选用的探头角度来确定,最大检验范围应调至荧光屏时基线满刻度的2/3以上.探伤面曲率半径R大于W2/4时,可在平面对比试块上或与探伤面曲率相近的曲面对比试块上,进行时基线扫描调节.探伤面曲率半径R小于等于W2/4时,探头楔块应磨成与工件曲面相吻合,在条规定的对比试块上作时基线扫描调节.距离----波幅(DAC)曲线的绘制距离----波幅曲线由选用的仪器、探头系统在对比试块上的实测数据绘制见图8,其绘制方法见附录D,曲线由判废线RL,定量线SL和评定线EL组成,不同验收级别的各线灵敏度见表3.表中的DAC是以Φ3mm标准反射体绘制的距离--波幅曲线--即DAC 基准线.评定线以上至定量线以下为1区(弱信号评定区);定量线至判废线以下为Ⅱ区(长度评定区);判废线及以上区域为Ⅲ区(判废区).探测横向缺陷时,应将各线灵敏度均提高6dB.探伤面曲率半径R小于等于W2/4时,距离--波幅曲线的绘制应在曲面对比试块上进行.受检工件的表面耦合损失及材质衰减应与试块相同,否则应进行传输损失修整见附录E,在1跨距声程内最大传输损失差在2dB以内可不进行修整.距离--波幅曲线可绘制在坐标纸上也可直接绘制在荧光屏刻度板上,但在整个检验范围内,曲线应处于荧光屏满幅度的20%以上,见图9,如果作不到,可采用分段绘制的方法见图10.仪器调整的校验每次检验前应在对比试块上,对时基线扫描比例和距离--波幅曲线(灵敏度)进行调节或校验.校验点沙于两点.检验过程中每4h之内或检验工作结束后应对时基线扫描和灵敏度进行校验,校验可在对比试块或其他儿试块上进行.扫描调节校验时,如发现校验点反射波在扫描线上偏移超过原校验点刻度读数的10%或满刻度的5%(两者取较小值),则扫描比例应重新调整,前次校验后已经记录的缺陷,位置参数应重新测定,并予以更正.灵敏度校验时,如校验点的反射波幅比距离--波幅曲线降低20%或2dB以上,则仪灵敏度应重新调整,并对前次校验后检查的全部焊缝应重新检验.如校验点的反射波幅比距离--波幅曲线增加20%或2dB以上,仪器灵敏度应重新调整,而前次校验后,已经记录的缺陷,应对缺陷尺寸参数重新测定并予以评定.10 初始检验一般要求超声检验应在焊缝及探伤表面经外观检查合格并满足条的要求后进行.检验前,探伤人员应了解受验工件的材质、结构、曲率、厚度、焊接方法、焊缝种类、坡口形式、焊缝余高及背面衬垫、沟槽等情况.探伤灵敏度应不低于评定线灵敏度.扫查速度不应大于150mm/s, 相邻两次探头移动间隔保证至少有探头宽度10%的重叠.对波幅超过评定线的反射波,应根据探头位置、方向、反射波的位置及条了解的焊缝情况,判断其是否为缺陷.判断为缺陷的部位应在焊缝表面作出标记.平板对接焊缝的检验为探测纵向缺陷,斜探头垂直于焊缝中心线在探伤面上,作锯齿型扫查见图11.探头前后移动的范围应保证扫查到全部焊缝截面及热影响区.在保持探头垂直焊缝作前后移动的同时,还应作10°-15°的左右转动.为探测焊缝及热影响区的横向缺陷应进行平行和斜平行扫查.a. B级检验时,可寅边缘使探头与焊缝中心线成10°-20°作斜平行的扫查(图12);b. C级检验时,可将探头放在焊缝及热影响区上作两个方向的平行扫查(图13),焊缝母材厚度超过100mm时,应在焊缝的两面作平行扫查或者采用两种角度探头(45°和60°或45°和70°并用)作单面两个方向的平行扫查;亦可用两个45°探头作串列式平行扫查;c. 对电渣焊缝还应增加与焊缝中心线成45°的斜向扫查.为确定缺陷的位置、方向、形状、观察缺陷动态波形或区分缺陷讯号与伪讯号,可采用前后、左右、转角、环绕等四种探头基本扫查方式(图14).曲面工件对接焊缝的检验探伤面为曲面时,应按和条的规定选用对比试块,并采用条的方法进行检验,C级检验时,受工件几何形状限制,横向缺陷探测无法实施时,应在检验记录中予以注明.