對接焊縫余高對超聲波檢測的影響

■紀平平，何 洋，卞湘暉 ■鎮(zhèn)江市丹徒區(qū)建筑工程質量檢測中心，江蘇 鎮(zhèn)江 212100

焊縫余高干擾波在超聲波檢測中是比較常見的干擾信號，特別是在雙面自動焊焊縫和表面經過修磨處理過的手工焊焊縫中更為常見。超聲波檢測中余高干擾波出現(xiàn)在示波屏上直射波之后的一次反射波區(qū)域內，與缺陷的一次發(fā)射波回波非常相似，如果不能正確識別，會造成誤檢或漏檢。另外現(xiàn)在超聲波檢測設備都是智能型的，缺欠回波的深度、距離、聲程計算完全靠輸入的參數為基準，尤其是鋼板厚度設定對缺欠深度的計算有很大影響，下面主要討論焊縫余高對超聲波檢測的影響及判斷方法。

1 超聲波檢測前準備工作

對焊縫進行超聲波檢測前，須先了解焊接工藝，包括坡口型式、焊接方法等，再對焊縫進行外觀檢查，合格后方能進行超聲波檢測，本文章所講焊縫余高是在規(guī)范允許范圍內所述，焊縫余高檢測按照GB50205-2001 鋼結構工程施工質量驗收規(guī)范表A.0.2 規(guī)定。不符合要求的必須對焊縫進行打磨到位，另外對母材與焊縫熔合線附近須打磨出過渡弧和焊縫表面應光滑。

2 確定超聲波檢測技術和方案

擬鋼板厚度為20mm 的對接焊縫，采用K2.5 或者K2.0 探頭，針對這種焊縫應優(yōu)先選用短前沿探頭，檢測等級至少B 級，條件允許時盡量雙面雙側，保證用直射波掃查焊縫全部截面，期間還應更換其他角度探頭掃查，最大程度上減少干擾波的出現(xiàn)。實際工作中往往這些措施不能做到對干擾波的杜絕，這時候需要檢測人員有足夠的經驗排除這些干擾波。據超聲檢測經驗分析，該類反射波具有一定的規(guī)律性，掌握必要的技巧可以快速的判斷出干擾波。

3 干擾波的判斷及分析方法

(1)綜上所述，干擾波一般在焊縫表面反射和母材與焊縫熔合線附近反射，且回波顯示在示波屏一次反射波區(qū)間。首先看第一種情況，見圖一，鋼構件加工過程中焊縫表面打磨不到位或者未進行打磨有可能會產生此類干擾波，按圖1 所示聲波分別以方向1 和2 反射，聲波以方向2 反射過程中無缺欠時，示波屏不會有回波，相反聲波遇到焊縫表面反射點時，反射方向1 的回波顯示在示波屏上，往往會與缺欠反射波混淆，影響結果的判斷。

此時檢測人員應對照反射波參數，并用直尺測量反射點在焊縫的部位，根據三角函數公式算出聲波在鋼板中一次反射波的底部反射點位置，若反射點在母材表面則可以判定是缺欠，反之若在焊縫范圍內，可以用手指蘸點耦合劑在焊縫底部輕輕拍打，看示波屏回波有無波動，若上下波動幅度較大說明有可能是焊縫表面反射，此時將儀器的板厚設定為兩倍或者更大，看回波深度是否為鋼板厚度與余高的和，若結果相吻合則干擾波的可能性比較大，條件允許時用磨光機在此處打磨后再復核判斷。相反若拍打時示波屏回波無波動則說明是焊縫內部缺欠反射。

(2)第二種情況見圖2，反射點經反射方向1 由探頭接收并在一次反射波區(qū)間顯示，對照反射波參數，用第一種情況相同的方法判斷。同時還需要計算輔助判斷，一般這種反射波的深度為板厚減去兩倍的焊縫余高，與儀器反射波顯示參數相比較綜合考慮。

圖1

圖2

(3)以上是一種比較快速粗略的判斷方法，在打磨驗證之后大批量構件檢測時，遇到這種反射波時直接排除，大大提高了工作效率，但是遇到檢測條件簡陋時，這種方法有一定的局限性，往往也會造成漏判，所以為保險起見檢測人員還要通過更換探頭角度和檢測面綜合判斷，保證檢測的準確性。

4 余高的存在影響缺欠的準確定位

在用一次反射波法檢測時，一般發(fā)現(xiàn)缺欠回波后應根據示波屏上缺欠回波的位置來確定缺欠在實際焊縫中的位置。缺欠定位方法分聲程定位法、水平定位法和深度定位法三種，下面以聲程定位法來說明余高對一次反射波檢測缺欠定位的影響。

當儀器按聲程定位法1∶1 調節(jié)掃描速度時，用一次反射波探傷發(fā)現(xiàn)缺陷后，計算公式如下

圖3

式中:Lf——缺陷至探頭的水平距離

xf——缺陷的聲程

df——缺陷至探測面的深度

T——工件厚度

當考慮余高對一次反射波檢測缺欠定位的影響時，計算公式為:

式中:c——焊縫余高

推導過程如下:

式中:xf1，xf2——直射波，反射波聲程

由式(1)和(2)可知

即儀器所計算出的缺欠深度是錯誤的，這時需要檢測人員重新計算缺欠參數，準確找到缺欠在焊縫中的位置，以便于加工廠返修。

5 結束語

以上討論使我們認識到焊縫余高的存在對超聲波檢測有很大影響，掌握區(qū)分干擾波的方法，會計算缺欠在焊縫中的位置，提高缺欠定位的準確性是檢測員必要掌握的基本技能，這樣可以減少誤判造成的時間浪費和經濟損失，提高工作效率。

［1］GB/T 11345-2013 焊縫無損檢測、超聲檢測、技術檢測等級和評定［S］.中國國家標準化管理委員會，2014-06-01.

［2］馬小峰.焊縫余高對超聲波探傷的影響［J］，青海電力，2009，28(3):20-21.