CN102841142A - 基于超声波检测装置的焊缝检测方法 - Google Patents

Abstract

基于超声波检测装置的焊缝检测方法，涉及基于超声波检测装置的焊缝检测方法。为了解决目前的焊缝检测技术存在射线检测效率低，有辐射污染，对裂纹、未熔合等线形缺陷不敏感等问题。本方法为：将超声波检测装置的探头置于对接焊缝的钢管侧端，探头位于靠近钢管的一侧；当超声波检测装置控制探头发送水平偏振横波，使得所述水平偏振横波覆盖整个对接焊缝，同时探头接收反射信号，并将信号通过波形显示器显示输出，波形显示器显示用于显示根据发射信号和该反射信号处理获得的具有焊缝缺陷信息，移动探头沿垂直于焊缝的方向匀速在钢管平移，所述平移的范围是在距离对接焊缝中心为10mm-30mm之内；实现对焊缝检测。本发明适用于电力等领域。

Description

基于超声波检测装置的焊缝检测方法

技术领域

本发明涉及一种焊缝检测方法，具体涉及基于超声波检测装置的焊缝检测方法。

背景技术

近几年，随着我国国民经济的快速发展，为了实现“资源节约型、环境友好型”输电线路建设目标，在特高压同塔双回、同塔多回输电线路及大跨越等工程中采用了钢管塔，在钢管塔中有近60％的钢管厚度小于等于8mm，薄壁钢管与带颈法兰之间采用对接焊的形式连接，该焊缝为一级焊缝，需要进行100％的无损检测。

以皖电东送输电线路钢管塔的试验塔为例，每基塔约有210余道对接焊缝，焊缝长度达250余米，焊缝数量多，检测工作量大，由于射线检测效率低，有辐射污染，对裂纹、未熔合等线形缺陷不敏感等问题使其不能被广泛应用于钢管塔薄壁管对接焊缝检测，

发明内容

本发明为了解决目前的焊缝检测技术存在射线检测效率低，有辐射污染，对裂纹、未熔合等线形缺陷不敏感等问题，从而提出了基于超声波检测装置的焊缝检测方法。

基于超声波检测装置的焊缝检测方法，超声波检测装置包括超声波检测器、探头和波形显示器，所述的探头检测信号端与超声波检测器的检测信号端连接，波形显示器的显示波形信号输入端与超声波检测器的显示波形信号输出端连接，基于所述超声波检测装置的焊缝检测方法包括下述步骤：

将超声波检测装置的探头置于对接焊缝的钢管侧端，所述的探头位于靠近钢管的一侧；

当超声波检测装置控制探头发送水平偏振横波，使得所述水平偏振横波覆盖整个对接焊缝，同时探头接收反射信号，并将信号通过波形显示器显示输出，该波形显示器显示用于显示根据发射信号和该反射信号处理获得的具有焊缝缺陷信息，

移动探头沿垂直于焊缝的方向匀速在钢管平移，所述平移的范围是在距离对接焊缝中心为10mm-30mm之内；实现对焊缝检测。

本发明的探头发送的超声波能覆盖整个焊缝截面，检测能够实现立体扫描，且探头发出的超声波与焊缝中的裂纹、未熔合、未焊透等基本垂直、检测灵敏度高，达到了提高检测效率，简化检测步骤，降低检测成本的目的。

附图说明

图1为基于超声波检测装置的焊缝检测方法对接焊缝进行超声波检测时的状态示意图；

图2为基于超声波检测装置的焊缝检测方法对接焊缝进行超声波检测时探头移动示意图；

图3为基于超声波检测装置的焊缝检测方法对接焊缝进行超声波传播检测示意图；

图4为具体实施方式五的双面未焊透反射波的检测结果波形曲线图，图中横坐标表示声程(mm)，纵坐标表示波幅(dB)；

图5为具体实施方式五的单未焊透反射波形的检测结果波形曲线图，图中横坐标表示声程(mm)，纵坐标表示波幅(dB)；

图6为具体实施方式五的夹渣反射波形的检测结果波形曲线图，图中横坐标表示声程(mm)，纵坐标表示波幅(dB)；

图7为具体实施方式五的气孔反射波形的检测结果波形曲线图，图中横坐标表示声程(mm)，纵坐标表示波幅(dB)。

具体实施方式

具体实施方式一、结合图1、图2和图3具体说明本实施方式，本实施方式所述的基于超声波检测装置的焊缝检测方法，超声波检测装置包括超声波检测器5、探头4和波形显示器，所述的探头4检测信号端与超声波检测器5的检测信号端连接，波形显示器的显示波形信号输入端与超声波检测器5的显示波形信号输出端连接，基于所述超声波检测装置的焊缝检测方法包括下述步骤：

将超声波检测装置的探头4置于对接焊缝2的钢管1侧端，所述的探头4位于靠近钢管1的一侧；

当超声波检测装置控制探头4发送水平偏振横波，使得所述水平偏振横波覆盖整个对接焊缝2，同时探头4接收反射信号，并将信号通过波形显示器显示输出，该波形显示器显示用于显示根据发射信号和该反射信号处理获得的具有焊缝缺陷信息，如汕头CTS-1002型、CTS-9003型。

