《堆焊层超声波探伤》PPT课件.ppt

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1、第四节第四节 堆焊层超声波探伤堆焊层超声波探伤一、堆焊层中常见缺陷一、堆焊层中常见缺陷1.堆焊金属缺陷：气孔、夹渣等。堆焊金属缺陷：气孔、夹渣等。2.堆焊层与母材（基板）间的未熔合（未堆焊层与母材（基板）间的未熔合（未结合、或未贴合）。此缺陷取向：基本平结合、或未贴合）。此缺陷取向：基本平行于母材表面。行于母材表面。3.堆焊下母材热影响区的再热裂纹。取向堆焊下母材热影响区的再热裂纹。取向基本垂直于母材表面。基本垂直于母材表面。二、堆焊层晶体结构特点二、堆焊层晶体结构特点1.奥氏体晶粒组织奥氏体晶粒组织 晶粒粗大，柱状结晶，晶间距离大晶粒粗大，柱状结晶，晶间距离大2.超声波探伤特点超声波探伤特点

2、纵波比横波在柱子状方向衰减少，出现草纵波比横波在柱子状方向衰减少，出现草状回波少一些。状回波少一些。三、探伤方法三、探伤方法1.堆焊层内缺陷检测堆焊层内缺陷检测 探头：探头：1）纵波双晶直探头及双晶斜探头，）纵波双晶直探头及双晶斜探头，2.5MHZ,K（75），交点深度位于堆），交点深度位于堆焊层与母材结合部位，有效声场覆盖检测焊层与母材结合部位，有效声场覆盖检测区域。区域。探头面积探头面积325mm2，相当于，相当于1818 2）纵波斜探头，）纵波斜探头，2MHZ5MHZ，K=1(=45)试块试块堆焊层侧探测，堆焊层侧探测，T1试块；反射体为试块；反射体为2、3和和4平底孔，平底孔，1.54

3、0横孔。横孔。母材侧探测，母材侧探测，T2试块；反射体为试块；反射体为2、3和和4平底孔。平底孔。1.540横孔横孔试块母材和堆焊层试块母材和堆焊层材质与工件相同或相材质与工件相同或相近。近。检测灵敏度检测灵敏度基准灵敏度：基准灵敏度：1)双晶直探头置双晶直探头置T1试块堆焊层表面，移动试块堆焊层表面，移动探头使探头使3平底孔最大回波达平底孔最大回波达80%满幅。满幅。2)双斜探头置双斜探头置T2试块堆焊层表面，移动探试块堆焊层表面，移动探头使长横孔最大回波达头使长横孔最大回波达80%满幅。满幅。3)纵波斜探头，在试块基板一侧移动探头使纵波斜探头，在试块基板一侧移动探头使长横孔最大回波达长横孔

4、最大回波达80%满幅。满幅。扫查灵敏度比上述基准灵敏度高扫查灵敏度比上述基准灵敏度高6dB。扫查方式：扫查方式：探头在工件堆焊层一侧扫查时，双晶探头探头在工件堆焊层一侧扫查时，双晶探头隔声层平面应平行于堆焊方向，且在堆焊隔声层平面应平行于堆焊方向，且在堆焊方向和垂直于堆焊方向两个互相垂直方向方向和垂直于堆焊方向两个互相垂直方向扫查。扫查。焊道之间重合区、起弧、熄弧区应重点焊道之间重合区、起弧、熄弧区应重点检查。检查。缺陷测量缺陷测量 发现缺陷后用试块比较当量大小，用发现缺陷后用试块比较当量大小，用6dB法测指示长度。法测指示长度。验收标准验收标准按按JB/T4730-2005评定：存在超过评定

5、：存在超过级或级或出现裂纹类等危害性缺陷评为出现裂纹类等危害性缺陷评为级，评为级，评为不合格。不合格。2.堆焊层与母材间的未结合缺陷检测堆焊层与母材间的未结合缺陷检测 探头：纵波单晶直探头或双晶直探头，探头：纵波单晶直探头或双晶直探头，f=2MHZ5MHZ。试块：试块：T3试块。试块。检测灵敏度检测灵敏度1)单晶直探头：探头在单晶直探头：探头在T3试块母材（基板）试块母材（基板）一侧探伤使一侧探伤使10mm平底孔回波幅度为平底孔回波幅度为80%满幅。满幅。2)双晶直探头，探头在双晶直探头，探头在T3试块堆焊层一侧试块堆焊层一侧探伤使探伤使10mm平底孔回波幅度为平底孔回波幅度为80%满幅。满幅