环缝检验时,对比试块的曲率半径为探伤面曲率半径倍的对比试块均可采用.探测横向缺陷时按条的方法进行.纵缝检验时,对比试块的曲率半径与探伤面曲率半径之差应小于10%.根据工件的曲率和材料厚度选择探头角度,并考虑几何临界角的限制,确保声束能扫查到整个焊缝厚度.条件允许时,声束在曲底面的入射角度不应超过70°.探头接触面修磨后,应注意探头入射点和折射角或K值的变化,并用曲面试块作实际测定.当R大于W2/4采用平面对比试块调节仪器时,检验中应注意到荧光屏指示的缺陷深度或水平距离与缺陷实际的径向埋藏深度或水平距离孤长的差异,必要时应进行修正. 其他结构焊缝的检验一般原则a.尽可能采用平板焊缝检验中已经行之有效的各种方法;b.在选择探伤面和探头时应考虑到检测各种类型缺陷的可能性,并使声束尽可能垂直于该结构焊缝中的主要缺陷.T型接头腹板厚度不同时,选用的折射角见表4,斜探头在腹板一侧作直射法和一次反射法探伤见图15位置2.采用折射角45°(K1)探头在腹板一侧作直射法和一次反射法探测焊缝及腹板侧热影响区的裂纹(图16).为探侧腹板和翼板间未焊透或翼板侧焊缝下层状撕裂等缺陷,可采用直探头(图15位置1)或斜探头(图16位置3)在翼板外侧探伤或采用折射角45°(K1)探头在翼板内侧作一次反射法探伤(图15位置3).角接接头角接接头探伤面及折射角一般按图17和表4选择.管座角焊缝根据焊缝结构形式,管座角焊缝的检验有如下五种探侧方法,可选择其中一种或几种方式组合实施检验.探测方式的选择应由合同双方商定,并重点考虑主要探测对象和几何条件的限制(图18、19).a.在接管内壁表面采用直探头探伤(图18位置1);b.在容器内表面用直探头探伤(图19位置1);c.在接管外表面采用斜探头探伤(图19位置2);d.在接管内表面采用斜探头探伤(图18位置3,图19位置3);e.在容器外表面采用斜探头探伤(图18位置2).管座角焊缝以直探头检验为主,对直探头扫查不到的区域或结构,缺陷向性不适于采用直探头检验时,可采用斜探头检验,斜探头检验应符合条的规定.直探头检验的规程a.推荐采用频率直探头或双晶直探头,探头与工件接触面的尺寸W应小于2√R;b.灵敏度可在与工件同曲率的试块上调节,也可采用计算法或DGS曲线法,以工件底面回波调节.其检验等级评定见表5.11 规定检验一般要求规定检验只对初始检验中被标记的部位进行检验.探伤灵敏度应调节到评定灵敏度.对所有反射波幅超过定量线的缺陷,均应确定其位置,最大反射波幅所在区域和缺陷指示长度.最大反射波幅的测定对判定为缺陷的部位,采取条的探头扫查方式、增加探伤面、改变探头折射角度进行探测,测出最大反射波幅并与距离--波幅曲线作比较,确定波幅所在区域.波幅测定的允许误差为2DB.位置参数的测定缺陷位置以获得缺陷最大反射波的位置来表示,根据相应的探头位置和反射波在荧光屏上的位置来确定如下全部或部分参数.a.纵坐标L代表缺陷沿焊缝方向的位置.以检验区段编号为标记基准点(即原点)建立坐标.坐标正方向距离L表示缺陷到原点之间的距离见图20;b.深度坐标h代表缺陷位置到探伤面的垂直距离(mm).以缺陷最大反射波位置的深度值表示;c.横坐标q代表缺陷位置离开焊缝中心线的垂直距离,可由缺陷最大反射波位置的水平距离或简化水平距离求得.缺陷的深度和水平距离(或简化水平距离)两数值中的一个可由缺陷最大反射波在荧光屏上的位置直接读出,另一数值可采用计算法、曲线法、作图法或缺陷定位尺求出. 尺寸参数的测定应根据缺陷最大反射波幅确定缺陷当量值Φ或测定缺陷指示长度△l.缺陷当量Φ,用当量平底孔直径表示,主要用于直探头检验,可采用公式计算,DGS曲线,试块对比或当量计算尺确定缺陷当量尺寸.缺陷指示长度△l的测定推荐采用如下二种方法.a.当缺陷反射波只有一个高点时,用降低6dB相对灵敏度法测长见图21;b.