CN107037135A

CN107037135A - 一种基于自制短横孔试块对6mm薄板焊缝进行超声波探伤灵敏度确定法

Info

Publication number: CN107037135A
Application number: CN201710309693.6A
Authority: CN
Inventors: 尹利; 尤永洪
Original assignee: CRRC Yangtze Co Ltd
Current assignee: CRRC Yangtze Co Ltd
Priority date: 2017-05-04
Filing date: 2017-05-04
Publication date: 2017-08-11

Abstract

本发明涉及一种基于自制短横孔试块对6mm薄板焊缝进行超声波探伤灵敏度确定法。首先根据侧梁厚度，制作一个6mm厚度的短横孔试块，与CSK—IA，CSK—ⅢA标准试块配合使用，为使侧梁对接焊缝超声波探伤缺陷定量有个统一标准，探伤前先用短横孔试块制作距离—波幅曲线。在此距离—波幅曲线基础上，增加6dB绘制一条判废线，降低6dB绘制一条测长线，原曲线为距离—波幅曲线的定量线。本发明可以很好的确定6mm板厚对接焊缝超声波探伤灵敏度，能够快捷、准确判定焊缝缺陷，杜绝了因误判而造成的无谓返修，提高了工作效率。避免了因漏探而引起的质量事故，有力地保障公司利益不受损失。

Description

一种基于自制短横孔试块对6mm薄板焊缝进行超声波探伤灵敏度确定法

技术领域

本发明涉及机械领域，尤其是涉及一种基于自制短横孔试块对6mm薄板焊缝进行超声波探伤灵敏度确定法。

背景技术

铁路棚车箱体主要是由钢结构组成，侧梁是其中主要承力构件之一，目前公司制造过程中多采用6mm厚槽钢焊接而成。对接焊缝焊接工艺复杂，易出现未焊透、夹杂物、气孔、热裂纹和冷裂纹等缺陷，为保证焊缝质量需对焊缝进行超声波探伤检测。但现有焊缝探伤标准里都没有针对6mm板厚探伤标准，因此6mm厚钢板对接焊缝超声波探伤无标准可依。工作中只能借用铁标和国标中探伤适用范围最接近6mm板厚的标准来使用，但检测结果不能令人满意。

研究发现探测结果不准确，是由于6mm板厚声程短，现有斜探头晶片大，易形成多次反射，焊缝余高反射波干扰严重而使波形难于辨认，造成缺陷判定准确度低。为改变现状，根据相关标准要求，决定采用标准试块与自制对比试块相结合的方法来满足6mm板厚焊缝探伤的要求。

发明内容

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种基于自制短横孔试块对6mm薄板焊缝进行超声波探伤灵敏度确定法，其特征在于，包括：

步骤1，制作一个短横孔试块，该短横孔试块一侧开弧形槽，沿槽中心径向至试块内延伸开一短横孔；

步骤2，制作距离—波幅曲线的定量线，具体方法是在短横孔试块两侧取波幅最高点，分别是I处、Ⅱ处、Ⅲ处以及Ⅳ处；其中I处和Ⅲ处位于短横孔试块一侧，Ⅱ处和Ⅳ处位于短横孔试块另一侧；I处、Ⅱ处、Ⅲ处以及Ⅳ处距离短横孔的距离依次增大；然后用CSK-IA试块校对仪器至1：1 比例，再在对比试块上用短横孔作反射体确定被测试件声程与水平距离。将探头置于I处，找出最高反射波峰并增益、抑制将波峰调至荧光屏满刻度，即100％高度，记下此时的衰减分贝值。然后不改变增益和抑制测出Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ的波幅最高点，最后连接四点绘成曲线，即6mm板超声探伤的距离—波幅曲线。

步骤3，基于步骤2，增加6dB增益，重复步骤2制作距离—波幅曲线的判废线，

步骤4，基于步骤2，降低6dB增益，重复步骤2制作距离—波幅曲线的的定量线。该曲线所用灵敏度根据JB 4730—2005标准中规定的灵敏度选取，此方法适用于6mm板厚以下的对接焊缝超声波探伤。

步骤5，三条曲线制作出来以后，进行探伤，具体包括：距离-波幅曲线制作完成后，将斜探头垂直于焊缝中心线放置在探伤面上，以之字型轨迹进行扫查，扫查速度应不大于150mm/s；扫查移动时，两次相邻的移动间隔保证有在10％-12％的探头宽度重合；探头前后的移动范围应保证探头可探测到焊缝的全部截面及焊缝两侧各10mm的热影响区；每次探伤扫查应在焊缝两侧分别扫查，当受工件几何尺寸影响不能满足在焊缝两侧扫查时，应在焊缝一侧两面进行扫查。

