聲波透射法檢測(cè)實(shí)例解析

沈建平

（南京南大工程檢測(cè)有限公司，江蘇 南京 210008）

1 聲波檢測(cè)原理

聲波在介質(zhì)中的傳播是有一定的范圍和規(guī)律的，而介質(zhì)的這種性質(zhì)會(huì)對(duì)聲波的傳播造成很大的影響，聲波的傳播規(guī)律就會(huì)發(fā)生衰減變化，出現(xiàn)波幅減小、傳播時(shí)間變長(zhǎng)、波形畸形等特征。根據(jù)聲波接收設(shè)備上顯示的情況，就可以判斷介質(zhì)的情況。

2 工程實(shí)例

以某大橋鋼連接焊縫的聲波透射法檢測(cè)為例。

2.1 全熔透T型角焊縫的超聲波檢測(cè)

T型焊縫可能存在的缺陷有以下幾種情況：

（1）未焊透。由于鈍邊很不容易焊透，當(dāng)鈍邊寬度過大或者清根不到位時(shí)，常有這種情況常出現(xiàn)。

（2）夾渣。這種情況也常出現(xiàn)在鈍邊，也是由于清根不到位造成的，與未焊透的情況很像。

（3）未融合。受焊接位置影響，焊條或焊絲對(duì)腹板側(cè)坡口面施焊時(shí)存在一定的困難，所以T型焊縫的未熔合一般產(chǎn)生于腹板側(cè)的坡口面，翼板側(cè)坡口面出現(xiàn)未熔合的幾率較小。

（4）氣孔。焊材本身的問題、保護(hù)氣與氣流都可能導(dǎo)致這種情況的發(fā)生，而且可能出現(xiàn)在任何部位。

（5）母材裂紋。如果選擇不恰當(dāng)?shù)哪覆幕蛘吆附拥墓に噮?shù)不合理，就可能導(dǎo)致母材拉裂的產(chǎn)生。其中翼板的裂紋為與板材表面平行的層狀撕裂，腹板則是與坡口面平行的腹板裂紋。

（6）焊接裂紋。焊接起弧或收弧處、腹板熱影響區(qū)當(dāng)拘束應(yīng)力過大時(shí)容易產(chǎn)生焊接裂紋。

2.2 超聲波檢測(cè)工藝方法要點(diǎn)

選擇合理的工藝，能夠方便快捷的檢測(cè)出焊縫中存在的各種問題。在使用聲波透射法檢測(cè)工藝中，探測(cè)面和探頭的選擇是最重要的：

（1）氣孔、未焊透、夾渣與未熔合等缺陷的檢測(cè)方法：使用K2斜探頭對(duì)腹板的側(cè)面進(jìn)行檢測(cè)，如果腹板側(cè)面出現(xiàn)問題，有一個(gè)面不能夠進(jìn)行探測(cè)時(shí)，在一個(gè)面使用反射波也可以達(dá)到檢測(cè)的目的。另外，如果鈍面有夾渣類缺陷，需要使用K1斜探頭。

（2）母材裂紋類缺陷的檢測(cè)：對(duì)于翼板的層狀撕裂，應(yīng)當(dāng)選擇雙井晶探頭或直探頭檢測(cè)。另外，直探頭還可以用于未焊透及翼板側(cè)熔合面的未熔合等缺陷的檢測(cè)。腹板側(cè)母材裂紋應(yīng)當(dāng)使用K1斜探頭檢測(cè)。圖1所示的為探頭的防止情況。

圖1

在探測(cè)過程中，可以選擇任何一個(gè)位置，不過1、3位置需要分別對(duì)腹板的兩個(gè)側(cè)面進(jìn)行測(cè)量，而2位置需要采用反射波探測(cè)。

（3）焊縫裂紋的探測(cè)：焊縫裂紋的檢測(cè)非常容易與焊縫表面的檢測(cè)混淆，這是因?yàn)楹缚p裂紋一般出現(xiàn)在焊縫表面。在使用聲波透射法進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，一般不以超聲波檢測(cè)手段進(jìn)行判斷，這類缺陷采用表面檢測(cè)方法具有很高的檢測(cè)靈敏度，對(duì)于橋梁鋼結(jié)構(gòu)T形角焊縫，磁粉檢測(cè)方法是探測(cè)焊接裂紋最有效的措施。

2.3 關(guān)鍵、重要焊縫的超聲波檢測(cè)方法

對(duì)于此大橋T形角接超聲波檢測(cè)，檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)為GB/ T11345-89《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果分級(jí)》。主要工藝過程如下：

（1）探頭的選擇：當(dāng)腹板厚度不大于20mm時(shí)，選擇4P8×12K2.5、2.5P13×13K1兩種探頭在腹板單面進(jìn)行超聲波探傷檢查。

當(dāng) 腹 板 厚 度 大 于20mm時(shí)， 選 擇2.5P13×13K2、2.5P13×3K1兩種探頭在腹板單面或雙面進(jìn)行超聲波探傷檢查，翼板上采用2.5P14ZFG20雙晶縱波探頭探測(cè)，對(duì)于吊耳等位置的焊縫，還需要增加2.5P13×13K1斜探頭在翼板上掃查。

（2）探傷靈敏度的確定：龍城大橋焊縫斜探頭探傷靈敏度為Φ3mm×40~16dB，此為評(píng)定線，定量線為Φ3mm×40~10dB，判廢線為Φ3mm×40~4dB，探測(cè)面要求焊后打磨，表面補(bǔ)償取2dB。雙晶縱波探頭探傷時(shí)探傷靈敏度為Φ2mm，此為評(píng)定線，定量線為Φ3mm，判廢線為Φ6mm，探測(cè)面要求焊后打磨，表面補(bǔ)償取2dB。

（3）探傷掃查：斜探頭探傷時(shí)，掃查方式主要有“前后”、“左右”、“轉(zhuǎn)角”、“環(huán)繞”4種，探頭沿焊縫縱向作鋸齒形掃查，探頭移動(dòng)范圍與斜探頭K值有關(guān)，為焊縫兩側(cè)（T形焊縫的腹板單側(cè)）2K乘以板厚的范圍。

雙晶縱波探頭探傷時(shí)，應(yīng)先在翼板與焊縫相對(duì)的表面上標(biāo)出焊縫范圍，探頭在此范圍內(nèi)作鋸齒型移動(dòng)。翼板側(cè)采用K1 斜探頭探傷時(shí)，探頭放置在焊縫兩邊相對(duì)的位置，探頭移動(dòng)范圍為1. 5K乘以板厚的范圍。

3 結(jié)束語

超聲波透射法在此航電樞紐工程中的應(yīng)用，取得了很好的實(shí)際應(yīng)用效果。證明聲波透射法是一種非常好的檢測(cè)方法。同時(shí)，聲波透射法具有快捷、無損和可靠等許多優(yōu)點(diǎn)，具有廣闊的應(yīng)用前景和很高的推廣價(jià)值。

[1] 蔡榮喜.武廣鐵路客運(yùn)專線混凝土樁基檢測(cè)方法及比選[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì).2010（1）：46-48

[2] 蘇海，蘇忠高，林蘇雄.淺議基樁質(zhì)量檢測(cè)方法的選擇[J].工程質(zhì)量。2009（9）：46-50.