T、K、Y管节点焊缝超声波检验缺陷的定量技术.doc

T、K、丫管节点焊缝超声波检验缺陷的定量技术T、K、丫管节点焊缝超声波探伤中，缺陷的定量技术， 与平板对接焊缝有所不同1） 缺陷定量与缺陷的判定和缺陷定位相互联系密切， 首先判定反射波是否由缺陷造成，然后确定缺陷属于点状、线状还是面状，按缺陷的类型选择定量方法， 因此缺陷判定、定位、定量三者没有明显的界限，三者相互验证2） 缺陷指示长度测量与平板焊缝相比， 主要差异在于 焊缝呈椭圆曲线状，检测时探头垂直于焊缝延伸方向移动或 摆动扫查，将缺陷平面的投影长度作为焊缝线状缺陷指示长度，而不能将曲线长度作为缺陷指示长度3） 管节点焊缝定量中一般不要求测高（ H）如果业主 有要求或必须测高，常用 20dB法4） 定量的准备工作：对仪器、探头性能校验，特殊位置焊缝截面图测绘等缺陷定量的方法有当量法、测长法、 测高法对线状缺陷必须与 DAC曲线比较进行 当量和测长7.1 缺陷定量的准备工作：7.1.1 探伤仪的校准探伤仪必须有计量部门的鉴定合格证书，该仪器应在证 书有效期内使用方为有效探伤仪具体技术指标见 7.1.2 斜探头性能校准(a)横波斜探头探伤管节点焊缝应选择晶片尺寸小、频率高(2-6MHZ)的探头，折射角度B采用45°、60°、 70°三种规格，以相互补充、验证。

斜探头及组合 性能见3.2b)斜探头声束前后、左右半扩散角测量及声束边界的 确定CCSI-G-WP 005《T、K、丫管节点焊缝超声波检测工作 指南》中,2.7.3 及Q/HS7007^上结构建造的超声波检验 推荐作法和超声波技师资格考核指南 ＞中的3.4.3(g)波束扩散的测定等都明确规定了测定斜探头前后、 左右半扩散角⑴斜探头前后半扩散角 B下、B上或B下、e上的测定可 在IOW或IIW试块上进行，在IIW试块上测定时，探测 $ 1.5mm横孔，见图7-1.探头在O位置测量B 探头在O i位置测量B下 探头在O 2位置测量B上图7-1 斜探头声束上下半扩散角 e 上＞ b下(a)横波声束纵截面；(b)IIW 试块测定B上，B下及探头位置；斜探头上下半扩散角 e上、式计算：e下可以用矩形声探理论公实 测 时1[a = sin P1 —11 iIe丿」cos®b二儿门Cs2Ds'C|1sin :上二 a b:上=tg 4 L2(L2为中心束下降20dB时上声束边界点)15,实测时［下工tg 1-Li（L1为中心束下降20dB时下声束边界点）15T上二：上一■:7-17-2式中：B -折射角；入L1-有机玻璃纵波波长；c L1-有机 玻璃纵波声速（2730m/s）;CS2-钢中横波声速（3230m/s）; D s-矩形声源边长。

对5Z10X 10A70斜探头理论计算值： e上=5.08 ° , 9下=4.45 °实测平均值（指5Z10X 10A70斜探头实测情况）：e 上=7.6 °、 e 下=6°根据实测的B下、B上可以作出斜探头纵向截面 20dB声束边界图该声束纵向边界图，可以定量地提供在不同声程深 度上$ 1.5横孔前后移动探头的水平距 ，在探伤中可以迅速筛除未超标缺陷⑵斜探头左右半扩散角的测定斜探头左右半扩散角或 20dB声束边界测定，可在IOW或IIW试块上测定，测定方法是在IIW大平面上探测$ 1.5 X 25柱孔，左右移动探头，水平扩散20dB时，作为声束边界（根 据探头平移距离得出声束水平方向声束边界及半扩散角） 水平声束半扩散角，可以提供声束水平截面的不同声程扩 散距离，用于二次探伤有效声束宽度法缺陷测长⑶斜探头纵向分辨力的测定探测面为IOW试块的A面或B面，探测$ 1.5的5个小孔 用2.5MHZ,45探头可分清间距 4mr4 1.5小孔，若B增大，步 骤不变，区分间距更小的$ 1.5小孔就困难了，必须提高频率 如4MHZ以上分辨力提高，可以帮助探伤人员把节点根部 凸出与真正根部缺陷区分开来。

