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超聲波探傷在無損檢測焊接質量檢驗中的重要作用
 化工企(qi)業在(zai)廠房建設及設備安(an)裝中(zhong)大量(liang)使用鋼結構(gou)(gou)，鋼結構(gou)(gou)的(de)焊接質量(liang)十分(fen)重(zhong)要(yao)，無損檢測(ce)是(shi)保證鋼結構(gou)(gou)焊接質量(liang)的(de)重(zhong)要(yao)方法。

     無(wu)損檢(jian)測(ce)的常規方(fang)法有直接用肉眼檢(jian)查(cha)(cha)的宏(hong)觀(guan)檢(jian)驗和(he)(he)用射線(xian)照相探傷、超聲波探傷、磁(ci)粉探傷、滲透探傷、渦流探傷等儀(yi)器(qi)檢(jian)測(ce)。肉眼宏(hong)觀(guan)檢(jian)測(ce)可(ke)(ke)(ke)以不(bu)使用任何儀(yi)器(qi)和(he)(he)設備，但肉眼不(bu)能(neng)穿透工件(jian)來檢(jian)查(cha)(cha)工件(jian)內部缺(que)陷，而(er)射線(xian)照相等方(fang)法則可(ke)(ke)(ke)以通過(guo)各種各樣的儀(yi)器(qi)或設備來進行檢(jian)測(ce)，既可(ke)(ke)(ke)以檢(jian)查(cha)(cha)肉眼不(bu)能(neng)檢(jian)查(cha)(cha)的工件(jian)內部缺(que)陷，也可(ke)(ke)(ke)以大(da)大(da)提高檢(jian)測(ce)的準確(que)性(xing)(xing)和(he)(he)可(ke)(ke)(ke)靠性(xing)(xing)。至于用什(shen)么方(fang)法來進行無(wu)損檢(jian)測(ce)，這需根(gen)據工件(jian)的情況和(he)(he)檢(jian)測(ce)的目的來確(que)定。

     那(nei)么什么又叫(jiao)超(chao)聲波(bo)呢？聲波(bo)頻率超(chao)過人(ren)耳聽覺，頻率比20千赫茲高的聲(sheng)波叫超聲(sheng)波。用于探傷(shang)的超聲(sheng)波，頻率為0.4-25兆赫茲，其中用得(de)*多的是1-5兆赫茲。利用(yong)(yong)聲音來(lai)檢(jian)(jian)(jian)(jian)測(ce)物體(ti)的(de)好壞(huai)(huai)，這種方(fang)(fang)法(fa)早已被人們(men)所采用(yong)(yong)。例如，用(yong)(yong)手拍拍西瓜聽聽是否熟了；醫生(sheng)敲(qiao)敲(qiao)病人的(de)胸部(bu)，檢(jian)(jian)(jian)(jian)驗內臟是否正(zheng)常；用(yong)(yong)手敲(qiao)敲(qiao)瓷(ci)碗，看看瓷(ci)碗是否壞(huai)(huai)了等等。但這些(xie)依靠人的(de)聽覺來(lai)判斷聲響的(de)檢(jian)(jian)(jian)(jian)測(ce)法(fa)，比(bi)聲響法(fa)要客觀和(he)準確(que)，而(er)(er)且也比(bi)較容易作出定量(liang)的(de)表(biao)示(shi)。由于超聲波(bo)探(tan)傷(shang)具有探(tan)測(ce)距(ju)離大，探(tan)傷(shang)裝置體(ti)積(ji)小，重量(liang)輕，便于攜帶到現場(chang)探(tan)傷(shang)，檢(jian)(jian)(jian)(jian)測(ce)速度快，而(er)(er)且探(tan)傷(shang)中只消耗耦合劑和(he)磨損探(tan)頭(tou)，總的(de)檢(jian)(jian)(jian)(jian)測(ce)費用(yong)(yong)較低等特點，目(mu)前建筑業市場(chang)主要采用(yong)(yong)此(ci)種方(fang)(fang)法(fa)進行(xing)檢(jian)(jian)(jian)(jian)測(ce)。下面介紹一下超聲波(bo)探(tan)傷(shang)在實際工作中的(de)應用(yong)(yong)。

