时代TUD超声波探伤仪实战演义

 

——浅谈无缝钢管和T型焊缝的探伤

无缝管通常是指外径在100mm以下的钢管，多采用穿孔法或者挤压法得到。在无缝管的探伤中多采用涡流自动探为主，磁粉和超声波手工探为辅的检测方式。这里我想主要说说超声波探伤的部分。传统的无缝管探伤有三种方法：用斜探头沿周向和轴向进行扫查；厚壁管可以用双晶直探头进行扫查；薄壁的管可以用水浸的方式用直探头扫查（如图）。

如果大家亲身检测过管材就会发现传统方法的致命弱点，就是效率太低（更换探头要重新设置参数，水浸需要复杂的计算）。常常是一天也检不了几根。这种教科书式的探伤方式也在实际的生产中被逐步的淘汰。还好劳动人民的智慧是无穷的，在生产中不断的总结经验，并对原有的技术进行改进，终于发明了一种的检测无缝管的新方法。这个方法是在不对检测设备进行任何升级的基础上，只在检测手段上进行改进就使得效果产生了翻天覆地的变化。也将在管材的检测中几乎要消失的超声波检测又重新回到了主流的地位。下面我将用我们自主知识产权的超声波探伤仪拳头产品TUD310来与大家分享这个神奇的方法。

首先，我们需要准备的材料有：能开机的TUD310一个，无缝管一根，斜探头线两条，SCK-1A试块一个，将两个尺寸，角度，前沿一摸一样的斜探头背对背做在一起，再做一个如图模样的契块（契块的弧度与要探测的无缝管外径相同），耦合剂一瓶，机油半斤，红笔一根，手纸一卷。材料就齐备拉。

首先，把两个探头都接好线，分别插在TUD310的两个探头插口上。开机！切记将探头方式设置成“单”。不要设置成“双”或者“收发”。原因就是：不是有两个晶片的探头都是双晶探头。双晶探头的两个晶片是一收一发。而我们这个特别的探头是需要它们各自独立工作。然后在SCK-1A上调整好其中一个探头的前沿，零点和K值（这里就不详细介绍方法了，如果不会使用1A试块调整这三个参数的可直接忽略本文）。因为两个探头*一样，所以设置好一个探头的参数另外一个也就设置好了。这些都做好后，将探头涂上耦合剂和契块装在一起。探头和契块之间的耦合剂要选择透声性好的固体耦合剂，不要选择液体的机油。理由自己想。到这里我们的前期的准备工作都做好了。

然后，我们来设置探伤灵敏度，因为无缝管是不容许出现缺陷的，所以DAC曲线就免了，直接将增益调整到没有杂波的zui大值，TUD310我建议设置在80－90db比较合理。也有一些客户要求可以忽略一些小的缺陷（又是强大的“国情”），这时候只能使用对比法调整灵敏度了，让客户用线切割在无缝管表面沿轴向开一个槽，宽度由客户决定（客户能容许ф1以下的缺陷就开ф1的槽），再用这个槽设置灵敏度就好了。然后在无缝管上涂上机油。将安装好契块的探头放在无缝管上面可以发现它们贴合的非常好。在周向小幅度左右晃动探头，沿轴向做锯齿状游走，出现波形信号则用红笔对这一段进行标记，表示这一段应该判废。整段无缝管扫查结束后，用手纸查干净工件和探头表面的耦合机，探伤工作就结束了。

zui后我们对原理进行简单的说明。其实看到这里相信很多人已经看明白了。超声波进入管材后会在管材中进行弹射（如图），使用两个斜探头无非就是让探头从双方向发射超声波从而覆盖整个管材的周向，以提率。等于一台机器干两台机器的活。所以在管径较小的时候一个缺陷在屏幕上会出现两个缺陷信号，原因就是两个探头发射的超声波都捕捉到了这个信号，由于声程不同，他们会出现在屏幕的不同的位置。在管径较大的管材上，由于能量的衰减，在一个周向截面上即便是使用两个探头也很难全面覆盖整个管材，这时候也只需要让探头移动1/4管径也可做到全部覆盖。

钢结构探伤是我们在探伤中经常会遇到的又一种应用。它的特点是，结构复杂，焊缝多，体积大，还有就是焊缝多为T型焊。

T型焊缝可以说是一种常见的焊逢类型，我们在各种教材上也经常看到T型焊缝探伤方法的介绍。我们在熟知理论的同时在实际的探伤过程中还会遇到很多问题。首先我们先看看教材上是怎样说的。

我们先认识一下T型焊。如图，水平的叫翼板，因为长得像翅膀，所以叫翼板。垂直的叫腹板，因为是插在翼板的中间，所以叫腹板。T型焊中常见的缺陷还是和其他焊接一样有气孔，夹杂，裂纹，未焊透，和未融合。还有一种T型焊专有的缺陷叫撕裂。撕裂顾名思义就是腹板受力以后在根部产生的横向断裂，它不会出现在焊缝区内，只出现在焊缝区外（在焊缝区域内就叫裂纹，在焊缝区域外叫撕裂）。T型焊缝探伤都是利用这三个操作面，5个位置进行扫查（如图）。

然而，我们在实际探伤中很难对一条T型焊缝进行这5个点的检测。主要有两个原因，其一就是腹板过薄，腹板如果厚度在5mm以下，在探头的盲区内，就无法从腹板面上（4、5位置）进行探伤，理论上是可以在翼板面上（1、2、3位置）进行探伤的，但是实际操作上难度很大，基本属于无法探测。另外在国内的钢结构企业中，由于成本的原因，8mm以下的腹板基本都不开坡口，焊接时在腹板根部双面打两条焊缝。想也不用想肯定有未焊透。但因为这样薄的腹板都是不受力的，所以也不会出太大的问题。这也给我们在实际工作中得到一些启发，在实际的缺陷判定的时候还要加上“国情”这一条评定标准。

其二就是，结构问题。实际的T型焊都不是孤立的一条焊缝，一个工件上往往是错综复杂几十、上百条焊缝，大而笨重，无法翻转。所以在实际的探伤中，能保证3个点的检测就算不错了。检测的方向主要就是未融合，未焊透和撕裂。检测位置上主要对融合线和腹板中心位置进行检测（未焊透和撕裂都会出现在腹板根部中心位置）。

另外在实际探伤中有很容易忽略的一点就是焊角反射。在T型焊中，只要在翼板上用斜探头扫查都会捕捉到这个信号。原因就是焊角的结构造成的（对接焊的余高是外凸的，T型焊则恰恰相反，是内凹的）。T型焊角的这个结构很类似我们CSK－1A上的有机玻璃圆，也就是说无论使用什么角度的斜探头都会捕捉到它。它信号的特点是强度高，光滑，波幅窄。由于声程的关系，缺陷信号一定出现在焊角反射信号之前。这时候只要把斜探头当直探头用（先找底波再找缺陷）就可以轻松排查出缺陷。

zui后跟大家分享个小窍门。有时候我们在探伤T型焊的时候是无法看到腹板的，这时候我们也可以利用焊角反射来定位腹板。方法就是在翼板的单面双侧分别找出焊角反射波，并让它们出现在屏幕的同一个位置。那么这时候。两探头连线的中心点就是焊缝的中心。再利用斜探头的三角定位就可以确定腹板的宽度。（end）