c)条状夹渣回波特征
探头前后移动时荧光屏上的波形与点状夹渣类似,只是左右移动时缺陷有一定的长度。 动态波形:探头平行于缺陷长度方向移动时,在缺陷长度范围内有缺陷波,探头作摆动时,波形消失很快。
3.9两种典型的伪缺陷信号
3.9.1 伪缺陷回波之一 ——扩散声束在根部的反射波
现象: 在实际工作中经常发现在接近下表面之前有强烈的反射波,从反射波出现的位置分析,反射点应在焊缝内,但长度较长,有时全焊缝连续, 如图14所示,但是,用射线复测时焊缝质量良好。
产生此伪缺陷回波的原因: 探头发出波束是扩散的(如图13所示),下扩散波较中心主波束的折射角略小,即K值略小,当探头移动时,下扩散声束在C点与下表面形成接近垂直的角度,反射波强烈,从示波屏上观察,在B’处有反射波显示,反射点水平位置靠近焊缝对面的熔合线,深度小于工件厚度。 从图13可以看出:由下扩散声束在根部C点产生的反射波相当于主声束在焊缝中B’点产生的反射波,从示波屏上显示的位置如图14所示。
伪信号排除方法: 当出现上述信号时,应选择较高频率、选择小角度探头进行复测,即可排除此类伪信号。
3.9.2 伪缺陷回波之二 ——山形回波
现象: 焊缝超声检测时,经常发现在底波之后上表面回波之前出现两个较高回波,如图16所示的山形回波图形,用X射线复验,焊缝质量良好。
山形回波形成原理:
1)从探头进入工件的横波在焊缝根部(由于根部成型的原因)产生反射回波T1,同时产生反射纵波BL和反射横波BS,如图15。
2)根部反射回波T1先到达探头并被接收, T1在一次底波(或略迟后一点)的位置;
3)根部反射纵波BL到达焊缝上表面后又反射回来,在C点又变成横波返回至探头,被探头接收,由于纵波较横波声速快,因此BL较T1迟到的时间在示波屏上约为tL的时间(大约在距一次底波之后,相当于一次波与二次波时间1/3的位置);tL的计算见公式2。 tL=T/CL 公式2 式中:tL—迟到时间 T—工件厚度 CL—纵波声速
4)根部反射横波BS到达焊缝上表面后又反射回来,经C点返回至探头,被探头接收,BS较T1迟到的时间在示波屏上约为ts的时间; (大约在距一次波之后,约相当于一次波与二次波时间2/3的位置)。ts的计算见公式3.
tS=T/CS 公式3 式中:tS—迟到时间 T—工件厚度 CS—横波声速
辨别山形回波的方法:用手指沾耦合剂轻轻拍打对应的焊缝表面,如果山形回波在手指接触焊缝时降低,手指离开焊缝时升高,且跳动明显,则可判定该山形回波为伪信号。沾有耦合剂的手指在接触焊缝表面时吸收了部分声能,从而使反射声波降低。 从上述管道焊缝缺陷定性的叙述中可以看出,单凭缺陷的某一种特征来判断其性质是比较困难的,必须对各种特征以及所了解的焊接情况加以综合分析做出正确的判断。
4 实际验证
针对工艺管道对接焊缝较压力容器对接焊缝的不同点和超声波检测具有的相对难度,为保证检测质量,中国石化集团规定对从事中国石化集团所属范围内的工程进行超声波检测的人员必须经过专业培训并考核合格取得岗位技能证书的人员才能从事超声波检测工作。 中国石化集团从2009年12月至2010年6月,已举办3期超声波人员岗位技能培训考核班,通过对大量的不同规格、不同结构管道对接焊缝试件的操作练习和严格的考核,参加培训考核人员3期共计191人,一次考核合格114人,一次合格率59%。 通过专业培训,参加超声波培训考核人员的检测技能都有较大提高,经考核合格的人员能够有效检出、识别和判定缺陷回波,可以保证管道焊缝的超声波检测质量。