時代TUD超聲波探傷儀實戰演義

 

——淺談無縫鋼管和T型焊縫的探傷

無縫管通常是指外徑在100mm以下的鋼管，多采用穿孔法或者擠壓法得到。在無縫管的探傷中多采用渦流自動探為主，磁粉和超聲波手工探為輔的檢測方式。這里我想主要說說超聲波探傷的部分。傳統的無縫管探傷有三種方法：用斜探頭沿周向和軸向進行掃查；厚壁管可以用雙晶直探頭進行掃查；薄壁的管可以用水浸的方式用直探頭掃查（如圖）。

如果大家親身檢測過管材就會發現傳統方法的致命弱點，就是效率太低（更換探頭要重新設置參數，水浸需要復雜的計算）。常常是一天也檢不了幾根。這種教科書式的探傷方式也在實際的生產中被逐步的淘汰。還好勞動人民的智慧是無窮的，在生產中不斷的總結經驗，并對原有的技術進行改進，終于發明了一種的檢測無縫管的新方法。這個方法是在不對檢測設備進行任何升級的基礎上，只在檢測手段上進行改進就使得效果產生了翻天覆地的變化。也將在管材的檢測中幾乎要消失的超聲波檢測又重新回到了主流的地位。下面我將用我們自主知識產權的超聲波探傷儀拳頭產品TUD310來與大家分享這個神奇的方法。

首先，我們需要準備的材料有：能開機的TUD310一個，無縫管一根，斜探頭線兩條，SCK-1A試塊一個，將兩個尺寸，角度，前沿一摸一樣的斜探頭背對背做在一起，再做一個如圖模樣的契塊（契塊的弧度與要探測的無縫管外徑相同），耦合劑一瓶，機油半斤，紅筆一根，手紙一卷。材料就齊備拉。

首先，把兩個探頭都接好線，分別插在TUD310的兩個探頭插口上。開機！切記將探頭方式設置成“單”。不要設置成“雙”或者“收發”。原因就是：不是有兩個晶片的探頭都是雙晶探頭。雙晶探頭的兩個晶片是一收一發。而我們這個特別的探頭是需要它們各自獨立工作。然后在SCK-1A上調整好其中一個探頭的前沿，零點和K值（這里就不詳細介紹方法了，如果不會使用1A試塊調整這三個參數的可直接忽略本文）。因為兩個探頭*一樣，所以設置好一個探頭的參數另外一個也就設置好了。這些都做好后，將探頭涂上耦合劑和契塊裝在一起。探頭和契塊之間的耦合劑要選擇透聲性好的固體耦合劑，不要選擇液體的機油。理由自己想。到這里我們的前期的準備工作都做好了。

然后，我們來設置探傷靈敏度，因為無縫管是不容許出現缺陷的，所以DAC曲線就免了，直接將增益調整到沒有雜波的zui大值，TUD310我建議設置在80－90db比較合理。也有一些客戶要求可以忽略一些小的缺陷（又是強大的“國情”），這時候只能使用對比法調整靈敏度了，讓客戶用線切割在無縫管表面沿軸向開一個槽，寬度由客戶決定（客戶能容許ф1以下的缺陷就開ф1的槽），再用這個槽設置靈敏度就好了。然后在無縫管上涂上機油。將安裝好契塊的探頭放在無縫管上面可以發現它們貼合的非常好。在周向小幅度左右晃動探頭，沿軸向做鋸齒狀游走，出現波形信號則用紅筆對這一段進行標記，表示這一段應該判廢。整段無縫管掃查結束后，用手紙查干凈工件和探頭表面的耦合機，探傷工作就結束了。

zui后我們對原理進行簡單的說明。其實看到這里相信很多人已經看明白了。超聲波進入管材后會在管材中進行彈射（如圖），使用兩個斜探頭無非就是讓探頭從雙方向發射超聲波從而覆蓋整個管材的周向，以提率。等于一臺機器干兩臺機器的活。所以在管徑較小的時候一個缺陷在屏幕上會出現兩個缺陷信號，原因就是兩個探頭發射的超聲波都捕捉到了這個信號，由于聲程不同，他們會出現在屏幕的不同的位置。在管徑較大的管材上，由于能量的衰減，在一個周向截面上即便是使用兩個探頭也很難全面覆蓋整個管材，這時候也只需要讓探頭移動1/4管徑也可做到全部覆蓋。