需要说明的是，两次相邻的移动间隔保证有在10％的重合是国内超声波探伤标准中通用要求。此数值范围主要是保证探头在之字型移动时能全面覆盖到探伤检测面，但是重合太多就会影响工作效率。

本发明创造性的采用了如下创造点：

1、采用此法自制实用距离—波幅曲线短横孔试块时，短横孔试块的材质应和被检测工件材质一致，且焊接工艺方法也应和被检测工件制作工艺一致。

2、自制缺陷大小为Φ1X 6mm的短横孔试块。

3、采用CSK-工A试块校对仪器至1：1比例，再在对比试块上用Φ1X 6mm 短横孔作反射体确定被测试件声程与水平距离。并以此制作距离—波幅曲线。

4、每次更换探头、探线时应校验灵敏度，如误差大于2dB，需重新制作距离—波幅曲线。

在上述的一种基于自制短横孔试块对6mm薄板焊缝进行超声波探伤灵敏度确定法，制作距离—波幅曲线所用探头应为实际探伤所用探头。每次探伤前需对曲线上任意两点进行验证，误差不得超过2dB。

在上述的一种基于自制短横孔试块对6mm薄板焊缝进行超声波探伤灵敏度确定法，探伤过程中，还应考虑到板厚只有6mm，探头近场区对反射波的影响强烈的因素。探伤采用单斜探头直接接触法，探头规格：晶片尺寸为8mm×l2mm，频率为2.5—5.0MHz，K＝2.5～3.0；

在上述的一种基于自制短横孔试块对6mm薄板焊缝进行超声波探伤灵敏度确定法，探头规格包括频率、晶片尺寸以及K值，频率为探头发射超声波的频率，每个探头内都有一个晶片，大小即为晶片尺寸。方形晶片以它的长×宽表示、圆形晶片以它的直径大小表示。K值的大小是表示探头折射角角度大小的一种数值表示，探头折射角用β表示；K＝tgβ＝探头探测的水平距离/探头探测的深度，其中K值等于斜探头折射角的正切值，也就是等于斜探头λ射点至反射点的水平距离和相应深度的比值。

因此，本发明具有如下优点：本发明可以很好的确定6mm板厚对接焊缝超声波探伤灵敏度，能够快捷、准确判定焊缝缺陷，杜绝了因误判而造成的无谓返修，提高了工作效率。避免了因漏探而引起的质量事故，有力地保障公司利益不受损失。本发明涉制作简单，焊缝超声波探伤人员容易掌握，使用方便，缺陷检测率高。不光棚车探伤中能用，也可以用在其它车型中(如罐车探伤)，它能满足所有薄板对接焊缝超声波探伤。

附图说明

附图1a是本发明的对比试块主视结构示意图。

附图1b是图1a的俯视结构示意图。

附图2a是本发明实施例中制作距离—波幅曲线的声程图。

附图2b是本发明实施例中制作距离—波幅曲线的波幅图。

附图3是本发明实施例中实用距离—波幅曲线图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：

本发明主要采用如下步骤完成：

一、短横孔试块制作。

根据侧梁厚度，制作一个6mm厚度的短横孔试块，与CSK—工A，CSK—ⅢA标准试块配合使用。制作中短横孔试块直接采用侧梁槽钢，表面不加工，内部无缺陷，焊接工艺与被检侧梁制作工艺一致。对比短横孔试块尺寸见图1a和图1b。

二、制作距离—波幅曲线。

为使侧梁对接焊缝超声波探伤缺陷定量有个统一标准，探伤前先用短横孔试块制作距离—波幅曲线。

首先用CSK-工A试块校对仪器至1：1比例，再在对比试块上用Φ1X 6mm 短横孔作反射体确定被测试件声程与水平距离。将探头置于I处(图2a)，找出最高反射波峰并使用增益、抑制旋钮将波峰调至荧光屏满刻度，即100 ％高度，记下此时的衰减分贝值。再用类似方法(不改变增益和抑制)测出Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ的波幅最高点，最后连接四点绘成曲线(图2b)，即6mm板超声探伤的距离—波幅曲线。