在测长扫查过程中,如发现缺陷反射波峰值起伏变化,有多个高点,则以缺陷两端反射波极大值之间探头的移动长度确定为缺陷指示长度,即端点峰值法见图22.12 缺陷评定超过评定线的信号应注意其是否具有裂纹等危害性缺陷特征,如有怀疑时采取改变探头角度,增加探伤面、观察动态波型、结合结构工艺特征作判定,如对波型不能准确判断时,应辅以其他检验作综合判定.最大反射波幅位于Ⅱ区的缺陷,其指示长度小于10mm时按5mm计.相邻两缺陷各向间距小于8mm时,两缺陷指示长度之和作为单个缺陷的指示长度.13 检验结果的等级分类最大反射波幅位于Ⅱ区的缺陷,根据缺陷指示长度按表6的规定予以评级.最大反射波幅不超过评定线的缺陷,均应为Ⅰ级.最大反射波幅超过评定线的缺陷,检验者判定为裂纹等危害性缺陷时,无论其波幅和尺寸如何,均评定为Ⅳ级.反射波幅位于Ⅰ区的非裂纹性缺陷,均评为Ⅰ级.反射波幅位于Ⅲ区的缺陷,无论其指示长度如何,均评定为Ⅳ级.不合格的缺陷,应予返修,返修区域修后,返修部位及补焊受影响的区域,应按原探伤条件进行复验,复探部位的缺陷亦应按12章评定.14 记录与报告检验记录主要内容:工件名称、编号、焊缝编号、坡口形式、焊缝种类、母材材质、规格、表面情况、探伤方法、检验规程、验收标准、所使用的仪器、探头、耦合剂、试块、扫描比例、探伤灵敏度.所发现的超标缺陷及评定记录,检验人员及检验日期等.反射波幅位于Ⅱ区,其指示长度小于表6的缺陷也应予记录.检验报告主要内容:工件名称、合同号、编号、探伤方法、探伤部位示意图、检验范围、探伤比例收标准、缺陷情况、返修情况、探伤结论、检验人员及审核人员签字等.检验记录和报告应至少保存7年.检验记录和报告的推荐格式见附录F.附录A标准试块的形状和尺寸(补充件)注:尺寸公差±;各边垂直度不大于;C面尺寸基准面,上部各折射角刻度尺寸值见表A1,下部见表A2.附录B对比试块的形状和尺寸(补充件)B1 对比试块的形状和尺寸见表B1.注:①尺寸公差±; ②各边垂直度不大于; ③表面粗糙度不大于μm; ④标准孔与加工面的平行度不大于.附录C串列扫查探伤方法(补充件)C1 探伤设备超声波探伤仪的工作方式必须具备一发一收工作状态.为保证一发一收探头相对于串列基准线经常保持等距离移动,应配备适宜的探头夹具,并适用于横方型及纵方型两种扫查方式.推荐采用,频率,公称折射角45°探头,两探头入射点间最短间距应小于20mm.C2 仪器调整时基线扫描的调节采用单探头按标准正文的方法调节,最大探测范围应大于1跨距声程.灵敏度调整在工件无缺陷部位,将发、收两探头对向放置,间距为1跨距,找到底面最大反射波见图C1及式C1,调节增益使反射波幅为荧光屏满幅高度的40%,并以此为基准波高.灵敏度分别提高8dB、14dB和20dB代表判废灵敏度、定量灵敏度和评定灵敏度.C3 检验程序检验准备a.探伤面对接焊缝的单面双侧;b.串列基准线如发、收两探头实测折射角的平均值为β或K值平均为K.在离参考线(参考线至探伤截面的距离L'的位置标记串列基准线,见图C2及式C2.=δtgβ (C1)或=δK (C2)初始探伤探伤灵敏度不低于评定灵敏度.扫查方式采用横方形或纵方形串列扫查,扫查范围以串列基准线为中心尽可能扫查到整个探伤截面,每个探伤截面应扫查一遍.标记超过评定线的反射波,被判定为缺陷时,应在焊缝的相应位置作出标记.规定探伤对象只对初始检验标记部位进行探伤.探伤灵敏度为评定灵敏度.缺陷位置不同深度的缺陷,其反射波均出现在相当于半跨距声程位置见图C3.缺陷的水平距离和深度分别为:(C3)(C4)缺陷以射波幅在最大反射波探头位置,以40%线为基准波高测出缺陷反射波的dB数作为缺陷的相对波幅,记为SL±----dB.缺陷指示长度的测定采用以评定灵敏度为测长灵敏度的绝对灵敏度法测量缺陷指示长度.即进行左右扫查(横方形串列扫查),以波幅超过评定线的探头移动范围作为缺陷指示长度.C4 缺陷评定所有反射波幅度超过评定线的缺陷均应按标准正文第12章的规定予以评定,并按第13章的规定对探伤结果作等级分类.附录D距离----波幅(DAC)曲线的制作(补充件)。
