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钢结构焊接接头超声波检测作业指导书.doc
6.2.1.2委托单由UTⅡ级及以上检验员签收。签收后的委托单应妥善保管。 6.2.2前期准备工作
6.2.2.1根据检测对象，按本作业指导书4.2.1条规定选择探头和进行性能测试。 6.2.2.2根据试件的表面状况耦合剂的选用为机油。
6.2.2.3根据试件的厚度准备试块。标准试块为CSK-ⅠA；对比试块为CSK-ⅡA、CSK-ⅢA、CSK-ⅣA。 6.2.3试件表面的打磨
所有影响超声检测的锈蚀、污物等都应予以清除，必要时可用带胶布轮的角向磨光机打磨，直至露出金属光泽。 6.2.4仪器调校
6.2.4.1扫描比例调节与距离波幅缺陷的绘制
A：工作前，应在CSK-IA试块上校准探头前沿（L0值）、在对比试块上测得K值。
B：采用深度调节法调整仪器扫描比例为1：1，如利用CSK-ⅢA试块制作距离-波幅曲线，并用记号笔标记在显示屏上。
6.2.5.1考虑表面补偿3 dB。探伤时可提高6dB作为扫查灵敏度，扫查灵敏度不低于最大声程处的评定线灵敏度。
6.2.5.2扫查时，先全面粗扫一遍，查看主要危险缺陷。然后再仔细扫查，确定每个缺陷的性质、位置、尺寸，并做好记录。扫查时，探伤速度应小于150mm/秒，探头的每次扫查覆盖率应大于探头直径的10%。检测纵向缺陷，应按规定确定检测面和探头移动范围。斜探头应垂直于焊缝中心线放置在检测面上，作锯齿型扫查。在保持探头垂直于焊缝作前后运动的同时，还应作10º～15º的左右转动。当壁厚大于40mm且单
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凹柱面反射波聚集于像点，使像点声压很大。如果像点处存在较小的缺陷，那么经底面反射至缺陷，再从缺陷反射至底面，最后由底面反射回探头，形成类似W的反射路径，称为W反射。W反射时，示波屏上同时出现两个缺陷波，一前一后，一高一低，前者位于底波之前，高度较低，为缺陷直接反射回波，后者位于底波之后，经聚焦放大以后高度较高，为W反射回波。****************************************************式中:m、n为底波的反射次数;Bm、Bn第m、n次底波高度；δ为反射损失，每次反射损失约为（0.5~1)dB；X为薄板的厚度。xBmBnT2、厚板或粗圆柱体的衰减系数的测定对于厚度大于200mm的厚板或粗圆柱体类工件，可根据第一、二次底波B1、B2的高度，按照下面公式计算：式中：B1、B2第一、二次底波的高度；δ：反射损失；6：扩散衰减引起的分贝差；x：工件厚度xB1B2T*****************************端角反射率：回波声压Pa与入射波声压P0之比.T端＝Pa/P0钢/空气界面上钢中的端角反射率。下图可知，纵波入射时，端角反射率都很低，这是因为纵波在端角的两次反射中分离出较强的横波。钢/空气界面上钢中的端角反射率－横波入射时横波入射时，入射角αS=30°或60°附近时，端角反射率最低。αS在35°～55°时端角反射率达100％，实际工作中，横波检测焊缝单面焊根部未焊透的情况就类似于这种情况，当横波入射角αS（等于横波探头的折射角βS）=35°～55°，即K=tgβS=0.7～1.43时，检测灵敏度最高。当βS=56°，即K=1.5时，检测灵敏度较低，可能引起漏检。超声波是一种频率很高波长很短的机械波，当超声波入射到曲界面上时，与可见光入射到曲界面上的情况相似，具有聚焦和发散的特性。而且，由于超声波在界面上会产生波型转换，因此超声波的聚焦与发散更为复杂。为了便于讨论，这里不考虑波型转换存在。超声波在遇到曲界面时的聚集与发散，与入射波的波形，曲界面两侧的声速等因素有关，存在多种可能性。下面就超声波检测中经常遇到的情况，作简单的介绍。§9超声波聚焦与发散§9－1声压距离公式1、平面波平面波不扩散，而是相互平行，因此，声压不随距离而扩散。2、球面波球面波的波振面为同心球面，超声场中某一点的声压与该点至波源的距离成反比。P0：初始声压X：某点至波源的距离3、柱面波柱面波的波振面为同轴柱面，声压与距离的平方根成反比。§9－2球面波在平界面上的反射与折射1、球面波在单一平界面上的反射球面波入射到平界面上,其反射波仍为球面波,且波源与入射波源对称,反射波声压为:式中:r为声压反射率;x为从虚拟波源O’算起的距离2、球面波在双界面的反射球面波在互相平行的双界间的多次反射仍符合球面波变化规律.实际探伤中，当平行界面的间距d较大时，超声波探头发出的超声波可视为球面波，示波屏上各次底波反射波的高度近似符合1：：……的规律。3、球面波在单一平面上的折射由于声速的不同,球面波入射到平界面上时,其折射波不再是严格的球面波.只有当张角较小时，可视为近似的球面波，且有：对水/钢界面:这说明：球面波入射的水/钢界面时，其折射角更加发散。