特高压同塔双回路钢管塔爬波检测(2011教材)

特高压同塔双回路钢管塔特高压同塔双回路钢管塔 薄壁管对接环焊缝超声波检验方法薄壁管对接环焊缝超声波检验方法 教 材 电力工业无损检测人员资格考核委员会电力工业无损检测人员资格考核委员会 黑龙江省电力科学研究院黑龙江省电力科学研究院 20112011 年年 1111 月月 目目 录录 1 特高压同塔双回路钢管塔薄壁管对接环焊缝超声波检验方法 1 2 动力设备焊缝超声波检验的可靠性 17 3 小径管对接焊缝探伤可靠性实验 23 1 特高压同塔双回路钢管塔 薄壁管对接环焊缝超声波检验方法 1概述概述 按照国家电网特高压部关于皖电东送工程全线应用钢管塔的统一部署 中国电力科 学研究院针对特高压同塔双回路钢管塔的焊接和检验等工作开展了大量的实验研究工作 提出了 特高压同塔双回钢管塔焊接技术要求 为了贯彻落实国家电网特高压同塔双回钢管塔加工保障措施会议精神 保证皖电东 送特高压工程钢管塔加工质量 2009 年 2 月 16 日 中国电力科学研究院组织召开了电 网钢管结构焊工培训第三次工作会议 会议专项讨论了钢管塔薄壁管对接环焊缝超声波 检验问题 研究布置了下一阶段的工作 会议决定成立 特高压钢管塔薄壁管对接环焊 缝超声波检验及质量分级 编制组 同时委托黑龙江省电力科学研究院开展相关试验研 究工作 并编写 特高压钢管塔薄壁管对接环焊缝超声波检验及质量分级 初稿 黑龙江省电力科学研究院金属室针对上述任务开展了试验研究工作 为编写 特高 压钢管塔薄壁管对接环焊缝超声波检验及质量分级 提供了理论和试验依据 2薄壁管超声波检验的特点分析薄壁管超声波检验的特点分析 2 1 关于射线探伤的问题 特高压钢管塔薄壁管对接环焊缝是由钢管与带颈平法兰通过焊接而成的 故承受着 与结构钢管同样的应力 对接焊缝是整个结构的薄弱环节 其焊接由于对口 施焊条件 等因素 焊口中易产生危害性缺陷 因此 对焊口的质量监督关系到整个结构的安全运行 以往这一类焊口质量的监督往往采用射线检测 由于钢管的曲率半径相对较小 射线透照 位置受限 对一个 159mm 的焊口 考虑横裂纹检出角 X 射线至少透照 8 次 对焊 口检验的生产效率比较低 射线透照对裂纹 未熔合等线形缺陷不敏感 从而造成许多 危害缺陷的漏检 再则射线对人身有很大的伤害 一般的钢塔生产厂商不具备基本的防 护措施 对环境影响很大 而采用超声波探伤 有仪器设备小 操作灵活 探伤灵敏度 高 成本低等优点 采用超声波检验可有效地监督钢管塔对接焊缝的焊接质量 2 2 薄壁管焊口超声波检验的特点 由于薄壁中管熔化焊焊接接头在几何形状 尺寸方面与普通的焊接接头相比 有其 不同的特点 因此给超声波探伤造成一些技术上的难度 只有认真分析这些特点 找出克 服超声波检验难点的方法 才能使薄壁管焊口超声波检验在技术上有真正的突破 保证 检验的可靠性 2 2 2 1 探测面曲率 超声波探头置于钢管表面上时 探头与钢管表面是线接触 耦合效果差 探头中超 声波从楔块入射到钢管表面时 超声波声束将发散 而入射到钢管内壁时 超声波声束 再次发散 使得超声波指向性差 回波声能减弱 探伤灵敏度低的特点 2 2 2 钢管的管壁薄 超声波直射波声程有可能处于近场区范围内 在近场区声压分布不均互相迭加时存 在位相差而互相干涉 出现声压极大 极小值 在近场区用直射波探伤时 易对焊接接头 中下部分缺陷误判或漏判 管壁薄 