T、K、Y管节点焊缝超声波检验缺陷的定位技术—作图解析法
T、K、Y管节点焊缝超声波检验缺陷的定位技术—作图解析法管节点焊缝探伤存在诸多困难，缺陷定位是困难环节之一。
随焊缝位置一一钟点数的变化，节点焊缝形状不断变化，半跨距声程表现很大的差异。
因此，无法运用平板对接焊缝常用的缺陷定位技术；也不能套用厚壁焊管纵缝的定位方法。
只能用作图解析法作为缺陷定位基本手段。
作图介析法的优点是方法简单，缺陷显示直观。
缺点是步骤繁杂，难以掌握，结果的准确性取决于探伤人员的熟练程度及技术水平，作图过程中有一步发生误差，就可能导致定位失败。
6.1 缺陷定位技术要求与作图解析法原理6.1.1 缺陷定位技术要求：对于反射信号，只有判定为非伪缺陷信号后，才考虑定位，对于弧立的点状缺陷和未超标的缺陷原则上不予定位，只有超标缺陷才借助作图法定位，缺陷定位的主要任务是：（1）确定缺陷所处的焊缝截面的钟点数或离某一整点钟点数的距离；（2）确定缺陷所在的三个纵向区域：即支管侧熔合区、焊缝中间区、还是主管侧熔合区。
（3）确定缺陷所在的三个横向区域：焊缝上部为3区，有效焊缝厚度T 对应部为称有效焊缝区（2区），有效焊缝区以下部分焊缝称根部（1区）。
见本讲义2.1.3。
管节点缺陷定位方法与平板对接焊缝缺陷定位不同之处是，不要求测定缺陷水平距离和深度，只要求测定缺陷在截面图的纵向、横向区域，如图6-1所示。
(a)确定缺陷所在位置钟点数（）确定缺陷所在的区域焊缝中间区支管侧熔合区主主管侧熔合区支图6-1 确定缺陷所在位置钟点数及所在区域6.1.2 作图解析法原理不管缺陷判定，还是测定缺陷所在区域，其原理都是相同的。
首先用取形规(或橡皮泥)截取焊缝处外形，将其复制在图纸上，然后用蛇尺及制图工具，按实测主支管壁厚,画出主支管内壁，再按有关规范以实测数据的间隙、留根高度、坡口角度，画出焊缝截面形状。
在此基础上，按所用的探头折射角，从实测入射点位置画出模拟声束路线，以探头位置及荧光屏上出现最高反射波的声程W ，即可确定反射信号是否为缺陷回波及位置区域，这就是作图解析原理。
焊缝的超声波探伤资料讲解
超声波特性
束射特性
反射特性
传播特性
波型转换特性
人们正是利用了超声波的这些特性，发展了超声波探伤技术。
超声波的波型
纵波
波传播方向
空气
固体介质
表面波
横波 板波
超声波声速
材料 钢 水 有机玻璃 铝 铜
纵波声速(m/s) 5900 1400 2720 6260 4700
横波声速(m/s) 3230 -1460 3080 2260
➢ 采用二次波探伤，探测面修整宽度为：
S ≥ 2KT+50 (mm)
➢ 采用一次波探伤，探测面修整宽度为：
S≥KT+50 (mm) 式中: K----探头的K值；
T----工件厚度。
P
P
二次波探伤
一次波探伤
耦合剂的选用
• 耦合剂 ➢ 流动性、粘度、附着力适当，易清洗； ➢ 声阻抗高，透声性好； ➢ 价格便宜; ➢ 对工件无腐蚀，对人无害，不污染环境； ➢ 性能稳定，不易变质，能长期保存。
波动频率 f<20Hz 20Hz≤f≤20KHz 20KHz≤f≤103 MHz f>103 MHz
可闻频率 人耳不可闻 人耳可闻 人耳不可闻 人耳不可闻
超声波探伤用的频率为 0.25MHz～15MHz，金属材料超 声波探伤常用频率为0.5MHz ～ 10MHz，其波长约10mm ～ 0.5mm 。
焊缝的超声波探伤
南京钢铁股份有限公司研究院 Institute of Nanjing Iron & Steel Co., Ltd.
