CN103063745A - 一种测量小径管内弧超声波声能损失的方法 - Google Patents

一种测量小径管内弧超声波声能损失的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种测量小径管内弧超声波声能损失的方法，其步骤如下：1）选择参数相同的小径管超声波发射、接收探头各一个，选定一组内弧超声波声能损失测量试块；2）测量超声波在每个所述测量试块内经底面反射后的最高波幅值；3）绘制波幅-厚度参考曲线；4）测量超声波在被检工件小径管底面反射后的最高波幅值e；5）在波幅-厚度参考曲线上查出被检工件小径管厚度值对应的波幅值f，超声波在小径管内壁声能损失ΔC由ΔC＝2*（f-e）计算出。本发明所产生的积极效果是由于测量出超声波在小径管内壁声能损失，将被检测值加上超声波在小径管内壁声能损失，准确反映出小径管环向对接焊缝的缺陷，避免将原本应判废的缺陷放过。

Description

一种测量小径管内弧超声波声能损失的方法
技术领域
本发明涉及一种小径管超声波内弧声能损失测量方法。
背景技术
小径管为外径D＝32～89mm、壁厚t＝4～14mm的锅炉受热面管，火力发电厂大部分的过热器、省煤器、再热器、水冷壁都在上述范围内。一台新建机组包含的小径管焊缝数量非常多，目前小径管环向对接焊缝采用的检测方法为射线检测和超声波检测。相比于射线检测，超声波检测技术对小径管焊缝内部危害性缺陷如裂纹、未熔合等检出率较高，近年来被广泛应用于大型锅炉的安装和检修检验中。目前可参考的小径管环向对接焊缝超声波检测工艺标准条例有： JB/T4730-2005《承压设备无损检测》和DL/T820-2002《管道焊接接头超声波检验技术规程》。但上述两个规程都只考虑了因缺陷深度带来的波幅衰减，而没有考虑小径管内弧对超声波声能的散射，这容易造成采用一次反射波检测时对焊缝内部缺陷的漏判。
因为超声波检测技术以超声波反射波幅高低判定缺陷是否超标，当小径管焊缝内部存在危害性缺陷时，反射波幅比正常值高，由于小径管内弧对超声波声能的散射，使波幅降低，原本应判废的缺陷可能被放过。为避免此类误判情况的发生，对小径管超声波内弧声能损失的测量很有必要。
发明内容
本发明涉及一种小径管超声波内弧声能损失测量方法。本发明采用一组特制试块组进行小径管超声波内弧声能损失测量。
本发明要解决的技术问题所采取的方案：
一种小径管超声波内弧声能损失测量方法，步骤如下：
1）两个探头及一组内弧超声波声能损失测量试块的准备：
选择探头：选取规格、前沿、延时参数相同的小径管超声波发射探头（1）和小径管超声波接收探头（2）各一个，所述探头均通过连接线接入CTS-9002数字式超声机；
选定超声波内弧声能损失测量试块：采用与被检工件（4）材质、声学性能相同或相近的材质制作一组长、宽相同而厚度不同的超声波内弧声能损失测量试块（3），所述超声波内弧声能测量试块（3）的探头扫查面为弧面，底面为平面；
2）测量超声波在一组内弧声能测量试块底面反射后的最高波幅值：
选取所述小径管超声波发射探头（1）和小径管超声波接收探头（2），两探头均通过连接线接入CTS-9002数字式超声机，两探头在超声波内弧声能测量试块的探头扫查面上对应放置，移动探头，通过所述CTS-9002数字式超声机观测到在超声波每个超声波内弧声能测量试块（3）内经底面反射后的最高波幅值，并记录；
3）绘制波幅-厚度参考曲线：
以经底面反射后的波幅值为纵坐标，以试块厚度为横坐标；在坐标图上依次标出试块厚度不同的超声波内弧声能测量试块对应的波幅值，坐标点的个数应与所述超声波内弧声能测量试块（3）的个数相同，圆滑连接上述坐标点，即完成波幅-厚度参考曲线的绘制；
4）测量超声波在被检工件（4）小径管底面反射后的最高波幅值：
选取所述小径管超声波发射探头（1）和小径管超声波接收探头（2），两探头均通过连接线接入CTS-9002数字式超声机，两探头在被检工件（4）小径管的探头扫查面上对应放置，移动探头，通过所述CTS-9002数字式超声机观测到超声波在被检工件（4）小径管内经底面反射后的最高波幅值e，并记录，同时记录被检工件（4）小径管厚度值；
5）计算小径管超声波内弧声能损失：
在波幅-厚度参考曲线上查出被检工件（4）小径管厚度值所对应的波幅值f，则超声波在小径管内壁声能损失ΔC由下式计算：ΔC＝2*（f-e），  
其中：Δc为辐射当量，是超声波声强折算的单位，单位为dB；
      f为被检工件小径管厚度值在波幅-厚度参考曲线上所对应的波幅值，单位为dB；
e为超声波在被检工件小径管内经底面反射后的波幅值，单位为dB。
本发明所产生的积极效果是采用本发明测量出了由于小径管内弧对超声波声能的散射而损失的声能，在实际对小径管进行超声波检测时，将被检测值加上超声波声能在小径管内弧上散射而损失的声能，从而准确反映出小径管环向对接焊缝的缺陷情况，避免了将原本应判废的缺陷放过这类误判情况的发生。
附图说明
附图1为本发明波幅测量装置示意图。
附图2为超声波经反射后声能波幅-厚度参考曲线图。
附图3为单探头工作模式下超声波反射示意图。
在图1中，1小径管超声波发射探头，2小径管超声波接收探头，3超声波内弧声能测量试块，4被检工件。
具体实施方式
由图1所示，实施例步骤如下：
1）探头及超声波内弧声能损失测量试块组的准备：
选择探头：选取规格均为5P6×6K2.5、前沿为5mm、延时为2.60μs的小径管超声波发射探头1和小径管超声波接收探头2各一个，所述探头均通过连接线接入CTS-9002数字式超声机；
选定超声波内弧声能损失测量试块：当被检工件4为20g、Φ57×8mm的小径管时，选定一组材质与被检工件4相同的超声波内弧声能损失测量试块3，一组共包含4个长为100mm，宽为15mm，厚度不同的的试块3，4个试块的厚度分别为4mm、6mm、8mm、10mm；所述超声波内弧声能测量试块3的探头扫查面为弧面，底面为平面；
2）测量超声波在内弧声能测量试块底面反射后的最高波幅值：
选取所述小径管超声波发射探头1和小径管超声波接收探头2，两探头均通过连接线接入CTS-9002数字式超声机，分别在厚度为4mm、6mm、8mm、10mm的4个试块上将两探头对应放置，移动探头，通过所述CTS-9002数字式超声机观测到在每个超声波内弧声能测量试块3内经底面反射后的最高波幅值，分别为60.5dB、50.2dB、45.6dB、40.1dB；
3）绘制波幅-厚度参考曲线：
以经底面反射后的波幅值为纵坐标，以试块厚度为横坐标；在坐标图上依次标出4个试块厚度不同的超声波内弧声能测量试块3对应的波幅值，圆滑连接上述4个坐标点，即完成波幅-厚度参考曲线的绘制（见图2）；
4）测量超声波在被检工件4小径管底面反射后的最高波幅值：
选取所述小径管超声波发射探头1和小径管超声波接收探头2，两探头均通过连接线接入CTS-9002数字式超声机，将两探头对应放置，移动探头，通过所述CTS-9002数字式超声机观测到在被检工件4小径管内经底面反射后的最高波幅值e，e为43.6 dB，同时记录被检工件4小径管厚度值8mm；
5）计算小径管超声波内弧声能损失：
在波幅-厚度参考曲线上查出被检工件4小径管厚度值8mm所对应的波幅值f,f为45.6dB，故超声波在小径管内壁声能损失ΔC＝2*（f-e）=2*（45.6 dB -43.6 dB）= 4 dB，
由于实际检测中为单探头工作模式，既发射又接收，超声波在小径管内壁经历了两次反射，每次反射就损失一次，因此是2倍关系（见图3）。