折射声压：t：声压透射率;x：从折射波源算起的距离§9－3平面波在曲界面上的反射与折射1、平面波在曲界面上的反射当平面波入射到曲界面上时，其反射波将发生聚焦或发散。平面波束与曲界面上各入射的法线成不同的夹角：入射角为0oC的声束沿原方向返回，称为声轴，其余声线的反射则随着距声轴距离的增大，反射角逐渐增大。当曲界面为凹球面时，反射线汇聚于一个焦点上；当曲界面为凹圆柱面时，反射线汇聚于一条焦线上。此时，焦距为：式中：r—曲界面的曲率半径mm。平面波入射到球面时,其反射波发生聚焦或发散，与球面的凹凸有关。反射波可视为从焦点发出的球面波，其反射声压为：式中：f－焦距x－轴线上某点至顶点的距离;P0－顶点处入射波声压;：+用于发散，-用于聚焦。±平面波入射到柱面时,其反射波可视为从焦轴发出的柱面波.实际探伤中，球形、柱形气孔的反射就属于以上两种情况。2、平面波在曲界面上的折射平面波入射到曲面上时，其折射波也将聚焦和发散，这时聚焦和发散不仅仅与曲面的凹凸有关，而且，与界面两侧介质的波速有关。对于凹面，当C1＜C2时聚焦，当C1＞C2时发散；对于凸面，当C1＞C2时聚焦，当C1＜C2时发散。平面波入射至球面透镜时,其折射波可视为从焦点发出的球面波，声压公式：式中:t为声压透射率;f为焦距,P0为顶点处入射波声压;+用于发散,-用于聚焦平面波入射到柱面透镜,其折射波可视为从焦轴发出的柱面波.其声压公式：实际检测用的水浸聚焦探头就是根据平面波入射到C1&C2的凸透镜上，折射波发生聚焦的特点来设计
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4.3 检测设备与器材
4.3.1 仪器
采用A 型脉冲反射式超声波探伤仪，其工作频率范围为0.5MHz ～10MHz
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（增益），步进级每档不大于2dB ，其精度为任意相邻12dB
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%
垂直线性误差不大于5%
探伤仪的性能核对
探伤仪应根据给定的项目核对，应开始使用时每3个月核查, 结果不满足规定的性能时，探伤仪不能 使用。
4.3.2 探头
4.3.2.1 直探头
1）晶片有效面积一般不应大于50mm2，且任一边长原则上不大于25mm 。
2）频率为2~5 MHz。
4.3.2.2 斜探头
1）斜探头声束轴线水平偏离角不大于2°，主声束垂直方向不应有明显的双峰。
2）实际的角度K 值、前沿距离应在检验调校时检查和确认并且记录在检测报告上。
4.3.3超声波探伤仪和探头的系统性能
1） 在达到所探公件的最大检测深程时，其有效灵敏度余量应大于或等于10dB 。
2） 仪器和探头的组合频率于公称频率误差不得大于±10 %。
3）仪器和直探头组合的始脉冲宽度：对于频率为5 MHz的探头，其占宽不得而知大于10MM ；对于频率为2.5 MHz的探头，其占宽不得而知大于15MM 。
4） 直探头的远场分辨力应大于或等于30 dB，斜探头的远场分辨力应大于或等于6 dB。
5） 仪器和探头的系统性能应按ZB J04 001和ZB Y231的规定进行测试。
应采用透声性好，且不损伤检测表面的耦合剂，如机油、化学浆糊、甘油和水等。
4.4.1 工件表面准备
探头移动区范围内应清除飞溅、焊疤、焊渣、氧化皮等, 且表面粗糙度应为Ra ≤⒍3μm 。
被检工件的表面质量应由委托单位的质量检查人员检验合格并在检测委托单上签字认可。检测人员操作前应对工件的表面质量进行复核，当表面质量不符合检测要求时，应在委托单上注明原因，退回委托单位进行表面修整，直至符合检测要求。
4.4.2 检测时机
锻件的检测原则上应安排在热处理后，孔、台等结构机加工前进行。
焊接接头超声波检测一般在焊接完成后进行。有延迟裂纹倾向的材质，应在焊接完成24h 以后进行检测操作。
电渣焊焊接接头的超声波检测应在正火处理后进行。
设施与环境
4.4.3.1 容器内作业时，应采取有效通风设施，保证通风良好。
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PXUT600数字超声波探伤仪
型　　号：PXUT600
外形尺寸：260×169×60 mm
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PXUT600是一款便携式、数字式超声波探伤仪，它能够快速便捷、无损伤、精确地进行工件内部多种缺陷（裂纹、夹杂、气孔等）的检测、定位、评估和诊断。既可以用于实验室，也可以用于工程现场。本仪器能够广泛地应用在制造业、钢铁冶金业、金属加工业、化工业等需要缺陷检测和质量控制的领域，也广泛应用于航空航天、铁路交通、锅炉压力容器等领域的在役安全检查与寿命评估。}