超声波探伤分析

杨道君 陈豫杰

（1、信阳市特种设备检测检验所，河南 信阳464000 2、新乡市锅炉压力容器检验所，河南 新乡464000）

1 超声波在锅检中的重要性

根据《压力容器安全技术监察规程》规定：压力容器的对接接头进行全部或局部探伤，采用射线和超声波两种探伤方法进行时，其质量要求，按各自标准均合格时，方可认为探伤合格。在检验工作中，我们知道射线探伤时，对焊缝材料中的气孔，灰渣等体积型缺陷检测灵敏度较高，这主要是射线穿透工件时，对有无缺陷部位的衰减程度不同，在底片上反缺它的黑白差异很明显。但超声波探伤对这类缺陷检测灵敏度就较低，所以常发生这类缺陷用射线探伤评为不合格的，而超声波探伤则可能评为合格。相反，射线探伤对裂纹，未熔合这类线性(或面状)缺陷，检测灵敏度就较低，这主要是因为这类缺陷的几何尺寸很小(指裂纹宽度方向)。而另一方面，射线束与裂纹面往往呈一定角度，因而射线对这类缺陷存在很大的漏检性，而这种缺陷是对焊缝及设备危害最大，并且是不容许存在的。然而超声波探伤对裂纹未熔合这种缺陷，其检测灵敏度就较高。所以，当这类缺陷采用射线检测合格，其超声波探伤结果就可能被判为不合格，这便体现了超声波捡测在锅炉压力容器检验中的重要性。

另外，超声波探伤还具有成本低，在检验中劳动强度小，目前超声波仪器向智能化、系统自动化、自动扫描、超声成像等方向的发展，可逐步对缺陷进行定性，定位，定尺寸，定缺陷走向。

2 超声波探伤仪的使用

笔者在使用数字式超声波探伤仪后，对如何正确设置有关技术参数、调试和使用国产PXUT一280型数字式超声波探伤仪，积累了一些经验体会和工作实例。现叙述如下：

2.1 如何正确调试仪器

数字式超声波探伤仪，在锅炉、压力容器、压力管道的焊缝探伤应用较多，因此这里主要谈谈横波探伤时的仪器调试方法。以国产探伤仪PXUT一280为例，方法如下：

按使用说明书要求测定探头K值、前沿长度(入射点)。在CSK-IA试块的半圆处初定位(水平定位和深度定位均可)，在CSK-IIIA试块上做DAC曲线。

如果发现在做DAC曲线时水平定位或深度定位的仪器读数与实测数值绝对误差在lmm以上，必须对仪器定位进行修正：在"参数"菜单里逐步改变前沿长度、探伤频率、K值等参数．使其最终满足定位绝对误差在lmm以内，这对探伤时的正确判断(定性)和测量缺陷尺寸都是至关重要的。此时的调试应在CSK-IIIA试块上进行。必须注意一般模拟电路超声波探伤仪习惯用反射波的缺口作为该反射波的定位位置(这样定位较准确)，而数字式超声波探伤仪的自动定位位置是以该反射波波峰顶点作为定位位置的。

2.2 如何正确使用仪器

探伤过程中应采用单面双侧或双面双侧探伤。探伤时对出现缺陷波的位置的另一侧进行复探。在探伤仪显示的水平定位和深度定位中以水平定位为依据对缺陷进行水平定位．如另一侧的水平定位显示同一位置有缺陷波时，可判断为缺陷：另一侧检查没有在该位置出现反射波显示时．要分析原因．是否该位置因工件几何形状原因导致缺陷无法显示，必要时使用不同K值的探头。上述原因排除后，该现象可不评为缺陷。同时出现两个或以上反射波时，要分别确认是否缺陷波形，以防漏检。

3 超声波探伤仪的使用实例

超声波探伤中，常见的缺陷有：气孔，夹渣，未焊透，裂纹和未熔合等。以下对这几种缺陷进行分析。

3.1 气孔型缺陷分析

单个气孔的特点是：单峰、波峰陡，微摆探头波峰急剧下降，探侧对称性好。群孔的特点是：多峰，占波宽，微摆探头波峰高度交替，探测对称性差。

3.2 夹渣型缺陷分析

夹渣的波型特点是：波峰毛糙，回波强度弱、迟顿一些，探侧对称性差。

3.3 未焊透型缺陷分析

当焊口根部成形平整时，一般无反射波或反射波强度较弱。当根部成形不良时，如透度较大、未焊透、单侧未透、或成形不规则时，从焊口两侧或一侧探伤，一般均有根部反射信号，其反射强度随根部成形所构成的反射条件而异。

根部未焊透与单侧未焊透的区分区分的方法是：焊口根部未焊透，从焊口两侧探伤均有反射信号，且对称性好，构成端角反射，波峰包络线陡直，一次波声程提前，水平定位偏离焊缝中心靠近探头一侧；而焊口根部单侧未焊透，一侧探伤没有反射信号，不能构成端角反射，另一侧探伤才有反射信号，具有未焊透的波形特点。如果是焊口根部内凹，则波峰包络线圆滑一些。两侧探伤基本对称。

3.4 裂纹、未熔合缺陷型分析

焊缝根部裂纹的波型特点：裂纹如垂直于焊缝根部，探侧对应性好(与存在角度有关)，波峰毛糙，回波声程提前，熔合线裂纹或坡口未熔合缺陷的波型特点是：探测对称性差，波峰毛糙，两侧水平定位评定时，一侧探侧波幅明显高于另一侧。

4 结论

从上述使用实例，可以看到超声波具有劳动强度低、速度快辅助工作量少，对设备中危害性缺陷检出率高等优点。所以在锅炉压力容器的检验中选用超声波探伤对具有危害性的裂纹及来熔合等缺陷检出可以取得好的效果。另外，超声波探伤范围随着仪器及使用技术的进一步开发将会逐步扩大。如：小径管焊缝超声波探伤，各种角焊缝探伤等。所以，在锅炉压力容器检验中，应首选超声波探伤，当无法采用超声波探伤方法时，再考虑使用其它探伤方法。

[1]黄德胜.锅炉角焊缝未熔合的超声波检测.

[2]刘志刚，肖世荣.锅炉受热面管焊口超声波探伤要点分析.

[3]陈立.锅炉压力容器检验中的超声波探伤.

[4]郑文江.如何使用数字式超声波探伤仪.