Claims (1)

1.一种测量小径管内弧超声波声能损失的方法，其特征在于步骤如下：
1）两个探头及一组内弧超声波声能损失测量试块的准备：
选择探头：选取规格、前沿、延时参数相同的小径管超声波发射探头（1）和小径管超声波接收探头（2）各一个，所述探头均通过连接线接入CTS-9002数字式超声机；
选定超声波内弧声能损失测量试块：采用与被检工件（4）材质、声学性能相同或相近的材质制作一组长、宽相同而厚度不同的超声波内弧声能损失测量试块（3），所述超声波内弧声能测量试块（3）的探头扫查面为弧面，底面为平面；
2）测量超声波在一组内弧声能测量试块底面反射后的最高波幅值：
选取所述小径管超声波发射探头（1）和小径管超声波接收探头（2），两探头均通过连接线接入CTS-9002数字式超声机，两探头在超声波内弧声能测量试块的探头扫查面上对应放置，移动探头，通过所述CTS-9002数字式超声机观测到在超声波每个超声波内弧声能测量试块（3）内经底面反射后的最高波幅值，并记录；
3）绘制波幅-厚度参考曲线：
以经底面反射后的波幅值为纵坐标，以试块厚度为横坐标；在坐标图上依次标出试块厚度不同的超声波内弧声能测量试块对应的波幅值，坐标点的个数应与所述超声波内弧声能测量试块（3）的个数相同，圆滑连接上述坐标点，即完成波幅-厚度参考曲线的绘制；
4）测量超声波在被检工件（4）小径管底面反射后的最高波幅值：
选取所述小径管超声波发射探头（1）和小径管超声波接收探头（2），两探头均通过连接线接入CTS-9002数字式超声机，两探头在被检工件（4）小径管的探头扫查面上对应放置，移动探头，通过所述CTS-9002数字式超声机观测到超声波在被检工件（4）小径管内经底面反射后的最高波幅值e，并记录，同时记录被检工件（4）小径管厚度值；
5）计算小径管超声波内弧声能损失：
在波幅-厚度参考曲线上查出被检工件（4）小径管厚度值所对应的波幅值f，则超声波在小径管内壁声能损失ΔC由下式计算：ΔC＝2*（f-e），  
其中：Δc为辐射当量，是超声波声强折算的单位，单位为dB；
      f为被检工件小径管厚度值在波幅-厚度参考曲线上所对应的波幅值，单位为dB；
e为超声波在被检工件小径管内经底面反射后的波幅值，单位为dB。
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