鋼結構探傷是我們在探傷中經常會遇到的又一種應用。它的特點是，結構復雜，焊縫多，體積大，還有就是焊縫多為T型焊。

T型焊縫可以說是一種常見的焊逢類型，我們在各種教材上也經常看到T型焊縫探傷方法的介紹。我們在熟知理論的同時在實際的探傷過程中還會遇到很多問題。首先我們先看看教材上是怎樣說的。

我們先認識一下T型焊。如圖，水平的叫翼板，因為長得像翅膀，所以叫翼板。垂直的叫腹板，因為是插在翼板的中間，所以叫腹板。T型焊中常見的缺陷還是和其他焊接一樣有氣孔，夾雜，裂紋，未焊透，和未融合。還有一種T型焊專有的缺陷叫撕裂。撕裂顧名思義就是腹板受力以后在根部產生的橫向斷裂，它不會出現在焊縫區內，只出現在焊縫區外（在焊縫區域內就叫裂紋，在焊縫區域外叫撕裂）。T型焊縫探傷都是利用這三個操作面，5個位置進行掃查（如圖）。

然而，我們在實際探傷中很難對一條T型焊縫進行這5個點的檢測。主要有兩個原因，其一就是腹板過薄，腹板如果厚度在5mm以下，在探頭的盲區內，就無法從腹板面上（4、5位置）進行探傷，理論上是可以在翼板面上（1、2、3位置）進行探傷的，但是實際操作上難度很大，基本屬于無法探測。另外在國內的鋼結構企業中，由于成本的原因，8mm以下的腹板基本都不開坡口，焊接時在腹板根部雙面打兩條焊縫。想也不用想肯定有未焊透。但因為這樣薄的腹板都是不受力的，所以也不會出太大的問題。這也給我們在實際工作中得到一些啟發，在實際的缺陷判定的時候還要加上“國情”這一條評定標準。

其二就是，結構問題。實際的T型焊都不是孤立的一條焊縫，一個工件上往往是錯綜復雜幾十、上百條焊縫，大而笨重，無法翻轉。所以在實際的探傷中，能保證3個點的檢測就算不錯了。檢測的方向主要就是未融合，未焊透和撕裂。檢測位置上主要對融合線和腹板中心位置進行檢測（未焊透和撕裂都會出現在腹板根部中心位置）。

另外在實際探傷中有很容易忽略的一點就是焊角反射。在T型焊中，只要在翼板上用斜探頭掃查都會捕捉到這個信號。原因就是焊角的結構造成的（對接焊的余高是外凸的，T型焊則恰恰相反，是內凹的）。T型焊角的這個結構很類似我們CSK－1A上的有機玻璃圓，也就是說無論使用什么角度的斜探頭都會捕捉到它。它信號的特點是強度高，光滑，波幅窄。由于聲程的關系，缺陷信號一定出現在焊角反射信號之前。這時候只要把斜探頭當直探頭用（先找底波再找缺陷）就可以輕松排查出缺陷。

zui后跟大家分享個小竅門。有時候我們在探傷T型焊的時候是無法看到腹板的，這時候我們也可以利用焊角反射來定位腹板。方法就是在翼板的單面雙側分別找出焊角反射波，并讓它們出現在屏幕的同一個位置。那么這時候。兩探頭連線的中心點就是焊縫的中心。再利用斜探頭的三角定位就可以確定腹板的寬度。（end）