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薄钢板对接焊缝超声波检测探头的选择

来源:济宁儒佳检测仪器有限公司   2021年03月23日 08:45  

在云南,随着小型电站的不断开发与兴建,约8mm厚度的薄钢板在压力钢管中应用较多。

 

*,对接焊缝的管壁越薄、焊缝盖面的宽度相对越宽(埋弧自动焊焊缝盖面宽度为 22mm,背缝宽度为20mm),超声波检测的困难就越大,所以选择探头K值和前沿距离L值很重要。

 

K值是斜探头主声束在被检工件中折射角的正切值;探头前沿距离L值是入射点至探头前端的距离。

 

在8mm厚度钢板的对接焊缝超声波检测时一般将仪器调试为水平1:1扫描,并采用单面双侧单 只探头检验,使一、二次声程能扫查到焊缝整个截面。

 

例如:5Z8×12K3.0探头的前沿距离L=10mm, 检测8mm厚钢板对接焊缝 ,当焊缝盖面宽度为22mm时,因探头前沿距离较大,很难满足探 伤的要求,所以应在探头K值不变的情况下尽量选择前沿距离较短的探头。

 

如:5P6×6K3.0,L=4mm的探头方可基本满足检测要求。

 

1、 一次声程扫查焊缝根部时探头的选择

 

一般钢板厚度为8mm的对接焊缝坡口型式为V,钝边高度为3mm,间隙为0~1.0mm。

 

当采用埋弧自动焊焊接时,焊缝盖面的宽度在 22mm左右 。 

 

由此可知探头选择的条件,当探头的前端与焊缝余高接触且无法再向前移动时,使主声束一次声程能扫查到焊缝宽度中心线距底面3mm的焊 缝根部 (如图1),应满足下式的要求:

 

( T-3)K≥(b/2+L ) (1) 

 

式中:

T-钢板厚度,mm;

b-检测面焊缝宽度,mm;

L-探头前沿距离,mm。 

 

当选择5P6×6K3.0,L=4mm探头时,焊缝宽 度为22mm,代入(1)式,左式=(8-3)×3=15,右式=(22/2+4)=15;左式=右式 ,满足(1)式要求,说明该型探头,其主声束一次声程能扫查到焊缝根部 。

  

当选择5Z8×12K3.0,L=10mm的探头时,将 T,K,b,L分别代入(1)式的左、右式,左式=15,右式=(22/2+10)=21,则左式小于右式,不满足(1)式要求,说明该型探头的一次声程不适合检测8mm厚的薄钢板对接焊缝。

 

扫查方式采用单面双侧,检测位置为距底面3 mm的焊缝根部区域,当探头后移时反射回波的一次声程水平距离小于24min为缺陷波,大于等于24mm则不判为缺陷波。

 

2、二次声程扫查焊缝上部时探头的选择

 

8mm厚钢板对接焊缝,检测面焊缝的宽度b= 22mm;背面焊缝宽度b'=20mm时,探头的选择应满足以下要求:

 

当探头的前端与焊缝的余高接触探头无法向前移动时,使主声束二次声程能扫查到焊缝宽度中心线距底面3mm的焊缝位置,见图2。 

 

探头K值和前沿距离同样应满足(1)式。

 

当(T-3)K<(b/2+L)时,会产生漏检,也就是说探头的K值越小;探头前沿距离L值越大,焊缝截面的漏检区域就越多。

 

 

 

当板厚为8mm的对接焊缝,检测面焊缝宽度为 b=22mm;焊缝背面宽度为b'=20mm,采用二次声程扫查焊缝上部时,由于背缝的余高过渡到与母材边界线的区域为人射点,入射点至焊缝 中心线距离应大于等于b'/2,即主声束二次声程扫查到焊缝宽度中心线距底面 b'/2÷K=3.3mm的焊缝位置,此时存在0.3mm漏检区域。

 

在焊缝的宽度超宽时,因焊缝的正、背面都存在余高和宽度,即使探头前沿距离为零,由于焊缝宽度和余高的存在就会有一定的死区(检测不到位置)。

 

扫查方式采用单面双侧,检测区域为距上表面 8-3.3mm的焊缝区域,当探头后移时,反射回波的二次声程的水平距离大于(8+3.3)K或小于2X8均为缺陷波。大于2X8K则不判为缺陷 波。

 

3、结论

 

1)在实际超声波检测中,必须实际测量焊缝母 材的厚度T,检测面焊缝宽度b,背面焊缝宽度 b',探头前沿距离L值和探头K值,并根据公式进行计算后正确选择探头 。 

 

2)当两只或多只探头同时满足计算要求时,应 尽量选择声程值较小的探头。 

 

3)当选择基本符合计算值要求的探头时,采用 单面双侧检测,应尽量选择适合的探头达到漏检少。

 

4)根据探伤标准的要求,选择探头频率和晶片 尺寸的大小。

 

 

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