時代儀器小編在本文將為大家介紹小徑管超聲波探傷工藝在《電力建設施工及驗收技術(shù)規(guī)范(管道焊接接頭超聲檢驗篇)》(DL/T 5048-95)標準基礎上的制定過程及在實際探傷中遇到的一些問題，并提出相應解決方法。

小徑管超聲波探傷是近幾年我國探傷界逐漸發(fā)展起來的一項新興探傷技術(shù)，隨DL/T5048-95標準的執(zhí)行，此項技術(shù)在電力系統(tǒng)得到普遍應用，其對“檢修焊口進行100%無損探傷”及消除“四管”泄漏有一定意義。

小徑管焊接工藝控制
由于小徑管超聲波探傷受各種主、客觀因素的影響較大，為盡量減少探傷中的誤判，使探傷工藝得到普遍使用、且增加適用性，小徑管焊接工藝管理在探傷中占有較重要的位置。探傷工需注意以下3項。

在電力系統(tǒng)中，小徑管焊接目前基本采用全氬焊接或氬弧打底手工蓋面焊接方法。除可能存在焊接基本類型缺陷外，還可能存在氬弧接頭缺陷，如弧坑、接頭不良等。有一些缺陷在焊接工藝評價中應給予重視，如未熔合、夾雜、氬弧接頭缺陷、外觀缺陷(焊瘤、余高過大、焊寬等)。應嚴格控制這些缺陷，盡量減少焊接缺陷類型， 為探傷提供便利條件。

焊樣的控制及挑選
焊接前焊工焊接試樣練習是焊接與金屬監(jiān)督的管理工作之一。焊工必須持證上崗，而焊樣代表著焊工當時的技術(shù)狀態(tài)及水平，一般讓焊工連續(xù)焊接3個試樣，從中抽取2個接近焊樣作為其代表試樣，從而準確反映出每個焊工的焊接水平及狀態(tài)，了解其可能在焊接過程中出現(xiàn)的焊接缺陷類型，為探傷工探前練習挑選試樣提供幫助，以便快捷準確地探傷。

焊接過程中的檢查
焊接過程中的焊工自查、焊工間互查及焊接打底結(jié)束前探傷工對根部缺陷的檢查、標記收弧點等工作是至關(guān)重要的，其對探傷工控制根部缺陷，了解接頭情況，探傷中準確判定接頭缺陷有重要意義。

探傷工探前準備
探頭的選擇
現(xiàn)在市場提供的小徑管探頭規(guī)格有5 MHz 4×6、5×6、6×6、6×8 K1.5、2.0、2.5、3.0系列，4 MHz 4×6 K系列，2.5 MHz 6×8 K系列探頭。據(jù)DL/T5048-95標準，探傷中需考慮管徑、壁厚、缺陷定位、缺陷類型、焊寬等來選擇頻率盡量接近5 MHz、適當?shù)腒值(β=70°為佳)、前沿短(5 mm左右)的探頭。這是因為從式(1)、(2)中可看出頻率越高，NⅡ就長，而θ0卻越小。表1列出了晶片面積為5×6，K=2.5， L1=1時頻率f與NⅡ的關(guān)系。

NⅡ＝(F×f)÷(3.14×cⅡ)×cosβ÷cosα-L2    (1)

θ0＝57×cⅡ÷f÷a(或b)        (2)

式中NⅡ——在介質(zhì)Ⅱ中的近場區(qū)長度，mm

      F——實際波源面積，mm2

      f——探頭頻率，MHz

      cⅡ——介質(zhì)Ⅱ中的聲速，km/s

      α——縱波入射角

      β——橫波折射角

      L2——入射點至假想橫波波源的距離，mm

      θ0——矩形聲源半擴散角

在實際探傷中小徑管探頭K值在直射波、一次反射波中變化較大。從日本有關(guān)研究資料了解到，β＝70°時對未焊透、裂紋、夾渣、氣孔綜合檢測效果較佳，β＝67.5°時對1 mm以下未熔合、0.2 mm以下縱向裂紋檢測效果較差，而實際探傷中直射波、一次反射波的K值變化恰為合理選擇探頭K值提供了幫助。

專用對比試塊的研制
除備用好DL/T 5048-95規(guī)定的小徑管專用試塊及補償試塊外，考慮到缺陷可能在N～3N范圍內(nèi)，還研制了以下專用對比試塊。其上孔、槽須與標準專用試塊的孔、槽做比較，做好dB相差值記錄，探傷中選擇其一攜帶備用。

