超聲波探傷論文超聲波探傷畢業(yè)論文

1、<p><b>　　摘要</b></p><p>　　本畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題是板材焊縫超聲波探傷測(cè)試。主要任務(wù)是在掌握過(guò)程設(shè)備制造流程和焊接缺陷及其產(chǎn)生原因的基礎(chǔ)上，研究超聲波探傷技術(shù)在鋼制壓力容器對(duì)接焊接接頭探傷檢測(cè)中的應(yīng)用，并給出焊縫返修的具體方案。本文詳述了國(guó)內(nèi)外超聲檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)狀，并在簡(jiǎn)述過(guò)程設(shè)備制造、焊接及無(wú)損探傷的基礎(chǔ)上詳細(xì)介紹了超聲波探傷技術(shù)及其在焊縫無(wú)損探傷中的應(yīng)用

2、及評(píng)定等級(jí)和注意事項(xiàng)。針對(duì)給定的板材焊縫，通過(guò)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)該焊縫的缺陷，本文詳細(xì)介紹了試塊選用，設(shè)備調(diào)試，現(xiàn)場(chǎng)探傷中的常見(jiàn)問(wèn)題及解決方法。同時(shí)給出了現(xiàn)場(chǎng)探傷、缺陷定位和長(zhǎng)度測(cè)量的具體方法，并通過(guò)GB11345-89標(biāo)準(zhǔn)對(duì)試驗(yàn)中檢測(cè)到的缺陷進(jìn)行了等級(jí)評(píng)定并得出了檢測(cè)工藝卡。</p><p>　　關(guān)鍵詞：焊縫；超聲波探傷。 </p><p><b>　　Abstract</

3、b></p><p>　　The task of the graduation design is the plate weld ultrasonic testing. The main task is to master the process equipment manufacturing and welding defects and its causes, study of ultrasonic f

4、law detection technology in steel pressure vessel butt welded joint flaw detection, and gives the concrete plan of the weld repairing. This paper describes the domestic and foreign development and present situation of ul

5、trasonic detection technology, and in the process equipment manufacturing, welding and n</p><p>　　Key words: Weld; ultrasonic testing</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>

6、;　　摘要1</b></p><p>　　1.1選題的背景及意義5</p><p>　　1.2 超聲檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展歷程和現(xiàn)狀6</p><p>　　1.2.1 國(guó)際超聲檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展歷程和現(xiàn)狀6</p><p>　　1.2.2我國(guó)超聲無(wú)損檢測(cè)發(fā)展現(xiàn)狀6</p><p>　　2.0過(guò)程設(shè)備制造及焊接

7、缺陷7</p><p>　　2.1過(guò)程設(shè)備制造工藝流程7</p><p>　　2.1.1.選材及下料7</p><p>　　2.1.2 焊接8</p><p>　　2.1.3 壓力容器的熱處理9</p><p>　　2.1.4壓力試驗(yàn)和氣密性試驗(yàn)10</p><p>　　2.2 常見(jiàn)

8、焊接缺陷及產(chǎn)生原因11</p><p>　　2.2.1 焊縫中常見(jiàn)的焊接缺陷12</p><p>　　2.2.2 焊縫缺陷產(chǎn)生的可能因素13</p><p>　　3.超聲探傷技術(shù)14</p><p>　　3.1無(wú)損探傷14</p><p>　　3.1.1無(wú)損探傷種類(lèi)及特點(diǎn)14</p><

9、p>　　3.1.2焊縫探傷方法的選擇15</p><p>　　3.2 超聲探傷16</p><p>　　3.2.1超聲波探傷方法16</p><p>　　3.2.2 超聲探傷的設(shè)備與器材17</p><p>　　3.3 橫波斜探頭探傷技術(shù)20</p><p>　　3.3.1 橫波斜探頭探傷原理20&

10、lt;/p><p>　　3.3.2斜探頭的掃查方式21</p><p>　　4.焊縫的超聲波探傷及缺陷評(píng)定22</p><p>　　4.1 焊縫超聲波探傷22</p><p>　　4.2 超聲檢測(cè)中缺陷測(cè)量29</p><p>　　4.2.1小于晶片直徑的缺陷定量29</p><p>　　

11、4.2.2大于晶片直徑的缺陷定量30</p><p>　　5.鋼板焊縫超聲探傷實(shí)驗(yàn)31</p><p>　　5.1 超聲波探傷實(shí)驗(yàn)儀器調(diào)校31</p><p>　　5.1.1 超聲波探傷實(shí)驗(yàn)設(shè)備31</p><p>　　5.2 現(xiàn)場(chǎng)探傷38</p><p>　　5.3 超聲探傷缺陷評(píng)定42</p>

12、;<p><b>　　結(jié)論43</b></p><p><b>　　文獻(xiàn)44</b></p><p><b>　　謝辭45</b></p><p>　　1.1選題的背景及意義</p><p>　　過(guò)程設(shè)備是各個(gè)工業(yè)部門(mén)不可缺少的重要生產(chǎn)設(shè)備，用于供熱、供電和

13、儲(chǔ)存各種工業(yè)原料及產(chǎn)品，完成工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程必需的各種物理過(guò)程和化學(xué)反應(yīng)。因此它成為石油、化工、電站、核能和軍工等工業(yè)部門(mén)的重要生產(chǎn)裝備。其制造工藝以焊接為主，質(zhì)量要求比較高。焊縫質(zhì)量直接決定著壓力容器的使用安全和使用壽命，因此在制造和使用過(guò)程中的焊縫檢測(cè)顯得尤為重要。因此，迫切需要尋找一種高效、經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)便可行的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)及缺陷評(píng)定方法。無(wú)損檢測(cè)技術(shù)主要包括射線探傷、超聲波探傷、磁粉探傷、滲透探傷、聲發(fā)射等方法其中超聲波探傷和射線探傷是檢

14、測(cè)壓力容器焊縫內(nèi)部缺陷的主要手段。超聲波探傷以其探傷距離大、探傷裝置體積小、重量輕、便于攜帶、檢測(cè)速度快、檢測(cè)費(fèi)用低等優(yōu)勢(shì)，在過(guò)程設(shè)備制造和在役檢測(cè)工作中得到越來(lái)越多的應(yīng)用。</p><p>　　由于歷史的原因，在用過(guò)程設(shè)備的檢驗(yàn)、檢測(cè)及缺陷評(píng)定仍存在很大的問(wèn)題。具體表現(xiàn)在：①在役過(guò)程設(shè)備(其中包括國(guó)外進(jìn)口設(shè)備)由于設(shè)計(jì)、制造與安裝等所采用的標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，其檢驗(yàn)、檢測(cè)要求難以統(tǒng)一，制造質(zhì)量難以保證，給設(shè)備的維護(hù)和在

15、用管理帶來(lái)很大難度。②過(guò)去對(duì)過(guò)程設(shè)備的驗(yàn)收管理不嚴(yán)，導(dǎo)致了現(xiàn)今在役設(shè)備焊縫中存著大量超標(biāo)缺陷。焊接缺陷的類(lèi)型主要包括未焊透、未熔合、裂紋、氣孔及夾渣等。③國(guó)內(nèi)外關(guān)于缺陷評(píng)定的標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一。這些缺陷如不進(jìn)行定期檢查及有效的安全評(píng)定而盲目使用勢(shì)必會(huì)造成重大惡性事故，給企業(yè)帶來(lái)重大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，怎樣實(shí)現(xiàn)對(duì)焊縫內(nèi)部缺陷的精確定位、定量和定性分析及缺陷評(píng)定，是需迫切解決的課題。在焊縫缺陷檢測(cè)中，超聲檢測(cè)是目前公認(rèn)的最有效的常規(guī)無(wú)損檢測(cè)方法之一，

16、與其它常規(guī)檢測(cè)相比具有明顯的優(yōu)勢(shì)。焊縫超聲檢測(cè)一方面以其較為經(jīng)濟(jì)、操作輕便靈活而在質(zhì)量控制和在役設(shè)備安全性能檢查中得到廣泛的應(yīng)用，而在另一方面由于焊縫超聲檢測(cè)的不直觀性，以及檢測(cè)人員、檢測(cè)對(duì)象、儀器探頭等諸多因素，可能產(chǎn)生漏檢或誤判。因此，針對(duì)超聲檢測(cè)技術(shù)顯示不直觀，探傷技術(shù)難度大以及探傷結(jié)果不便保存等技術(shù)難點(diǎn)，深入學(xué)習(xí)和掌握超聲檢測(cè)技術(shù)</p><p>　　基于以上原因，本文重點(diǎn)研究過(guò)程設(shè)備制造工藝、焊接缺陷的

