碳钢对接焊接接头超声检测

碳钢对接焊接接头超声检测 目录目录 前言前言 3 1 1 课程设计任务书课程设计任务书 4 2 2 碳钢板对接焊接接头超声检测工艺碳钢板对接焊接接头超声检测工艺 5 2 1 超声波探伤的方法 5 2 2 超声波检测仪器和基本设备 5 2 2 1 超声波仪器 5 2 2 2 超声波探头 6 2 2 3 超声波试块 7 2 2 4 耦合剂的使用 7 2 3 超声波检测的过程 8 2 3 1 检验等级的确定 8 2 3 2 探头 K 值的选择 8 2 3 3 频率选择 8 2 3 4 晶片尺寸的选择 8 2 4 实时探伤操作 8 2 4 1 探伤标准的选择 8 2 4 2 检验区宽度的确定 9 2 4 3 探头移动区宽度 9 3 3 碳钢对接焊缝的超声波检测工艺卡碳钢对接焊缝的超声波检测工艺卡 10 4 4 根据编制的工艺及工艺卡 进行检测实验根据编制的工艺及工艺卡 进行检测实验 11 4 1 探头测定与仪器的调节 11 4 1 1 探头测试 11 4 2 扫查方式 12 5 5 碳钢对接焊缝的超声波检测报告碳钢对接焊缝的超声波检测报告 13 2 课程设计总结课程设计总结 14 参考文献参考文献 15 前言 无损检测 Non Destructive Testing NDT 技术已成为控制产品质量 保 证设备安全运行等方面极为重要的技术手段 在现代航空工业生产过程中 越 来越多地要求对关键部件进行更加有效和准确的检测 超声检测是指用超声波来检测材料和工件 并以超声检测仪作为显示方式 的一种无损检测方法 超声检测是利用超声波的众多特性 如反射和衍射 通过观察显示在超声检测仪上的有关超声波在被检材料或工件中发生的传播变 化 来判定被检材料和工件的内部和表面是否存在缺陷 从而在不破坏或不损 害被检材料和工件的情况下 评估其质量和使用价值 本次课程设计利用超声 检测的方法对对接板材焊缝进行检测 文中针对给定的材质 Q235 钢板厚度 12mm 开坡口手工对接焊接焊缝 通过实验检测该焊缝的缺陷 详细介绍试块 选用 设备调试 现场探伤中的常见问题及解决方法 还介绍了现场探伤 缺 陷定位和长度测量的具体方法 并通过标准对检测中的缺陷进行了等级评定并 得出了检测工艺卡 在焊缝缺陷检测中 超声检测是目前公认的最有效的常规 无损检测方法之一 与其它常规检测相比具有明显的优势 基于以上原因 本 文重点研究焊缝内部缺陷的超声波检测方法 从而对焊接缺陷进行有效的安全 评定 3 1 1 课程设计任务书课程设计任务书 题目 碳钢对接焊接接头超声检测方法 材质 Q235 钢板厚度 12mm 开坡口 手工对接焊接 如图 1 1 根据已给条件 参照超声波检测工艺规程 编制适合上述条件的超声波检测 工艺 2 编制已知焊缝超声波检测工艺卡 3 编制超声波检测报告 4 根据编制的检测工艺及工艺卡 进行超声波探伤 通过验证所编的规程 工艺卡的合理性和可靠性 如不能正确检验缺陷 则对所编规程进行修改 直到能检验出 5 出具超声波检测报告 6 撰写课程设计 参照标准 GB T11345 1989 超声波检测通用工艺规程 图 1 1 4 2 2 碳钢板对接焊接接头超声检测工艺碳钢板对接焊接接头超声检测工艺 2 1 超声波探伤的方法 直接接触法 垂直接触法 斜角探伤法 直接接触法 见图 2 1 斜角探伤法 见图 2 2 a 无缺陷 b 有缺陷 c 接近板 图 2 1 直接接触法 图 2 2 斜角探伤法 本次选用的探伤方法为斜角探伤法 2 22 2 超声波检测仪器和基本设备超声波检测仪器和基本设备 2 2 12 2 1 超声波仪器超声波仪器 A 型脉冲反射式超声波探伤仪 其工作频率范围为 2MHz 5MHz 仪器至少 在荧光屏满刻度的 80 范围内呈线性显示 探伤仪应具有 80dB 以上的连续可调 衰减器 步进级每档不大于 2dB 其精度为任意相邻 12dB 的误差在 1dB 以内 最大累计误差不超过 1dB 水平线性误差不大于 1 每次连续使用周期开始 或每三个月 应对垂直线性进行评定 误差不大于 5 本次实验室探伤仪选 用的是 TS 800 类型 5 2 22 2 2 2 超声波探头超声波探头 超声波探头是用来产生与接收超声波的器件 是组成检测系统的最重要的 组件之一 超声波探头的性能也是直接影响到发射的超声波的特性 影响到超 声波的检测能力 直探头 