管道对接焊缝的超声检测

管道对接焊缝的超声检测

张光友

（中国电建集团四川工程有限公司四川省成都市610058）

摘要：针对管道对接焊缝，因焊接方法以及焊接位置的影响，容易产生缺陷。加上工艺管道对接焊缝壁厚范围大，这种特殊的结构型式和焊接工艺，导致超声检查只能够进行单面双侧扫查或者是单面单侧扫查，面对这种情况，本次研究重点结合实例阐述管道对接焊缝的超声检查，包括前期施工准备、检测程序、方法以及具体的检测过程，希望能够为管道对接焊缝的检测工作提供有价值参考。

关键词：管道对接焊缝；超声检查；探伤

1.实例分析

贞丰县煤电冶一体化工业园热电联产动力车间项目工程，铁素体类钢制承压管道的Ⅰ型（工件厚度≥6~150mm，外径≥159mm）和Ⅱ型（工件厚度≥4~50mm，外径≥32~159mm）焊接接头的手工A型脉冲反射法超声波检验。

2.施工准备

2.1仪器设备

数字式超声波探伤仪2台，超声波测厚仪1台；配备CSK-ⅠA标准试块、CSK-IIA对比试块、GS对比试玦；根据施工用量，制定超声波检测用消耗材料。

探头选用I型焊接接头推荐采用的斜探头折射角（K值）和标称频率见表1，II型焊接接头推荐采用的斜探头折射角（K值）。探头标称频率一般采用4MHz～5MHz,当管壁厚度大于15mm时，采用2MHz～2.5MHz的探头。

2.2仪器和探头校准

在仪器开始使用时，应对仪器的水平线性和垂直线性进行测定。在使用过程中，每隔三个月应对仪器的水平线性和垂直线性测定一次。在使用斜探头前，应至少进行前沿距离、K值、主声束偏离、灵敏度余量和分辨力等的校准。使用过程中，每个工作日应校准前沿距离、K值和主声束偏离。

每次检测前均对扫描线、灵敏度进行复核。时基调节校验时，如发现检验点反射波在扫描线上偏移超过原校验点刻度读数的10%或满刻度的5%（两者取较小值），则扫描比例应重新调整，前次校验后已经检验的焊接接头要重新检验。距离-波幅复核时，校准应不少于3点[1]。

3.检测程序、方法及要求

一般流程：接受委托→前期准备工作→试件表面打磨及仪器调校→现场探伤→记录缺陷、位置标识→仪器复核→整理原始记录、签发报告。

进行试件表面的打磨，所有影响超声波检测的油漆、焊接飞溅、铁屑、油垢及其他异物都应予以清除，以免影响声波耦合和缺陷判断。检测面应平整，检测面与探头楔块底面或保护膜间的间隙不应大于0.5mm,其表面粗糙度札值应小于或等于25μm，必要时可用胶带布轮的角向磨光机打磨，直至露出金属光泽。如果焊缝表面有咬边、较大的隆起和凹陷等也应进行适当的修磨，并作圆滑过渡以免影响检测结果的评定[2]。打磨宽度至少为探头移动范围1.25P（P=2TK）。进行仪器调校，I型焊接接头距离-波幅曲线的灵敏度选择，工作前，应在CSK-ⅠA试块上校准探头前沿（L0值）、在对比试块上测得K值。采用声程调节法调整仪器扫描比例为1：1，利用CSK-ⅡA对比试块制作距离-波幅曲线。Ⅱ型焊接接头距离-波幅曲线的灵敏度选择采用声程调节法调整仪器扫描比例为1：1，选择与实际工件曲率相对应的GS对比试玦制作距离-波幅曲线。

4.探伤分析

考虑表面补偿2dB。检测和评定横向缺陷时，应将各线灵敏度均提高6dB。扫查灵敏度不应低于评定线灵敏度，此时在检测范围内最大声程处的评定线高度不应低于荧光屏满刻度的20%。

4.1扫查方法

扫查时，先全面粗扫一遍，查看主要危险缺陷。然后再仔细扫查，确定每个缺陷的性质、位置、尺寸，并做好记录。扫查时，探伤速度应小于150mm/秒，探头的每次扫查覆盖率应大于探头直径的10%。检测区宽度为焊缝本身宽度加上焊缝熔合线两侧各10mm。

