薄鋼板對接焊縫超聲波檢測探頭的選擇

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發(fā)布日期：2021-02-23 09:39
導讀

在云南，隨著小型電站的不斷開發(fā)與興建，約8mm厚度的薄鋼板在壓力鋼管中應用較多。

眾所周知，對接焊縫的管壁越薄、焊縫蓋面的寬度相對越寬(埋弧自動焊焊縫蓋面寬度為22mm，背縫寬度為20mm)，超聲波檢測的困難就越大，所以選擇探頭K值和前沿距離L值很重要。

K值是斜探頭主聲束在被檢工件中折射角的正切值；探頭前沿距離L值是入射點至探頭前端的距離。

在8mm厚度鋼板的對接焊縫超聲波檢測時一般將儀器調試為水平1:1掃描，并采用單面雙側單 只探頭檢驗，使一、二次聲程能掃查到焊縫整個截面。

例如：5Z8×12K3.0探頭的前沿距離L=10mm，檢測8mm厚鋼板對接焊縫，當焊縫蓋面寬度為22mm時，因探頭前沿距離較大，很難滿足探傷的要求，所以應在探頭K值不變的情況下盡量選擇前沿距離較短的探頭。

如：5P6×6K3.0，L=4mm的探頭方可基本滿足檢測要求。

1、 一次聲程掃查焊縫根部時探頭的選擇

一般鋼板厚度為8mm的對接焊縫坡口型式為V，鈍邊高度為3mm，間隙為0～1.0mm。

當采用埋弧自動焊焊接時，焊縫蓋面的寬度在 22mm左右 。 

由此可知探頭選擇的條件，當探頭的前端與焊縫余高接觸且無法再向前移動時，使主聲束一次聲程能掃查到焊縫寬度中心線距底面3mm的焊縫根部 (如圖1)，應滿足下式的要求：

( T-3)K≥(b/2+L ) (1) 

式中：
T-鋼板厚度，mm；
b-檢測面焊縫寬度，mm；
L-探頭前沿距離，mm。 

當選擇5P6×6K3.0，L=4mm探頭時，焊縫寬度為22mm，代入(1)式，左式=(8-3)×3=15，右式=(22/2+4)=15；左式=右式 ，滿足(1)式要求，說明該型探頭，其主聲束一次聲程能掃查到焊縫根部 。



（圖1 8mm厚鋼板焊縫根部主聲束一次掃查圖）

當選擇5Z8×12K3.0，L=10mm的探頭時，將 T，K，b，L分別代入(1)式的左、右式，左式=15，右式=(22/2+10)=21，則左式小于右式，不滿足(1)式要求，說明該型探頭的一次聲程不適合檢測8mm厚的薄鋼板對接焊縫。

掃查方式采用單面雙側，檢測位置為距底面3 mm的焊縫根部區(qū)域，當探頭后移時最高反射回波的一次聲程水平距離小于24min為缺陷波，大于等于24mm則不判為缺陷波。

2、二次聲程掃查焊縫上部時探頭的選擇

8mm厚鋼板對接焊縫，檢測面焊縫的寬度b= 22mm；背面焊縫寬度b'=20mm時，探頭的選擇應滿足以下要求：

當探頭的前端與焊縫的余高接觸探頭無法向前移動時，使主聲束二次聲程能掃查到焊縫寬度中心線距底面3mm的焊縫位置，見圖2。 

探頭K值和前沿距離同樣應滿足(1)式。

當(T-3)K<(b/2+L)時，會產(chǎn)生漏檢，也就是說探頭的K值越小；探頭前沿距離L值越大，焊縫截面的漏檢區(qū)域就越多。



（圖2 8mm厚鋼板焊縫主聲束二次掃查圖）

當板厚為8mm的對接焊縫，檢測面焊縫寬度為 b=22mm；焊縫背面寬度為b'=20mm，采用二次聲程掃查焊縫上部時，由于背縫的余高過渡到與母材邊界線的區(qū)域為人射點，入射點至焊縫 中心線距離應大于等于b'/2，即主聲束二次聲程掃查到焊縫寬度中心線距底面 b'/2÷K=3.3mm的焊縫位置，此時存在0.3mm漏檢區(qū)域。

在焊縫的寬度超寬時，因焊縫的正、背面都存在余高和寬度，即使探頭前沿距離為零，由于焊縫寬度和余高的存在就會有一定的死區(qū)(檢測不到位置)。

掃查方式采用單面雙側，檢測區(qū)域為距上表面 8-3.3mm的焊縫區(qū)域，當探頭后移時，最高反射回波的二次聲程的水平距離大于(8+3.3)K或小于2X8均為缺陷波。大于2X8K則不判為缺陷 波。

３、結論

1)在實際超聲波檢測中，必須實際測量焊縫母材的厚度T，檢測面焊縫寬度b，背面焊縫寬度 b'，探頭前沿距離L值和探頭K值，并根據(jù)公式進行計算后正確選擇探頭 。 

2)當兩只或多只探頭同時滿足計算要求時，應盡量選擇聲程值較小的探頭。 

3)當選擇基本符合計算值要求的探頭時，采用 單面雙側檢測，應盡量選擇適合的探頭達到漏檢最少。

4)根據(jù)探傷標準的要求，選擇探頭頻率和晶片 尺寸的大小。

注意：文中若涉及標準均可能存在失效，因此本文僅做學習參考，若有錯誤，請留言指正，也希望這些知識點可以幫到你！
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