焊缝超声波检测时DAC曲线的制作与应用

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（渤海石油装备华油钢管公司，青县 062650）

笔者企业所生产钢管检验执行API管线钢管规范，API标准规定用N5刻槽或φ1.6 mm竖通孔对比试块评定缺陷［1]。传统的灵敏度调节方法是根据探头K值和工件厚度计算一次波、二次波水平位置（因为钢管壁厚小，通常采用水平调节法调整扫描比例，工件厚度较小时还需计算三次波水平位置），在它们对应的水平位置附近找N5刻槽或φ1.6 mm竖通孔的最高波，分别记下一次波、二次波达到基准波高（满屏的80%）时的幅值。为了避免漏检，超声检测人员通常用较高的灵敏度（二次波或三次波的灵敏度）作为扫查灵敏度。当在扫查过程中发现缺陷时，根据缺陷波距一次波、二次波（三次波）的水平位置远近选用水平差值最小的波次的灵敏度对缺陷进行定量。

这种传统灵敏度调节方法在对缺陷定量的过程中存在两个不足，① 因为怕漏检，超声检测人员通常用较高的二次波灵敏度（工件厚度较小时用三次波灵敏度）作为扫查灵敏度，这样不仅示波屏上杂波增多，而且增大了近场区尤其是紧邻始波后面一段区域缺陷漏检的几率。因为在高灵敏度下始波占宽变大，再加上近场区声压极大值、极小值的影响，使一些缺陷回波湮没在始波中，导致不能识别造成漏检。②传统灵敏度调节和缺陷定量方法操作步骤繁多，每发现一处可疑回波就得把仪器增益调至相近位置的灵敏度进行比较，无形中增大了超声检测人员的工作量。

1 DAC曲线制作方法

笔者采用N5刻槽以及φ1.6 mm竖通孔制作的DAC曲线对缺陷定量，该方法克服了传统灵敏度调节方法的不足，使不同声程处的缺陷回波都有自己的灵敏度评定依据，而且简化了超声检测人员的操作过程，不用每发现一处可疑回波就调一次仪器增益，大大减小超声检测人员的工作量。

以N5刻槽为例，DAC曲线制作方法如下：

（1）按常规操作测试探头前沿和K值，完成扫描比例调节。

（2）将探头置于对比试块上，先找试块下表面N5刻槽最高反射回波，将回波高度调至示波屏的80%，记为DAC曲线上的第一点。

（3）固定增益不动，找到试块上表面N5刻槽最高反射回波，记为DAC曲线上的第二点。

（4）找到试块下表面N5刻槽最高反射回波，记为DAC曲线上的第三点，连接三点，即完成曲线制作，灵敏度调节完毕。

实际工作应用发现，N5刻槽制作不规范时会出现相同幅值时上表面N5刻槽回波高于下表面N5刻槽回波的现象，即二次波灵敏度高于一次波灵敏度，这样制作出来的DAC曲线会增大缺陷定量的误差（见图1）。为了减小这种对比试块制作不规范造成的定量误差，笔者改进了DAC曲线的制作方法。在完成扫描比例调节后，先在一次波水平位置附近找到下表面N5刻槽最高回波，将回波调至基准波高（满屏的80%），记为曲线上的第一点。固定仪器增益不动，在三次波对应的水平位置附近找到下表面N5刻槽最高回波，记为曲线上的第二点，用线连接两点，即完成DAC曲线制作。

图1 利用不规范试块制作的DAC曲线

2 N5刻槽DAC曲线的制作方法

试块A壁厚17.5 mm，上下表面刻槽为17.5 mm×5%，探头为2.5P8×12 K2探头，前沿11 mm。

2.1 方法1

完成探头入射点、K值测试、水平比例调节后，将探头置于对比试块上，在一次波水平位置附近找到试块下表面N5刻槽最高反射回波，使其达基准高度80%，记为曲线上第一点。固定增益不动，在二次波水平位置附近找到试块上表面N5刻槽最高反射回波，此波在示波屏上高度为43%，记为曲线上第二点。固定增益不动，在三次波水平位置附近找到试块下表面N5刻槽最高反射回波，此波在示波屏上高度为23%，记为曲线上的第三点。用线连接这三点，N5刻槽DAC曲线制作完成（图2）。

2.1 方法2

完成探头入射点、K值测试、水平比例调节后，将探头置于对比试块上，在一次波水平位置附近找到试块下表面N5刻槽最高反射回波使其达基准高度80%，记为曲线上第一点。固定增益不动，在三次波水平位置附近找到试块下表面N5刻槽最高反射回波，此波在示波屏上高度为23%，记为曲线上的第两点。用线连接这二点，N5刻槽DAC曲线制作完成（图3）。

3 φ1.6 mm竖通孔的DAC曲线制作方法

试块B壁厚15.3 mm，试块上钻φ1.6 mm竖通孔，探头为2.5P8×12 K2，前沿11 mm。

3.1 方法1

完成探头入射点、K值测试、水平比例调节后，将探头置于对比试块上，在一次波水平位置附近找到φ1.6 mm竖通孔下表面最高反射回波，使其达基准高度80%，记为曲线上第一点。固定增益不动，在二次波水平位置附近找到φ1.6 mm竖通孔上表面N5刻槽最高反射回波，此波在示波屏上高度为41%，记为曲线上第二点。固定增益不动，在三次波水平位置附近找到φ1.6 mm竖通孔下表面N5刻槽最高反射回波，此波在示波屏上高度为19%，将此波记为曲线上的第三点。用线连接这三点，φ1.6 mm竖通孔DAC曲线制作完成（图4）。

3.2 方法2

完成探头入射点、K值测试、水平比例调节后，将探头置于对比试块上，在一次波水平位置附近找到φ1.6 mm竖通孔下表面N5刻槽最高反射回波，使其达基准高度80%，记为曲线上第一点。固定增益不动，在三次波水平位置附近找到φ1.6 mm竖通孔下表面N5刻槽最高反射回波，此波在示波屏上高度为19%，记为曲线上的第二点。用线连接这二点，φ1.6 mm竖通孔DAC曲线制作完成（图5）。

比较两种方法制作的DAC曲线，发现两者曲线弧度相当，而且后者操作方法更简便，值得在实际工作中推广使用。

［1]ANSI/API Specification 5L 管线钢管规范［S].