I型焊接接头检测纵向缺陷，应按规定确定检测面和探头移动范围。斜探头应垂直于焊缝中心线放置在检测面上，作锯齿型扫查。探头前后移动的范围应保证扫查到全部焊接接头截面[3]。在保持探头垂直焊缝作前后移动的同时，扫查时还应作10°~15°的左右转动。为观察缺陷动态波形和区分缺陷信号或伪缺陷信号，确定缺陷的位置、方向和形状，可采用前后、左右、转角、环绕等四种探头基本扫查方式，检测焊接接头横向缺陷时，可在焊接接头两侧边缘使斜探头与焊接接头中心线成不大于10°作两个方向斜平行扫查。

Ⅱ型焊接接头—般将探头从对接接头两侧垂直于焊接接头进行扫查（确因条件限制只能从焊接接头一侧检测时，应采用两种或两种以上的不同K值探头进行检测），探头前后移动距离应符合要求，探头左右移动应使得扫查覆盖大于探头宽度的15%[4]。为了观察缺陷动态波形或区分伪缺陷信号以确定缺陷的位置、方向、形状，可采用前后、左右等扫查方法。

4.2缺陷定量分析

对缺陷波幅达到或超过评定线的缺陷，均应对缺陷位置、缺陷最大反射波幅和缺陷指示长度等进行测定。

4.3缺陷评定

超过评定线的信号应注意其是否具有裂纹、未熔合、未焊透等类型缺陷特征，如有怀疑时，应采取改变探头折射角（K值）、增加检测面、观察动态波形并结合结构工艺特征作判定，如对波形不能判断时，应辅以其他检测方法作综合判定。沿缺陷长度方向相邻的两缺陷，其长度方向间距小于其中较小的缺陷长度且两缺陷在与缺陷长度相垂直方向的间距小5mm时，应作为一条缺陷处理，以两缺陷长度之和作为其指示长度（间距计入）。如果两缺陷在长度方向投影有重叠，则以两缺陷在长度方向上投影的左、右端点间距离作为其指示长度。

4.4缺陷位置的标定

管道焊接接头超声波检验的缺陷位置采用时钟标记定位法（顺时针方向）。首先在管道焊口上确定“00”点，然后按顺时针方向标定“03”、“06”、“09”、“12（00）”。

5.加强质量控制管理

严格执行现行的标准、规程、规范。在检查过程中检验部位必须打磨干净，打磨宽度符合要求。需热处理的部位必须在热处理后进行检测。为确保检测质量，仪器和探头组合性能符合规定要求，检验前进行校验，检测完毕后应对仪器和探头的系统进行复核。无法进行单面双侧扫查时，应采用两种及以上折射角的探头在焊缝一侧进行检测。检测焊缝根部缺陷时，不宜使用折射角为60º左右的探头。材料为T91、P91类焊接接头，来自被检区域的反射回波无论反射波幅是否超过评定线，均应进行定性分析，注意其是否具有裂纹等危害性质缺陷的特征。缺陷位置标示齐全，正确[5]。不合格的焊接接头应及时予以返修，返修部位及返修时受影响的区域，均应按原条件进行复检和评定。无损检测记录应真实、准确、完整、有效，并经相应责任人员签字认可。无损检测记录的保存期应符合相关法规标准的要求，且不得少于7年。7年后，若用户需要，可将原始检测数据转交用户保管。无损检测报告的编制、审核应符合相关法规或标准的规定。

6.结语

对于管道对接焊缝，采用超声检测整个过程灵活方便，获得的灵敏度以及检测效率均高于射线检测，这种检测方式不仅成本比较低，而且对于操作的工作人员无任何影响，是一种非常科学、环保的检测方法。本次研究结合实例开展分析，通过对扫查面、探头数量、探头信号等进行分析，充分表明超声检测可有效达到对管道对接焊缝的检测要求。

参考文献

[1]马翼超,孟永乐,高磊,范志东,张志博.蒸汽管道对接焊缝超声检测“山字波”研究[J].热加工工艺,2018,47(01):220-223.

[2]邬再新,阮星翔,赵泓,宋成.管道对接焊缝超声检测扫查器机械设计[J].组合机床与自动化加工技术,2017(09):125-128.