6、。扫查灵敏度在此基准灵敏度基础提高扫查灵敏度在此基准灵敏度基础提高6dB。扫查方式扫查方式纵波单晶直探头在工件母材侧扫查。纵波单晶直探头在工件母材侧扫查。纵波双晶探头在工件堆焊层侧扫查。纵波双晶探头在工件堆焊层侧扫查。缺陷测量缺陷测量发现缺陷用发现缺陷用6dB法测长和面积。法测长和面积。验收验收按按JB/T4730-2005不允许存在缺陷直径大于不允许存在缺陷直径大于40mm未结合部位。缺陷直径小于未结合部位。缺陷直径小于25mm的的未结合区评为未结合区评为级，允许存在。缺陷直径级，允许存在。缺陷直径在在25mm40mm范围内的未结合区评为范围内的未结合区评为级，是否允许存在根据检测委托确定。

7、级，是否允许存在根据检测委托确定。3.堆焊层下母材热影响区再热裂纹及堆焊堆焊层下母材热影响区再热裂纹及堆焊层界面缺陷检测。层界面缺陷检测。用纵波双晶直探头和纵波斜探头从堆焊用纵波双晶直探头和纵波斜探头从堆焊层侧检测，以层侧检测，以T1试块调灵敏度。试块调灵敏度。用纵波斜探头从母材侧检测，用用纵波斜探头从母材侧检测，用T1长横长横孔调灵敏度。孔调灵敏度。验收：验收：按按JB/T4730-2005标准不允许存在超过标准不允许存在超过级及发现裂纹等危害性缺陷。当用纵波双级及发现裂纹等危害性缺陷。当用纵波双晶斜探头和纵波斜探头发现当量小于晶斜探头和纵波斜探头发现当量小于2dB缺陷，缺陷，评为评为级，允

8、许存在。当用纵波双晶斜探级，允许存在。当用纵波双晶斜探头和纵波斜探头检测发现头和纵波斜探头检测发现2dB至至2dB缺缺陷，评为陷，评为级，是否允许根据检测委托确级，是否允许根据检测委托确定。定。4.堆焊层厚度测定堆焊层厚度测定仪器：数字式双晶探头测厚仪仪器：数字式双晶探头测厚仪试块：试块：探测：在堆焊层侧测量校正仪器，工件上探测：在堆焊层侧测量校正仪器，工件上在堆焊层侧测量。在堆焊层侧测量。第五第五节节 奥氏体不锈钢焊缝超声波探伤奥氏体不锈钢焊缝超声波探伤一、组织特点一、组织特点奥氏体柱状结晶，晶粒粗大，直径，长度奥氏体柱状结晶，晶粒粗大，直径，长度最长达最长达10mm。手工焊多道焊，焊缝中多

9、处。手工焊多道焊，焊缝中多处不均匀。超声波传播困难，出现林状反射不均匀。超声波传播困难，出现林状反射晶间反射。晶间反射。二、探测条件二、探测条件1.波型：纵波波型：纵波2.探头：窄脉冲聚焦探头，大晶片探头：窄脉冲聚焦探头，大晶片斜射纵波，斜探头斜射纵波，斜探头单晶（检测深度大的缺单晶（检测深度大的缺陷）和双晶（检测较浅的缺陷）陷）和双晶（检测较浅的缺陷）纵波斜探头纵波斜探头。纵波折射角纵波折射角2=45必要时用必要时用60或或70。3.频率：（目的：提高信噪比）频率：（目的：提高信噪比）三、仪器调整和探测三、仪器调整和探测 1.扫描线比例调节扫描线比例调节 借助直探头调扫描线比例借助直探头调扫