焊接接头中相邻缺陷回波声程差别不大 导致两个 回波信号分不开 分辨力差的特点 2 2 3 焊接接头余高宽度 相对于普通管道焊缝而言 薄壁管的焊缝具有管壁薄 而焊接接头中焊缝余高宽度 大的特点 根据 特高压同塔双回钢管塔焊接技术要求 特高压钢管塔薄壁管对接环焊缝的 焊接方法主要气体保护自动焊 这种焊接工艺都会造成薄壁管的焊接接头的余高宽度大 例如 壁厚为 5mm 的薄壁管的对接接头 如图 1 所示 其焊接接头的余高宽度一般在 12mm 左右 壁厚为 8mm 的薄壁管焊接接头余高宽度一般在 15mm 左右 因此 用超 声波探伤时 将导致无法扫查到焊接接头的整个截面 图 1 钢管塔对接焊缝结构 2 2 4 横波探伤探测面不充分 特高压钢管塔薄壁管对接环焊缝采用超声波横波检验时 位于法兰一侧由于法兰颈 部外壁存在过度斜面 不能放置探头 因此 在外壁检测时只能以钢管一侧作为探测面 如图 2 所示 用横波检测时不能扫查到整个焊缝截面 这样检验的可靠性很低 3 图 2 探测面示意图 特高压钢管塔薄壁管对接环焊缝在法兰一侧检测时 只能以内壁作为探测面 以内 壁作为探测面可以弥补从钢管一侧探测时不能扫查到的部分焊缝截面 但也存在以下问 题 a 耦合不良 探头与内壁表面接触时形成一个弓形的空隙 探头横向尺寸越大 钢管曲率越大 弓形的空隙越大 如图 3 a 所示 造成耦合不良 为解决这一问题 可以将探头的探 测面修磨成与钢管内壁等同的曲率 如图 3 b 所示 但探头修磨后变成一个凸弧面其 声束指向性 接收性能等指标将变坏 对检验不利 a 探头修磨前 b 探头修磨后 图 3 内壁检测时耦合不良 b 焊缝外表面余高的干扰 通过模拟焊缝检测试验证明 对于同一个缺陷 在钢管外壁探测与内壁探测 检测 结果基本一致 内壁检测时需要补偿 3dB 如图 4 a b c 4 a 焊缝中部气孔 X 射线底片图像 b 模拟焊缝外壁探测波形 c 模拟焊缝内外壁探测波形 图 4 模拟焊缝内 外壁检测结果 虽然钢管与法兰对接焊缝内 外壁检测结果基本一致 但探伤时外表面的余高产生 的发射波干扰对缺陷的判断 一般焊缝余高为 1 5 2 0mm 以壁厚为 5 0mm 的焊缝检 测为例 焊缝余高的反射波声程为 6 5mm 7 0mm 而靠近外内壁的缺陷二次波反射声 程也在这一范围内 区分这两者之间的差别方法是通过 水平 定位的方法 即反射波的 位置坐标 如图 5 6 所示 而水平定位是依靠直尺实际测量实现的 在管径较小时 受测量空间限制 水平定位无法实现 2 2 5 小结 特高压钢管塔薄壁管对接环焊缝采用超声波横波检测 钢管侧在外壁检测 法兰 侧在内壁检测能够满足检测要求 但技术上要求很高 法兰侧内壁检测时水平定位不能 实现 如果能够采用其他方法替代超声波横波检测 实现更方便 快捷 灵活 可靠的 检测 5 a 焊缝余高的水平定位 b 焊缝余高的反射波形 图 5 焊缝余高的反射波水平定位 a 靠近外壁的缺陷的水平定位 b 靠近外壁焊缝余高的反射波形 图 6 靠近外壁的缺陷的反射波水平定位 3爬波检测爬波检测 3 1 爬波检测的可行性 对工件进行超声波时 超声波入射方向的选择原则是使超声波入射方向尽可能垂直 于主要危险缺陷的方向 如图 7 所示 常规厚壁焊缝超声波检测时 这一原则无法实现 只能采用斜入射的方式来完成检测 而特高压钢管塔薄壁管对接环焊缝壁厚较薄 如果 采用爬波来检测焊缝具有以下优势 