超生波探伤标准和运用

摘要 超声波探伤检测技术能够依据焊缝反射底波和缺陷波的动静态波形特征，有效识别锻件内部夹层、裂纹、气孔等缺陷，还能够识别相关的三角反射波与迟到波等伪缺陷，对锻件的生产和各种管材生产等具有极大的显示指导意义。本文将研究超声波探伤检测的具体标准及其实践应用，分析其检测影响因素。

关键词 超声波探伤；标准；运用

中图分类号TG4 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2014）112-0177-02

超声波探伤检测在各个行业和领域中应用广泛，如火电厂集箱管排焊缝焊趾裂纹的超声波探伤、铁路车轴超声波探伤、汽轮机套装叶轮超声波探伤等。归结起来，超声波探伤的主要为检测各种焊缝的缺陷和伪缺陷，由于零部件要承受复杂应力、重负载荷与重大冲击，其焊缝一旦出现损坏，就可能带来重大安全事故与经济损失。因此，了解超声波探伤的标准，并对各种锻件中存在的缺陷与伪缺陷加以有效地检测和识别，对提高锻件生产质量与降低安全事故的发生具有重要的现实意义。

1 超声波探伤检测技术概述

超声波探伤是一种无损检验工作的常用手段，对焊缝质量与其实践应用具有重要影响。超声波探伤检测主要是利用声学原理对焊缝的内部缺陷加以感知，使用非破坏性形式监测对象表面和内部各种缺陷的形态、分布状况以及大小情况等，能够有效识别焊缝内部的裂纹、夹渣、气孔等缺陷。目前，超声波探伤检测技术在国内外都得到了广泛的应用，是提高产品的生产质量和各项设备运行安全的重要保障，比如在钢结构焊接焊缝的内部性能检测过程中，利用超声波探伤检测技术能够有效检测出相应的具体情况与问题，并将这些缺陷及时反馈到相关生产部门与检修部门，为锻件和各种设备的生产工艺与设备故障检修提供必要的依据。

超声波探伤检测技术是一种没有连续波的检测技术，在对钢结构焊接焊缝进行探伤检测时，容易出现因检测方法不同造成检测效果差异的情况。同时，检测探头自身可能也会出现不同程度的磨损或缺陷形状差异等不确定因素，使其在超声波探伤检测时受到多种因素的影响，造成最终的检测结果不够精确或有效的现象，因此，需要分析影响超声波探伤检测技术的各类要素及其实施标准，探究其在实践中的应用，提升超声波探伤的准确性与有效性。

2 超声波探伤检测标准分析

随着我国改革开放的深入进行和科学技术的不断发展，超声波探伤检测标准也随之产生，我国的超声波检测标准主要分为国家标准、行业标准和企业标准三种类型。一般较为适宜的超声波探伤检测标准应做到以下几点：

第一，选取有效的探伤试样。在进行磁粉探伤抽查的过程中，应对有焊缝或裂纹等缺陷的锻件加以取样，利用线管设备对磁粉探伤进行检测，超声波探伤的自然缺陷试样应取其裂纹最小实测深度不大于0.5mm的缺陷样管；

第二，进行探伤检测试验。依次检查具有较高探伤灵敏度的缺陷样管，观察探伤受焊缝高度的影响效果；

第三，对比试验结果。完成超声波探伤检测试验之后，对比磁粉探伤结果与超声波探伤检验记录结果，检验原来设计的探伤标准是否符合实际要求。最终确定其探伤标准在已选定探伤灵敏度的基础上，对探伤标准加以检查，在焊缝的回波，由于不同行业的焊缝使用要求与其用途等都存在一定的差异，其行业标准也不尽相同，一般行业的焊缝，其探伤标准相对较低，高密集型行业，探伤标准就更高。以下以压力容器无损检测超声波探伤检测为例，列出其技术参考标准：

JB4730-2005压力容器无损检测制造技术标准

试块型式 板厚（mm） 定量线 判废线 评定线

CSK-ⅡＡ 6~46 φ2*40-2dB φ2*40-4dB φ2*40-18dB

＞46~120 φ2*40-8dB φ2*40+2dB φ2*40-14dB

CSK-ⅢＡ 8~15 φ1*6-6dB φ1*6+2dB φ1*6-12dB

＞15~46 φ1*6-3dB φ1*6+5dB φ1*6-9dB

＞46~120 φ1*6 φ1*6+10dB φ1*6-6dB

3 超声波探伤检测技术的实践运用

3.1 对焊缝缺陷的回波识别

焊缝中存在平面形态的缺陷时，通过从不同方向进行探测，能够发现焊缝缺陷的回拨高度具有明显的差异性。当利用超声波探伤时，与焊缝缺陷的方向相垂直，那么其缺陷回波就很高，当平行于焊缝缺陷方向时，其缺陷的回波就会变低或者不存在缺陷回波。这类缺陷主要有夹层、裂纹及折叠等。焊缝中存在的点状缺陷，如果从不同方向进行探测，其缺陷回波没有明显的变化，这类缺陷主要有点状夹渣和气孔等。由于白点和气孔等内部含有一定的气体，其声阻抗较小，致使其波形较为尖锐、反射率更高，金属或非金属夹渣中的声阻抗很大，其反射的回波率较低。不同类型的焊缝缺陷其反射波形状也存在一定的差异，比如夹渣因其表层粗糙，界面的反射率较高，其波形呈锯齿型且较为宽大；而气孔表层较为平滑，致使界面的反射率较高，其波形就显得陡直且较为尖锐。

3.2 对焊缝伪缺陷的回波识别

在焊缝的超声波探伤检测过程中，不仅有底波、始波以及缺陷波，还存在三角反射波、迟到波以及61°反射波等伪缺陷波，这些伪缺陷波可能是由探头或相关仪器运行时引起的幻像回波、工件轮廓回波及各种杂波等。伪缺陷波的产生虽然不是由工件中的缺陷产生的反射信号，但其对正确判断缺陷波的存在具有极大的影响。一般而言，在细长的工件与试块上安置纵波直探头时，扩散纵波波束在侧壁会产生相应的波形转化，将其变为横波，其在另一个侧面又能转变为纵波形态，在探头中反射，从而在波屏中显示出来。三角反射波的判断，纵波直探头径在探测实心圆柱体过程中，由于探头和柱接触面积较小，波束的扩散角就会增加，其扩散波束会在圆柱面上成为三角反射的路径，形成三角反射波。

4 结论

焊缝的超声波探伤是一种受多种因素影响的探伤过程，对其缺陷的有效识别是确定探伤标准的重要措施。明确超声波探伤的标准，了解超声波的相关反射、折射以及波形转换理论等，才能够有效识别各种缺陷与非缺陷波，实现准确探伤的目的。

参考文献

[1]王德全，臧春和.超声波探伤用于锻件白点缺陷的定性研究[J].柴油机设计与制造，2011(1).

[2]王晓蕊，张晓青，贾三山.超声波探伤发射电路及参数分析[J].仪表技术与传感器，2012(9).

[3]常少文，吕育栋，曹华勇，等.油气输送埋弧焊接钢管超声波自动探伤系统的研制与应用[J].无损检测，2012(9).

[4]李树军，王志永，牛晓光，等.小径管对接焊缝超声波探伤规程、导则的应用及缺陷波的识别[J].无损检测，2012(7).