     接到探傷任務后，首先要了解(jie)圖紙對焊接質量的技術要求(qiu)。目(mu)前鋼結構(gou)的驗收標準是依據(ju)GB50205-95《鋼結構工程施工及驗收規范(fan)》來執行的。標準(zhun)規定(ding)：對于圖紙要求焊縫(feng)焊接質量等級為**時評定(ding)等級為Ⅱ級時規(gui)(gui)范規(gui)(gui)定要求(qiu)做(zuo)100%超聲波(bo)探(tan)傷；對于圖紙要(yao)求焊縫焊接質量等級(ji)為二級(ji)時評定等級(ji)為Ⅲ級時規范(fan)規定要求做20%超(chao)聲波探傷；對于圖紙要求焊縫焊接(jie)質量等(deng)級為三級時不做(zuo)超(chao)聲波內部(bu)缺陷檢查。

     在(zai)此值得注意的是(shi)超(chao)聲波探傷用(yong)于全(quan)熔透焊縫，其探傷比例按每條焊縫長度的百分(fen)數計算(suan)，并(bing)且不小于200mm。對于局(ju)部探傷(shang)的焊縫如果發(fa)現有(you)不允許的缺陷(xian)時，應(ying)在該(gai)缺陷(xian)兩端的延伸部位(wei)增(zeng)加(jia)探傷(shang)長(chang)度，增(zeng)加(jia)長(chang)度不應(ying)小(xiao)于該(gai)焊縫長(chang)度的10%且不應小于200mm，當(dang)仍有不(bu)允許的缺陷時(shi)，應對該(gai)焊縫進行100%的探傷(shang)檢查，其次應該清楚(chu)探傷(shang)時機，碳(tan)素結構(gou)鋼應在(zai)焊縫(feng)冷(leng)卻到環境溫度后、低合金結構(gou)鋼在(zai)焊接(jie)完成24小時以(yi)后方可進行(xing)焊(han)(han)縫(feng)探(tan)傷檢驗。另外還應該知(zhi)道待測工件(jian)母材(cai)厚度、接(jie)頭(tou)型式及坡口型式。截止到目前(qian)為止我在實際工作(zuo)中(zhong)接(jie)觸到的要(yao)求探(tan)傷的絕大多數焊(han)(han)縫(feng)都(dou)是(shi)中(zhong)板(ban)對接(jie)焊(han)(han)縫(feng)的接(jie)頭(tou)型式，所以(yi)我下面主要(yao)就對焊(han)(han)縫(feng)探(tan)傷的操作(zuo)做針對性的總結。一(yi)般地母材(cai)厚度在8-16 mm之間，坡口型(xing)式有I型、單V型、X型(xing)等幾種形(xing)式。在弄清楚以上這此東(dong)西(xi)后(hou)才可以進行探傷前的準備工作(zuo)。

    在每(mei)次探傷(shang)操作前都必須利用(yong)標準試塊(kuai)（CSK-I A、CSK-ⅢA）校準(zhun)儀(yi)器的(de)綜(zong)合性能，校準(zhun)面板曲線，以保證(zheng)探(tan)傷結果的(de)準(zhun)確性。

    1、探測面(mian)的修整：應**焊接工作(zuo)表面(mian)飛濺物、氧化皮、凹坑及銹蝕等，光潔度一般低(di)于▽4。焊(han)縫兩側探傷面的修整(zheng)寬度一般(ban)為大于等于2KT+50mm，（K:探頭K值，T：工件厚度）。一般的根據焊件母材選擇K值為2.5探頭。例(li)如：待測工件母材厚度為10mm,那么就應在(zai)焊縫(feng)兩側(ce)各修磨100mm。

    2、耦合劑的選擇應考慮到粘(zhan)度、流動性(xing)、附(fu)著力、對工件表面無腐蝕、易清洗，而且經濟，綜合以上因(yin)素選擇漿糊作為(wei)耦合劑。

    3、由(you)于(yu)母材厚度較薄因此(ci)探測方(fang)向采用單面雙側進行。

    4、由于板(ban)厚小于20mm所以采(cai)用水平定位法來調節(jie)儀(yi)器(qi)的掃描速度。

    5、在探傷操作過程中(zhong)采用粗探傷和(he)精探傷。為了大概了解缺陷的有無和(he)分布狀態、定量、定位就是精探傷。使用鋸齒形掃(sao)(sao)查(cha)(cha)、左右(you)掃(sao)(sao)查(cha)(cha)、前后(hou)掃(sao)(sao)查(cha)(cha)、轉(zhuan)角掃(sao)(sao)查(cha)(cha)、環繞掃(sao)(sao)查(cha)(cha)等(deng)幾種(zhong)掃(sao)(sao)查(cha)(cha)方式以便于(yu)發現各種(zhong)不同的缺陷并且判斷(duan)缺陷性質。