17、成因及焊縫內(nèi)部缺陷的超聲波檢測(cè)方法，并選用GB11345-89標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行缺陷評(píng)定和質(zhì)量分級(jí)，從而對(duì)焊接缺陷進(jìn)行有效的安全評(píng)定。</p><p>　　1.2 超聲檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展歷程和現(xiàn)狀</p><p>　　無(wú)損探傷技術(shù)是檢測(cè)壓力容器焊縫內(nèi)部缺陷的主要手段。無(wú)損探傷是指利用聲、光、磁和電等特性，在不損害或不影響被檢對(duì)象使用性能的前提下，檢測(cè)被檢對(duì)象中是否存在缺陷或不均勻性，給出缺陷的大小、位置

18、、性質(zhì)和數(shù)量等信息，進(jìn)而判定被檢對(duì)象所處技術(shù)狀態(tài)的所有技術(shù)手段的總稱(chēng)。工業(yè)生產(chǎn)中常用的無(wú)損檢測(cè)方法有射線檢驗(yàn)(RT)、超聲檢測(cè)(UT)、磁粉檢測(cè)(MT)和液體滲透檢測(cè)(PT) 四種。其中射線探傷和超聲波探傷是檢測(cè)壓力容器焊縫內(nèi)部缺陷的主要手段。</p><p>　　1.2.1 國(guó)際超聲檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展歷程和現(xiàn)狀</p><p>　　無(wú)損檢測(cè)技術(shù)歷經(jīng)一個(gè)世紀(jì)，盡管無(wú)損檢測(cè)技術(shù)本身并非一種生產(chǎn)技

19、術(shù)，但其技術(shù)水平卻能反映該部門(mén)、該行業(yè)、該地區(qū)甚至該國(guó)的工業(yè)技術(shù)水平。超聲無(wú)損檢測(cè)技術(shù)(UT)作為四大常規(guī)檢測(cè)技術(shù)之一，由于其與其它常規(guī)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)相比，它具有被測(cè)對(duì)象范圍廣，檢測(cè)深度大；缺陷定位準(zhǔn)確，檢測(cè)靈敏度高；成本低，使用方便，速度快，對(duì)人體無(wú)害以及便于現(xiàn)場(chǎng)使用等特點(diǎn)，因而世界各國(guó)都對(duì)超聲無(wú)損檢測(cè)給予了高度的重視。目前，國(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)已逐步從NDI和NDT向NDE過(guò)渡。無(wú)損探傷(NDI)、無(wú)損檢測(cè)(NDT)和無(wú)損評(píng)

20、價(jià)(NDE)是無(wú)損檢測(cè)發(fā)展的三個(gè)階段。超聲波無(wú)損探傷是初級(jí)階段，它的作用僅僅是在不損害零部件的前提下，發(fā)現(xiàn)其人眼不可見(jiàn)的內(nèi)部缺陷，以滿(mǎn)足工業(yè)設(shè)計(jì)中的強(qiáng)度求。超聲無(wú)損檢測(cè)是近20年來(lái)應(yīng)用最廣泛的術(shù)語(yǔ)，它不僅要檢測(cè)最終產(chǎn)品，而且還要對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的有關(guān)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。超聲無(wú)損評(píng)價(jià)是超聲檢測(cè)發(fā)展的最高界，不但要探測(cè)缺陷的有無(wú)，還要給出材質(zhì)的定量評(píng)價(jià)，也包括對(duì)材料和缺陷的物理和力學(xué)性能的檢測(cè)及其評(píng)價(jià)。本文建立在NDI的基礎(chǔ)上，在過(guò)程裝備制造與維護(hù)過(guò)程

21、中，對(duì)焊縫進(jìn)行有效檢測(cè)，并進(jìn)行缺陷分析和計(jì)算，從而對(duì)過(guò)程裝備</p><p>　　1.2.2我國(guó)超聲無(wú)損檢測(cè)發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　近年來(lái)我國(guó)超聲無(wú)損檢測(cè)事業(yè)取得了巨大進(jìn)步和發(fā)展。超聲無(wú)損檢測(cè)已經(jīng)應(yīng)用到了幾乎所有工業(yè)部門(mén)，其用途正日趨擴(kuò)大。超聲無(wú)損檢測(cè)的相關(guān)理論和方法及應(yīng)用的基礎(chǔ)性研究正在逐步深入，已經(jīng)取得了許多突破性進(jìn)展。比如，用戶(hù)友好界面操作系統(tǒng)軟件；各種掃描成象技術(shù)；多坐標(biāo)、多

22、通道的自動(dòng)超聲檢查系統(tǒng)；超聲機(jī)器人檢測(cè)系統(tǒng)等。無(wú)損檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化，檢測(cè)儀器的數(shù)字化、智能化、圖象化、小型化和系列化工作也都取得了較大發(fā)展。我國(guó)已經(jīng)制訂了一系列國(guó)標(biāo)、部標(biāo)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，而且引進(jìn)了ISO，ATSM等一百多個(gè)國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)。無(wú)損檢測(cè)人員的培訓(xùn)也逐漸與國(guó)際接軌。但是，我國(guó)超聲無(wú)損檢測(cè)事業(yè)從整體水平而言，與發(fā)達(dá)國(guó)家之間仍存在很大差距。具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：</p><p>　　1）檢測(cè)專(zhuān)業(yè)隊(duì)伍中高級(jí)技術(shù)人員

23、和高級(jí)操作人員所占比例較小，極大阻礙了超聲無(wú)損檢測(cè)技術(shù)向自動(dòng)化、智能化、圖象化的進(jìn)展。由于經(jīng)驗(yàn)豐富的老一輩檢測(cè)工作者缺乏把實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為理論總結(jié)，而年輕的檢測(cè)人員缺乏切實(shí)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，這有可能導(dǎo)致現(xiàn)有的超聲檢測(cè)軟件系統(tǒng)不同程度的缺陷，降低了檢測(cè)的可靠性。</p><p>　　2）專(zhuān)業(yè)無(wú)損檢測(cè)人員相對(duì)較少，現(xiàn)有無(wú)損檢測(cè)設(shè)備有待改進(jìn)。從而導(dǎo)致目前我國(guó)產(chǎn)品的質(zhì)量普遍存在較大問(wèn)題。更嚴(yán)重的后果是產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)能力差，焊縫的超聲

24、波檢測(cè)技術(shù)研究影響產(chǎn)品進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)。</p><p>　　3）對(duì)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域的信息技術(shù)應(yīng)用重視不夠。我國(guó)對(duì)無(wú)損檢測(cè)信息技術(shù)的建設(shè)工作還處在相當(dāng)薄弱的階段。</p><p>　　4）無(wú)損檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范多而雜。</p><p>　　我們相信，隨著超聲檢測(cè)的廣泛應(yīng)用和對(duì)超聲檢測(cè)重視程度的不斷提高，我國(guó)的超聲檢測(cè)將獲得更加快速的發(fā)展和進(jìn)步。</p>&l

25、t;p>　　2.0過(guò)程設(shè)備制造及焊接缺陷</p><p>　　本章主要介紹過(guò)程設(shè)備制造過(guò)程、產(chǎn)生的常見(jiàn)的焊接缺陷，以及產(chǎn)生這些缺陷的原因。</p><p>　　2.1過(guò)程設(shè)備制造工藝流程</p><p>　　過(guò)程設(shè)備的生產(chǎn)工藝流程大致為下料、成型、焊接、無(wú)損檢測(cè)、組對(duì)焊接、無(wú)損檢測(cè)、熱處理、壓力試驗(yàn)幾個(gè)階段。下面分別簡(jiǎn)要介紹個(gè)流程的注意事項(xiàng)。</p>

26、;<p>　　2.1.1.選材及下料</p><p>　　過(guò)程設(shè)備的選材主要依據(jù)設(shè)計(jì)文件、合同約定及相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。壓力容器材料的種類(lèi)有碳鋼、低合金鋼、不銹鋼、特殊材料（復(fù)合材料、鋼鎳合金、超級(jí)雙相不銹鋼、哈氏合金）其中最常用材料為16MnR，20R等壓力容器專(zhuān)用鋼。分舉如下：</p><p>　　碳素鋼：20號(hào)鋼、20R、Q235；</p><

27、p>　　低合金鋼：16MnR、16MnDR、09MnNiDR、15CrMoR、16Mn；</p><p>　　高合金鋼：0Cr13、0Cr18Ni9、0Cr18Ni10Ti；</p><p>　　尿素級(jí)材料：X2CrNiMo18.143mol （尿素合成塔中使用，有較高耐腐蝕性）。</p><p>　　(一) 下料工具與下料要求</p><

28、p>　　氣割多用于碳鋼下料，等離子切割多用于合金鋼、不銹鋼下料剪扳機(jī)多用于＆≤8㎜  L≤2500㎜板材下料其切邊為直邊，鋸管機(jī)多用于接管下料。                    </p><

29、;p>　　(二) 橢圓度要求： 為了保證加工精度內(nèi)壓容器要求橢圓度≤1%D；且≤25㎜ ，換熱器要求DN≤1200㎜   橢圓度≤0.5%DN且≤5㎜ ，DN﹥1200㎜時(shí)要求橢圓度≤0.5%DN且≤7㎜塔器橢圓度要求如表2—1所示。對(duì)于多層包扎內(nèi)筒要求橢圓度≤0.5%D，且≤6㎜ 。</p><p>　　表2—1 塔器橢圓度對(duì)照表</p>

