時(shí)代TUD超聲波探傷儀實(shí)戰演義
——淺談無(wú)縫鋼管和T型焊縫的探傷
無(wú)縫管通常是指外徑在100mm以下的鋼管，多采用穿孔法或者擠壓法得到。在無(wú)縫管的探傷中多采用渦流自動(dòng)探為主，磁粉和超聲波手工探為輔的檢測方式。這里我想主要說(shuō)說(shuō)超聲波探傷的部分。傳統的無(wú)縫管探傷有三種方法：用斜探頭沿周向和軸向進(jìn)行掃查；厚壁管可以用雙晶直探頭進(jìn)行掃查；薄壁的管可以用水浸的方式用直探頭掃查（如圖）。
如果大家親身檢測過(guò)管材就會(huì )發(fā)現傳統方法的致命弱點(diǎn)，就是效率太低（更換探頭要重新設置參數，水浸需要復雜的計算）。常常是一天也檢不了幾根。這種教科書(shū)式的探傷方式也在實(shí)際的生產(chǎn)中被逐步的淘汰。還好勞動(dòng)人民的智慧是無(wú)窮的，在生產(chǎn)中不斷的總結經(jīng)驗，并對原有的技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，終于發(fā)明了一種的檢測無(wú)縫管的新方法。這個(gè)方法是在不對檢測設備進(jìn)行任何升級的基礎上，只在檢測手段上進(jìn)行改進(jìn)就使得效果產(chǎn)生了翻天覆地的變化。也將在管材的檢測中幾乎要消失的超聲波檢測又重新回到了主流的地位。下面我將用我們自主知識產(chǎn)權的超聲波探傷儀拳頭產(chǎn)品TUD310來(lái)與大家分享這個(gè)神奇的方法。
首先，我們需要準備的材料有：能開(kāi)機的TUD310一個(gè)，無(wú)縫管一根，斜探頭線(xiàn)兩條，SCK-1A試塊一個(gè)，將兩個(gè)尺寸，角度，前沿一摸一樣的斜探頭背對背做在一起，再做一個(gè)如圖模樣的契塊（契塊的弧度與要探測的無(wú)縫管外徑相同），耦合劑一瓶，機油半斤，紅筆一根，手紙一卷。材料就齊備拉。
首先，把兩個(gè)探頭都接好線(xiàn)，分別插在TUD310的兩個(gè)探頭插口上。開(kāi)機！切記將探頭方式設置成“單”。不要設置成“雙”或者“收發(fā)”。原因就是：不是有兩個(gè)晶片的探頭都是雙晶探頭。雙晶探頭的兩個(gè)晶片是一收一發(fā)。而我們這個(gè)特別的探頭是需要它們各自獨立工作。然后在SCK-1A上調整好其中一個(gè)探頭的前沿，零點(diǎn)和K值（這里就不詳細介紹方法了，如果不會(huì )使用1A試塊調整這三個(gè)參數的可直接忽略本文）。因為兩個(gè)探頭*一樣，所以設置好一個(gè)探頭的參數另外一個(gè)也就設置好了。這些都做好后，將探頭涂上耦合劑和契塊裝在一起。探頭和契塊之間的耦合劑要選擇透聲性好的固體耦合劑，不要選擇液體的機油。理由自己想。到這里我們的前期的準備工作都做好了。
然后，我們來(lái)設置探傷靈敏度，因為無(wú)縫管是不容許出現缺陷的，所以DAC曲線(xiàn)就免了，直接將增益調整到?jīng)]有雜波的zui大值，TUD310我建議設置在80－90db比較合理。也有一些客戶(hù)要求可以忽略一些小的缺陷（又是強大的“國情”），這時(shí)候只能使用對比法調整靈敏度了，讓客戶(hù)用線(xiàn)切割在無(wú)縫管表面沿軸向開(kāi)一個(gè)槽，寬度由客戶(hù)決定（客戶(hù)能容許ф1以下的缺陷就開(kāi)ф1的槽），再用這個(gè)槽設置靈敏度就好了。然后在無(wú)縫管上涂上機油。將安裝好契塊的探頭放在無(wú)縫管上面可以發(fā)現它們貼合的非常好。在周向小幅度左右晃動(dòng)探頭，沿軸向做鋸齒狀游走，出現波形信號則用紅筆對這一段進(jìn)行標記，表示這一段應該判廢。整段無(wú)縫管掃查結束后，用手紙查干凈工件和探頭表面的耦合機，探傷工作就結束了。