探头在距离焊缝的一定距离上声束能够覆盖整个焊缝截面 检测能够实现立体扫 查 入射声束与焊缝中的裂纹 未熔合 未焊透等基本垂直 检测过程操作方便 易于掌握 工作效率高 6 图 7 爬波检测示意图 但爬波检测也存在缺点 不能实现缺陷的深度定位 缺陷性质判断较难 3 2 爬波探头的设计 3 2 1 爬波的特点 爬波可认为是表面下纵波 其传播速度与纵波相同 根据 Snell 定律 入射角等于 第一临界角的换能器可产生爬波 同时还伴随大角度主束纵波图 因此对于钢管来说 利用存在于表面的爬波检测垂直于外表面的横向缺陷 利用主束纵波检测内部和内表面 的横向缺陷是可行的 理论与试验研究的结果证明 可在一定程度上控制主瓣的角度 如图 8 图 8 爬波的近场与远场 对钢而言 主瓣经验公式为 式中 0 主瓣角度 d 晶片长度 7 L 钢中的纵波波长 该公式表明 晶片越大 主瓣角度越大 当晶片尺寸无限大时可认为主瓣的角度为 90 但这在实际是不可行的 因此可通过合理调整晶片尺寸来确定其在厚度方向上的 敏感深度 提高内部和内表面缺陷的探测灵敏度 3 2 2 爬波探头的特点 爬波探头主要有两晶片串列式和并列式两种结构 由于晶片串列式在一定程度上限 制了大尺寸晶片的应用 不适合于放置较长晶片 这里主要考虑并列式结构 如图 9 目前广泛采用的并列式爬波探头主要应用在平面工件的检测上 如果简单地将该种探头 磨制成与钢管曲率相匹配的弧面会造成两晶片声束交叉点上移 圆柱形表面的曲率越大 效应越明显 如图 10 11 因此要将爬波应用在钢管对接焊缝的探伤上 需根据钢管的 外径对探头的结构进行特殊的设计 图 9 求解示意图 图 10 法线变换 示意图 8 图 11 有机玻璃内的声束分解图 3 2 3 爬波探头的设计 以下提出爬波探头设计的数学模型 探头有机玻璃斜楔的形状见图 12 根据钢管的 曲率半径来选择最佳的 以实现钢管的高灵敏度探伤 图 12 透声斜楔图 3 2 3 1 晶片的选取 为使主瓣角度尽量大 晶片的长度应尽量大 3 2 3 2 和 的确定 计算所用坐标系和几何图形如图 13 所示 图 13 声束分解图 9 由图 13 可得 式中 声轴平面和中心平面的夹角 x 声束交叉点偏离中心平面的距离 p 声束交叉点沿管材轴线的水平距离 图 9 和图 10 可求得 式中 中心平面上的入射角度 1 声轴平面上的入射角度 法线偏离角 R 钢管的外径 由图 6 可求得 I 式中 根角 斜楔第二倾斜角 3 2 3 3 楔块尺寸的确定 根据晶片的尺寸及 和 的具体数值 可选用下述公式计算有机玻璃斜楔最小 三维尺寸 式中 L有最小 透声斜楔的最小长度 10 L晶 晶片的长度 W晶 晶片的宽度 W有最小 透声斜楔的最小宽度 考虑管材曲率的影响 式中 H有最小 透声斜楔的最小高度 3 2 3 4 探头的磨制 为保证爬波的有效激发和与管材良好的祸合 探头应磨制成与钢管外径吻合的弧面 4检测试块的设计检测试块的设计 根据被探工件的特殊性 设计了适合探伤用的专用试块 由于钢管的曲率半径 在超 声波的传递过程中 钢管内 外表面对超声波起发散作用 发散作用的大小不仅与曲率 有关 还与探头晶片尺寸 壁厚和频率等因素有关 理论计算十分复杂 在试块基准反 射体的选择原则中 一个重要的原则是应与被探工件的缺陷形状或对超声波的反射规律 相一致 但是 由于钢中管焊缝中的缺陷种类很多 有根部缺陷 也有中 上部缺陷 有面积性缺陷 