在此距离—波幅曲线基础上，增加6dB绘制一条判废线(图3)，降低6dB绘制一条测长线，原曲线为距离—波幅曲线的定量线。该曲线所用灵敏度根据JB 4730—2005标准中规定的灵敏度选取，此方法适用于6mm 板厚以下的对接焊缝超声波探伤。

制作距离—波幅曲线所用探头应为实际探伤所用探头。每次探伤前需对曲线上任意两点进行验证，误差不得超过2dB。

3、探头选用

探伤过程中，还应考虑到板厚只有6mm，探头近场区对反射波的影响强烈的因素。探伤采用单斜探头直接接触法，探头规格：晶片尺寸为8mm× l2mm，频率为2.5—5.0MHz，K＝2.5～3.0。

三、在本实施例中，需要注意的是：

1、用被检测钢梁基体材料制作对比试块，可省去各种耦合补偿的麻烦，用实测法制作的距离—波幅曲线在缺陷定量时，误差小于2dB。

2、采用以上方法对6mm厚侧梁对接焊缝进行超声波探伤时，工作效率高、检测速度快、缺陷定量准确，完全满足检测要求。

3、为减少定位和测量误差，应尽量选用小晶片高频率探头，以减小近场区的长度，否则将会增加缺陷定量误差。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims

1.一种基于自制短横孔试块对6mm薄板焊缝进行超声波探伤灵敏度确定法，其特征在于，包括：

步骤2，制作距离—波幅曲线的定量线，具体方法是在短横孔试块两侧取波幅最高点，分别是I处、Ⅱ处、Ⅲ处以及Ⅳ处；其中I处和Ⅲ处位于短横孔试块一侧，Ⅱ处和Ⅳ处位于短横孔试块另一侧；I处、Ⅱ处、Ⅲ处以及Ⅳ处距离短横孔的距离依次增大；然后用CSK-IA试块校对仪器至1：1比例，再在对比试块上用短横孔作反射体确定被测试件声程与水平距离；将探头置于I处，找出最高反射波峰并增益、抑制将波峰调至荧光屏满刻度，即100％高度，记下此时的衰减分贝值；然后不改变增益和抑制测出Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ的波幅最高点，最后连接四点绘成曲线，即6mm板超声探伤的距离—波幅曲线；

步骤4，基于步骤2，降低6dB增益，重复步骤2制作距离—波幅曲线的的定量线；该曲线所用灵敏度根据JB 4730—2005标准中规定的灵敏度选取，此方法适用于6mm板厚以下的对接焊缝超声波探伤；

步骤5，三条曲线制作出来以后，进行探伤，具体包括：距离-波幅曲线制作完成后，将斜探头垂直于焊缝中心线放置在探伤面上，以之字型轨迹进行扫查，扫查速度应不大于150mm/s；扫查移动时，两次相邻的移动间隔保证10％-12％的探头宽度重合；探头前后的移动范围应保证探头可探测到焊缝的全部截面及焊缝两侧各10mm的热影响区；每次探伤扫查应在焊缝两侧分别扫查，当受工件几何尺寸影响不能满足在焊缝两侧扫查时，应在焊缝一侧两面进行扫查。

2.根据权利要求1所述的一种基于自制短横孔试块对6mm薄板焊缝进行超声波探伤灵敏度确定法，其特征在于，制作距离—波幅曲线所用探头应为实际探伤所用探头；每次探伤前需对曲线上任意两点进行验证，误差不得超过2dB。

3.根据权利要求1所述的一种基于自制短横孔试块对6mm薄板焊缝进行超声波探伤灵敏度确定法，其特征在于，探伤过程中，还应考虑到板厚只有6mm，探头近场区对反射波的影响强烈的因素；探伤采用单斜探头直接接触法，探头规格：晶片尺寸为8mm×l2mm，频率为2.5—5.0MHz，K＝2.5～3.0。

4.根据权利要求1所述的一种基于自制短横孔试块对6mm薄板焊缝进行超声波探伤灵敏度确定法，其特征在于，探头规格包括频率、晶片尺寸以及K值，频率为探头发射超声波的频率，每个探头内都有一个晶片，大小即为晶片尺寸；方形晶片以它的长×宽表示、圆形晶片以它的直径大小表示；K值的大小是表示探头折射角角度大小的一种数值表示，探头折射角用β表示；K＝tgβ＝探头探测的水平距离/探头探测的深度，其中K值等于斜探头折射角的正切值，也就是斜探头λ射点至反射点的水平距离和相应深度的比值。