10、描线比例用普通探头对准厚用普通探头对准厚40mmW2试块大平底试块大平底将将B1和和B2对准对准4格和格和8格。换上纵波斜探头，格。换上纵波斜探头，将将R50园弧波园弧波B1对准对准5格，即完成声程格，即完成声程1:1。在不锈钢焊缝专用试块上利用不同深度在不锈钢焊缝专用试块上利用不同深度横孔直接将扫描线比例按深度或水平横孔直接将扫描线比例按深度或水平1:1调调节。节。2.灵敏度灵敏度对板厚对板厚T50mm的奥氏体不锈钢焊缝，判的奥氏体不锈钢焊缝，判废线废线2304dB，定量线，定量线23012dB，评定线，评定线25018dB。3.探测方式探测方式 利用纵波斜射的一次波探测，因二次波探利用纵波

11、斜射的一次波探测，因二次波探测将会产生波型转换，对缺陷难于分辨。测将会产生波型转换，对缺陷难于分辨。4.缺陷指示长度测量缺陷指示长度测量 反射波高位于定量线及以上缺陷只有一反射波高位于定量线及以上缺陷只有一个高点时用个高点时用6dB法测指示长度，有多个高点法测指示长度，有多个高点时，用端点时，用端点6dB法测指示长度。反射波高位法测指示长度。反射波高位于于区的缺陷，以评定线灵敏度采用绝对区的缺陷，以评定线灵敏度采用绝对灵敏度法测指示长度。灵敏度法测指示长度。5.缺陷评定缺陷评定 相邻两缺陷小于较小缺陷长度作为一条相邻两缺陷小于较小缺陷长度作为一条缺陷处理，两缺陷长度之和作为单个缺陷缺陷处理，两

12、缺陷长度之和作为单个缺陷指示长度。条状缺陷近似分布在一条直线指示长度。条状缺陷近似分布在一条直线上，以两端点距离作为其间距，点状缺陷上，以两端点距离作为其间距，点状缺陷以两缺陷中心距离作为间距，指示长度小以两缺陷中心距离作为间距，指示长度小于于10mm时按时按5mm计。计。经评定，判断为裂纹等危害性缺陷和超过经评定，判断为裂纹等危害性缺陷和超过合格级别允许长度缺陷不允许存在，反射合格级别允许长度缺陷不允许存在，反射波高位于波高位于区非裂纹类缺陷及反射波高位区非裂纹类缺陷及反射波高位于于区且指示长度区且指示长度LT/3（最大为（最大为10mm），评为），评为级允许存在。反级允许存在。反射波高位于

13、射波高位于区且指示长度区且指示长度L2T/3（最小（最小为为12mm,最大为最大为30mm，评为，评为级，是否级，是否允许根据探伤委托决定。允许根据探伤委托决定。第六节第六节 铝焊缝超声波探伤铝焊缝超声波探伤一、铝焊缝特点与常见缺陷一、铝焊缝特点与常见缺陷铝中纵波声速比钢大铝中纵波声速比钢大 衰减比钢小衰减比钢小铝中横波声速比钢小铝中横波声速比钢小焊缝中缺陷与钢焊缝相似。焊缝中缺陷与钢焊缝相似。二、探测条件二、探测条件1.探头：频率探头：频率铝中铝中K值为，也可选用其它值为，也可选用其它K值。值。2.试块：试块：260长横孔试块。长横孔试块。3.耦合剂：机油、变压器油、甘油等，不耦合剂：机油、

14、变压器油、甘油等，不含碱性。含碱性。三、探测准备三、探测准备1.入射点：在钢制入射点：在钢制CSK-A试块上测，或试块上测，或在钢制（或铝制）半园试块上测。在钢制（或铝制）半园试块上测。2.折射角：折射角：在铝制试块（在铝制试块（JB/T4730-2005）上测。）上测。3.扫描线比例扫描线比例可在可在JB/T4730-2005规定铝制规定铝制240长长横孔试块上调（按水平中深度调），为调横孔试块上调（按水平中深度调），为调准确。准确。可在钢制可在钢制CSK-A试块调，但调时用下试块调，但调时用下式换算：式换算：4.探测方式探测方式T40mm时为时为 最大不超过最大不超过20mm，II级级焊缝