儀器調(diào)試
為便于探傷中判定缺陷，精確定位，最好使用深度調(diào)節(jié)，使顯示屏能看到二次反射波，并做好距離—波幅曲線。

靈敏度確定
參照小徑管曲率、表面狀況、耦合劑選用等因素來調(diào)整做好的距離—波幅曲線，然后在符合DL/T5048-95標準掃查靈敏度的基礎上，對自制的專用對比試塊1、2做測試，找到實際探傷中適合的掃查靈敏度。

探前練習
在模仿實際工作環(huán)境情況下，選擇合理探傷掃查、評判掃查方式(矩形移動、直射波環(huán)繞移動一次、反射波矩形移動、前移動定位定量、后移動定位定量對探傷能否快捷、定位定量是否準確都有一定影響)。針對上崗實際焊工焊樣中有代表性的缺陷試樣進行探前練習，為準確評判打下基礎。在專用試塊1、2上進行多次練習調(diào)試，做好個人比較數(shù)據(jù)記錄；磨合探頭使之曲率穩(wěn)定；根據(jù)K值變化，確定掌握K平均值，練習缺陷定位計算，面對現(xiàn)場的大工作量，使探傷快捷、準確， 為現(xiàn)場小徑管超聲波探傷做好準備。

技術(shù)問題探討
探頭選用上存在的問題
DL/T5048-95規(guī)定小徑管超聲波探傷選用單晶橫波探頭工作頻率為5 MHz，探傷公稱壁厚為4 mm，考慮制造廠允許-0.4 mm的壁厚偏差， 實際探傷將遇到很大困難，選擇探頭余地較小。如適當放寬探頭頻率，如將5 MHz放寬到4 MHz，那么其對θ0影響較小(θ0變化相對較小，薄壁角度擴散也相對較小)，而對NⅡ影響相對較大，使探傷成為可能。

專用對比試塊的合理性
小徑管超聲波探傷據(jù)DL/T5048-95標準主要采用直射波及一次反射波，缺陷在小于3N的區(qū)域內(nèi)，可用試塊比較法或距離—波幅曲線法定量分析，距離—波幅曲線現(xiàn)場使用需經(jīng)常校驗?，F(xiàn)場攜帶對比試塊，也十分必要。采用上述試塊1、試塊2，其合理性在于試塊材料及規(guī)格取自原管件或原管件焊件對剖，表面狀況與探傷管件相同，“U”槽相當于SD-Ⅲ溝槽，對比相差在-1dB到2dB間，而內(nèi)外管表面φ1/2T球孔可進行靈敏度校驗、缺陷半定位半定量用，且便于制造，重量輕便于攜帶。

利用直射波回波波形確定管內(nèi)缺陷
在小徑管實際超聲波探傷中發(fā)現(xiàn)直射波回波顯示很有特點，只要K值選擇恰當，其根部缺陷和中間缺陷可同時通過波形反映出來。因為小徑管壁薄，焊接層為2到3層，而缺陷接近中、下部，故可同時反映出直射波實際走勢。這樣一來區(qū)分上、中、下部缺陷變得容易起來，為缺陷定位提供了幫助。                                       

壁厚超標,18-8鋼、18-8/12Cr1MoV焊口超聲波探傷的可行性
在實際探傷中，通常會遇到公稱壁厚為4 mm，而負偏差使管壁厚在3.7 mm左右的管材?，F(xiàn)在中大型機組過熱器較多采用不銹鋼管材。DL/T 5048-95標準已執(zhí)行近4 a，小徑管探傷技術(shù)、設備日趨成熟，焊接技術(shù)、探傷經(jīng)驗也日趨豐富，小徑管焊口超聲波探傷的可行性值得探討。

從試驗來看，選用適當?shù)念l率、較大的晶片中心點到入射點距離、小晶片尺寸的探頭、適當儀器、試塊，加上實際探傷中對波形的研究，是可以解決上、中、下缺陷定位的(因在中厚壁管探傷中定位要精確到1 mm以下是不切實際的)。而在薄壁管的實際探傷中過份要求精確定位也是毫無意義的。故只要解決定量問題，小徑管超聲波探傷完全可以檢測壁厚為3.0 mm的薄壁管。

DL/T 5048-95標準執(zhí)行后，使小徑管超聲波探傷有據(jù)可循。對保證“四管”焊口質(zhì)量、縮短檢修工期、減少探傷工作量及焊口泄漏有十分重大的意義。

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