【正文】 ? 在坡口預(yù)定線兩側(cè)各 50mm范圍內(nèi)，缺陷指 ? 示長度大于等于 25mm時均定為 Ⅳ 級。 第三節(jié) 電薄板超聲波探傷（板波探傷） ? 板波產(chǎn)生： ? 利用縱波斜入射至薄板，為提高效率。 ? 當(dāng)入射縱波波長 λL和板波波長 λB對應(yīng)時。 BLSi n??? ?? 并可得 （ CL——透聲楔中縱波速度，CP——板中板波相速度）。 ? 板波衰減：① 隨傳播距離起伏變化，無變化規(guī)律，不呈單調(diào)。 ? ?Si nCC LP ?? ② 與板面清潔有關(guān)，板面有水、油時衰減大。 ? 板波在薄板中傳播時，遇到板端部或缺陷會產(chǎn)生反射，同時會產(chǎn)生波型轉(zhuǎn)換（即板 ? 波模式波型轉(zhuǎn)換）。 ? 板波探傷程序： ： ? 一個探頭單收發(fā)（用穿透法即二個探頭一收一發(fā)的也有，不常用）。 ? 儀器： ~5MHZ功率較大的探傷儀。 ? 探頭：接觸式、水浸式或輪胎式單收發(fā)探頭。 ? 試塊：與板材質(zhì)、板厚相等的板材試塊。 ? 反射體： Ф1或 Ф2 豎通孔。 ? 尺寸： 200 300 ? 探傷頻率：根據(jù)板厚 δ選擇 f，使板中波長 λ與板厚 δ相當(dāng)。 ? 板波類型：與入射選擇： ? 端面反射波高，傳播距離大，波型單一。 ? 群速度快，易識別缺陷為原則。 ? 儀器調(diào)節(jié)：利用試塊調(diào)節(jié)掃描線比例和靈敏度。（試塊端部或人工孔） ? ? 探測與缺陷測定： ? 探頭沿軋制方向移動，聲束與軋制方向垂直，先觀察端面回波情況，即找出出現(xiàn)端面回波最大距離，然后以此范圍將鋼板分段檢查。 ? 缺陷位置：① 可根據(jù)掃描線上缺陷波位置估算工件上位置。 ? ② 也可用手拍打缺陷波來確定工件中位置。 ? 指示長度測定：半波法或全波法。 ? 最后根據(jù)指示長度范圍確定缺陷面積。 第四節(jié) 管材超聲波探傷 ? 一、管材制造工藝及常見缺陷 ? 無縫鋼管 ——用穿孔法和高速擠壓法制成。 ? 穿孔法是將園鋼在軋輥滾軋的同時用穿孔機穿孔。穿孔后的管子形狀不規(guī)整，表面 ? 毛糙，再通過心棒軋管機或心棒減徑機，定徑機等工藝壓延，平整成型。 ? 高速擠壓法是通表面潤滑的原材料在擠壓機中直接擠壓成型，加工精度較高。 ? 焊接管：先將原材料卷成管形再焊接，大口徑管多用此焊接管。 ? 電阻焊接管： ? 由經(jīng)熱軋成型的管型卷材送到電阻焊接管成型機中自動卷成管材，在焊口上通以高頻 ? 電流，產(chǎn)生電阻熱，利用這種熱量焊接口，這種焊口都是直的，又稱直焊管。 ? 埋弧自動焊接管： ? 鋼板卷成螺旋形或加工成縱向接縫形式。 ? 用埋弧自動焊進(jìn)行焊接，這種管主要用于大口徑管子，如天然氣輸氣管的加工。 ? 大口徑管：也有用鋼錠經(jīng)鍛造、軋制等加工成。 ? 管材中的缺陷： ? 無縫鋼管中：有裂紋、折迭、夾層、夾雜和翹皮，內(nèi)壁拉裂等，大多與管軸方向平行， ? 也有重皮缺陷，但形狀不定，對它檢驗也較困難。 ? 大口徑管管材中及直接由鍛壓方式制成的大口徑管中缺陷與鍛件類似。有裂紋、白點、砂眼、非金屬夾雜等。 ? 鋼管中的上述缺陷由下列原因產(chǎn)生： ? 縱裂紋是由加熱不良、熱處理加工不當(dāng)引起。 ? 橫向裂紋是由軋制過于劇烈，加熱過度或者冷態(tài)加工過多而引起。 ? 表面劃傷是由加工時的導(dǎo)管和拉模的形狀不良以及燒傷等引起，翹皮、折迭是由園鋼表面夾入雜質(zhì)或有偏析或有非金屬夾渣物、裂紋缺陷，在穿孔時產(chǎn)生。 ? 夾雜和分層是由園鋼內(nèi)部非金屬夾雜物和片狀缺陷在穿孔軋制時產(chǎn)生。 ? 焊接管的焊縫中缺陷與焊縫類似，有裂紋、未焊透、氣孔、夾渣等。 ? 二、小口徑管探傷 ? 外徑小于 100mm的管材，大多為無縫鋼管，對平行于管軸的徑向缺陷，即管內(nèi)縱缺陷：可用橫波進(jìn)行周向掃查檢測。 ? 對垂直于管軸的徑向缺陷，即管內(nèi)橫向缺陷。用橫波進(jìn)行軸向掃查檢測。 ? 探傷前準(zhǔn)備：① 清理被探管材表面的氧化皮，銹蝕、油污。 ? ② 考慮管材與探頭相對運動的軌跡，相鄰探頭軌跡間距離考慮聲束復(fù)蓋范圍。 ? ③ 為避免由于缺陷取向等原因產(chǎn)生聲波反射呈現(xiàn)定向性而發(fā)生漏檢，應(yīng)從兩個相反方向各探一次。 ? ㈠ 接觸法探傷 ? 適用于手工探傷，特點：管徑小，波束擴散，耦合不好。 ? 要采取措施：① 有機玻璃斜楔磨成與管子外徑曲率相近。 ? ② 采用接觸式聚焦探頭。 ? ? 斜探頭晶片一般用 8 10， 10 12，12 14，最長不大于 25mm。 ? 頻率： ~5MHZ。 ? 試塊：檢測管子縱向缺陷的對比試塊應(yīng)選取與被檢鋼管的規(guī)格相同，材質(zhì)、熱處理工藝和表面狀況相同或相似的鋼管制備，對比試塊上不得有影響人工缺陷正常指示的自然缺陷。 ? 對比試塊上人工缺陷為尖角槽，角度為 60176。 ，槽深度 t分別為管壁厚度的 5%（ I級，≤t1mm）， 8%（ II級，≤t2mm）， 10%（ III級，≤t3mm），槽長均為 40mm，尖角槽可加工在管內(nèi)壁與外壁，且平行于管軸。 ? 靈敏度：可直接在對比試樣上將內(nèi)壁人工尖角槽的回波高度調(diào)到熒光屏滿刻度的 80%，再移動探頭，找出外壁人工尖角槽的最大回波，在熒光屏上標(biāo)出，連接兩點即為該探頭的距離 波幅曲線，作為檢測的基準(zhǔn)靈敏度，在此基準(zhǔn)靈敏度基礎(chǔ)上一般提高 6dB，作為掃查靈敏度。 ? 探頭掃查：保證管材 100%掃查到。 ? ①探頭不動，管旋轉(zhuǎn)同時作軸向前進(jìn)。 ? ②探頭軸向前進(jìn)，管轉(zhuǎn)動。 ? ③管不動，探頭作螺旋運動。 ? 記錄：缺陷回波幅 ≥基準(zhǔn)波高靈敏度的缺陷，不合格。 ? ? 斜探頭晶片 10 1 12 14最大不超過25mm。 ? 頻率 ~5MHZ ? 試塊：檢測管子橫向缺陷的對比試塊應(yīng)選取與被檢鋼管規(guī)格相同、材質(zhì)、熱處理工藝 ? 相同或相似的鋼管，不得有影響人工缺陷顯示的缺陷，人工缺陷為 V形槽，角度為 60176。 ，長 40mm，槽深度 t分別為管壁厚度的 5%（ I級，最小為 ，最大為 1mm）， 8%（ II級，最小為 ，最大為2mm）， 10%（ III級，最小為 ，最大為3mm）。 