【正文】 的折射角或K值(見圖42)。斜探頭的標(biāo)稱K值為斜探頭聲束在鋼中折射角的正切值。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)。其測(cè)定方法如下：用CSK2B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，如圖41所示。(4)斜探頭入射點(diǎn)和斜率的測(cè)定1) 斜探頭的入射點(diǎn)測(cè)定。(2) 檢測(cè)前的準(zhǔn)備(3)探測(cè)面的修整探測(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。~。 (1)檢測(cè)條件的選擇由于焊縫中的危險(xiǎn)缺陷常與入射聲束軸線呈一定夾角，基于缺陷反射波指向性的考慮，頻率不宜過高，：板厚較大，衰減明顯的焊縫，應(yīng)選用更低一些的頻率。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。 焊縫超聲波探傷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)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判斷。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。超聲波探傷作為無損檢測(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。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)類似中部未焊透這類缺陷。從發(fā)現(xiàn)橫向缺陷的能力來講，它比平行掃查的效果好。此法多用于具有焊縫加強(qiáng)高的工件。(2) 特殊掃查探頭與焊縫成一定的角度斜平行移動(dòng)。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)或在無法辨認(rèn)真假反射波時(shí)，采用固定位置的一種掃查方式。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確定缺陷的長度；使用前后掃查來估計(jì)缺陷的自身深度。由于焊縫中的自然缺陷在多數(shù)情況下形狀是復(fù)雜的，有一定的方向性，所以難以找到上述典型波形。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。探頭以缺陷為中心作環(huán)繞運(yùn)動(dòng)。圖34鋸齒形掃查示意圖探頭作原地轉(zhuǎn)動(dòng)的掃查方法。斜探頭的掃查方式一般分為以下幾類：?jiǎn)翁筋^的掃查、特殊掃查及雙探頭掃查。其原理圖如圖33所示。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。圖31 ⅡW試塊圖32 RB2試塊 橫波斜探頭探傷技術(shù)目前檢查焊縫內(nèi)部質(zhì)量最常用的是射線和超聲波探傷法。結(jié)構(gòu)尺寸如圖32所示。在焊縫探傷中多用于儀器調(diào)試。3）焊縫探傷常用試塊舉例a.ⅡW試塊 ⅡW試塊是標(biāo)準(zhǔn)試塊其結(jié)構(gòu)尺寸如圖31所示。2）試塊的分類：標(biāo)準(zhǔn)試塊和對(duì)比試塊。特別是3N以內(nèi)的缺陷，采用試塊比較法仍然是最有效的定量方法。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。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調(diào)整探傷靈敏度。試塊和儀器、探頭一樣，是超聲波探傷中的重要工具?；瘜W(xué)糨糊的耦合效果比較好，也是一種常用的耦合劑。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，容易使工件形成腐蝕坑，價(jià)格較昂貴。水的優(yōu)點(diǎn)是來源方便，缺點(diǎn)是容易流失，容易使工件生銹，有時(shí)不易潤濕工件。耦合劑還有減少磨擦的作用。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為耦合劑。(3) 耦合劑超聲耦合是指超聲波在檢測(cè)面上的聲強(qiáng)透射率。探頭種類：用漢語拼音縮寫字母表示。晶片材料：用化學(xué)元素縮寫符號(hào)表示。聚焦探頭種類較多。根據(jù)入射角不同，分為雙晶縱波探頭和雙晶橫波探頭。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。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。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。超聲波探頭中的壓電晶片具有壓電效應(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。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)稱為逆壓電效應(yīng)。下面介紹探頭的工作原理、主要性能及其及結(jié)構(gòu)。(2) 探頭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。除了上述按照原理的差異分類以外，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。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，但不能顯示缺陷的深度。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小。按缺陷顯示方式分類，超聲波探傷儀分為三種。脈沖波檢測(cè)儀的信號(hào)顯示方式可分為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。這類儀器通過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的脈沖波信號(hào)，通過檢測(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，稱為脈沖反射式超聲檢測(cè)儀。第二類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。這種儀器發(fā)射頻率不變的超聲連續(xù)波，根據(jù)透過工件的超聲波強(qiáng)度變化判斷工件中有無缺陷及缺陷大小。(1) 超聲波探傷儀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)接收來自探頭的電信號(hào)，將其放大后以一定方式顯示出來，從而得到被檢工件中有關(guān)缺陷的信息。 超聲探傷的設(shè)備與器材超聲檢測(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。探傷結(jié)果用示波器顯示。表32常用超聲波探傷方法的分類 脈沖反射法是目前運(yùn)用最廣泛的一種超聲波探傷法。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。目前，從儀器品種、探頭種類、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。綜合分析各種檢測(cè)方法的特點(diǎn)。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驗(yàn)。可檢驗(yàn)各種導(dǎo)電材料焊縫與堆焊層表面與近表面缺陷。（5）渦流探傷 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)變化來反映缺陷。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)。磁粉檢測(cè)可以用來檢表面與近表面缺陷。（3）磁粉探傷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。