也有点状缺陷 条状缺陷 柱状缺陷 且这些缺陷的取向也不同 因此 很难找到一人工基准反射体能与所有这些缺陷对超声波的反射规律相一致 为了人工反 射体加工方便 更适合现场需要 根据试验对比采用图 14 所示试块 图 14 专用试块 采用该试块的优点是 与被探钢管同曲率 可以不考虑探伤的曲率 耦合的衰减和 内外壁声束发散的补偿 利用横通孔试块调节扫描速度和探伤灵敏度更有利于实际探伤 11 工作 5 薄壁钢管对接焊缝爬波探伤方法的研究 5 1 探伤前的准备 1 探伤前应了解焊件名称 材质 规格 焊接工艺 热处理情况 坡口型式以及焊 接接头中心位置的标定 2 焊接接头表面质量及外观尺寸需经检验合格 3 焊接接头钢管侧应除飞溅 锈蚀 氧化物及油污 表面应打磨平滑 打磨宽度为 30mm 4 焊接接头两侧的母材 探伤前应测量管壁厚度 至少每隔 90 测量一点 5 耦合剂具有良好的湿润能力和透声性 我们采用机油或水基纤维素衍生物 6 选用的横波斜探头应满足直射波能扫查到焊接接头 1 4 以上壁厚范围 5 2 扫描速度的调整 扫描速度的调整 是对接焊缝超声波探伤的重要环节 扫描速度是否准确 对焊缝中 缺陷的定位 定性 定量都会都带来很大的影响 特别是在薄壁钢管对接焊缝探伤中 由 于壁厚很小 对扫描速度的调整准确性要求更为严格 因此必须认真加以重视 为了便 于观察和减小观察误差 扫描速度一般应采取扩大比例的方法 利用横通孔试块 将反 射波按 2 1 的声程深度来调节 探伤时可直接观察示波屏反射波的波形变化来判断有 无缺陷波的存在 5 3 探伤灵敏度的调整 确定薄壁钢管塔对接焊缝超声波爬波探伤灵敏度和质量分级标准的原则是依据 DL T820 2002 管道焊接接头超声波探伤检验技术标准 经过对比试验找到 1mm 气孔和 1 30mm 的横通孔之间的关系 在距离探头 20mm 左右两者之间相差 10dB 因此 我们采取用爬波检测时横通孔 1 30 10dB 作为薄壁钢管对接焊缝的探伤灵敏度 经验证所选探伤灵敏度已达到标准的要求 具体调整方法 将探头置于专用试块上 使探头距离横通孔 10mm 调节 1 30 横 通孔反射波达到基准波高 记录反射波的分贝值 在使探头距离横通孔 20 30 40mm 调节 1 30 横通孔反射波达到基准波高 分别记录反射波的分贝值然 后来绘制距离 波幅曲线 再增益 10dB 这样探伤灵敏度就调整好了 12 图 15 爬波 DAC 曲线 5 4 薄壁钢管对接接头的检测 1 对薄壁钢管对接接头采用爬波在焊缝钢侧探头距离焊缝中心 20mm 进行检测 扫查 方式见图 16 2 检测灵敏度为横通孔 1 30 10dB 3 发现反射波在灵敏度线以上时 认真分析 确认为缺陷 并记录 4 对缺陷定位时 读取缺陷的声程值 应用直尺水平定位 5 对发现焊缝中的反射波无法确定时 可采用横波探头进行验证 避免缺陷误判 漏判 图 16 爬波探伤扫查方式 5 5 质量评定 1 根据焊接接头存在缺陷类型 缺陷波幅的大小以及缺陷的指示长度 焊接接头的 质量分为合格和不合格两类 2 如探伤人员能判定为裂纹 坡口未熔合 层间未熔合或密集性缺陷等危害性缺陷 时 评为不合格 13 3 缺陷反射波幅高于横通孔 1 30 6dB 评为不合格 4 缺陷反射波高于横通孔 1 30 10dB 缺陷指示长度 5mm 时 评为不合格 6 测试数据分析 制作了带有缺陷的焊接试样 规格分别是 133 