時(shí)代TUD超聲波探傷儀實(shí)戰(zhàn)演義

 

——淺談無縫鋼管和T型焊縫的探傷

無縫管通常是指外徑在100mm以下的鋼管，多采用穿孔法或者擠壓法得到。在無縫管的探傷中多采用渦流自動(dòng)探為主，磁粉和超聲波手工探為輔的檢測(cè)方式。這里我想主要說說超聲波探傷的部分。傳統(tǒng)的無縫管探傷有三種方法：用斜探頭沿周向和軸向進(jìn)行掃查；厚壁管可以用雙晶直探頭進(jìn)行掃查；薄壁的管可以用水浸的方式用直探頭掃查（如圖）。

如果大家親身檢測(cè)過管材就會(huì)發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)方法的致命弱點(diǎn)，就是效率太低（更換探頭要重新設(shè)置參數(shù)，水浸需要復(fù)雜的計(jì)算）。常常是一天也檢不了幾根。這種教科書式的探傷方式也在實(shí)際的生產(chǎn)中被逐步的淘汰。還好勞動(dòng)人民的智慧是無窮的，在生產(chǎn)中不斷的總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，并對(duì)原有的技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，終于發(fā)明了一種的檢測(cè)無縫管的新方法。這個(gè)方法是在不對(duì)檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行任何升級(jí)的基礎(chǔ)上，只在檢測(cè)手段上進(jìn)行改進(jìn)就使得效果產(chǎn)生了翻天覆地的變化。也將在管材的檢測(cè)中幾乎要消失的超聲波檢測(cè)又重新回到了主流的地位。下面我將用我們自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的超聲波探傷儀拳頭產(chǎn)品TUD310來與大家分享這個(gè)神奇的方法。

首先，我們需要準(zhǔn)備的材料有：能開機(jī)的TUD310一個(gè)，無縫管一根，斜探頭線兩條，SCK-1A試塊一個(gè)，將兩個(gè)尺寸，角度，前沿一摸一樣的斜探頭背對(duì)背做在一起，再做一個(gè)如圖模樣的契塊（契塊的弧度與要探測(cè)的無縫管外徑相同），耦合劑一瓶，機(jī)油半斤，紅筆一根，手紙一卷。材料就齊備拉。

首先，把兩個(gè)探頭都接好線，分別插在TUD310的兩個(gè)探頭插口上。開機(jī)！切記將探頭方式設(shè)置成“單”。不要設(shè)置成“雙”或者“收發(fā)”。原因就是：不是有兩個(gè)晶片的探頭都是雙晶探頭。雙晶探頭的兩個(gè)晶片是一收一發(fā)。而我們這個(gè)特別的探頭是需要它們各自獨(dú)立工作。然后在SCK-1A上調(diào)整好其中一個(gè)探頭的前沿，零點(diǎn)和K值（這里就不詳細(xì)介紹方法了，如果不會(huì)使用1A試塊調(diào)整這三個(gè)參數(shù)的可直接忽略本文）。因?yàn)閮蓚€(gè)探頭*一樣，所以設(shè)置好一個(gè)探頭的參數(shù)另外一個(gè)也就設(shè)置好了。這些都做好后，將探頭涂上耦合劑和契塊裝在一起。探頭和契塊之間的耦合劑要選擇透聲性好的固體耦合劑，不要選擇液體的機(jī)油。理由自己想。到這里我們的前期的準(zhǔn)備工作都做好了。

然后，我們來設(shè)置探傷靈敏度，因?yàn)闊o縫管是不容許出現(xiàn)缺陷的，所以DAC曲線就免了，直接將增益調(diào)整到?jīng)]有雜波的zui大值，TUD310我建議設(shè)置在80－90db比較合理。也有一些客戶要求可以忽略一些小的缺陷（又是強(qiáng)大的“國情”），這時(shí)候只能使用對(duì)比法調(diào)整靈敏度了，讓客戶用線切割在無縫管表面沿軸向開一個(gè)槽，寬度由客戶決定（客戶能容許ф1以下的缺陷就開ф1的槽），再用這個(gè)槽設(shè)置靈敏度就好了。然后在無縫管上涂上機(jī)油。將安裝好契塊的探頭放在無縫管上面可以發(fā)現(xiàn)它們貼合的非常好。在周向小幅度左右晃動(dòng)探頭，沿軸向做鋸齒狀游走，出現(xiàn)波形信號(hào)則用紅筆對(duì)這一段進(jìn)行標(biāo)記，表示這一段應(yīng)該判廢。整段無縫管掃查結(jié)束后，用手紙查干凈工件和探頭表面的耦合機(jī)，探傷工作就結(jié)束了。

zui后我們對(duì)原理進(jìn)行簡(jiǎn)單的說明。其實(shí)看到這里相信很多人已經(jīng)看明白了。超聲波進(jìn)入管材后會(huì)在管材中進(jìn)行彈射（如圖），使用兩個(gè)斜探頭無非就是讓探頭從雙方向發(fā)射超聲波從而覆蓋整個(gè)管材的周向，以提率。等于一臺(tái)機(jī)器干兩臺(tái)機(jī)器的活。所以在管徑較小的時(shí)候一個(gè)缺陷在屏幕上會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)缺陷信號(hào)，原因就是兩個(gè)探頭發(fā)射的超聲波都捕捉到了這個(gè)信號(hào)，由于聲程不同，他們會(huì)出現(xiàn)在屏幕的不同的位置。在管徑較大的管材上，由于能量的衰減，在一個(gè)周向截面上即便是使用兩個(gè)探頭也很難全面覆蓋整個(gè)管材，這時(shí)候也只需要讓探頭移動(dòng)1/4管徑也可做到全部覆蓋。