30、<p>　　(三) 直線度要求： </p><p>　　一般容器當(dāng)L≤30000 ㎜時(shí)直線度≤L/1000㎜ ，  L﹥30000㎜時(shí)直線度按塔器要求取值。 對(duì)于塔器L≤15000 ㎜ 時(shí)直線度≤L/1000㎜ ，  L﹥15000㎜       直線

31、度≤0.5L/1000 +8㎜ 。  換熱器L≤6000㎜時(shí) 直線度≤L/1000且 ≤4.5㎜ ， L﹥6000㎜ 時(shí)直線度≤L/1000且≤8㎜ 。</p><p><b>　　2.1.2 焊接</b></p><p>　　(一) 焊前準(zhǔn)備與焊接環(huán)境    

32、60; 為了保證過(guò)程設(shè)備焊接質(zhì)量，焊條、焊劑及其他焊接材料的貯存庫(kù)應(yīng)保持干燥，相對(duì)濕度不得大于60% 。當(dāng)施焊環(huán)境出現(xiàn)下列任一情況，且無(wú)有效防護(hù)措施時(shí)，禁止施焊： a.手工焊時(shí)風(fēng)速大于10m/s b.氣體保護(hù)焊時(shí)風(fēng)速大于2m/s c.相對(duì)濕度大于90% d.雨、雪環(huán)境 (二) 焊接工藝 a.容器施焊前的焊接工藝評(píng)定，按JB4708進(jìn)行 b.A、B類(lèi)焊接焊縫的余高不得超過(guò)GB150的有關(guān)規(guī)定 c.焊縫表面不

33、得有裂紋、氣孔、弧坑和飛濺物 (三) 焊縫返修       焊逢的同一部位的返修次數(shù)不宜超過(guò)兩次。如超過(guò)兩次，返修前均應(yīng)經(jīng)制造單位技術(shù)總負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)，返修次數(shù)、部位和返修情況應(yīng)記入容器的質(zhì)量證明書(shū)。  對(duì)于要求焊后熱處理的容器，一般應(yīng)在熱處理前進(jìn)行返修。如在熱處理后返修時(shí)，補(bǔ)焊后應(yīng)做必要的熱處理</p><p>　　2.1.3 壓力容器的熱處

34、理</p><p>　　(一) 正火： a. 目的：細(xì)化晶粒，提高母材及?；幚砗缚p的綜合機(jī)械性能，消除冷作硬化，便于切削加工。</p><p>　　b. 方法：把要正火的零件放入加熱爐中加熱到一定溫度按每毫米1.5分～2.5分保溫出爐空冷，風(fēng)冷或霧冷。</p><p>　　c. 應(yīng)用：16MnR 高溫保溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，使奧氏體晶

35、粒大（正火）35﹟鍛件（正火）封頭，筒體（正火）。 (二) 調(diào)質(zhì)處理： </p><p>　　a.目的：提高零件的綜合機(jī)械性能。b. 方法：淬火+高溫回火（500℃以上）。得到索氏體。</p><p>　　c. 應(yīng)用：封頭，筒體，法蘭，管板等。20MnMo 20MnMoNb 13MnNiMoNb 900℃～950℃ 2分～3.5

36、分/mm 水冷+空冷。</p><p>　　螺栓螺母： ①35CrMoA  25Cr2MoVA  35CrMoVA。</p><p>　?、?0Mn     40Mn     35CrMoA。 硬度HB=187～229&#

37、160;   用亞溫淬火。</p><p>　　(三) 固溶處理：（針對(duì)奧氏體不銹鋼）即在室溫條件下保留奧氏體。</p><p>　　a.目的：將零件加熱使碳化物溶到奧氏體中，再以足夠快的冷卻速度將碳化物固定在奧氏體中。具有最低的強(qiáng)度、最高塑性、最好的耐蝕性。 b.應(yīng)用：封頭。</p><p>　　c.方法：加熱到1000℃～1150

38、℃，以2分到4分/㎜保溫后快冷，然后水冷，再進(jìn)行空冷。 (四) 焊后熱處理：一般熱處理：SR  ISR 。 目的：A.改善焊接接頭及熱影響區(qū)的組織和性能。</p><p>　　B.消除焊接和冷作硬化的應(yīng)力。 </p><p>　　C.防止產(chǎn)生焊接裂紋。 方法：</p><p>　　A.優(yōu)先采用爐內(nèi)整體消除應(yīng)力方法（另一法：把容器視為加

39、熱爐，在設(shè)備內(nèi)部加熱外殼保溫）， 99版壓力容器規(guī)則：（高壓容器、中壓反應(yīng)器、儲(chǔ)存容器、石油液化器儲(chǔ)罐）不能用內(nèi)部加熱法。</p><p>　　B.分段熱處理：一端在爐內(nèi)，采取適當(dāng)保溫措施以防有害的溫度梯度（重復(fù)加熱的長(zhǎng)度≥1.5m） Φ3.6m加氫反應(yīng)器，長(zhǎng)26m 。</p><p>　　C.對(duì)環(huán)縫進(jìn)行局部消除應(yīng)力處理→加熱寬度：焊縫中心線每側(cè)2倍板厚。 c焊后熱處理工藝

40、: </p><p>　　A.爐溫400℃以下裝爐。 </p><p>　　B.升溫速率5000℃/T（有效厚度）/h  且≤200℃/h 。</p><p>　　C.保溫時(shí)間T≤50mm，25mm/h T＞50mm保溫時(shí)間=（150+T）/100。 </p&

41、gt;<p>　　D.降溫速率：400℃以上，6500/T ℃/h  且≤260℃/h 。d.過(guò)程設(shè)備焊后熱處理的注意事項(xiàng) : A容器整體消應(yīng)力處理須在整體制造完經(jīng)檢驗(yàn)合格后，水壓試驗(yàn)之前進(jìn)行。 B.嚴(yán)禁火焰直射工作產(chǎn)生過(guò)熱或過(guò)燒。 C.產(chǎn)品試板（含母材試板）掛片試樣等應(yīng)與容器同爐PWHT </p&

42、gt;<p>　　2.1.4壓力試驗(yàn)和氣密性試驗(yàn)</p><p>　　(1) 壓力試驗(yàn) 壓力試驗(yàn)按試驗(yàn)介質(zhì)不同分為液壓試驗(yàn)及氣壓試驗(yàn)。 a.液壓試驗(yàn) 液壓實(shí)驗(yàn)一般采用水，需要時(shí)也可采用不會(huì)導(dǎo)致發(fā)生危險(xiǎn)的其他液體。試驗(yàn)時(shí)液體的溫度應(yīng)低于其閃點(diǎn)或沸點(diǎn)。奧氏體不銹鋼制壓力容器用水進(jìn)行液壓試驗(yàn)后應(yīng)將水漬清楚干凈。當(dāng)無(wú)法達(dá)到這一要求時(shí)，應(yīng)控制水的氯離子含量不超過(guò)25mg/L。

43、液壓試驗(yàn)方法： 1）試驗(yàn)時(shí)容器頂部應(yīng)設(shè)排氣口，充液時(shí)應(yīng)將容器內(nèi)的空氣排盡。試驗(yàn)過(guò)程中，應(yīng)保持容器觀察表面的干燥； 2）試驗(yàn)時(shí)壓力應(yīng)緩慢上升，達(dá)到規(guī)定試驗(yàn)壓力后，保壓時(shí)間一般不少于30min。然后將壓力降至規(guī)定試驗(yàn)壓力的80%，并保持足夠長(zhǎng)時(shí)間對(duì)所有焊接接頭和連接部位進(jìn)行檢查。如有滲漏，修補(bǔ)后重新試驗(yàn)； 3）對(duì)于夾套容器，先進(jìn)行內(nèi)筒液壓試驗(yàn)，合格后再焊夾套，然后進(jìn)行夾套內(nèi)的液壓試驗(yàn)； 4） 液壓試驗(yàn)完畢后，應(yīng)將液體排盡并

44、用壓縮空氣將內(nèi)部吹干。 b.氣壓試驗(yàn) 氣壓試驗(yàn)應(yīng)有安全措施。該安全措施需經(jīng)試驗(yàn)單位技術(shù)總負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)，并經(jīng)本單位安全部門(mén)監(jiān)督檢查。試驗(yàn)所用氣體為干燥、潔凈的空氣、氮?dú)饣蚱渌栊詺怏w。 氣壓試驗(yàn)時(shí)壓力應(yīng)緩慢上升，至規(guī)定試驗(yàn)壓力的10%，</p><p>　　2.2 常見(jiàn)焊接缺陷及產(chǎn)生原因</p><p>　　焊接缺陷包括外部和內(nèi)部缺陷。</p><p>　　2.2