15、：板厚焊缝：板厚840mm时为时为15mm，板厚，板厚40mm时为时为 最大不超最大不超过过27mm。3)检测人员判为危害性缺陷（可能是检测人员判为危害性缺陷（可能是裂纹，未熔合或未焊透等）。裂纹，未熔合或未焊透等）。4)指示长度超过指示长度超过级的焊缝评为级的焊缝评为级，级，不允许存在，评为不允许存在，评为级焊缝是否允级焊缝是否允许，根据探伤委托要求决定。许，根据探伤委托要求决定。第七节第七节 小径管对接焊缝超声波探伤小径管对接焊缝超声波探伤一、概述一、概述小径管外径小径管外径d4mm，壁厚，壁厚t=313mm。曲。曲率半径小，管壁厚度小。率半径小，管壁厚度小。焊缝中缺陷：气孔、夹渣、未焊透

16、、未熔焊缝中缺陷：气孔、夹渣、未焊透、未熔合、裂纹等。合、裂纹等。探伤特点：大探伤特点：大K值，短前沿，一次波探测根值，短前沿，一次波探测根部。部。二、探测条件二、探测条件1.仪器仪器较窄始脉冲，始脉冲占宽较窄始脉冲，始脉冲占宽。高分辨率。高分辨率。CS-1、CS-2、CS-3、CS-4试试块上块上R5和圆弧回波横波分辨率和圆弧回波横波分辨率6dB。2.探头探头楔块：探测面磨成与管外面曲率均合。楔块：探测面磨成与管外面曲率均合。晶片：小晶片，常用晶片：小晶片，常用66，88mm频率：常用频率：常用5MHZ，管壁厚度大于，管壁厚度大于15mm时，采用。时，采用。K值：壁厚值：壁厚48mm时，采用

17、；壁厚时，采用；壁厚815mm时，采用时，采用K=2；壁厚；壁厚15mm,采用采用K。前沿长度前沿长度L：常用：常用46mm。实际选用时，壁。实际选用时，壁厚厚48mm，L6mm；壁厚；壁厚815mm,L8mm；壁厚；壁厚15mm，L12mm。探头型式：平面单晶横波探头探头型式：平面单晶横波探头灵敏度较灵敏度较低。低。单晶、双晶线聚焦探头单晶、双晶线聚焦探头灵敏度高。灵敏度高。3.试块：试块：对比试块对比试块GS-1、GS-2、GS-3、GS-4用于用于测试仪器和探头的性能，测试仪器和探头的性能，调整扫描线比例和探伤灵敏度。调整扫描线比例和探伤灵敏度。4.耦合剂：机油、甘油、浆糊等。耦合剂：机

18、油、甘油、浆糊等。三、仪器调整三、仪器调整1.扫描线比例：水平扫描线比例：水平1:1，可用，可用2横孔调节。横孔调节。2.灵敏度灵敏度壁厚 评定线 定量线 判废线 8mm 220-16dB 220-16dB 220-10dB 8mm15mm 220-16dB 220-13dB 220-7dB 15mm 22016dB 22010dB 2204dB 3.探测面打磨范围：探测面打磨范围：7-9倍壁厚，实际倍壁厚，实际5070mm。当壁厚当壁厚15mm时探头移动距离时探头移动距离2.5K(为管子壁厚为管子壁厚)。四、扫查探测与缺陷判别四、扫查探测与缺陷判别1.扫查探测扫查探测 一次波、三次波探焊缝下

19、部和根部，二一次波、三次波探焊缝下部和根部，二次波探焊缝上部。一般要求选用的探头一次波探焊缝上部。一般要求选用的探头一次波探测焊缝根部。次波探测焊缝根部。2.缺陷判别与测定缺陷判别与测定缺陷判定：当壁厚缺陷判定：当壁厚15mm时，以缺陷水时，以缺陷水平距离位置判别缺陷。平距离位置判别缺陷。水平距离水平距离探头侧热影响区到探头距离。探头侧热影响区到探头距离。两侧探测均在焊缝中心线水平距离两侧探测均在焊缝中心线水平距离处。处。仅一侧探测在焊缝中心线处为错边。仅一侧探测在焊缝中心线处为错边。当壁厚当壁厚15mm时，应按中厚板对时，应按中厚板对接焊缝探伤方法判定缺陷。接焊缝探伤方法判定缺陷。缺陷指示长