纵波探头 直探头用于发射和接收纵波 直探头主要用于探测晶片正下方与声束方向垂直的缺陷 其探测深度较大 适用范围较广 检测灵敏度高 斜探头 横波探头 图 2 3 斜探头的结构图 斜探头主要用于探测斜下方不同角度方向的缺陷 其探测深度较小 适用 直探头难以探测的部位 检测灵敏度较高 其中常用的有横波斜探头等 横波斜探头是入射角在第一临界角与第二临界角之间且折射波为纯横波的 探头 适宜探测与检测面成一定角度的缺陷 广泛用于焊缝 管材 锻件的检 测 横波斜探头的标称方式常用两种 一种是以横波折射角来标称 如 40 45 60 等 另一种是以折射角的正切值 来标称 tgK 1 0 1 5 2 0 2 5 等 K 本次课程设计选用的是横波斜探头 2 5P8x12K2 0 6 2 2 32 2 3 超声波试块超声波试块 本次选用的是 CSK IB 试块其作用是矫正探头参数调扫描速度和探测范围 以及 RB 2 适用于 8 100mm 板厚 其作用是作 DAC 距离 波幅曲线 评级判废 的依据 标准试块的材料 热处理状态 表面粗糙度 外形和尺寸要求均有严格规 定 材料应易于加工 不易变形和腐蚀 具有良好的声学性质 制作时 应确 认材质 均匀 无杂质 无影响使用的缺陷 标准试块外形加工的平行度 垂直度与尺寸精度均应经过严格检验并符合 图样要求 尺寸允许公差一般在 0 1mm 以内 检测面的表面粗糙度一般应优 于 Ra1 6um 试块中的平底孔应经硅橡胶覆型并检验其直径 孔底表面粗糙度 平面度 检验后 平底孔应清理干燥后进行永久性封堵 对于标准试块 还应测量 其声学性能 图 2 4 超声波探伤试块 2 2 2 2 4 4 耦合剂的使用耦合剂的使用 为了改善探头与试件间声能的传递而加在探头和检测面之间的液体薄层称 为耦合剂 常用耦合剂有水 甘油 全损耗系统用油 变压器油 化学浆糊等 本次选用机油作为耦合剂 全损耗系统用油 俗称机油 和变压器油的附着力 粘度 润湿性都较适当 也无腐蚀性 价格不贵 因此是最常用的耦合剂 常用耦合剂有水 甘油 全损耗系统用油 变压器油 化学浆糊等 本文焊缝检测也是使用此机油作为耦合剂 7 2 32 3 超声波检测的过程超声波检测的过程 2 3 12 3 1 检验等级的确定检验等级的确定 UT 检测等级分为三个等级 A B C 此次根据 GB T11345 1989 选用 A 级 检验的完整程度最低 难度系数最小 适用于普通钢结构检验 2 3 22 3 2 探头探头 K K 值的选择值的选择 探头 K 值的选择应从以下三个方面考虑 a 使声束能扫查到整个焊缝截面 b 使声束中心线尽量与主要危险性缺陷垂直 c 保证有足够的探伤灵敏度 一般斜探头 K 值可根据工件厚度来选择 较薄厚度采用较大 K 值 本次选 用 12mm 厚度板材可选 K3 0 K2 0 探头 以便避免近场区探伤 提高定位定量精 度 本次取 K 2 0 2 3 32 3 3 频率选择频率选择 对于板厚较小的焊缝 可采用较高的频率 一般为 2 5 5 0MHz 本次设 计选用 2 5MHz 频率 2 3 42 3 4 晶片尺寸的选择晶片尺寸的选择 本次选用的晶片尺寸为 8x12mm 2 42 4 实时探伤操作实时探伤操作 2 4 12 4 1 探伤标准的选择探伤标准的选择 表 1 根据 GB T11345 1989 标准选择 8 2 4 22 4 2 检验区宽度的确定检验区宽度的确定 检验区域宽度是焊缝本身加上焊缝两侧各相当于母材厚度 30 的一段区域 这个区域宽度为 10 20mm 实际本次检验区域选择 10mm 2 4 32 4 3 探头移动区宽度探头移动区宽度 探头移动区宽度为 P 2KT 50 由于材质 Q235 钢板厚度 12mm 式中 K 探头的 K 值则 P 90 表 1 探头移动区宽度 探伤面探伤方法斜探头折射角 1 单面双侧 62 5 9 3 3 碳钢对接焊缝的超声波检测工艺卡碳钢对接焊缝的超声波检测工艺卡 表 3 1 超声波检测工艺卡 试件名 称 碳钢焊板材料 牌号 Q235试件厚 度 12mm 坡口形 式 X 形焊接 方式 开坡口手工对 接焊接 探头频 率 2 5MHz 检验标 准 JB T4730 3 2005检验 级别 B 级验收级 别 II 级 仪器型 号 TS 800探头 型号 2 5P13x13K2 探头前 沿 10mm 探头 K 值 