超聲探傷的主要特點(diǎn)如下： 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； 2)厚度小于8mm時(shí)，要求特殊檢驗(yàn)方法； 3)焊縫只須單面靠近，檢驗(yàn)時(shí)間短，成本低； 4)對(duì)操作人員無損害。射線探傷的主要特點(diǎn)如下： 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 無法測(cè)量缺 陷的深度； 2)基本不受焊縫厚度限制； 3)要求焊縫雙面靠近，檢驗(yàn)成本高，時(shí)間長； 4)對(duì)操作人員有射線損傷 射線探傷有利于檢驗(yàn)出夾渣、氣孔等體積形缺陷。下面分別介紹。無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。見表21。在初層焊接中常產(chǎn)生直線狀氣孔。細(xì)小氣孔數(shù)量多的情況稱為多孔性，長而連續(xù)的情況稱為蟲形氣孔。這是在金屬冷卻時(shí)，包含在熔化金屬中的氣體析出，沒有完全浮到表面就凝固而留在金屬中引起的。焊縫中的夾渣主要是氧化物、硫化物等夾雜物。一般來說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。(4) 夾渣夾渣是焊接時(shí)熔池里熔渣未浮出而殘留在焊縫中的缺陷。坡口角度過小，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。也有沿焊接線全長產(chǎn)生未焊透的極端情況。多數(shù)情況是連續(xù)產(chǎn)生一定長度的未焊透。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。為了檢出裂紋，必接經(jīng)24小時(shí)以上時(shí)間后進(jìn)行無損探傷。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。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。熱影響區(qū)裂紋在非常靠近焊縫金屬處發(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。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。另外，根據(jù)發(fā)生溫度可區(qū)分為高溫裂紋和低溫裂紋。(1) 裂紋裂紋是一種具有尖銳端頭且其開口位移長、長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。此外，還有焊瘤、咬邊等表面缺陷。如有泄漏，修補(bǔ)后重新進(jìn)行液壓試驗(yàn)和氣密性試驗(yàn). 最后產(chǎn)品各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)合格打印鋼號(hào)及掛銘牌，壓力容器制造完成。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10min，然后降至設(shè)計(jì)壓力，對(duì)所有焊接接頭和連接部位進(jìn)行泄漏檢查。 (2) 氣密性試驗(yàn) 容器需經(jīng)液壓試驗(yàn)合格后方可進(jìn)行氣密性試驗(yàn)。保壓10min后將壓力降至規(guī)定試驗(yàn)壓力的87%，并保持足夠長的時(shí)間后再次進(jìn)行泄漏檢查。 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%，保壓5min，然后對(duì)所有焊接接頭和連接部位進(jìn)行初次泄漏檢查，如有泄漏，修補(bǔ)后重新試驗(yàn)。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)本單位安全部門監(jiān)督檢查。液壓試驗(yàn)完畢后，應(yīng)將液體排盡并用壓縮空氣將內(nèi)部吹干。然后將壓力降至規(guī)定試驗(yàn)壓力的80%，并保持足夠長時(shí)間對(duì)所有焊接接頭和連接部位進(jìn)行檢查。 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。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。 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。 。T＞50mm保溫時(shí)間=（150+T）/100 ：400℃以上，6500/T →加熱寬度：焊縫中心線每側(cè)2倍板厚。長26m ：（另一法：把容器視為加熱爐，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。 ：封頭 ：加熱到1000℃～1150℃，以2分到4分/㎜保溫后快冷，然后水冷，再進(jìn)行空冷。 ：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。用亞溫淬火。硬度HB=187～22940Mn35CrMoVA 25Cr2MoVA①35CrMoA水冷+空冷。900℃～950℃20MnMoNb應(yīng)用：封頭，筒體，法蘭，管板等。得到索氏體。 b.應(yīng)用：16MnR方法：～，風(fēng)冷或霧冷。目的：細(xì)化晶粒，提高母材及常化處理焊縫的綜合機(jī)械性能，消除冷作硬化，便于切削加工。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。如超過兩次，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。 為了保證過程設(shè)備焊接質(zhì)量，焊條、焊劑及其他焊接材料的貯存庫應(yīng)保持干燥，相對(duì)濕度不得大于60% 焊接(1) 焊前準(zhǔn)備與焊接環(huán)境 L﹥6000㎜直線度≤L/1000且+8㎜ 。L﹥15000㎜時(shí)直線度≤L/1000㎜ ，對(duì)于塔器L≤15000L﹥30000㎜時(shí)直線度按塔器要求取值。㎜時(shí)直線度≤L/1000㎜ ，20㎜(3) 直線度要求： 10㎜177。表2—1 塔器橢圓度對(duì)照表DN（500，1000）（1000，2000）（2000，4000）（4000，+∞）橢圓度177。橢圓度≤%DN且≤5㎜ ，DN﹥1200㎜時(shí)要求橢圓度≤%DN且≤7㎜塔器橢圓度要求如表2—1所示。L≤2500㎜板材下料其切邊為直邊，鋸管機(jī)多用于接管下料。(1) 下料工具與下料要求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㎜壓力容器材料的種類有碳鋼、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等壓力容器專用鋼。下面分別簡(jiǎn)要介紹個(gè)流程的注意事項(xiàng)。本章主要介紹過程設(shè)備制造過程、產(chǎn)生的常見的焊接缺陷，以及產(chǎn)生這些缺陷的原因。4）無損檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范多而雜。3）對(duì)無損檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域的信息技術(shù)應(yīng)用重視不夠。從而導(dǎo)致目前我國產(chǎn)品的質(zhì)量普遍存在較大問題。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。但是，我國超聲無損檢測(cè)事業(yè)從整體水平而言，與發(fā)達(dá)國家之間仍存在很大差距。我國已經(jīng)制訂了一系列國標(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)國外標(biāo)準(zhǔn)。比如，用戶友好界面操作系統(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。超聲無損檢測(cè)已經(jīng)應(yīng)用到了幾乎所有工業(yè)部門，其用途正日趨擴(kuò)大。本文建立在NDI的基礎(chǔ)上，在過程裝備制造與維護(hù)過程中，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)過程裝備進(jìn)行有效