    6、對探(tan)測(ce)結(jie)果進行(xing)(xing)記錄，如發現內部缺陷對其進行(xing)(xing)評定分析。焊(han)接對頭內部缺陷分級應符(fu)合現行(xing)(xing)國家(jia)標(biao)準GB11345-89《鋼焊縫手工超聲波探傷方法(fa)和探傷結果(guo)分級》的規(gui)定，來評判該焊否(fou)合(he)格。如(ru)果(guo)發現(xian)有超標缺陷，向車間下達整(zheng)改通(tong)知書，令其整(zheng)改后進行(xing)復驗(yan)直至(zhi)合(he)格。

     一(yi)般的(de)(de)(de)焊縫中常見(jian)的(de)(de)(de)缺(que)(que)陷(xian)有：氣(qi)孔(kong)、夾渣、未(wei)焊透、未(wei)熔(rong)合(he)和裂(lie)紋等。到(dao)目前為止還沒有一(yi)個(ge)成(cheng)熟的(de)(de)(de)方法對缺(que)(que)陷(xian)的(de)(de)(de)性(xing)質進行準確的(de)(de)(de)評判，只(zhi)是根據(ju)熒光屏上得到(dao)的(de)(de)(de)缺(que)(que)陷(xian)波的(de)(de)(de)形狀和反射波高度的(de)(de)(de)變化結合(he)缺(que)(que)陷(xian)的(de)(de)(de)位(wei)置和焊接工藝(yi)對缺(que)(que)陷(xian)進行綜合(he)估(gu)判。對于內部(bu)缺(que)(que)陷(xian)的(de)(de)(de)性(xing)質的(de)(de)(de)估(gu)判以及缺(que)(que)陷(xian)的(de)(de)(de)產生(sheng)的(de)(de)(de)原(yuan)因和防(fang)止措施大體(ti)(ti)總結了以下幾點：

    1、氣(qi)孔(kong)：單個氣(qi)孔(kong)回波(bo)高度(du)(du)低(di)，波(bo)形為單縫(feng)，較穩定(ding)(ding)。從各個方向探測(ce)，反射波(bo)大體相同，但稍(shao)一動探頭就消失(shi)，密集氣(qi)孔(kong)會(hui)出現一簇反射波(bo)，波(bo)高隨氣(qi)孔(kong)大小而不同，當探頭作定(ding)(ding)點轉(zhuan)動時(shi)，會(hui)出現此起彼落的(de)現象(xiang)。產生這(zhe)類缺(que)陷的(de)原因(yin)主要(yao)是(shi)(shi)焊(han)(han)(han)(han)材未按(an)規(gui)定(ding)(ding)溫度(du)(du)烘干，焊(han)(han)(han)(han)條藥皮變(bian)質脫落、焊(han)(han)(han)(han)芯銹蝕，焊(han)(han)(han)(han)絲清(qing)理(li)不干凈，手工(gong)焊(han)(han)(han)(han)時(shi)電(dian)(dian)(dian)流過大，電(dian)(dian)(dian)弧(hu)過長；埋弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)時(shi)電(dian)(dian)(dian)壓過高或(huo)網絡電(dian)(dian)(dian)壓波(bo)動太大；氣(qi)體保護(hu)焊(han)(han)(han)(han)時(shi)保護(hu)氣(qi)體純(chun)度(du)(du)低(di)等。如(ru)果(guo)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)中存(cun)在著(zhu)氣(qi)孔(kong)，既破壞了焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)金屬的(de)致(zhi)密性(xing)，又使得焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)有效截面積減少，降低(di)了機械性(xing)能，特別是(shi)(shi)存(cun)鏈狀氣(qi)孔(kong)時(shi)，對彎曲(qu)和(he)沖擊韌性(xing)會(hui)有比較明顯(xian)降低(di)。防止這(zhe)類缺(que)陷產生的(de)措(cuo)施(shi)有：不使用藥皮開裂、剝落、變(bian)質及焊(han)(han)(han)(han)芯銹蝕的(de)焊(han)(han)(han)(han)條，生銹的(de)焊(han)(han)(han)(han)絲必須(xu)除銹后(hou)才能使用。所用焊(han)(han)(han)(han)接(jie)材料應按(an)規(gui)定(ding)(ding)溫度(du)(du)烘干，坡口及其(qi)兩(liang)側清(qing)理(li)干凈，并要(yao)選用合適的(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)電(dian)(dian)(dian)流、電(dian)(dian)(dian)弧(hu)電(dian)(dian)(dian)壓和(he)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)速(su)度(du)(du)等。