45、.1 焊縫中常見(jiàn)的焊接缺陷</p><p>　　影響焊縫機(jī)械性能的焊接缺陷有裂紋、未焊透、未熔合、夾渣和氣孔等。此外，還有焊瘤、咬邊等表面缺陷。下面就這些缺陷加以敘述。</p><p><b>　　(1) 裂紋</b></p><p>　　裂紋是一種具有尖銳端頭且其開(kāi)口位移長(zhǎng)、長(zhǎng)寬比極高的斷裂型非連續(xù)性、鋸齒形缺陷，它是焊縫中最危險(xiǎn)的缺陷，其形

46、成原因是由于焊接中熔融金屬凝固時(shí)的收縮，以及母材在焊接工程中加熱不均勻，使熔融金屬與母材都處于張力狀態(tài)所致，所以在焊縫內(nèi)或熱影響區(qū)容易產(chǎn)生裂紋。焊接裂紋有許多種類(lèi)，根據(jù)其產(chǎn)生場(chǎng)所來(lái)區(qū)分可分為焊縫金屬裂紋和熱影響區(qū)裂紋。另外，根據(jù)發(fā)生溫度可區(qū)分為高溫裂紋和低溫裂紋。根據(jù)其大小可區(qū)分為宏觀裂紋和微觀裂紋。</p><p>　　焊縫金屬裂紋除了用肉眼能看到的各種裂紋外，還有用顯微鏡勉強(qiáng)能看到的微小裂紋。焊接金屬裂紋分為

47、凝固溫度范圍或稍低于這一溫度的高溫裂紋和約在300℃以下發(fā)生的低溫裂紋。</p><p>　　熱影響區(qū)裂紋在非?？拷缚p金屬處發(fā)生，鋼的場(chǎng)合，有約在500℃以上發(fā)生的高溫裂紋和約在300℃以下發(fā)生的低溫裂紋兩種。在低合金高強(qiáng)度鋼中，響區(qū)常發(fā)生縫邊裂紋和焊道下裂紋。此外，還發(fā)生與焊道平行的縱向裂紋和與焊道垂直的橫向裂紋。一般，縫邊裂紋在焊接后幾分鐘內(nèi)發(fā)生，焊道下裂紋在焊接后幾小時(shí)發(fā)生，橫向裂紋則經(jīng)過(guò)時(shí)間后發(fā)生。&l

48、t;/p><p>　　低溫裂紋是由于焊縫的形狀和約束狀態(tài)以及氫氣對(duì)焊縫金屬和熱影響區(qū)硬化現(xiàn)象的影響而產(chǎn)生的。由于氫的原因，在焊接后經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間發(fā)生的裂紋稱(chēng)延遲裂紋。為了檢出裂紋，必接經(jīng)24小時(shí)以上時(shí)間后進(jìn)行無(wú)損探傷。</p><p><b>　　(2) 未焊透</b></p><p>　　在焊縫的坡口處或根部，由于電弧未將母材熔化或未填滿(mǎn)熔化金屬所引起

49、的缺陷，稱(chēng)為未焊透。不完全焊透時(shí)坡口的根部或鏟根不充分時(shí)坡口的底部殘留著未熔合部分，成為未焊透。坡口角度過(guò)小或根部間隙過(guò)于狹窄時(shí)容易產(chǎn)生未焊透。多數(shù)情況是連續(xù)產(chǎn)生一定長(zhǎng)度的未焊透。特別是在背面不可能進(jìn)行焊接的管材縫容易產(chǎn)生。也有沿焊接線全長(zhǎng)產(chǎn)生未焊透的極端情況。</p><p><b>　　(3) 未熔合</b></p><p>　　所謂未熔合系指母材與焊縫金屬（焊條

50、熔化進(jìn)入坡口的金屬）沒(méi)熔合及在焊接中前層焊縫金屬和后續(xù)焊縫金屬未熔合。坡口角度過(guò)小，母材或前層焊縫金屬熔合不充分時(shí)，和焊接時(shí)焊縫的表面附著的熔渣和氧化物清除不徹底時(shí)產(chǎn)生熔合不良。后者多在熔合不良缺陷中含有熔渣，多數(shù)情況下不能清楚地和夾渣區(qū)別。</p><p><b>　　(4) 夾渣</b></p><p>　　夾渣是焊接時(shí)熔池里熔渣未浮出而殘留在焊縫中的缺陷。熔渣的

51、一部分常殘存在焊接金屬內(nèi)部，另一種情況是，當(dāng)附著在下層焊接金屬表面上的熔渣清除不徹底時(shí)，在上層焊接中不熔化而殘存著。一般來(lái)說(shuō)前者較小且分布均勻，反之，后者在多數(shù)情況下較大且形狀不規(guī)則。夾渣的發(fā)生位置常沿著結(jié)合部位發(fā)生。焊縫中的夾渣主要是氧化物、硫化物等夾雜物。</p><p><b>　　(5) 氣孔</b></p><p>　　氣孔是在焊接金屬中存在的球狀孔洞。這是

52、在金屬冷卻時(shí)，包含在熔化金屬中的氣體析出，沒(méi)有完全浮到表面就凝固而留在金屬中引起的。形成氣孔的氣體多數(shù)情況下是氫和二氧化碳?xì)怏w，另外，還有焊條干燥不充分和電弧保護(hù)不好等原因。細(xì)小氣孔數(shù)量多的情況稱(chēng)為多孔性，長(zhǎng)而連續(xù)的情況稱(chēng)為蟲(chóng)形氣孔。在使用低氫焊條時(shí)焊道的起點(diǎn)和二氧化碳?xì)怏w焊縫，容易產(chǎn)生密集氣孔。在初層焊接中常產(chǎn)生直線狀氣孔。</p><p>　　2.2.2 焊縫缺陷產(chǎn)生的可能因素</p><

53、p>　　綜合2.1.1所述，常見(jiàn)的焊接缺陷大致與下述因素有關(guān)。見(jiàn)表2-1。</p><p>　　表2-2 焊接缺陷產(chǎn)生的可能因素</p><p>　　注：√---關(guān)系密切；×---關(guān)系不大。</p><p><b>　　3.超聲探傷技術(shù)</b></p><p><b>　　3.1無(wú)損探傷<

54、/b></p><p>　　3.1.1無(wú)損探傷種類(lèi)及特點(diǎn)</p><p>　　無(wú)損探傷是在不損壞工件或原材料工作狀態(tài)前提下，對(duì)被檢驗(yàn)部件的表面和內(nèi)部質(zhì)量進(jìn)行檢查一種測(cè)試手段?！〕Ｓ玫臒o(wú)損探傷方法有射線探傷、超聲探傷、磁粉探傷、滲透探傷和渦流探傷。下面分別介紹。</p><p><b>　　(1) 射線探傷</b></p>&

55、lt;p>　　射線探傷（RT）是利用電磁波穿透工件，完好部位與缺陷部位透過(guò)劑量有差異，其程度與這兩部分的材質(zhì)、射線強(qiáng)度和透過(guò)方向與缺陷尺寸有關(guān)，從而形成缺陷影像。射線探傷的主要特點(diǎn)如下：</p><p>　　1）圖片上有完好部位與缺陷部位的黑度差形成的缺陷平面投影影象，一般無(wú)法測(cè)量缺陷的深度；</p><p>　　2)基本不受焊縫厚度限制；</p><p>　

56、　3)要求焊縫雙面靠近，檢驗(yàn)成本高，時(shí)間長(zhǎng)；</p><p>　　4)對(duì)操作人員有射線損傷</p><p>　　射線探傷有利于檢驗(yàn)出夾渣、氣孔等體積形缺陷。對(duì)平行于射線方向的開(kāi)口性缺陷有檢出能力。</p><p><b>　　(2) 超聲探傷</b></p><p>　　超聲探傷是利用彈性波在缺陷部位形成反射或衍射的方法

57、提取缺陷信號(hào)，其信號(hào)強(qiáng)度與波的類(lèi)型、探傷頻率，缺陷的尺寸、取向及其表面狀態(tài)以及完好部位和缺陷部位的材質(zhì)有關(guān)。超聲探傷的主要特點(diǎn)如下：</p><p>　　1)顯示器屏幕上缺陷波的幅度與位置代表缺陷的尺寸與深度，一般較難測(cè)量缺 陷真實(shí)尺寸，只有采用衍射波法可測(cè)缺陷高度；</p><p>　　2)厚度小于8mm時(shí)，要求特殊檢驗(yàn)方法；</p><p>　　3)焊縫只須單面

58、靠近，檢驗(yàn)時(shí)間短，成本低；</p><p>　　4)對(duì)操作人員無(wú)損害。</p><p>　　超聲探傷有利于檢出裂紋類(lèi)面積形缺陷。</p><p><b>　　（3）磁粉探傷</b></p><p>　　磁粉探傷是將焊縫磁化利用缺陷部位的漏磁通可吸附磁粉的現(xiàn)象得以形成缺陷痕跡以達(dá)到探傷效果的檢測(cè)手段。</p>