2 0标准 试块 CSK IB对比试 块 CSK IIIA 检测面单侧双面耦合 剂 机油表面补 偿 4dB 检测区 域 20mm检测 方法 横波斜入射时基线 调节 深度 2 1 扫查方 式 锯齿形扫查和焊缝两侧斜平行扫查探头扫 查区域 大于 110mm 最大扫 查间距 不大于 13mm最大扫查 速度 不大于 150mm s 检测灵 敏度 纵向缺陷 评定线 3 9dB 横向缺陷 评定线 3 3dB 探头扫查区域 检测区域 编制 年 月 日 审核 年 月 日 批准 年 月 日 10 4 4 根据编制的工艺及工艺卡 进行检测实验根据编制的工艺及工艺卡 进行检测实验 4 14 1 探头测定与仪器的调节探头测定与仪器的调节 4 1 14 1 1 探头测试探头测试 1 斜探头入射点的测试 斜探头的入射点是指其主声束轴线与探测面的交点 入射点至探头前沿的 距离称为探头的前沿长度 测定探头的入射点和前沿长度是为了便于对缺陷定 位和测定探头的 K 值 将斜探头放在 CSK IA 试块上 使 R100 的圆弧面反射回波达到最高时斜楔 底 图 4 1 用 CSK IA 试块斜探头入射点的测试 面与试块圆心的重合点就是该探头的入射点 这时探头的前沿长度 L0 为 L0 R M R 为试块圆弧的半径 M 为探头前端部至试块圆弧面边缘的距离 2 测定斜探头 K 值 斜探头 K 值是指被探工件中横波折射角的正切值 K tg s K 值的测定一般常用 CSK IA 试块上的 50 孔来进行 具体方法是将探头 对准试块上的 50 孔 找到最大反射回波 并测出探头前沿至试块端面的距离 L 则 K tg s L l0 35 30 11 图 4 2 用 CSK IA 试块测量探头 K 值 斜探头 K 值的测定 也可以用 CSK IIIA 试块在调节仪器扫描线比例时同时 进行 具体方法是在测定某一深度的 1 6 短横孔时 找到孔的最大反射回波 后用入射点至该孔的水平距离除以该孔的深度值 商即为 K 值 可用不同深度 的孔测得数值反复计算几次求得平均值 这样较为精确 4 24 2 扫查方式扫查方式 在碳钢板焊缝检测中常用锯齿形扫查方式 1 锯齿型扫查 如图 4 4 探头以锯齿的路线进行运动 每次前进的齿距不得超过探头晶片 直径 间距过大会造成漏检 为发现与焊缝成一定角度的倾斜缺陷 探头在做 前后锯齿运动时 可同时作 10 15 转动 图 4 4 锯齿型扫查 本次选用的 扫查方式为锯齿形扫查 12 5 5 碳钢对接焊缝的超声波检测报告碳钢对接焊缝的超声波检测报告 表 5 1 超声波检测报告 焊缝类型 碳钢对接焊缝 检测 日期 2016 6仪器编号5 仪器型号TS 800检测 区域 15mm探头型号斜探头 试块种类CSK IB 和 RB 2板厚12mm距缝中心15mm 扫查方式平行扫查检测 方法 直接接触法焊接方法开坡口对接焊接 探头前沿10mm耦合 剂 机油探头频率2 5MHz 实测 K 值1 95材质Q235 62 5 检测标准GB T11345 1989焊缝 类型 V 型坡口半角30 度 探头 K 值2 0焊缝 宽度 20mm检测比例1 1 检测结果缺陷返修情况说明 1 本产品质量最终评为 符合 不符合 2 检测位置及缺陷情况详见报告 1 本产品返修部位共计 次 其中最高返修次数 次 返 修率 一次合格率 2 返修部位及缺陷情况详见报告 缺陷记录 钢板编号序号缺陷水 平 mm 缺陷所 处区域 缺陷 波幅 缺陷深 度 1 2 3 检测 资格 年 月 日 审核 资格 年 月 日 签发 资格 年 月 日 检测专用章 年 月 日 13 课程设计总结课程设计总结 在写课程设计总结之前 首先要感谢顾老师的悉心指导 在顾老师的 耐心指导下顺利完成本周的课程设计 通过本次课程设计我不但巩固超声波检测的理论知识 还提升了我的 动手能力 我掌握了对接焊缝的检测的理论知识 并能够熟练地进行钢板 对接焊缝的检测 写课程设计的过程中我也掌握了超声波检测工艺卡的编 写以及超声波的报告的编写 这次课设设计给我最大的感受是 学过的东西要及时去巩固 最好是 能运用于实践 在实践的过程中不但可以巩固知识还可以加深对知识的理 解 使我很好的掌握对接焊缝的评定并且能过掌握如何对仪器的矫测和使 用 本次课程设计我在顾老师的指导和严格要求下 我巩固了超声波检测 课程的理论知识 并提高了动手能力 这对我们的综合