    2、夾(jia)渣(zha)：點(dian)狀(zhuang)(zhuang)夾(jia)渣(zha)回(hui)波信號與點(dian)狀(zhuang)(zhuang)氣孔相(xiang)似(si)，條(tiao)狀(zhuang)(zhuang)夾(jia)渣(zha)回(hui)波信號多(duo)呈鋸齒狀(zhuang)(zhuang)波幅不高，波形多(duo)呈樹枝狀(zhuang)(zhuang)，主峰(feng)邊(bian)上(shang)有(you)小(xiao)(xiao)峰(feng)，探頭平移波幅有(you)變動，從各個(ge)方向探測時反(fan)射波幅不相(xiang)同。這類缺(que)陷產生的(de)原因(yin)有(you)：焊(han)(han)接電(dian)流(liu)(liu)過(guo)小(xiao)(xiao)，速度(du)過(guo)快(kuai)，熔(rong)渣(zha)來不及浮起，被焊(han)(han)邊(bian)緣和(he)各層焊(han)(han)縫(feng)清理不干凈(jing)，其本金屬和(he)焊(han)(han)接材(cai)料化學成分不當，含硫、磷較(jiao)多(duo)等。防止措施有(you)：正確選(xuan)用焊(han)(han)接電(dian)流(liu)(liu)，焊(han)(han)接件的(de)坡(po)口角度(du)不要太(tai)小(xiao)(xiao)，焊(han)(han)前必須(xu)(xu)把(ba)坡(po)口清理干凈(jing)，多(duo)層焊(han)(han)時必須(xu)(xu)層層**焊(han)(han)渣(zha)；并合理選(xuan)擇運條(tiao)角度(du)焊(han)(han)接速度(du)等。

    3、未焊(han)透：反(fan)射率高，波幅也(ye)較(jiao)高，探頭平移(yi)時(shi)，波形較(jiao)穩定，在(zai)焊(han)縫兩側探傷時(shi)均能(neng)得(de)到大(da)致相同(tong)的(de)反(fan)射波幅。這類缺陷(xian)不僅降低了焊(han)接接頭的(de)機(ji)械性能(neng)，而且(qie)在(zai)未焊(han)透處的(de)缺口(kou)和(he)端部形成應(ying)力集中點，承載后往往會引(yin)起(qi)裂紋，是一種危險性缺陷(xian)。其產生原因一般是：坡(po)(po)口(kou)純邊(bian)間(jian)隙太小，焊(han)接電流太小或運(yun)條速(su)度(du)(du)過快，坡(po)(po)口(kou)角度(du)(du)小，運(yun)條角度(du)(du)不對以及電弧偏吹等(deng)。防止措施有：合理選(xuan)用(yong)坡(po)(po)口(kou)型式、裝配間(jian)隙和(he)采用(yong)正確的(de)焊(han)接工藝等(deng)。

    4、未熔合(he)：探頭平(ping)移時(shi)(shi)，波形較(jiao)穩(wen)定，兩側(ce)探測(ce)時(shi)(shi)，反射波幅不(bu)同，有時(shi)(shi)只能從(cong)一(yi)側(ce)探到(dao)。其產生的原因：坡(po)口不(bu)干(gan)凈(jing)，焊(han)(han)速太快，電(dian)流(liu)過小(xiao)或過大，焊(han)(han)條(tiao)角度(du)不(bu)對，電(dian)弧偏吹等(deng)。防(fang)止措施：正確選用坡(po)口和(he)電(dian)流(liu)，坡(po)口清理(li)干(gan)凈(jing)，正確操作防(fang)止焊(han)(han)偏等(deng)。

    5、裂(lie)紋(wen)(wen)：回波高(gao)度(du)較大，波幅(fu)寬，會出現(xian)多峰(feng)，探(tan)頭(tou)平移時(shi)反射波連續出現(xian)波幅(fu)有變動，探(tan)頭(tou)轉時(shi)，波峰(feng)有上下錯動現(xian)象。裂(lie)紋(wen)(wen)是(shi)一(yi)種(zhong)危(wei)險性(xing)*大的(de)缺陷，它除降低焊(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)的(de)強度(du)外，還因裂(lie)紋(wen)(wen)的(de)末端(duan)呈尖銷的(de)缺口，焊(han)(han)(han)件承載后，引(yin)起應力集中，成為結(jie)構(gou)(gou)斷裂(lie)的(de)起源。裂(lie)紋(wen)(wen)分為熱(re)(re)裂(lie)紋(wen)(wen)、冷(leng)裂(lie)紋(wen)(wen)和(he)再熱(re)(re)裂(lie)紋(wen)(wen)三(san)種(zhong)。熱(re)(re)裂(lie)紋(wen)(wen)產(chan)生的(de)原因是(shi)：焊(han)(han)(han)接(jie)時(shi)熔池的(de)冷(leng)卻(que)速度(du)很快，造成偏(pian)析；焊(han)(han)(han)縫受熱(re)(re)不均勻產(chan)生拉應力。防(fang)止措施：限制(zhi)母材(cai)和(he)焊(han)(han)(han)接(jie)材(cai)料中易偏(pian)析元(yuan)素和(he)有害(hai)雜質(zhi)的(de)含量(liang)，主要限制(zhi)硫含量(liang)，提(ti)(ti)高(gao)錳含量(liang)；提(ti)(ti)高(gao)焊(han)(han)(han)條或焊(han)(han)(han)劑的(de)堿(jian)度(du)，以降低雜質(zhi)含量(liang)，改(gai)善偏(pian)析程度(du)；改(gai)進焊(han)(han)(han)接(jie)結(jie)構(gou)(gou)形式，采用合(he)理的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)順序，提(ti)(ti)高(gao)焊(han)(han)(han)縫收縮(suo)時(shi)的(de)自由度(du)。