59、<p>　　磁粉探傷限于檢驗(yàn)鐵磁材料，要完全接近與工件表面，缺陷性質(zhì)容易辨認(rèn)，油漆與電鍍面基本不影響檢驗(yàn)靈敏度，但應(yīng)做層膜厚度對(duì)靈敏度影響的試驗(yàn)。磁粉檢測(cè)可以用來(lái)檢表面與近表面缺陷。</p><p><b>　　（4）滲透探傷</b></p><p>　　滲透探傷的原理是利用毛細(xì)作用將帶有顏色的滲透液噴涂在焊縫表面上，使其滲入缺陷內(nèi)，清洗后施加顯象劑顯示缺

60、陷彩色痕跡。</p><p>　　滲透檢測(cè)適用于各種金屬工件，不要電源，缺陷性質(zhì)容易辨認(rèn)，滲透操作到顯示缺陷約半小時(shí)。能夠檢測(cè)出光潔與清潔表面開(kāi)口缺陷。</p><p><b>　?。?）渦流探傷</b></p><p>　　渦流探傷是利用探頭線圈內(nèi)流動(dòng)的高頻電流可在焊縫表面感應(yīng)出渦流的效應(yīng)，有缺陷會(huì)改變渦流磁場(chǎng)引起線圈輸出(如電壓或相位)變化

61、來(lái)反映缺陷。渦流探傷檢驗(yàn)參數(shù)控制相對(duì)困難，檢驗(yàn)結(jié)果的解釋稍微困難?？蓹z驗(yàn)各種導(dǎo)電材料焊縫與堆焊層表面與近表面缺陷。</p><p>　　3.1.2焊縫探傷方法的選擇</p><p>　　焊接結(jié)構(gòu)的無(wú)損檢測(cè)是檢驗(yàn)其焊縫質(zhì)量的有效方法，一般包括超射線探傷、超聲波探傷、磁粉探傷、滲透探傷、聲發(fā)射和渦流探傷等方法。其中超聲和射線探傷適合于焊縫內(nèi)部缺陷的檢測(cè)，磁粉、滲透和渦流探傷則適用于焊縫表面的檢

62、驗(yàn)。每一種無(wú)損檢測(cè)方法都有其優(yōu)點(diǎn)和局限性，因此應(yīng)根據(jù)焊縫的材質(zhì)與結(jié)構(gòu)形狀來(lái)選擇合適的檢測(cè)。綜合分析各種檢測(cè)方法的特點(diǎn)。不同材質(zhì)焊縫探傷方法的選擇如表3-1所示。</p><p>　　表3-1不同材質(zhì)焊縫探傷方法的選擇</p><p>　　注：◎：很適合 ○：適合 △：有附加條件時(shí)適合 ×：不適合</p><p><b>　　3.2 超聲探傷

63、</b></p><p>　　3.2.1超聲波探傷方法</p><p>　　超聲波探傷作為無(wú)損檢驗(yàn)的一種重要手段，在工業(yè)上已獲得廣泛的應(yīng)用。目前，從儀器品種、探頭種類(lèi)、探傷方法、自動(dòng)化水平等各方面都在不斷的革新和發(fā)展中。在超聲波探傷中，由于使用的波型、發(fā)射和接收的方法、信號(hào)的顯示方式、探頭與工件耦合的特點(diǎn)、工件形狀和缺陷類(lèi)型、實(shí)現(xiàn)探傷的手段等都不相同，所以從不同的方面出發(fā)，就可

64、以按不同的歸納方式分類(lèi)。如按自動(dòng)化程度可以分為自動(dòng)化探傷、半自動(dòng)化探傷、手工探傷：按缺陷在熒屏上顯示的方式可以分為：顯示缺陷深度及反射波幅度的A型顯示、顯示在橫截面上缺陷的形狀和分布情況的B形顯示、顯示水平截面上缺陷形狀和分布情況的C型顯示。所以，要想把探傷的方法按一種格式嚴(yán)格分類(lèi)是不可能的，現(xiàn)僅就常用的金屬超聲波探傷方法綜合歸納于下表。</p><p>　　表3-2常用超聲波探傷方法的分類(lèi)</p>

65、<p>　　脈沖反射法是目前運(yùn)用最廣泛的一種超聲波探傷法。它使用的不是連續(xù)波，而是有一定持續(xù)時(shí)間按一定頻率發(fā)射超聲脈沖。探傷結(jié)果用示波器顯示。脈沖發(fā)射法包括縱波直探頭探傷法及橫波斜探頭探傷法兩種。</p><p>　　3.2.2 超聲探傷的設(shè)備與器材</p><p>　　超聲檢測(cè)設(shè)備與器材包括超聲檢測(cè)儀、探頭、試塊、耦合劑等，其中儀器和探頭對(duì)超聲檢測(cè)系統(tǒng)的能力起關(guān)鍵性作用。了解

66、其原理、構(gòu)造和作用及其主要性能，是正確選擇檢測(cè)設(shè)備與器材并進(jìn)行有效檢測(cè)的保證。</p><p>　　(1) 超聲波探傷儀</p><p>　　超聲探傷儀是超聲檢測(cè)的主體設(shè)備，它的主要作用是產(chǎn)生電震蕩并施加于換能器（探頭）上，激勵(lì)探頭發(fā)射超聲波，同時(shí)接收來(lái)自探頭的電信號(hào)，將其放大后以一定方式顯示出來(lái)，從而得到被檢工件中有關(guān)缺陷的信息。超聲波檢測(cè)儀按其指示參量可以分為以下三類(lèi)：

67、第一類(lèi)指示聲的穿透能量，稱(chēng)為穿透視檢測(cè)儀。這種儀器發(fā)射頻率不變的超聲連續(xù)波，根據(jù)透過(guò)工件的超聲波強(qiáng)度變化判斷工件中有無(wú)缺陷及缺陷大小。這種儀器靈敏度低，且不能確定缺陷深度位置，須從兩側(cè)接近工件，目前已很少使用。</p><p>　　第二類(lèi)指示頻率可變的超聲連續(xù)波在工件中形成駐波的情況，可用于共振測(cè)厚，但由于只適宜檢查與檢測(cè)面平行的缺陷，目前已很少使用。</p><p>　　第三類(lèi)指示脈沖波

68、的幅度和運(yùn)行時(shí)間，稱(chēng)為脈沖波檢測(cè)儀。這類(lèi)儀器通過(guò)探頭向工件周期性地發(fā)射一持續(xù)時(shí)間很短的電脈沖，激勵(lì)探頭發(fā)射脈沖超聲波，并接收從工件中反射回來(lái)的脈沖波信號(hào)，通過(guò)檢測(cè)信號(hào)的返回時(shí)間和幅度判斷是否存在缺陷和缺陷大小等情況，稱(chēng)為脈沖反射式超聲檢測(cè)儀。目前還出現(xiàn)了采用一發(fā)一收雙探頭方式，接收從工件中衍射回來(lái)的脈沖波信號(hào)，通過(guò)檢測(cè)信號(hào)的返回時(shí)間來(lái)判斷是否存在缺陷和缺陷大小等情況，稱(chēng)為衍射時(shí)差法超聲檢測(cè)儀，目前也在迅速的發(fā)展之中。脈沖波檢測(cè)儀的信號(hào)顯

69、示方式可分為A型顯示和超聲成像顯示，其中超聲成像顯示又可分為B、C、D、S、P型顯示等類(lèi)。其中A型脈沖反射式超聲檢測(cè)儀是適用范圍最廣、最基本的一種類(lèi)型。</p><p>　　按缺陷顯示方式分類(lèi)，超聲波探傷儀分為三種。</p><p>　　A型：A型顯示是一種波形顯示，探傷儀的屏幕的橫坐標(biāo)代表聲波的傳播距離，縱坐標(biāo)代表反射波的幅度。由反射波的位置可以確定缺陷位置，由反射波的幅度可以估算缺陷大

70、小。</p><p>　　B型：B型顯示是一種圖象顯示，屏幕的橫坐標(biāo)代表探頭的掃查軌跡，縱坐標(biāo)代表聲波的傳播距離，因而可直觀地顯示出被探工件任一縱截面上缺陷的分布及缺陷的深度。</p><p>　　C型：C型顯示也是一種圖象顯示，屏幕的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)都代表探頭在工件表面的位置，探頭接收信號(hào)幅度以光點(diǎn)輝度表示，因而當(dāng)探頭在工件表面移動(dòng)時(shí)，屏上顯示出被探工件內(nèi)部缺陷的平面圖象，但不能顯示缺陷的

71、深度。目前，探傷中廣泛使用的超聲波探傷儀都是A型顯示脈沖反射式探傷儀。</p><p>　　除了上述按照原理的差異分類(lèi)以外，根據(jù)采用的信號(hào)處理技術(shù)，超聲檢測(cè)儀還可分為模擬式和數(shù)字式。目前使用的超聲檢測(cè)儀多為數(shù)字式。</p><p><b>　　(2) 探頭</b></p><p>　　超聲波探頭是組成超聲波檢測(cè)系統(tǒng)的最重要組件之一。探頭的性能直