20、度缺陷指示长度LS测定：测定：当缺陷反射波高位于当缺陷反射波高位于II区或区或II区以上，反射区以上，反射波只有一个高点用定量线绝对灵敏度法测波只有一个高点用定量线绝对灵敏度法测指示长度，有多个高点，用端点指示长度，有多个高点，用端点6dB法测指法测指示长度。示长度。当缺陷反射波高位于当缺陷反射波高位于I区，如有必要测长，区，如有必要测长，以评定线为基准的绝对灵敏度测长。以评定线为基准的绝对灵敏度测长。测长的指示长度为沿管子外径园周长，其测长的指示长度为沿管子外径园周长，其实际指示长度实际指示长度LS为为LS=L（R-H）/R，这，这里里L探头沿管子外园移动距离，探头沿管子外园移动距离，R管子

21、外半径，管子外半径，H缺陷离外表面深度。缺陷离外表面深度。缺陷性质判断：缺陷性质判断：根部未焊透：有端角反射特征，回波较根部未焊透：有端角反射特征，回波较强。从焊缝两侧均可探到，位于焊缝中心强。从焊缝两侧均可探到，位于焊缝中心线沿焊缝有一定长度。线沿焊缝有一定长度。未熔合：均为未熔合：均为V型坡口。在靠近探头一侧型坡口。在靠近探头一侧坡口边缘有未熔合。常在二次波发现，回坡口边缘有未熔合。常在二次波发现，回波较高焊缝一侧探到，另一侧探不到。波较高焊缝一侧探到，另一侧探不到。气孔：出现在焊缝中任何位置，波幅小。气孔：出现在焊缝中任何位置，波幅小。缺陷评定：缺陷评定：首先判定是否危险性缺陷，对判定为

22、非危首先判定是否危险性缺陷，对判定为非危险性缺陷，如相邻两缺陷在一直线上，其险性缺陷，如相邻两缺陷在一直线上，其间距小于其中较小的缺陷长度应作一条缺间距小于其中较小的缺陷长度应作一条缺陷处理，以两个缺陷长度之和作为单个缺陷处理，以两个缺陷长度之和作为单个缺陷指示长度，且不考虑间距，单个点状缺陷指示长度，且不考虑间距，单个点状缺陷指示长度按陷指示长度按5mm计。计。五、质量评定五、质量评定1.不允许存在缺陷为：反射波幅位于不允许存在缺陷为：反射波幅位于III区的区的缺陷和判定为裂纹等危险性缺陷。评为缺陷和判定为裂纹等危险性缺陷。评为级的焊缝，及评为级的焊缝，及评为级且产品规定级且产品规定级合级合

23、格的焊缝。格的焊缝。2.焊接接头内部单个缺陷为：反射波幅位焊接接头内部单个缺陷为：反射波幅位于于区非裂纹类缺陷和反射波幅位于区非裂纹类缺陷和反射波幅位于II区区的缺陷，指示长度（最大为的缺陷，指示长度（最大为10mm）评为）评为I级，指示长度（最大为级，指示长度（最大为15mm），评为），评为II级，超过上述数据评为级，超过上述数据评为III级。级。3.如判为根部未焊透，则单个根部未焊缝如判为根部未焊透，则单个根部未焊缝长度为（最小为长度为（最小为5mm），累计长度），累计长度10%园周长且园周长且30mm评为评为I级。单个根部未焊级。单个根部未焊透长度为（最小为透长度为（最小为6mm）且累计长度）且累计长度15%园周长，且园周长，且40mm评为评为II级，超过级，超过上述数据评为上述数据评为III级。级。4.在在10mm焊缝内，同时存在条状缺陷和焊缝内，同时存在条状缺陷和未焊透时评为未焊透时评为III级。级。