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无损检测中超声探伤技术的应用分析

发表时间：2020/10/21 来源：《基层建设》2020年第19期作者：赵冀超

[导读] 摘要：目前，无损检测中超声探伤技术已经被广泛应用于各个领域，同时，超声探伤技术也是开展无损检测的重要方法。

        中油抚顺石化设备技术开发有限公司 113008
        摘要：目前，无损检测中超声探伤技术已经被广泛应用于各个领域，同时，超声探伤技术也是开展无损检测的重要方法。超声探伤技术在实际工作中可以在不破坏原有物质状态的前提下对材料的性质、内部缺陷、表面裂纹、气泡等内部情况进行检测。所以，加强对无损检测中超声探伤技术应用的分析具有十分重要的意义。本文从超声探伤技术的原理入手，就无损检测中超声探伤技术的应用进行了分析。
        关键词：无损检测；超声；探伤技术
        引言
        在无损检测中利用超声探伤技术可以有效提高检测效率，其不仅有非常强的穿透力，而且灵敏度以及安全性都非常高，检查范围也十分广泛，能够大大提高检测结果的精准度与可靠性。
        1超声探伤技术的原理
        超声探伤简称DNI，它是由超声无损检测发展延伸形成的，从技术层面上分析分为反射、透射两种方法，其中发射方法更加精准。所以，以反射为例其基本原理就是，在脉冲回波探伤仪的应用过程中，脉冲发射器借助探头行短脉冲以后，进入检测物体中，如果试件有缺陷，回波就能从检测物缺陷位置返回，同时，信号处理系统就会对其进行有效的处理，结果就会在显示器中表现出来。超声探伤是通过向工件中发射超声波，在工件传播的过程中，超声波遇到缺陷传播特性产生改变，根据接收波的特征评价工件内部存在缺陷的特性。在现场超声探伤检测中可以有效的发现焊缝存在的缺陷，有效的记录缺陷的深度、长度为现场施工焊缝返修提供技术保障。在焊缝超声探伤可以发现气孔、夹渣、未焊透、未熔合、裂纹等缺陷。另外，示波器还能显示出脉冲幅度大小、传播时间，这样就可以对检测物的缺陷深度等具体情况进行判断，从而到达无损检测的目的。
        2缺陷判断
        一般情况下，采用超声探伤仪很难分辨出钢结构根部的缺陷。通过研究，发现可以先把焊缝余高打磨平整，然后采用直探头进行检测，也可根据《焊缝无损检测超声检测技术、检测等级和评定》（GB/T11345—2013）进行评定。该标准把显示特征分为平面型和非平面型两类，并给出了相应的显示方式。平面型显示为不可验收，而非平面型显示的验收等级按照《焊缝无损检测超声检测技术、检测等级和评定》（GB/T11345—2013）进行评定。对接焊缝根部主要存在未焊透、未熔合、裂纹及内凹等缺陷，通过探头声束近似垂直或斜入射至反射体。当移动探头时，观察A型显示回波，通过横向动态回波波形图对比，可判断是否为缺陷显示，具体如下。（1）未焊透：在移动探头时，未焊透波形比较稳定。焊缝两侧探伤时，都能够获得比较相似的反射波。（2）未熔合：对探头进行平移的过程中，波形相对来讲，较为稳定。在进行两侧探伤的过程中，反射波的波幅都不相同，有时只能在一面探测到回波信号。（3）裂纹：一般来说，裂纹的回波波幅宽，高度较大，会产生很多的波峰。在探头进行平移的过程中，反射波会接连产生，波幅会产生一定的变化，如果探头进行移动，波峰有上下错动现象。
        （4）内凹：该缺陷的反射波振幅明显小于未焊透时的反射波振幅，声波位置从靠近焊接中心的焊接中心靠近探头的一侧。在焊缝两侧反射波之间的距离大于未焊透反射波的距离（对口间距），凹面深度可通过向前移动探头来测量。
        3探伤检测
        3.1探伤检测依据
        在检测焊缝前，依据《焊缝无损检测超声检测技术、检测等级和评定》（GB/T11345—2013）标准附录A中各种类型焊接接头的方式、检测等级、母材厚度选择探头角度、探头位置、探头移动区宽度及探头的扫查次数。
        3.2扫查方式
        探头移动区应足够宽，以保证声束覆盖整个检测区域。