V形槽一般加工在管子外表面，當(dāng)外徑≥80mm，且壁厚 ≥10mm時，應(yīng)同時在內(nèi)、外表面加工 V形槽。同一塊試塊內(nèi)，外表面人工缺陷沿鋼管軸向應(yīng)有足夠的間距，以使調(diào)節(jié)時內(nèi)、外人工缺陷回波容易分辨。 ? 靈敏度： ? ①只有外表面尖角槽。試塊上人工尖角槽回波 50%高以此作為基準(zhǔn)靈敏度。 ? ②內(nèi)外均有尖角槽，將內(nèi)表面槽波高調(diào)至熒光屏 80%，然后再將外表面槽的反射回波幅度點標(biāo)在熒光屏上作距幅曲線。 ? 檢測靈敏度一般比上述基準(zhǔn)靈敏度高 6dB。 ? 掃查探測： ? 探頭沿管軸線按螺旋線前進(jìn)掃查。 ? 缺陷波高 ≥基準(zhǔn)靈敏度波高的缺陷不合格。 ? （二）水浸探傷 ? 采用水浸縱波聚焦探頭，超聲縱波在與管軸線垂直的平面內(nèi)斜入射到管子的管壁 ? 中，當(dāng)入射角 α=αI～ αII范圍內(nèi)時在管壁中產(chǎn)生純橫波。 ： ? 實際探傷時，使縱波離開管軸中心一段距離（這段距離稱偏心距 X）垂直入射到管壁中達(dá)到縱波斜入射到壁中的效果。 ? ① 偏心距 X ? 滿足純橫波探測到內(nèi)壁條件 ? 滿足純橫波探測到內(nèi)壁條件 ? ? 且 ? 及： RrCCSi nCCSi nSLLL ??? ??211211 ?RXSi n 1???rCCXRCCSLLL ????2121? ② 水層厚度 H即為探頭晶片離開管壁的距離 ? H大于鋼管中橫波全程 1/2?？墒顾畬硬ǖ牡诙畏瓷洳ㄎ挥阡摴軆?nèi)外壁反射波之后。 ? 設(shè)橫波全聲程為 S。 則 因 ? 這樣 S2次水層波位于 SF外后，辨于觀察和判別缺陷。 ? ③焦距選擇 ? 焦點落在與聲束軸線垂直的管子中心線上。此時進(jìn)入管壁中的橫波聲束基本成平行 SH 21?外內(nèi) FF SSS ??2132 3014 80 ??SCC 水? 聲束。使聲束邊緣與聲束中心入射到管壁的入射角基本相等，減少聲束發(fā)散。 ? 則焦距 ? 式中： R——管子外半徑， X——偏心距。 22 XRHF ???? 2．探測條件： ? 探頭：線聚焦或點聚焦探頭， ～ 5MHZ。聚焦探頭的聲透鏡曲率半徑 r’與焦距 F的 ? 關(guān)系為： ? r’= FC CCLLL121 ?? F— —水中焦距 ? CL1— —聲透鏡中縱波聲速 ? CL2— —水中焦距 ? 聲耦合：水中加活性劑和防銹劑。 ? 掃查方式：聲束沿管壁作螺旋線掃查?？墒固筋^不動，鋼管作螺旋運動，或探頭沿管子轉(zhuǎn)動，或探頭沿管軸轉(zhuǎn)動，管子作直線前進(jìn)等方式達(dá)到掃查目的。 ? 3. 靈敏度與評定 ? 靈敏度調(diào)整時，一面用適當(dāng)速度轉(zhuǎn)動管子，一面將探頭慢慢偏心，使對比試樣管內(nèi)、外表面人工缺陷所產(chǎn)生的回波幅度均達(dá)到熒光屏滿刻度的 50%，以此作為基準(zhǔn)靈敏度如不能達(dá)到此要求，也可在內(nèi)、外槽設(shè)立不同波高的控制基準(zhǔn)，作為報警電平。