72、接影響超聲檢測(cè)能力和效果。下面介紹探頭的工作原理、主要性能及其及結(jié)構(gòu)。</p><p><b>　　壓電效應(yīng)</b></p><p>　　某些晶體材料在交變拉壓應(yīng)作用下，產(chǎn)生交變電場(chǎng)的效應(yīng)稱(chēng)為正壓電效應(yīng)。反之當(dāng)晶體材料在交變電場(chǎng)作用下，產(chǎn)生伸縮變形的效應(yīng)稱(chēng)為逆壓電效應(yīng)。正、逆壓電效應(yīng)統(tǒng)稱(chēng)為壓電效應(yīng)。</p><p>　　超聲波探頭中的壓電晶片具

73、有壓電效應(yīng)，當(dāng)高頻電脈沖激勵(lì)壓電晶片時(shí)，發(fā)生逆壓電效應(yīng)，將電能轉(zhuǎn)換為聲能(機(jī)械能)，探頭發(fā)射超聲波。當(dāng)探頭接收超聲波時(shí)，發(fā)生正壓電效應(yīng)，將聲能轉(zhuǎn)換為電能。不難看出超聲波探頭在工作時(shí)實(shí)現(xiàn)了電能和聲能的相互轉(zhuǎn)換，因此常把探頭叫做換能器。</p><p>　　2）探頭的種類(lèi)和結(jié)構(gòu)</p><p>　　直探頭用于發(fā)射和接收縱波，主要用于探測(cè)與探測(cè)面平行的缺陷，如板材、鍛件探傷等。</p>

74、;<p>　　斜探頭可分為縱波斜探頭、橫波斜探頭和表面波斜探頭，常用的是橫波斜探頭。橫波斜探頭主要用于探測(cè)與探測(cè)面垂直或成一定角度的缺陷，如焊縫、汽輪機(jī)葉輪等。當(dāng)斜探頭的入射角大于或等于第二臨界角時(shí)，在工件中產(chǎn)生表面波，表面波探頭用于探測(cè)表面或近表面缺陷。</p><p>　　雙晶探頭有兩塊壓電晶片，一塊用于發(fā)射超聲波，另一塊用于接收超聲波。根據(jù)入射角不同，分為雙晶縱波探頭和雙晶橫波探頭。</

75、p><p>　　雙晶探頭具有以下優(yōu)點(diǎn)：</p><p><b>　　a.靈敏度高</b></p><p><b>　　b.雜波少盲區(qū)小</b></p><p>　　c.工件中近場(chǎng)區(qū)長(zhǎng)度小</p><p><b>　　d.探測(cè)范圍可調(diào)</b></p>

76、;<p>　　雙晶探頭主要用于探傷近表面缺陷。</p><p><b>　　聚焦探頭種類(lèi)較多。</b></p><p><b>　　探頭型號(hào)</b></p><p>　　探頭型號(hào)的組成項(xiàng)目及排列順序如下：</p><p>　　基本頻率-晶片材料-晶片尺寸-探頭種類(lèi)-特征</p&g

77、t;<p>　　基本頻率：用阿拉伯?dāng)?shù)字表示，單位為MHz。</p><p>　　晶片材料：用化學(xué)元素縮寫(xiě)符號(hào)表示。</p><p>　　晶片尺寸：用阿拉伯?dāng)?shù)字表示，單位為mm。</p><p>　　探頭種類(lèi)：用漢語(yǔ)拼音縮寫(xiě)字母表示。</p><p>　　探頭特征：斜探頭鋼中折射角正切值（K值）用阿拉伯?dāng)?shù)字表示。</p>

78、;<p><b>　　(3) 耦合劑</b></p><p>　　超聲耦合是指超聲波在檢測(cè)面上的聲強(qiáng)透射率。聲強(qiáng)透射率高，超聲耦合好。為了改善探頭與工件間聲能的傳遞，而加在探頭和檢測(cè)面之間的液體薄層稱(chēng)為耦合劑。耦合劑可填充探頭與工件間的空氣間隙，使超聲波能夠傳入工件，這是使用耦合劑的主要目的。耦合劑還有減少磨擦的作用。</p><p>　　常用耦合劑有水

79、、甘油、機(jī)油、變壓器油、化學(xué)糨糊等。</p><p>　　水的優(yōu)點(diǎn)是來(lái)源方便，缺點(diǎn)是容易流失，容易使工件生銹，有時(shí)不易潤(rùn)濕工件。液浸檢測(cè)中常使用水作耦合劑，使用時(shí)可以加入潤(rùn)濕劑和防腐劑等。甘油的優(yōu)點(diǎn)是聲阻抗大，耦合效果好，缺點(diǎn)是要用水稀釋?zhuān)菀资构ぜ纬筛g坑，價(jià)格較昂貴。機(jī)油和變壓器油的附著力、黏度、潤(rùn)濕性都較適當(dāng)，也無(wú)腐蝕性，價(jià)格又不貴，因此是最常用的耦合劑?；瘜W(xué)糨糊的耦合效果比較好，也是一種常用的耦合劑。&

80、lt;/p><p><b>　　(4) 試塊</b></p><p>　　試塊是按一定用途設(shè)計(jì)制作的具有簡(jiǎn)單幾何形狀人工反射體的試樣。試塊和儀器、探頭一樣，是超聲波探傷中的重要工具。</p><p><b>　　1）試塊的作用</b></p><p><b>　　a.確定探傷靈敏度</b

81、></p><p>　　超聲波探傷靈敏度太高或太低都不好，太高雜波多，判傷困難，太低會(huì)引起漏檢。因此在超聲波探傷前，常用試塊上某一特定的人工反射體來(lái)調(diào)整探傷靈敏度。</p><p><b>　　b.測(cè)試探頭的性能</b></p><p>　　超聲波探傷儀和探頭的一些重要性能，如放大線性、水平線性、靈敏度余量、分辨力、盲區(qū)、探頭的入射點(diǎn)、K

82、值等都是利用試塊來(lái)測(cè)試的。</p><p><b>　　a.調(diào)整掃描速度</b></p><p>　　利用試塊可以調(diào)整儀器屏幕上水平刻度值與實(shí)際聲程之間的比例關(guān)系，即掃描速度，以便對(duì)缺陷進(jìn)行定位。</p><p><b>　　b.評(píng)判缺陷的大小</b></p><p>　　利用某些試塊繪出的距離-波

83、幅-當(dāng)量曲線（即實(shí)用AVG）來(lái)對(duì)缺陷定量是目前常用的定量方法之一。特別是3N以?xún)?nèi)的缺陷，采用試塊比較法仍然是最有效的定量方法。此外還可利用試塊測(cè)量材料的聲速、衰減性能等。</p><p><b>　　2）試塊的分類(lèi)</b></p><p>　　a.按試塊來(lái)歷分為：標(biāo)準(zhǔn)試塊和對(duì)比試塊。</p><p>　　b.按試塊上人工反射體分：平底孔試塊、橫

84、孔試塊和槽形試塊等。</p><p>　　3）焊縫探傷常用試塊舉例</p><p>　　a.ⅡW試塊 ⅡW試塊是標(biāo)準(zhǔn)試塊其結(jié)構(gòu)尺寸如圖3-1所示。ⅡW試塊材質(zhì)相當(dāng)于我國(guó)20號(hào)鋼，正火處理，晶粒度7~8級(jí)。在焊縫探傷中多用于儀器調(diào)試。</p><p>　　b.RB-2試塊 RB-2試塊是GB11345-1989《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果》中規(guī)定的焊縫檢測(cè)用

85、對(duì)比試塊。結(jié)構(gòu)尺寸如圖3-2所示。RB-2試塊主要用于厚度為8~100mm的對(duì)接焊縫檢測(cè)，材質(zhì)與被檢材料的聲學(xué)性能相同或相近。</p><p><b>　　圖3-1 ⅡW試塊</b></p><p>　　圖3-2 RB-2試塊</p><p>　　3.3 橫波斜探頭探傷技術(shù)</p><p>　　目前檢查焊縫內(nèi)部質(zhì)量最常用

86、的是射線和超聲波探傷法。對(duì)于焊縫中的危險(xiǎn)缺陷——裂紋、未焊透，尤其是微裂紋和輕微未焊透，用超聲波探傷比用射線更容易發(fā)現(xiàn)，而且超聲波探傷還具備儀器簡(jiǎn)單、檢查速度快等特點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用。在焊縫探傷中，由于焊縫加強(qiáng)高的影響及焊縫中存在的缺陷往往是與探測(cè)面近于垂直或形成一定角度，所以在一定情況下采用超聲波傾斜入射到工件內(nèi)部的探傷方法，即橫波斜探頭法進(jìn)行。</p><p>　　3.3.1 橫波斜探頭探傷原理</p

