超聲波探傷對(duì)鋼板對(duì)接焊縫的檢測(cè)設(shè)計(jì)

(1.云南機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 云南 昆明 650203)(2.中國(guó)鐵建高新裝備股份有限公司 云南 昆明 650215)

引言

超聲波探傷是利用超聲波在物體中的傳播、反射和衰減等物理特性來(lái)發(fā)現(xiàn)缺陷的一種無(wú)損探傷的檢測(cè)方法。由于超聲波檢測(cè)具有檢測(cè)成本低、檢測(cè)攜帶操作方便、檢測(cè)無(wú)損傷、可檢測(cè)大厚度構(gòu)件、對(duì)人體和環(huán)境無(wú)害等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用在機(jī)械加工制造業(yè)、鋼鐵冶金業(yè)、化工業(yè)等需要缺陷檢測(cè)和質(zhì)量控制的領(lǐng)域。為提高鋼板對(duì)接焊縫缺陷檢測(cè)效率，從而有效的評(píng)估焊縫質(zhì)量，因此本文研究超聲波探傷對(duì)鋼板對(duì)接焊縫的檢測(cè)設(shè)計(jì)具有實(shí)用意義。

一、超聲波檢測(cè)儀的選擇及其工作原理

(一)超聲波檢測(cè)儀的選擇

本文選擇A型顯示脈沖反射式超聲波探傷儀作為檢測(cè)設(shè)備。

(二)A型顯示脈沖反射式超聲波探傷儀工作原理

A型顯示是將超聲信號(hào)的幅度與傳播時(shí)間的關(guān)系以直角坐標(biāo)的形式顯示出來(lái)，如圖1所示，將橫坐標(biāo)的傳播時(shí)間轉(zhuǎn)變?yōu)閭鞑ゾ嚯x，從而可通過(guò)橫坐標(biāo)確定缺陷的位置，由縱坐標(biāo)的回波幅度來(lái)估算缺陷當(dāng)量尺寸[1]。

在檢測(cè)中，利用超聲波信號(hào)的傳播時(shí)間和回波幅度判斷缺陷的位置和缺陷的大小。被檢工件缺陷位置計(jì)算公式為[2-3]：

L=c*t/2

其中，c為超聲波在被檢工件中的傳播速度。t為超聲波探頭接收到一次回波所經(jīng)歷的時(shí)間[4-5]。

圖1 A型顯示原理

T—始波 F—缺陷波 B—底波

二、對(duì)接焊縫缺陷檢測(cè)探頭

根據(jù)JB/T4730.3-2005中對(duì)鋼板檢測(cè)探頭選用規(guī)定如表1。

表1超聲波檢測(cè)探頭選用

三、對(duì)接焊縫超聲波檢測(cè)方法

(一)工件檢測(cè)面準(zhǔn)備

要求被檢測(cè)表面探頭移動(dòng)區(qū)域的表面粗糙度Ra≤6.3微米，可通過(guò)機(jī)械打磨方式保持檢測(cè)面的平整光潔。

(二)檢測(cè)耦合方式

本文選用直接接觸法，以機(jī)油作為檢測(cè)耦合劑。

(三)斜探頭K值的設(shè)定

對(duì)接焊縫檢測(cè)探頭K值的設(shè)定如表2：

表2斜探頭的K值

(四)檢測(cè)區(qū)域設(shè)定

焊接接頭檢測(cè)區(qū)域?yàn)椋篖=焊縫寬度+18mm。

(五)探頭移動(dòng)區(qū)域設(shè)定

焊接接頭采用直射法和一次反射法檢測(cè)，探頭的移動(dòng)區(qū)域?yàn)椋?.5KT，其中K為探頭K值，T為母材厚度。

(六)靈敏度設(shè)定

根據(jù)被檢焊件的厚度為50mm，根據(jù)JB/T4730—2015規(guī)定，試塊靈敏度設(shè)定如表3所示。

表3距離-波幅曲線的靈敏度(單位：mm)

被檢焊件的厚度為50mm，可選用CSK-ⅢA試塊調(diào)節(jié)靈敏度，則其靈敏度設(shè)定為：評(píng)定線靈敏度為φ1x6-6dB；定量線靈敏度為φ1x6；叛廢線靈敏度為φ1x6+10dB。

四、焊縫質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果分析

根據(jù)上文對(duì)接焊縫超聲波檢測(cè)的設(shè)定實(shí)測(cè)出的數(shù)據(jù)繪制出距離-波幅曲線，如圖2所示。評(píng)定線與定量線之間(包括評(píng)定線為)I區(qū)，定量線與叛廢線之間(包括定量線)為Ⅱ區(qū)，叛廢線及其以上為Ⅲ區(qū)[6]。

超聲波探傷對(duì)鋼板對(duì)接焊縫缺陷記錄如圖3所示。

圖2 距離-波幅曲線

圖3 對(duì)接焊縫缺陷記錄

綜上所述，本文的設(shè)計(jì)了超聲波探傷對(duì)鋼板對(duì)接焊縫的檢測(cè)，根據(jù)現(xiàn)實(shí)檢測(cè)過(guò)程中，本設(shè)計(jì)具有缺陷檢出效率高、缺陷檢出可靠性以及操作方便的特點(diǎn)。