掃查靈敏度比基準(zhǔn)靈敏度高 6dB，當(dāng)缺陷回波 ≥基準(zhǔn)靈敏度波高時的缺陷，就判為不合格。 ? 小口徑管子浸探傷步驟： ? 1. 選合適聚集探頭固定在調(diào)整架上 ? 調(diào)整水層距離（ X偏心距） ? 3．聚集探頭對準(zhǔn)管軸。 ? 4．放入有內(nèi)、外壁標(biāo)準(zhǔn)人工槽試塊，使內(nèi)壁槽第一次反射波調(diào)在 3~4格間，第二次反射波調(diào)在 6~8格間。 22 XRFH ???? 5. 旋轉(zhuǎn)人工試樣，緩慢調(diào)節(jié)聚焦探頭偏心距X，使第一次和第二次水層波出現(xiàn)，并使第二次水層波調(diào)在外壁槽反射波后，即第二次反射波調(diào)在 8~9格間。 ? 6. 按 JB/T47302022要求調(diào)節(jié)靈敏度探測比基準(zhǔn)靈敏度高 6dB。評定按基準(zhǔn)靈敏度，發(fā)現(xiàn)缺陷波高 ≥基準(zhǔn)靈敏度波高時不合格。 ? 三、大口徑管探傷： ? 1. 探測方式 ? 直探頭 ? ①縱波垂直探傷 ? 雙晶直探頭 ? 檢測缺陷：與管軸平行缺陷（周向，即平行外表面）。當(dāng)缺陷 F較小時， F波與底波 B同時存在，當(dāng)缺陷 F較大時， B可能消失。 ? Δ 可用半波法測缺陷面積。 ? ② 橫波周向探傷 ? 單、雙斜探頭探測 ? 探測缺陷：與管軸平行的徑向缺陷。 ? Δ探測時應(yīng)從正反兩個方向檢測。用雙斜探頭探測時，可能出現(xiàn)同一缺陷有二個回波，要注意區(qū)分。 ? ③橫波軸向探傷： ? 單斜或雙晶斜探頭 ? 用雙晶在聲束交區(qū)復(fù)蓋管子內(nèi)外壁時，內(nèi)、外壁缺陷靈敏度基本一致。 ? 檢測缺陷：與軸線垂直的徑向缺陷。 ? ④水浸聚焦探傷 ? 一般用線聚焦探頭，焦點落管子中心線上，使聲束在管壁內(nèi)多次反射聲束寬基本一致，內(nèi)外壁檢測缺陷基本相同。 ? 2. 大口徑管周向探傷缺陷定位 ? 大口徑管周向探傷缺陷定位應(yīng)注意以下幾點： ? ① 考慮聲程修正和跨距修正，其方法與橫波外園探測筒體縱向缺陷方法。 ? ② 當(dāng)探頭磨成和鋼管外園的弧面曲率一致時，聲束不僅發(fā)散，而且入射點改變，入射角也改變。此時入射點和折射角應(yīng)在專用試塊上測定。 ? 四、厚壁管探傷： ? ①管材橫波一次掃查到內(nèi)壁條件： ? t——管壁厚 D——管外徑。 ? ②利管中折射縱波在外壁產(chǎn)生 61176。 反射產(chǎn)生較強的變型反射橫波，則檢測管壁厚 t可擴大為： ?Dt? 但變型橫波靈敏度較低，一般不宜采用。 ? 管子探傷特點： ? 垂直于管軸 ? 1. 探測方向聲波入射方向二個： ? 與管成交角 ? 2. 管壁內(nèi)聲束在管內(nèi)外壁反射時引起聲能擴散。 ? 3. 管子壁厚折射橫波在內(nèi)壁上的入射角隨管子壁厚改變而改變，并非像平板固定不變。 ? 4. 進(jìn)行純橫波探傷條件： ? 入射角 α≥Sin1 ? CL1——第一介質(zhì)縱波聲速。 ? CL2——管材中縱波聲速。 2