什Hale Waihona Puke 是超声波超声波是声波的一种，是机械振动在弹性介质中传 播而形成的波动，通常以其波动频率 f 和人的可闻频
超声波探伤检测方案
1.1钢结构焊接质量无损检测依据《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2020及《钢结构超声波探伤及质量分级法》JG/T203-2007规定，采用超声波法对焊缝内部进行探伤检测，设计质量等级为一级的焊缝探伤比例为100%,设计质量等级为二级的焊缝探伤比例为20%。
1.1.1检测区域的选择⑴超声波检测应在焊缝及探伤表面经外观检查合格后方可进行，应划好检测区域，标出检测区段编号。
⑵检测区域的宽度应是焊缝本身再加上焊缝两侧各相当于母材厚度30%的一般区域，这区域最小10mm，最大20mm。
⑶接头移动区应清除焊接飞溅、铁屑、油垢及其它外部杂质。
探伤区域表面应平整光滑，便于探头的自由扫查，其表面粗糙度不应超过6.3um，必要时进行打磨。
a、采用一次反射法或串列式扫查探伤时，探头移动区应大于2.56k，（其中，§为板厚，k为探头值）；b、采用直射法探伤时，探头移动区应大于1.256k。
⑷去除余高的焊接，应将余高打磨到与临邻近母材平齐。
保留余高焊缝，如焊缝表面有咬边，较大的隆起和凹陷等也应进行适当修磨，并做圆滑过渡以免影响检测结果的评定。
1.1.2检测频率检测频率f一般在2-5MHz的范围内选择，推荐选用2〜2.5MHz的频率检测，特殊情况下，可选用低于2MHz或高于2.5MHz的检测频率，但必须保证系统灵敏度的要求。
1.1.3仪器、试块、耦合剂、探头1、仪器：CTS-9002+型超声波探伤仪、PXUT-300C型超声波探伤仪2、试块：CSK-IA试块、RB-2试块、CSKTCj试块3、耦合剂应选用适当的液体或模糊状物作耦合剂。
耦合剂应具备有良好透声性和适宜流动性，不应对材料和人体有损伤作用。
同时应便于检测后清理。
典型耦合剂为水、机油、甘油和浆糊。
在试块上调节仪器和产品检测应采用相同的耦合剂。
4、探头：斜探头：频率为2.5-5MHz，前沿为10-20mm，晶片尺寸为6X6、9X9、13X13(mm)；直探头：频率为2.5-5MHz，直径为14或20mm。
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第四章 焊缝超声波探伤
第二节 平板对接焊缝的超声波探伤方法
由于焊缝有增强量、表面凹凸不平，以及焊缝中危险性缺陷(裂缝、未焊透)大多垂直于板面，所以，对接焊缝超声波探伤基本方法一般都利用斜探头在焊缝两侧与钢板直接接触后
所产生的折射横波进行探测，见图4–4所示。
一、探测面的修整
为保证整个焊缝截面都被超声波束扫查到，探头必须在探测面上左
右、前后移动，为此，通常要对探测面进行修整。
探测面上的焊接飞溅、氧化皮、锈蚀等应清理掉。
清理的方
法可用铲刀、钢丝刷、砂轮等使钢板露出金属光泽。
探测面的修整宽度按GB11345–89标准规定：
a. 用一次(直射)波法扫查，则焊缝两测的修整宽度(探头移动区)应大于0.75P ：
P=2TK (4–1)
式中：T 为母材厚度；K 为斜探头折射角的正切(K=tg β)。
b. 用一次反射波法，在焊缝两面两侧扫查，故修整宽度大于1.25P ： 二、耦合剂的选用
为使超声波能顺利传入工件，在探伤前必须在探测面上涂上耦合剂，常用的耦合剂有机油、化学浆糊、水、甘油等。
耦合剂的选用应考虑：
① 工件表面光洁度和倾斜角度 ② 探测频率
③ 耦合剂的声透性能
④ 保存和使用的方便性
⑤ 经济性和安全等
各种耦合剂在工件表面光洁度较高时，其声透性能一般相差不大，当工件表面光洁度较差时，选用声阻抗较大的耦合剂，如甘油，可获得较好的声透性能。
三、探头的选择
探头选择主要指探头角度和频率的选择 1. 探头角度的选择
