T、K、Y管节点焊缝超声波检验缺陷的定量技术

1、T、K、丫管节点焊缝超声波检验缺陷的定量技术T、K、丫管节点焊缝超声波探伤中，缺陷的定量技术， 与平板对接焊缝有所不同。（1）缺陷定量与缺陷的判定和缺陷定位相互联系密切， 首先判定反射波是否由缺陷造成，然后确定缺陷属于点状、线状还是面状，按缺陷的类型选择定量方法，因此缺陷判定、定位、定量三者没有明显的界限，三者相互验证。（2） 缺陷指示长度测量与平板焊缝相比，主要差异在于 焊缝呈椭圆曲线状，检测时探头垂直于焊缝延伸方向移动或 摆动扫查，将缺陷平面的投影长度作为焊缝线状缺陷指示长度，而不能将曲线长度作为缺陷指示长度。（3） 管节点焊缝定量中一般不要求测高（H）如果业主 有要求或必须测高，常用 2

2、0dB法。（4）定量的准备工作：对仪器、探头性能校验，特殊位置焊缝截面图测绘等。缺陷定量的方法有当量法、测长法、 测高法。对线状缺陷必须与DAC曲线比较进行 当量和测长。7.1 缺陷定量的准备工作：7.1.1 探伤仪的校准探伤仪必须有计量部门的鉴定合格证书，该仪器应在证 书有效期内使用方为有效。探伤仪具体技术指标见 。7.1.2 斜探头性能校准(a)横波斜探头探伤管节点焊缝应选择晶片尺寸小、频率高(2-6MHZ)的探头，折射角度B采用45°、60°、 70°三种规格，以相互补充、验证。斜探头及组合 性能见3.2。(b)斜探头声束前后、左右半扩散角测量及声束边界的

3、确定CCSI-G-WP 005T、K、丫管节点焊缝超声波检测工作 指南中,2.7.3 及Q/HS7007上结构建造的超声波检验 推荐作法和超声波技师资格考核指南中的3.4.3(g)波束扩散的测定等都明确规定了测定斜探头前后、左右半扩散角。斜探头前后半扩散角 B下、B上或B下、e上的测定可 在IOW或IIW试块上进行，在IIW试块上测定时，探测 $ 1.5mm横孔，见图7-1.探头在O位置测量B 探头在O i位置测量B下 探头在O 2位置测量B上图7-1斜探头声束上下半扩散角e 上 b下(a)横波声束纵截面；(b)IIW试块测定B上，B下及探头位置；斜探头上下半扩散角 e上、式计算：e下可以用矩

4、形声探理论公实测时1a = sin P1 11 iIe丿cos®b二儿门Cs2Ds'C|1sin :上二 a b:上=tg 4 L2(L2为中心束下降20dB时上声束边界点)15,实测时下工tg 1-Li（L1为中心束下降20dB时下声束边界点）15T上二：上一:7-17-2式中：B -折射角；入L1-有机玻璃纵波波长；c L1-有机 玻璃纵波声速（2730m/s）;CS2-钢中横波声速（3230m/s）; D s-矩形声源边长。对5Z10X 10A70斜探头理论计算值：e上=5.08 ° , 9下=4.45 °实测平均值（指5Z10X 10A70斜探头实

5、测情况）：e 上=7.6 °、 e 下=6°根据实测的B下、B上可以作出斜探头纵向截面20dB声束边界图。该声束纵向边界图，可以定量地提供在不同声程深 度上$ 1.5横孔前后移动探头的水平距，在探伤中可以迅速筛除未超标缺陷。斜探头左右半扩散角的测定斜探头左右半扩散角或20dB声束边界测定，可在IOW或IIW试块上测定，测定方法是在IIW大平面上探测$ 1.5 X 25柱孔，左右移动探头，水平扩散20dB时，作为声束边界（根 据探头平移距离得出声束水平方向声束边界及半扩散角）。水平声束半扩散角，可以提供声束水平截面的不同声程扩 散距离，用于二次探伤有效声束宽度法缺陷测长。斜探