IOW试块图样详见 Q/HS 70077.1.3 补偿值的测定按APIRP2XA级的对比试块作好不同角度（45 °、60°、 70°） $ 1.6 X 38、1.6 X 1.6 X 38 两种反射体 DAC曲线，需要考虑灵敏度补偿在确定探伤灵敏度时，应考虑耦合补偿、材质补偿和曲率补偿三项内容测定补偿方法见 扫查灵敏度为100%DAC（6〜8） dB在精探伤中，对缺 陷进行当量或测长时，在 100%DA（基础上，还必须 考虑表面耦合、材质及曲率补偿三项 7.2 缺陷当量方法7.2.1 点状缺陷当量用幅值法图7-2所示为点状缺陷当量方法，考虑了三项补偿后， 找到缺陷最大反射波幅图7-2 点缺陷当量示图CCSI-G-WP 005《TKY管节点焊缝超声波检测工作指南》附录D之规定：Fc缺陷，声程 X c,反射波幅低于 DAC50不计；Fb缺陷， 反射波幅在 DAC50%r DAC100之间，应记录下缺陷当量值： Fb=DAC 50%也dB; Fa缺陷，在 DAC100之上，应记录下缺陷 当量值：Fa=DAC100%缶dB,供以后参考当量法与平板焊缝 缺陷当量相似，只不过反射体形状不同日本JIS 3060反射体为$ 4X 4mm柱孔；ABS用$ 1.2横 孔；而API用$ 1.6 X 38横孔或1.6 X 1.6 X 38凹槽为反射体。

7.2.2 线状缺陷的测长法在判定了缺陷反射信号大于 DAC50时，线状缺陷除记下反射波幅外，如条状夹渣、未焊透或未熔合，要精确测长，从而决定是否返修由于管节点焊缝呈椭圆曲线形状，声束截面相互交叉， 测长方法采用传统测长法与作图法相结合，在考虑曲率影响 下，常用6dB法其余方法有20dB法，端部回波峰值法等a） 6dB （降落）法这种缺陷测长方法是节点焊缝缺陷测长常用的方法无论是一次还是二次范围探伤到的缺陷，首先使缺陷在 声束宽度范围内获得最高波幅，沿焊缝方向移动探头，须保 证声束与焊缝延伸方向垂直在反射波刚要急速下降时，取 到两端回波高度下降 6dB的基点A和B，然后沿声速截面找 到相对应的的 M N,测出两点连线距离 MN即为线状缺陷 指示长度L，切不能将A B两点连线-匚（弧长）作为指示长 度，因为上与L相差甚大具体操作见图 7-3（a）（b）（c）(b)探头位置图7-3 6dB 法测长(b) 20dB (降落)法测长方法的探头移动同 6dB法，只不过A点或B点回波 与峰值比较下降20dB为基点，20dB法测长，对同一线条缺 陷，指示长度L大于6dB法测长的L值c )有效声束宽度法该方法是指20dB声束边缘法，在20dB法测长的基础上， 减去两端声束宽度之半，作为指示长度。

应用该法时， 在探伤前要求精确测定探头在水平方向上 20dB水平声束折射角：从而测量对应于缺陷处有效声束宽度，该法比 20dB法测长要精确，尤其是二次波测长但是测定有效声束宽度比较麻烦723 面积状缺陷当量面积状缺陷要求测定长度与高度，长度测定常采用 6dB(降落)测长法，高度测量方法有 20dB法、端部回波峰值法等，常用的是20dB法测高见图7-4和图7-520dB法测高原理与步骤如下：与20dB声束边缘法类似，利用声束上下扩散角 B上、B下 测定缺陷上、下端点位置，借助于计算和作图求出缺陷高度 该方法的关键是测定出探头边缘上下声束下降 20dB时的9上、9下边界或B上、B下在缺陷截面上，找到最高回波后，调节衰减器使反射波在荧光屏上高度达 40% ( FSH ,而后增益20dB,向前移动探 头，当回波高度达 40% (FSH,对应探头位置为 A,测取A 点的参数La、Xa,向后移动探头到 B点，回波高度达40% FSH, 测取Lb、Xb在一次声程内，A点对应缺陷上端 M B点对应缺陷下端 N, M点对应折射角B下N点对应折射角为B上,将探伤面近似为平面，则:M点：dA1aN点：:dB1b二 X A cos :下 二 X A sin 下-X b cos -上Xbsin 上。