移动探头4沿垂直于焊缝2的方向匀速在钢管1平移，所述平移的范围是在距离对接焊缝2中心为10mm-30mm之内；实现对焊缝2检测。

如图1所示，钢管1与法兰3之间采用对接焊2连接，超声波检测装置5与探头4连接，探头4在焊缝2的钢管1侧进行超声波检测扫描。

在本实施方式进行检测之前，进行如下准备：

(1)明确焊件材质、规格、焊接工艺、热处理情况、坡口型式以及焊接接头中心位置的标定；

(2)焊接接头表面质量及外观尺寸需经检验合格；

(3)焊接接头钢管侧应除飞溅、锈蚀、氧化物及油污，表面应打磨平滑，打磨宽度为30mm；

(4)焊接接头两侧的母材，超声波检测前应测量管壁厚度，至少每隔90°测量一点；

(5)耦合剂具有良好的湿润能力和透声性，采用机油或水基纤维素衍生物；

(6)选用的与超声波检测装置连接的探头应满足直射波能扫查到焊接接头整个壁厚范围。

具体实施方式二、本实施方式与具体实施方式一所述的基于超声波检测装置的焊缝检测方法的区别在于，探头4的平移范围是距对接焊缝2中心10mm-25mm。

本实施方式对焊缝进行超声波水平偏振横波(SH波)检测时，超声波入射方向的选择原则是使超声波入射方向垂直于主要危险缺陷的方向，如图3所示。常规厚壁焊缝超声波检测时，这一原则无法实现，只能采用斜入射的方式来完成检测。而特高压钢管塔薄壁管对接环焊缝壁厚较薄，探头在距离焊缝的一定距离上声束能够覆盖整个焊缝截面，检测能够实现立体扫查。且入射声束与焊缝中的裂纹、未熔合、未焊透等缺陷基本垂直。

当入射声束在传播过程遇到缺陷时形成反射回波，该反射回波经探头接收处理并经超声波检测装置分析确定传播距离及反射波幅从而得出缺陷的位置、大小形状等具体情况。

具体实施方式三、本实施方式与具体实施方式一所述的基于超声波检测装置的焊缝检测方法的区别在于，在进行焊缝检测开始的时候，首先通过横通孔试块对超声波检测装置的反射波声程和灵敏度进行校准。调整仪器使仪器显示数值与已知尺寸、位置的横通孔最高反射波相一致。

具体实施方式四、本实施方式与具体实施方式三所述的基于超声波检测装置的焊缝检测方法的区别在于，所述的横通孔试块为Φ1×30mm的横通孔试块。

本实施方式的扫描速度的调整，是对接焊缝超声波检测的重要环节。扫描速度是否准确，对焊缝中缺陷的定位、定性、定量都会都带来很大的影响。为了便于观察和减小观察误差，扫描速度一般应采取扩大比例的方法。利用横通孔试块，将反射波按2∶1的声程来调节。横通孔试块的优点是：与被探钢管同曲率，可以不考虑探伤的曲率、耦合的衰减和内外壁声束发散的补偿。超声波检测时可直接观察反射波的波形变化来判断有无缺陷波的存在。

本发明确定薄壁钢管塔对接焊缝超声波检测灵敏度和质量分级标准的原则依据DL/T820-2002《管道焊接接头超声波超声波检测检验技术标准》，经过对比试验找到Φ1mm气孔和Φ1×30mm的横通孔之间的关系，得出距离探头20mm左右两者之间dB差。本发明采取用SH波检测时通过横通孔Φ1×30确定薄壁钢管对接焊缝的超声波检测灵敏度，经验证所选超声波检测灵敏度已达到标准的要求。

具体实施方式五、本实施方式是上述实施方式的具体实施例，本发明提供了一组带有缺陷的焊接试样的测试结果，规格分别是Φ133×5mm、Φ133×8mm、Φ159×6mm。如图4、图5、图6和图7波形图的可以看出，超声波检测对于未焊透缺陷超声波检出率较高，探头在熔透的一侧也能够检测到另一侧的未焊透，缺陷波幅高，测长与实际断口分析的尺寸较吻合；单个气孔和圆形夹渣的波幅较低，超声波测长比实际断口分析的尺寸较大；密集气孔的波幅较高，波形密集相互彼连，超声波测长比实际断口分析的尺寸大；条形夹渣波幅较低，超声波测长与实际断口分析的尺寸相差不大；裂纹和未熔合缺陷波幅高，检出率高，超声波测长与实际断口分析的尺寸相差较大。

Claims (4)

1.基于超声波检测装置的焊缝检测方法，超声波检测装置包括超声波检测器(5)、探头(4)和波形显示器，所述的探头(4)检测信号端与超声波检测器(5)的检测信号端连接，波形显示器的显示波形信号输入端与超声波检测器(5)的显示波形信号输出端连接，其特征在于，基于所述超声波检测装置的焊缝检测方法包括下述步骤：

将超声波检测装置的探头(4)置于对接焊缝(2)的钢管(1)侧端，所述的探头(4)位于靠近钢管(1)的一侧；

当超声波检测装置控制探头(4)发送水平偏振横波，使得所述水平偏振横波覆盖整个对接焊缝(2)，同时探头(4)接收反射信号，并将信号通过波形显示器显示输出，该波形显示器显示用于显示根据发射信号和该反射信号处理获得的具有焊缝缺陷信息，移动探头(4)沿垂直于焊缝(2)的方向匀速在钢管(1)平移，所述平移的范围是在距离对接焊缝(2)中心为10mm-30mm之内；实现对焊缝(2)检测。

2.根据权利要求1所述的基于超声波检测装置的焊缝检测方法，其特征在于，探头(4)的平移范围是距对接焊缝(2)中心10mm-25mm。

3.根据权利要求1所述的基于超声波检测装置的焊缝检测方法，其特征在于，在进行焊缝检测开始的时候，首先通过横通孔试块对超声波检测装置的反射波声程和灵敏度进行校准。

4.根据权利要求3所述的基于超声波检测装置的焊缝检测方法，其特征在于，所述的横通孔试块为Φ1×30mm的横通孔试块。

Images