5mm 133 8mm 159 6mm 利 用薄壁钢管超声波爬波探伤方法对样管进行了超声波检验 以射线透照检验和解剖检验 验证 然后对测试数据进行比较和分析 a X 射线底片图像 b 缺陷示意图 c 爬波反射波形 图 17 双面未焊透反射波形 14 a X 射线底片图像 b 缺陷示意图 c 爬波反射波形 图 18 单侧未焊透反射波形 a X 射线底片图像 15 b 爬波反射波形 图 19 夹渣反射波形 a X 射线底片图像 b 爬波反射波形 图 20 气孔反射波形 根据以上对比试验可以看出 爬波检测对于未焊透缺陷超声波检出率较高 探头在 16 熔透的一侧也能够检测到另一侧的未焊透 缺陷波幅高 测长与射线所检出的尺寸较吻 合 单个气孔和圆形夹渣的波幅较低 超声波测长比射线所检出的尺寸较大 密集气孔 的波幅较高 波形密集相互彼连 超声波测长比射线所检出的尺寸大 条形夹渣波幅较低 超声波测长与射线所检出的尺寸相差不大 裂纹和未熔合缺陷波幅高 检出率高 超声波 测长与射线所检出的尺寸相差较大 综上所述 薄壁钢管超声波爬波对各种缺陷 尤其是危害性缺陷有相当高的检出率 7 总结与展望 超声爬导波检测也是一种以超声波为物理基础的一种新型高效率的检测方法 本研 究项目是将这种方法应用到了特高压钢管塔薄壁管对接环焊缝检验领域 第一部分主要 介绍了特高压钢管塔薄壁管对接环焊缝检验的要求 以及常规无损检测方法的不足 进 而提出了超声爬波的检测方法 第二部分主要介绍超声爬波的基本理论 并以爬波的传 播特性为依据论证检测探头的设计 第三部分和第四部分分别从实验的角度 阐述了超 声爬波检测缺陷的可行性和优越性 后几部分介绍了实际检测的内容如专用探头的研制 标准试块的制作 检测工艺及对比检测结果等 并得出以下结论 7 1 特高压钢管塔薄壁管对接环焊缝采用超声波横波检测 钢管侧在外壁检测 法兰侧 在内壁检测能够满足检测要求 但技术上要求很高 法兰侧内壁检测时水平定位不能实 现 7 2 特高压钢管塔薄壁管对接环焊缝超声爬波探伤方法是可行的 有探伤效率高 劳动 强度小等优点 7 3 研制的探头精度较高 稳定性好 信噪比较高能够满足检测要求 17 动力设备焊缝超声波检验的可靠性动力设备焊缝超声波检验的可靠性 为了获得可靠的超声波检验结果 应从四个方向检验动力设备的焊缝 如从某一方 向无法探伤 允许从其它能够探伤的方向扫查焊缝 为此应加强对在不同探伤工艺条件 下的缺陷检出能力的研究 焊接接头的结构特点 焊缝余高 入射面 表面粗糙度 焊接元件等 对检验结 果有很大影响 但在焊接接头技术文件中未考虑超声波探伤的局限性 对焊缝余高宽度 的要求依据不足 就不能保证扫查到整个焊缝 除上述因素外 缺陷当量面积测量的误差对检验结果也有影响 为了提高焊接接头超声波检验结果的可信度 我们作了以下工作 研究采用标准技术文件所规定的各种超声检验工艺对缺陷的检出能力 采用超声波探伤时应规定焊缝的宽度 探伤时推荐探头的参数 研究对象为 16Mn 和 20G 钢 壁厚 Td 105mm 和 115mm 的容器对接接头试样 以及直径为 32mm 和 57mm 壁厚 4 7mm 的 12Cr1MoV 和 20g 管子焊接接头 焊接方 法为多层自动焊和手工氩弧焊 焊缝中存在不同深度的自然缺陷 缺陷的性质 尺寸和 分布情况通过 X 射线照相和超声检验以及金相分析方法确定 厚壁件焊缝采用直射波从 四个方向扫查 使 