zui后我們對原理進(jìn)行簡(jiǎn)單的說(shuō)明。其實(shí)看到這里相信很多人已經(jīng)看明白了。超聲波進(jìn)入管材后會(huì )在管材中進(jìn)行彈射（如圖），使用兩個(gè)斜探頭無(wú)非就是讓探頭從雙方向發(fā)射超聲波從而覆蓋整個(gè)管材的周向，以提率。等于一臺機器干兩臺機器的活。所以在管徑較小的時(shí)候一個(gè)缺陷在屏幕上會(huì )出現兩個(gè)缺陷信號，原因就是兩個(gè)探頭發(fā)射的超聲波都捕捉到了這個(gè)信號，由于聲程不同，他們會(huì )出現在屏幕的不同的位置。在管徑較大的管材上，由于能量的衰減，在一個(gè)周向截面上即便是使用兩個(gè)探頭也很難全面覆蓋整個(gè)管材，這時(shí)候也只需要讓探頭移動(dòng)1/4管徑也可做到全部覆蓋。
鋼結構探傷是我們在探傷中經(jīng)常會(huì )遇到的又一種應用。它的特點(diǎn)是，結構復雜，焊縫多，體積大，還有就是焊縫多為T(mén)型焊。
T型焊縫可以說(shuō)是一種常見(jiàn)的焊逢類(lèi)型，我們在各種教材上也經(jīng)?？吹絋型焊縫探傷方法的介紹。我們在熟知理論的同時(shí)在實(shí)際的探傷過(guò)程中還會(huì )遇到很多問(wèn)題。首先我們先看看教材上是怎樣說(shuō)的。
我們先認識一下T型焊。如圖，水平的叫翼板，因為長(cháng)得像翅膀，所以叫翼板。垂直的叫腹板，因為是插在翼板的中間，所以叫腹板。T型焊中常見(jiàn)的缺陷還是和其他焊接一樣有氣孔，夾雜，裂紋，未焊透，和未融合。還有一種T型焊專(zhuān)有的缺陷叫撕裂。撕裂顧名思義就是腹板受力以后在根部產(chǎn)生的橫向斷裂，它不會(huì )出現在焊縫區內，只出現在焊縫區外（在焊縫區域內就叫裂紋，在焊縫區域外叫撕裂）。T型焊縫探傷都是利用這三個(gè)操作面，5個(gè)位置進(jìn)行掃查（如圖）。
然而，我們在實(shí)際探傷中很難對一條T型焊縫進(jìn)行這5個(gè)點(diǎn)的檢測。主要有兩個(gè)原因，其一就是腹板過(guò)薄，腹板如果厚度在5mm以下，在探頭的盲區內，就無(wú)法從腹板面上（4、5位置）進(jìn)行探傷，理論上是可以在翼板面上（1、2、3位置）進(jìn)行探傷的，但是實(shí)際操作上難度很大，基本屬于無(wú)法探測。另外在國內的鋼結構企業(yè)中，由于成本的原因，8mm以下的腹板基本都不開(kāi)坡口，焊接時(shí)在腹板根部雙面打兩條焊縫。想也不用想肯定有未焊透。但因為這樣薄的腹板都是不受力的，所以也不會(huì )出太大的問(wèn)題。這也給我們在實(shí)際工作中得到一些啟發(fā)，在實(shí)際的缺陷判定的時(shí)候還要加上“國情”這一條評定標準。
其二就是，結構問(wèn)題。實(shí)際的T型焊都不是孤立的一條焊縫，一個(gè)工件上往往是錯綜復雜幾十、上百條焊縫，大而笨重，無(wú)法翻轉。所以在實(shí)際的探傷中，能保證3個(gè)點(diǎn)的檢測就算不錯了。檢測的方向主要就是未融合，未焊透和撕裂。檢測位置上主要對融合線(xiàn)和腹板中心位置進(jìn)行檢測（未焊透和撕裂都會(huì )出現在腹板根部中心位置）。
另外在實(shí)際探傷中有很容易忽略的一點(diǎn)就是焊角反射。在T型焊中，只要在翼板上用斜探頭掃查都會(huì )捕捉到這個(gè)信號。原因就是焊角的結構造成的（對接焊的余高是外凸的，T型焊則恰恰相反，是內凹的）。T型焊角的這個(gè)結構很類(lèi)似我們CSK－1A上的有機玻璃圓，也就是說(shuō)無(wú)論使用什么角度的斜探頭都會(huì )捕捉到它。它信號的特點(diǎn)是強度高，光滑，波幅窄。由于聲程的關(guān)系，缺陷信號一定出現在焊角反射信號之前。這時(shí)候只要把斜探頭當直探頭用（先找底波再找缺陷）就可以輕松排查出缺陷。
zui后跟大家分享個(gè)小竅門(mén)。有時(shí)候我們在探傷T型焊的時(shí)候是無(wú)法看到腹板的，這時(shí)候我們也可以利用焊角反射來(lái)定位腹板。方法就是在翼板的單面雙側分別找出焊角反射波，并讓它們出現在屏幕的同一個(gè)位置。那么這時(shí)候。兩探頭連線(xiàn)的中心點(diǎn)就是焊縫的中心。再利用斜探頭的三角定位就可以確定腹板的寬度。（end）