鋼結(jié)構(gòu)探傷是我們?cè)谔絺薪?jīng)常會(huì)遇到的又一種應(yīng)用。它的特點(diǎn)是，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，焊縫多，體積大，還有就是焊縫多為T型焊。

T型焊縫可以說是一種常見的焊逢類型，我們?cè)诟鞣N教材上也經(jīng)常看到T型焊縫探傷方法的介紹。我們?cè)谑熘碚摰耐瑫r(shí)在實(shí)際的探傷過程中還會(huì)遇到很多問題。首先我們先看看教材上是怎樣說的。

我們先認(rèn)識(shí)一下T型焊。如圖，水平的叫翼板，因?yàn)殚L(zhǎng)得像翅膀，所以叫翼板。垂直的叫腹板，因?yàn)槭遣逶谝戆宓闹虚g，所以叫腹板。T型焊中常見的缺陷還是和其他焊接一樣有氣孔，夾雜，裂紋，未焊透，和未融合。還有一種T型焊專有的缺陷叫撕裂。撕裂顧名思義就是腹板受力以后在根部產(chǎn)生的橫向斷裂，它不會(huì)出現(xiàn)在焊縫區(qū)內(nèi)，只出現(xiàn)在焊縫區(qū)外（在焊縫區(qū)域內(nèi)就叫裂紋，在焊縫區(qū)域外叫撕裂）。T型焊縫探傷都是利用這三個(gè)操作面，5個(gè)位置進(jìn)行掃查（如圖）。

然而，我們?cè)趯?shí)際探傷中很難對(duì)一條T型焊縫進(jìn)行這5個(gè)點(diǎn)的檢測(cè)。主要有兩個(gè)原因，其一就是腹板過薄，腹板如果厚度在5mm以下，在探頭的盲區(qū)內(nèi)，就無法從腹板面上（4、5位置）進(jìn)行探傷，理論上是可以在翼板面上（1、2、3位置）進(jìn)行探傷的，但是實(shí)際操作上難度很大，基本屬于無法探測(cè)。另外在國內(nèi)的鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)中，由于成本的原因，8mm以下的腹板基本都不開坡口，焊接時(shí)在腹板根部雙面打兩條焊縫。想也不用想肯定有未焊透。但因?yàn)檫@樣薄的腹板都是不受力的，所以也不會(huì)出太大的問題。這也給我們?cè)趯?shí)際工作中得到一些啟發(fā)，在實(shí)際的缺陷判定的時(shí)候還要加上“國情”這一條評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。

其二就是，結(jié)構(gòu)問題。實(shí)際的T型焊都不是孤立的一條焊縫，一個(gè)工件上往往是錯(cuò)綜復(fù)雜幾十、上百條焊縫，大而笨重，無法翻轉(zhuǎn)。所以在實(shí)際的探傷中，能保證3個(gè)點(diǎn)的檢測(cè)就算不錯(cuò)了。檢測(cè)的方向主要就是未融合，未焊透和撕裂。檢測(cè)位置上主要對(duì)融合線和腹板中心位置進(jìn)行檢測(cè)（未焊透和撕裂都會(huì)出現(xiàn)在腹板根部中心位置）。

另外在實(shí)際探傷中有很容易忽略的一點(diǎn)就是焊角反射。在T型焊中，只要在翼板上用斜探頭掃查都會(huì)捕捉到這個(gè)信號(hào)。原因就是焊角的結(jié)構(gòu)造成的（對(duì)接焊的余高是外凸的，T型焊則恰恰相反，是內(nèi)凹的）。T型焊角的這個(gè)結(jié)構(gòu)很類似我們CSK－1A上的有機(jī)玻璃圓，也就是說無論使用什么角度的斜探頭都會(huì)捕捉到它。它信號(hào)的特點(diǎn)是強(qiáng)度高，光滑，波幅窄。由于聲程的關(guān)系，缺陷信號(hào)一定出現(xiàn)在焊角反射信號(hào)之前。這時(shí)候只要把斜探頭當(dāng)直探頭用（先找底波再找缺陷）就可以輕松排查出缺陷。

zui后跟大家分享個(gè)小竅門。有時(shí)候我們?cè)谔絺鸗型焊的時(shí)候是無法看到腹板的，這時(shí)候我們也可以利用焊角反射來定位腹板。方法就是在翼板的單面雙側(cè)分別找出焊角反射波，并讓它們出現(xiàn)在屏幕的同一個(gè)位置。那么這時(shí)候。兩探頭連線的中心點(diǎn)就是焊縫的中心。再利用斜探頭的三角定位就可以確定腹板的寬度。（end）