CTS 22 型和 KS 300 型超声波探伤仪和斜探头 探头型号为 2 5P18 18 40 和 5P6 6 72 在研究有 287 个缺陷的厚壁工件焊接接头时发现 用直射波从一个方向检查焊缝 时 缺陷检出率 仪器灵敏度是直径为 4 8mm 3 和 3 8mm 的平底孔 很小 分别不超 过 5 和 12 当用直射波从四个方向检查时 缺陷检出率分别增加到 50 平底孔直 径 4 8 和 70 平底孔直径 3 8mm 当用平底孔直径 2 5mm 或横通孔 2 0mm 调整仪器灵敏度时 缺陷检出率达到 85 当用超声波方法从一侧和两侧检查 69 个管焊缝中的 106 个缺陷时 入射角相同 缺陷检出率与仪器灵敏度的关系如图 1 图 2 所示 图 1 是超声波从一侧检验受热面管 子焊缝时不允许缺陷的检出率与探伤灵敏度之间的关系 图 2 是超声波从两侧检查受热 面管焊缝时不允许缺陷的检出率 曲线 1 3 和允许缺陷的检出率 曲线 4 与仪器灵 敏度的关系 18 图 1 图 2 1 根部未焊透 根部裂纹 1 2 分别为焊缝根部及内部缺陷 2 1 8 2 8mm 的焊瘤 2 焊缝根部和内部的缺陷 3 未熔合 缺陷在焊缝中的实际分布 4 焊缝内部的气孔 夹渣 3 焊缝中允许的缺陷 从图 1 中的曲线看出 超声波从一侧检查焊缝时 其缺陷检出能力明显不足 如 果按面积 S 2mm2的斧刃调整仪器灵敏度 相当于图中 21 6dB 或将该灵敏度提高 7dB 根部缺陷的检出率分别 是 8 和 50 当允许从两侧检查焊缝时 缺陷检出率要 比从一侧检查的检出率高 30 40 分别达到 77 85 焊缝内部缺陷的检出率比根 部同样的缺陷的检出率大约小 50 60 从以上得出的结论可以看出 为了保证必要的缺陷检出能力 80 85 至少 要从四个方向探测每个焊接接头 缺陷总漏检率 类似于统计学中的充真错误概率 限 定在 0 05 0 1 范围内 是完全可以接受的 因为上充真错误概率一般取 0 1 0 001 如果直射波能够穿过焊缝的纵向中心轴或其上部 就可以实现此检验目的 如果焊缝的 检查受到限制时 例如只能从一侧超探 只有通过提高仪器的灵敏度才能获得必要的 缺陷检出能力 考虑缺陷反射回波从不同方向接收幅值不同 在上述情况下应将仪器灵 敏度提高 5 10dB 因此在设计焊缝结构时应考虑超声波探伤对焊缝结构的要求如下 对于每个对接焊口 每个重要的联接部件 应保证超声波的直射波至少能从 四个方向扫查焊口 且保证直射波的中心射束穿过焊中心或中心以上部件 每个对接焊口 每个部件 由于结构原因 例如法兰或封头与容器壳体的连 接等 而难于接近焊缝时 应提高灵敏度用直射波从三个或两个方向进行超探 且保证 直射波的中心射束穿过焊缝中心或中心以上部位 20 21 检查角焊缝时应提高灵敏度 且保证直射波至少可以从两个方向检查焊缝近 根部区或根部 在设计焊接接头结构和选择探头参数时 为了迅速确定焊缝的最大宽度 使得直 射波能够扫查焊缝中心或根部 以及为了确定超声波检验焊缝的适用性 我们研制出了 专用计算尺 图 3 在计算尺上有多个刻度尺 被检部件厚度 T 刻度尺和几对焊缝宽度 2b 刻度尺 每 个 2b 刻度尺对应一个折射角 某一探头前沿 n 直射波不可检测焊缝区的深度为 h 0 5T h T 为了确定推荐的探头所检验的焊缝厚度范围 我们将技术文件对手工电弧焊和自 动焊对接焊缝 角焊缝和丁字口的焊缝宽度要求 