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      薄鋼板對接焊縫超聲波檢測探頭的選擇

      點擊次數:436 發布時間:2021-03-23

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

       

      *,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 。

        

      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的焊縫根部區域,當探頭后移時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,會產生漏檢,也就是說探頭的K值越??;探頭前沿距離L值越大,焊縫截面的漏檢區域就越多。

       

       

       

      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(檢測不到位置)。

       

      掃查方式采用單面雙側,檢測區域為距上表面 8-3.3mm的焊縫區域,當探頭后移時,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少。

       

      4)根據探傷標準的要求,選擇探頭頻率和晶片 尺寸的大小。

       

       

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