87、><p>　　橫波斜探頭探傷技術(shù)是利用超聲波傾斜入射到界面時(shí)，產(chǎn)生的波形轉(zhuǎn)換現(xiàn)象，從而利用波形轉(zhuǎn)換中產(chǎn)生的橫波穿透工件，發(fā)現(xiàn)內(nèi)部缺陷的。其原理圖如圖3-3所示。</p><p>　　1-工件 2-焊縫 3-缺陷 4-超聲波束 5-斜探頭</p><p>　　圖3-3橫波斜探頭探傷原理</p><p>　　3.3.2斜探頭的掃查方式</p&g

88、t;<p>　　為了發(fā)現(xiàn)缺陷和對(duì)缺陷的定性、定量，常用不同的移動(dòng)方式。斜探頭的掃查方式一般分為以下幾類(lèi)：?jiǎn)翁筋^的掃查、特殊掃查及雙探頭掃查。</p><p>　　(1) 單探頭的掃查</p><p>　　單探頭掃查是用一個(gè)探頭同時(shí)發(fā)射超聲波和接收回波，根據(jù)探頭不同移動(dòng)方式，單探頭掃查又可分為以下幾類(lèi)：</p><p><b>　　a.鋸齒形掃

89、查</b></p><p>　　這是在焊縫探傷中經(jīng)常使用的一種探頭移動(dòng)方式，即以鋸齒形往復(fù)移動(dòng)，每次前進(jìn)的齒距寬度d不得超過(guò)晶片寬度，如圖3-4所示。</p><p>　　圖3-4鋸齒形掃查示意圖</p><p><b>　　b.轉(zhuǎn)角掃查</b></p><p>　　探頭作原地轉(zhuǎn)動(dòng)的掃查方法。該法常與鋸齒形掃

90、查并用，當(dāng)用鋸齒形掃查探出缺陷后，需確定缺陷的方向和形狀時(shí)，常使用這種掃查方法。</p><p><b>　　c.環(huán)繞掃查</b></p><p>　　探頭以缺陷為中心作環(huán)繞運(yùn)動(dòng)。為了估判缺陷的形狀常使用的方法。若探頭環(huán)繞缺陷時(shí)反射波高度變化不大，一般估判為曲面狀缺陷。但當(dāng)探頭靠近凸起的焊道發(fā)現(xiàn)缺陷波時(shí)，用此法估判缺陷形狀是困難的。由于焊縫中的自然缺陷在多數(shù)情況下形狀

91、是復(fù)雜的，有一定的方向性，所以難以找到上述典型波形。</p><p><b>　　d.左右和前后掃查</b></p><p>　　將探頭前后和左右移動(dòng)進(jìn)行掃查。當(dāng)在鋸齒形掃描中發(fā)現(xiàn)缺陷波時(shí)，可以使用左右掃查來(lái)確定缺陷的長(zhǎng)度；使用前后掃查來(lái)估計(jì)缺陷的自身深度。使用兩種方法也可估判缺陷的形狀。</p><p><b>　　e.橫方形掃查&

92、lt;/b></p><p>　　探頭多次平行于焊縫移動(dòng)，此法多用于自動(dòng)化、半自動(dòng)或在無(wú)法辨認(rèn)真假反射波時(shí)，采用固定位置的一種掃查方式。</p><p><b>　　f.縱方形掃查</b></p><p>　　探頭多次垂直于焊縫移動(dòng)。</p><p><b>　　(2) 特殊掃查</b><

93、;/p><p><b>　　a.斜平行掃查</b></p><p>　　探頭與焊縫成一定的角度斜平行移動(dòng)?？梢园l(fā)現(xiàn)焊縫或熱影響區(qū)的橫向缺陷(如裂紋等)。此法多用于具有焊縫加強(qiáng)高的工件。</p><p><b>　　b.焊縫上的掃查</b></p><p>　　在焊縫加強(qiáng)高磨平的情況下，將探頭放在焊縫上移

94、動(dòng)的一種掃查方法。從發(fā)現(xiàn)橫向缺陷的能力來(lái)講，它比平行掃查的效果好。</p><p><b>　　(3) 雙探頭掃查</b></p><p>　　雙探頭掃查是用兩個(gè)探頭進(jìn)行探傷，其中一個(gè)用于發(fā)射超聲波，另一個(gè)用于接收回波，根據(jù)兩個(gè)探頭不同位置可分為以下幾種：</p><p><b>　　a.串列式掃查</b></p&g

95、t;<p><b>　　b.交叉式掃查</b></p><p>　　探頭分別置于焊縫的兩側(cè)或一側(cè)，以便發(fā)現(xiàn)焊縫的橫向或縱向缺陷。</p><p><b>　　c.K型掃查</b></p><p>　　兩個(gè)探頭置于焊縫的同一側(cè)，并分別置于工件的兩面，以便探測(cè)類(lèi)似中部未焊透這類(lèi)缺陷。</p><

96、;p><b>　　d.V型掃查</b></p><p>　　探頭分別置于焊縫兩側(cè)并與焊縫垂直，可發(fā)現(xiàn)與探測(cè)面平行的缺陷。</p><p>　　4.焊縫的超聲波探傷及缺陷評(píng)定</p><p>　　超聲波探傷作為無(wú)損檢測(cè)一種方法，因其探傷效率高、成本低、穿透能力強(qiáng)，而被廣泛應(yīng)用。它是利用頻率超過(guò)20KHz的高頻聲束在試件中與試件內(nèi)部缺陷（如裂

97、縫、氣孔、夾渣等）中傳播的特性，來(lái)判定是否存在缺陷及其尺度的一種無(wú)損檢測(cè)技術(shù)。</p><p>　　超聲檢測(cè)因其固有特點(diǎn)，它比較適合于檢測(cè)焊縫中的平面型缺陷，如裂紋、未焊透、未熔合等。焊縫厚度較大時(shí)，其優(yōu)點(diǎn)愈明顯。</p><p>　　4.1 焊縫超聲波探傷</p><p>　　焊縫探傷主要采用斜探頭橫波探傷，斜探頭使聲束斜向入射，斜探頭的傾斜角有多種，使用斜探頭發(fā)

98、現(xiàn)焊縫中的缺陷與用直探頭探傷一樣，都是根據(jù)在始脈沖與底脈沖之間是否存在傷脈沖來(lái)判斷。當(dāng)發(fā)現(xiàn)焊縫中存在缺陷之后，根據(jù)探頭在試件上的位置以及缺陷回波在顯示屏上的高度，就可確定出焊縫的缺陷位置和大小。這是因?yàn)樵谔絺鞍匆欢ǖ谋壤诔晝x熒光屏上作有距離—波幅曲線。下面詳細(xì)介紹。</p><p>　　(1)檢測(cè)條件的選擇</p><p>　　由于焊縫中的危險(xiǎn)缺陷常與入射聲束軸線呈一定夾角，基于缺陷

99、反射波指向性的考慮，頻率不宜過(guò)高，一般工作頻率采用2.0-5.0MHz：板厚較大，衰減明顯的焊縫，應(yīng)選用更低一些的頻率。</p><p>　　探頭折射角的選擇應(yīng)使聲束能掃查到焊縫的整個(gè)截面，能使聲束中心線盡可能與主要危險(xiǎn)性缺陷面垂直。常用的探頭斜率為K1.5~K2.5。</p><p>　　常用耦合劑有機(jī)油、甘油、漿糊、潤(rùn)滑脂和水等，從耦合劑效果看，漿糊與機(jī)油差別不大，但漿糊粘度大，并具有

100、較好的水洗性，所以，常用于傾斜面或直立面的檢測(cè)。</p><p>　　(2) 檢測(cè)前的準(zhǔn)備</p><p><b>　　(3)探測(cè)面的修整</b></p><p>　　探測(cè)面上的焊接飛濺、氧化皮、銹蝕和油垢等應(yīng)清除掉，探頭移動(dòng)區(qū)的深坑應(yīng)補(bǔ)焊后用砂輪打磨。探測(cè)面的修整寬度B應(yīng)根據(jù)板厚t和探頭的斜率K計(jì)算確定，一般不應(yīng)小于2.5Kt。</p&

101、gt;<p>　　(4)斜探頭入射點(diǎn)和斜率的測(cè)定</p><p>　　1) 斜探頭的入射點(diǎn)測(cè)定。斜探頭聲束軸線與探頭楔塊底面的交點(diǎn)稱(chēng)為斜探頭的入射點(diǎn)，商品斜探頭都在外殼側(cè)面標(biāo)志入射點(diǎn)，由于制造偏差和磨損等原因，實(shí)際入射點(diǎn)往往與標(biāo)志位置存在偏差，因此需經(jīng)常測(cè)定。其測(cè)定方法如下：</p><p>　　用CSK-2B或IIW試塊測(cè)定，將斜探頭置于試塊R100圓心處，探測(cè)R100圓弧