     冷(leng)裂(lie)紋(wen)產(chan)生的(de)(de)(de)原因：被焊(han)(han)(han)材(cai)料(liao)淬(cui)透性較大(da)在(zai)冷(leng)卻過程中受到人的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)拉力(li)(li)作(zuo)用時(shi)(shi)易裂(lie)開；焊(han)(han)(han)接(jie)時(shi)(shi)冷(leng)卻速度很(hen)快氫來不及逸(yi)出而(er)殘留在(zai)焊(han)(han)(han)縫(feng)中，氫原子結合(he)成氫分子，以氣體(ti)(ti)狀態(tai)進(jin)(jin)(jin)到金屬的(de)(de)(de)細微孔隙中，并(bing)造成很(hen)大(da)的(de)(de)(de)壓力(li)(li)，使(shi)局部金屬產(chan)生很(hen)大(da)的(de)(de)(de)壓力(li)(li)而(er)形(xing)成冷(leng)裂(lie)紋(wen)；焊(han)(han)(han)接(jie)應力(li)(li)拉應力(li)(li)并(bing)與氫的(de)(de)(de)析集(ji)中和(he)淬(cui)火(huo)脆化同時(shi)(shi)發生時(shi)(shi)易形(xing)成冷(leng)裂(lie)紋(wen)。防止措施：焊(han)(han)(han)前預(yu)熱，焊(han)(han)(han)后(hou)緩(huan)慢冷(leng)卻，使(shi)熱影響區的(de)(de)(de)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)分解能在(zai)足(zu)夠的(de)(de)(de)溫度區間(jian)內進(jin)(jin)(jin)行，避(bi)免(mian)淬(cui)硬(ying)組織的(de)(de)(de)產(chan)生，同時(shi)(shi)有減(jian)少焊(han)(han)(han)接(jie)應力(li)(li)的(de)(de)(de)作(zuo)用；焊(han)(han)(han)接(jie)后(hou)及時(shi)(shi)進(jin)(jin)(jin)行低(di)溫退火(huo)，去氫處理(li)，消除焊(han)(han)(han)接(jie)時(shi)(shi)產(chan)生的(de)(de)(de)應力(li)(li)，并(bing)使(shi)氫及時(shi)(shi)擴散到外界去；選(xuan)用低(di)氫型焊(han)(han)(han)條(tiao)和(he)堿(jian)性焊(han)(han)(han)劑(ji)或奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不銹鋼焊(han)(han)(han)條(tiao)焊(han)(han)(han)絲等，焊(han)(han)(han)材(cai)按規(gui)(gui)定烘干，并(bing)嚴格清(qing)理(li)坡口(kou)；加強焊(han)(han)(han)接(jie)時(shi)(shi)的(de)(de)(de)保護和(he)被焊(han)(han)(han)處表面的(de)(de)(de)清(qing)理(li)，避(bi)免(mian)氫的(de)(de)(de)侵入；選(xuan)用合(he)理(li)的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)規(gui)(gui)范，采用合(he)理(li)的(de)(de)(de)裝焊(han)(han)(han)順序，以改(gai)善焊(han)(han)(han)件的(de)(de)(de)應力(li)(li)狀態(tai)。

     以上(shang)所(suo)總(zong)結(jie)的(de)幾(ji)個方面還不夠**，有(you)待于在實際工(gong)作中不斷地(di)總(zong)結(jie)和(he)完(wan)善(shan)，為(wei)化工(gong)企業生(sheng)產把好質量關。
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