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为确定缺陷的位置、方向、形状，观察缺陷动态波形或区分缺陷讯号与伪讯号。在保持探头垂直焊缝移动时，还应作10～15°的左右转动。检测焊缝及热影响区的横向缺陷时，应进行平行和斜平行扫查。
        3.3钢结构材料检测
        对钢结构对接焊缝进行检测前，应该对钢结构的材料进行检测，确保金属高衰减下不影响横波检测。若钢结构的某个部位存在缺陷，则应对其是否影响横波检测进行评估，如果评估结果显示会对钢结构的对接焊缝产生影响，则应调整检测方法，采取其他方式对其进行质量检测。当检测采用横波且所用技术需要超声从底面反射时，应注意保证声束与底面反射面法线的夹角在35~70°之间。当使用多个斜探头进行检测时，其中一个探头应符合上述要求，且保证一个探头的声束尽可能与焊缝融合面垂直。多个探头间的折射角度差应不小于10°。
        3.4对接焊缝探伤检测
        在测试钢结构的对接焊缝之前，首先了解被测工件的材料，结构及焊接的坡口形状进行测算，并全面了解用于此工作的焊接方法和类型。适当调整超声探伤仪并设置DAC曲线，以确保超声探伤仪的灵敏度。这样可以更快，更准确地检测钢结构中的内部缺陷。在检测工作进行的过程中，观察屏幕上显示的回波信号并做好相关记录位置。锯齿型扫描法可以很容易地发现钢结构的对接问题，并及时发现纵向缺陷。钢结构中的热影响焊缝更容易出现水平缺陷，此时可以通过并行扫描的方法来检测。当检测焊缝的中心线等时，可以同时检测沿焊缝边缘的两个方向。可以应用多种超声探伤方法，并且这些方法可以组合使用。在检查过程中，扫描速度不得超过150mm/s。在现场检测中可以用以上的方法进行初探，初探工作完成后，可以根据发现的缺陷进行仔细的探伤。当检测到焊缝中心线的时候，可以同时沿着焊缝的缝边分别从两个方向展开检测。可以应用多种超声探伤的方式并且将多种方式结合起来使用效果更佳。在检测工作开展的时候，扫描速度不得超过150mm/s的速度，此外还需要确保探头之间有符合规定的距离，探头的宽度必须要有1/10的重叠。
        以上所说的方针就是首次开展的初探工作，当完成初探工作以后，则可以进行精探检测。精探检测方法与初探检测方法几乎相同，但速度相对较慢实施分为三个主要步骤：（1）确定检测目标和回声的位置。钢结构内部缺陷的位置可以通过DAC曲线上回波信号分布的位置来确定。如果波形信号超出DAC曲线的范围，则有必要确定钢结构是否具有危险缺陷。如果存在危险的缺陷则需要调整探头的角度，以便顺利进行超声探伤；（2）通过确定回声信号缺陷在DAC曲线的第二和第三区域中的位置，可以通过屏幕线上的回声信号的峰值位置来定位实际缺陷的位置；（3）定量分析钢结构内部缺陷，将有效分析数据保存起来。
        结束语
        在无损检测中利用超声探伤技术可以有效提高检测效率，其不仅有非常强的穿透力，而且灵敏度以及安全性都非常高，检查范围也十分广泛，能够大大提高检测结果的精准度与可靠性。超声探伤技术在无损检测方面具有广泛的应用，如果想促进超声探伤技术得到最大效果的应用，需要结合具体工程应用方向具体进行分析，从而熟练地掌握其应用技巧，发挥其最大价值，促进无损检测工作科学高效地发展。
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