102、，如圖4-1所示。前后移動(dòng)探頭，使所獲得的反射回波最高。此時(shí)探頭殼側(cè)面與R100圓心的刻度線所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)即為入射點(diǎn)。</p><p>　　圖4-1斜探頭入射點(diǎn)的測(cè)定</p><p>　　2)斜探頭K值的測(cè)定。斜探頭的標(biāo)稱(chēng)K值為斜探頭聲束在鋼中折射角的正切值。K值與入射點(diǎn)等參數(shù)的準(zhǔn)確性對(duì)缺陷定位精度影響很大，其標(biāo)稱(chēng)值也因制造、磨損等原因與實(shí)際值往往存在差異，因此需在使用前和使用中經(jīng)常測(cè)定。K值

103、的測(cè)定方法如下：</p><p>　　用CSK-2B或II W試塊測(cè)定，將被測(cè)探頭置于試塊上，探頭沿試塊側(cè)面前后移動(dòng)，當(dāng)對(duì)應(yīng)于φ50圓弧面所獲得最高反射回波時(shí)，斜探頭的入射點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的試塊上的角度刻度或K值刻度指示即為該探頭的折射角或K值(見(jiàn)圖4-2)。</p><p>　　圖4-2斜探頭折射角(K值)的測(cè)定</p><p>　　(5) 儀器時(shí)間基線的調(diào)整</p

104、><p>　　時(shí)間基線的調(diào)整包括零點(diǎn)校正和掃描速度調(diào)整。在橫波檢測(cè)時(shí)，為了定位方便，需要將聲波在斜楔塊中的傳播時(shí)間扣除，以便將探頭的入射點(diǎn)作為聲程計(jì)算的零點(diǎn)，扣除這段聲程的作業(yè)就是零點(diǎn)校正。掃描速度的調(diào)整則是與零點(diǎn)校正同時(shí)進(jìn)行的，可使定位更為直接。</p><p>　　時(shí)間基線的調(diào)整方法有如下幾種：</p><p>　　1)按聲程調(diào)整。調(diào)整后熒光屏上的時(shí)間基線與聲程成正

105、比，具體做法：</p><p>　　用斜探頭在IIW標(biāo)準(zhǔn)試塊(或CSK-2B試塊)上調(diào)試，使橫波斜探頭的入射點(diǎn)標(biāo)記同IIW標(biāo)準(zhǔn)試塊上R 100圓心(試塊上的“0”點(diǎn))重合。這時(shí)，由于R100圓弧面的回波被R100圓心處的反射槽反射，在熒光屏上會(huì)出現(xiàn)R100圓弧面的多次回波。根據(jù)測(cè)量范圍的要求，使某兩個(gè)回波分別對(duì)準(zhǔn)熒光屏上各自的相應(yīng)刻度，則熒光屏上多標(biāo)尺零點(diǎn)即對(duì)應(yīng)于探頭入射點(diǎn)。滿(mǎn)刻度相當(dāng)于聲程250mm。</

106、p><p>　　2)按水平距離調(diào)整。調(diào)整后熒光屏上的基線刻度與反射體的水平距離成正比。由于水平距離L與聲程s的關(guān)系是：</p><p>　　, (β=arctanK)</p><p>　　故可利用CSK-ZB試塊上R50和R100兩個(gè)圓弧面的反射進(jìn)行調(diào)整，此時(shí)：</p><p>　　將斜探頭對(duì)準(zhǔn)R50、R100，調(diào)整儀器使其回波B1、B2分別對(duì)

107、準(zhǔn)基線刻度、即可。</p><p>　　3)按深度調(diào)整。調(diào)整后熒光屏上的基線刻度與反射體的深度h成正比。由于深度h與聲程s的</p><p><b>　　關(guān)系是：</b></p><p>　　, (β=arctanK)</p><p>　　故可利用CSK-2B試塊上R50和R100兩個(gè)圓弧面的反射進(jìn)行調(diào)整，此

108、時(shí)：</p><p>　　將斜探頭對(duì)準(zhǔn)R50、R100，調(diào)整儀器使其回波B1、B2分別對(duì)準(zhǔn)基線刻度h1、h2即可。</p><p>　　(6) 距離一波幅(DAC)曲線的繪制</p><p>　　由于相同大小的缺陷因聲程不同，回波幅度也不相同。超聲波檢測(cè)時(shí)要根據(jù)缺陷回波波幅高度判定缺陷是否有害，必須按不同聲程的回波波幅進(jìn)行修正。通常是用指定的對(duì)比試塊來(lái)制作距離一波幅

109、(DAC)曲線。</p><p>　　《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果分級(jí)》(GB 11345-89)中采用對(duì)比試塊(3×40橫通孔試塊)繪制DAC曲線，其主要步驟如下：</p><p>　　1)將測(cè)試范圍調(diào)整到探傷使用的最大探測(cè)范圍，并按深度、水平或聲程調(diào)整時(shí)的基線掃描比例。</p><p>　　2)依據(jù)工件厚度和曲率選擇合適的對(duì)比試塊，在試塊上所有

110、孔深小于等于探測(cè)深度的孔深中，選取能產(chǎn)生最大反射波幅的橫孔為第一基準(zhǔn)孔。</p><p>　　3)調(diào)節(jié)“增益”使該孔的反射波為熒光屏滿(mǎn)幅高度的80%，將其峰值標(biāo)記在熒光屏前的輔助面板上。依次探測(cè)其它橫孔，并找到最大反射波高，分別將峰值點(diǎn)標(biāo)記在輔助面板上；如果做分段繪制，可調(diào)節(jié)衰減器分段繪制曲線。</p><p>　　4)將各標(biāo)記點(diǎn)連成圓滑曲線，并延伸到整個(gè)探測(cè)范圍，該曲線即為φ3mm橫孔D

111、AC曲線基準(zhǔn)線(如圖4-3)。</p><p>　　圖4-3 距離一波幅(DAC)曲線的范圍</p><p>　　5)依據(jù)表4-1規(guī)定的各線靈敏度，在基準(zhǔn)線下分別繪出判廢線、定量線、評(píng)定線，并標(biāo)記波幅的分區(qū)(如圖4-4)。</p><p>　　圖4-4距離一波幅曲線(DAC)示意圖</p><p>　　表4-1 距離波幅曲線的靈敏度</

112、p><p>　　6)在作上述測(cè)試的同時(shí)，可對(duì)現(xiàn)場(chǎng)使用的便攜式試塊上的某一參考反射體作同樣測(cè)量，并將其反射波位置和峰值標(biāo)記在曲線板上，以便現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行靈敏度驗(yàn)。</p><p><b>　　(7) 探傷作業(yè)</b></p><p>　　超聲波檢驗(yàn)應(yīng)在焊縫及探傷表面經(jīng)外觀檢查合格后進(jìn)行。檢驗(yàn)前，探傷人員應(yīng)了解受檢工件的材質(zhì)、曲率、厚度、焊接方法、焊縫種類(lèi)、

113、坡口形式、焊縫余高及背面襯墊、溝槽等情況。探傷靈敏度不應(yīng)低于評(píng)定線靈敏度。當(dāng)受檢工件的表面耦合損失及材質(zhì)衰減與試塊不一致時(shí)，應(yīng)考慮探傷靈敏度的補(bǔ)償。</p><p>　　探傷掃查速度不應(yīng)大于150mm/s，相鄰兩次探頭移動(dòng)間隔要保證至少10%的探頭寬度重疊。</p><p>　　為探測(cè)縱向缺陷，斜探頭垂直于焊縫中心線放置在探傷面上，作鋸齒形掃查(見(jiàn)圖4-5)。探頭前后移動(dòng)的范圍應(yīng)保證掃查到

114、全部焊縫截面及熱影響區(qū)。在保持探頭垂直焊縫作前后移動(dòng)的同時(shí)，還應(yīng)作的左右轉(zhuǎn)動(dòng)。為探測(cè)焊縫及熱影響區(qū)的橫向缺陷，應(yīng)進(jìn)行斜平行掃查（見(jiàn)圖4-6），可在焊縫兩側(cè)邊緣使探頭與焊縫中心線成作斜平行掃查。</p><p>　　圖4-5 鋸齒形掃查圖</p><p>　　圖4-6 斜平行掃查</p><p>　　為確定缺陷的位置、方向、形狀，觀察缺陷動(dòng)態(tài)波形或區(qū)分缺陷訊號(hào)與偽訊號(hào)

115、，可采用前后、左右、轉(zhuǎn)角、環(huán)繞等四種探頭基本掃查方式。通過(guò)左右掃查測(cè)定缺陷指示長(zhǎng)度；通過(guò)前后掃查并結(jié)合左右掃查找出缺陷的最高回波；通過(guò)定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)和環(huán)繞運(yùn)動(dòng)推斷缺陷的形狀和缺陷性質(zhì)。</p><p>　　對(duì)所有反射波幅超過(guò)定量線的缺陷，均應(yīng)確定其位置、最大反射波幅所在區(qū)域和缺陷指示長(zhǎng)度。當(dāng)時(shí)間基線按水平距離調(diào)整時(shí)，缺陷的水平距離l可由缺陷最大反射波在熒光屏上的位置直接讀出；缺陷的深度h可通過(guò)計(jì)算或作圖求出。</