与计算出的最大允许焊缝宽度值作了 比较 例如 厚度 T 12mm 的手工电弧焊对接焊缝的最大宽度 2b 28mm 角焊缝 T 8mm b 21mm 用直射波检验上述焊缝的可能性与可扫查范围可使用专用尺确定 为此在 d 刻度尺上找到对应于焊缝母材厚度的刻度 对接焊缝 T 12mm 角焊缝 d 8mm 然后在上面找到对应于 55 f 5MHz l 5mm 的 2b 角焊缝为 b 刻度 尺和对应于相应厚度的 2b 或 b 值 对于上述对接焊缝 h 0 5d 时 2b 29mm 即直射波可 扫查到焊缝中心 角焊缝 b 21mm h T 即此时直射波只能扫查到焊缝根部 也就是 说 对于 T 12mm 的 对接焊缝直射波可以从四个方向扫查焊缝的每一部位 而对于 T 8mm 的角焊缝 直射波只能从两个方向扫查到焊缝根部 对于比较厚壁的焊缝其结论与此相类似 对于壁厚较小 d 10 12mm 的对接焊 缝 直射波只能扫查到焊缝根部 角焊缝 d 8mm 时 直射波扫查不到焊缝根部 因此适当扩大折射角探头的使用范围很有必要 例如 检查厚度 4 12mm 的焊缝 推荐使用参数为 55 f 5MHz l 5mm 的探头 对于厚度 T 15 d 25 25 d 40 40 d 120mm 的焊缝 分别采用 53 f 5 0MHz l 5mm 53 f 2 5 或 5 0MHz l 8mm 或 5mm 50 f 2 5MHz l 8mm 50 或 40 f 1 8MHz l 12 或 22mm 的探头 在检查以长条缺陷为特点的多层自动焊厚壁焊缝时 如果使用平底孔反射体 产 生的总误差可达到 12 13dB 由于反射体造成误差声波信号幅值降低 U1 0 7 1 2bB 由于缺陷反射体的反射特性不同 U2 7 6bB 由于从不同类型反射体 或缺陷的回波信号衰减规律的差异 U3 3 4bB 等 22 从以上所述得出的结论可知 如果从四个方向检查焊缝以及用长横孔代替平底孔 上述误差可以从 12 13dB 降至 3 5 4 5dB 或完全消除 减小或消除上述误差可以通过 提高灵敏度实现 在第一种情况下 减小误差 可将灵敏度提高 4 5dB 同时把判废 平底孔反射体的直径从 4 8mm 降至 3 3mm 在第二种情况下 消除误差 可将灵敏度 提高 10dB 同时把判废平底孔反射体直从 4 8 降至 2 7mm 例如我们研究了推荐的标准值和评定标准值对超声波检验结果的影响 质量评定 标准值评定系统规定 在检验不遵照焊接工艺施焊的焊缝时 仪器灵敏度应提高 5dB 与要求平底孔判废反射体 4 8mm 的不同 例如 检查 T 110mm 缺陷不多的 厚壁工件时 允真错误概率 0 0031 要求仪器的灵敏度按 3 8mm 平底孔或 d 2 0 mm 的横通孔调整 在检查 T 为 4 7mm 的受热面管子焊缝时 推荐的参数与此类似 如 果允真错误概率 0 05 或 0 3 按 S 2mm2的直角反射体调整仪器探伤灵敏度 将仪器 灵敏度提高 7 或 11dB 为了分析各种误差对焊缝超声波检验结果可靠性的影响和通过比较其可靠性指标 以便正确地选择检验探头的参数 我们引用了可靠性指标公式 检验结果的可靠性是指 判伤无误的概率 电站的热交换设备是非常重要的部件 因为它在高温高压的复杂条件下工作 而 且核电站的热交换设备接触放射性物质 这类设备部件的焊缝在运行中应有很高的可靠 性 设备制造者用