6、头纵向分辨力的测定探测面为IOW试块的A面或B面，探测$ 1.5的5个小孔。 用2.5MHZ,45。探头可分清间距 4mr4 1.5小孔，若B增大，步 骤不变，区分间距更小的$ 1.5小孔就困难了，必须提高频率 如4MHZ以上。分辨力提高，可以帮助探伤人员把节点根部 凸出与真正根部缺陷区分开来。IOW试块图样详见 Q/HS 7007。7.1.3 补偿值的测定按APIRP2XA级的对比试块作好不同角度（45 °、60°、 70°）$ 1.6 X 38、1.6 X 1.6 X 38 两种反射体 DAC曲线，需要考虑灵敏度补偿。在确定探伤灵敏度时，应考虑耦合补偿、材质补

7、偿和曲率补偿三项内容。测定补偿方法见。扫查灵敏度为100%DAC（68） dB。在精探伤中，对缺 陷进行当量或测长时，在100%DA（基础上，还必须 考虑表面耦合、材质及曲率补偿三项 。7.2 缺陷当量方法7.2.1 点状缺陷当量用幅值法图7-2所示为点状缺陷当量方法，考虑了三项补偿后， 找到缺陷最大反射波幅。图7-2点缺陷当量示图CCSI-G-WP 005TKY管节点焊缝超声波检测工作指南附录D之规定：Fc缺陷，声程 X c,反射波幅低于 DAC50不计；Fb缺陷， 反射波幅在 DAC50%r DAC100之间，应记录下缺陷当量值： Fb=DAC 50%也dB; Fa缺陷，在 DAC100之

8、上，应记录下缺陷 当量值：Fa=DAC100%缶dB,供以后参考。当量法与平板焊缝 缺陷当量相似，只不过反射体形状不同。日本JIS 3060反射体为$ 4X 4mm柱孔；ABS用$ 1.2横 孔；而API用$ 1.6 X 38横孔或1.6 X 1.6 X 38凹槽为反射体。7.2.2线状缺陷的测长法在判定了缺陷反射信号大于DAC50时，线状缺陷除记下反射波幅外，如条状夹渣、未焊透或未熔合，要精确测长，从而决定是否返修由于管节点焊缝呈椭圆曲线形状，声束截面相互交叉， 测长方法采用传统测长法与作图法相结合，在考虑曲率影响 下，常用6dB法。其余方法有20dB法，端部回波峰值法等。（a） 6dB （

9、降落）法这种缺陷测长方法是节点焊缝缺陷测长常用的方法。无论是一次还是二次范围探伤到的缺陷，首先使缺陷在 声束宽度范围内获得最高波幅，沿焊缝方向移动探头，须保 证声束与焊缝延伸方向垂直。在反射波刚要急速下降时，取 到两端回波高度下降 6dB的基点A和B，然后沿声速截面找 到相对应的的 M N,测出两点连线距离 MN即为线状缺陷 指示长度L，切不能将A B两点连线-匚（弧长）作为指示长 度，因为上与L相差甚大。具体操作见图 7-3（a）（b）（c）(b)探头位置图7-3 6dB 法测长(b) 20dB (降落)法测长方法的探头移动同 6dB法，只不过A点或B点回波 与峰值比较下降20dB为基点，2

10、0dB法测长，对同一线条缺 陷，指示长度L大于6dB法测长的L值。(c )有效声束宽度法该方法是指20dB声束边缘法，在20dB法测长的基础上， 减去两端声束宽度之半，作为指示长度。应用该法时，在探伤前要求精确测定探头在水平方向上20dB水平声束折射角：从而测量对应于缺陷处有效声束宽度，该法比20dB法测长要精确，尤其是二次波测长。但是测定有效声束宽度比较麻烦。723 面积状缺陷当量面积状缺陷要求测定长度与高度，长度测定常采用6dB(降落)测长法，高度测量方法有20dB法、端部回波峰值法等，常用的是20dB法测高。见图7-4和图7-5。20dB法测高原理与步骤如下：与20dB声束边缘法类似，利用声束上下扩散角 B上、B下 测定缺陷上、下端点位置，借助于计算和作图求出缺陷高度。 该方法的关键是测定出探头边缘上下声束下降20dB时的9上、9下边界或B上、B下。在缺陷截面上，找到最高回波后，调节衰减器使反射波在荧光屏上高度达 40% ( FSH ,而后增益20dB,向前移动探 头，当回波高度达 40% (FSH,对应探头位置为 A,