对于钢质材料，为保证纯横波探测，探头的入射角应在第一临界角(27.5°)和第二临界角(57°)之间，即27.5°＜α＜57°。
国内过去使用的探头均以入射角标称，如、30°、40°、45°、50°、55°等。
近年来，考虑到为使缺陷定位计算方便，故均改用K 值探头(K=tg β)如K=0.8、K=1、K=1.5、K=2、K=2.5、K=3等。
国外则普遍用折射角标称，如β=35°、β=45°、β=60°、β=70°、β=80°等。
为保证整个焊缝截面为声束覆盖，当用一次波和二次波探测时，探头的K 值尚须满足下式(见图4–5)：
K ≥
T
b a l
++ (4–
2)
图4–4 焊缝探伤一般方法
式中：a 为上焊缝宽度的一半；b 为下焊缝宽度的一半；l 为斜探头的前沿距离；T 为工件板厚。
从图4–5中可以看出：
图4–5 探头K 值选择
K
a y 1l +=
；K b
y 2= (4–3a) 为保证整个焊缝截面扫查，必须要求y 1+y 2≤T ，这样，
K
b a y y 21l
++=
+≤T K ∴≥
T
b a l
++ (4–3b)
如果y 1+y 2＞T ，则焊缝中间就有一小块棱形面积，无法为超声中心束扫查到，缺陷可能
漏检。
一般斜探头折射角根据工件厚度选择，原则上薄工件采用大折射角，这样，声程距离拉开，可提高分辨率和定位精度。
厚工件则采用小折射角，以减少打磨宽度；同时，可缩短声程，保证探测灵敏度。
另外，如果从探测垂直于板面的缝裂考虑，角度越大声束中心线与缺陷越接近垂直，则缺陷反射波越高，所以越有利。
各种焊缝探伤标准均对探头角度有具体规定。
JB1152–81标准规定的探头角度分别如表4–1。
表4–1 JB1152–81标准规定
2. 探测频率的选择
探测频率增高，则其波长减小，可检测的缺陷极限尺寸也小，一般为λ/2。
从这一角度出发，则频率增高，有利于缺陷检出。
另一方面，焊缝中的危险性缺陷大都与超声束入射方向成一定角度，在这种情况下，若频率过高，则缺陷的反射指向性也越好，回波反而不易被探头接收，故频率不宜太高。
焊缝探伤的探测率一般为2MHz ～5MHz 。
JB1152–81标准规定：探测频率一般采用2.5MHz ，板的厚度较薄时可采用5MHz 。
GB11345－89标准规定：检验频率f 一般在2－5MHz 范围内选择，推荐选用2－2.5MHz 公称频率检验。
四、探头移动方式
焊缝探伤中探头移动的基本方式有左右移动、前后移动、定点转动和环绕(即摆动)运动四种。
前后移动、左右移动和定点转动结合使用时，就成为锯齿形扫查。
除此之外，为检测
横向裂缝，还有斜平行扫查、交叉扫查和在焊缝上扫查。
为检测厚板中垂直于板面的裂缝和未焊透，须进行串列式扫查等。
焊缝探伤中常用的探头移动方法见图3–26至3–34。
一般使用锯齿形扫查来检查工件中缺陷的有无；使用左右扫查进行缺陷指标长度的测定；使用前后扫查，结合左右扫查可以找到缺陷的最高回波，进行缺陷定位和缺陷波高的测定；使用定点转动和环绕运动来推断缺陷的形状，进行缺陷性质的判定。
五、探测灵敏度的选定
探测灵敏度决定了检测缺陷的能力。
灵敏度高，检测缺陷的能力大；灵敏度低，检测缺陷的能力也低。
若要把焊缝中所有缺陷都能检查出来，灵敏度应选得越高越好，但实际上受工件材质、表面状况和仪器性能的限制，检测灵敏度有一定的限度。
同时，焊接构件的使用状态不同，质量要求亦不一样。
具体的探测灵敏度在标准中均有规定。
例如，JB1152–81
标准规定为φ2
×40–18dB(适用于板厚8～46mm)和φ2
×40
–14dB(适用于板厚＞46～120mm)等。
用K2斜探头对板厚为10～24mm对接焊缝中存在的自然缺陷进行探测，其缺陷反射波高测定的大致情况如表4–2所示。
根据表4–2可以大致推定：
用JB1152–81的检测灵敏度，当板厚＜46mm时可检测的自然缺陷约为1.5mm的气孔和2mm
表4–3 各种自然缺陷的反射波高
图4–6 焊缝自然缺陷和回波高度。