UT800超聲波探傷儀現(xiàn)場應(yīng)用——淺談無縫鋼管和T型焊縫的探傷
無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。在無縫管的探傷中多采用渦流自動探為主，磁粉和超聲波手工探為輔的檢測方式。這里我想主要說說超聲波探傷的部分。傳統(tǒng)的無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管材就會發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)方法的致命弱點，就是效率太低（更換探頭要重新設(shè)置參數(shù)，水浸需要復(fù)雜的計算）。常常是一天也檢不了幾根。這種教科書式的探傷方式也在實際的生產(chǎn)中被逐步的淘汰。還好勞動人民的智慧是無窮的，在生產(chǎn)中不斷的總結(jié)經(jīng)驗，并對原有的技術(shù)進(jìn)
行改進(jìn)，終于發(fā)明了一種的檢測無縫管的新方法。這個方法是在不對檢測設(shè)備進(jìn)行任何升級的基礎(chǔ)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(quán)的超聲波探傷儀拳頭產(chǎn)品UT800來與大家分享這個神奇的方法。
首先，我們需要準(zhǔn)備的材料有：能開機(jī)的UT800超聲波探傷儀一臺，無縫管一根，斜探頭線兩條，SCK-1A試塊一個，將兩個尺寸，角度，前沿一摸一樣的斜探頭背對背做在一起，再做一個如圖模樣的契塊（契塊的弧度與要探測的無縫管外徑相同），耦合劑一瓶，機(jī)油半斤，紅筆一根，手紙一卷。材料就齊備拉。
首先，把兩個探頭都接好線，分別插在UT800的兩個探頭插口上。開機(jī)！切記將探頭方式設(shè)置成“單”。不要設(shè)置成“雙”或者“收發(fā)”。原因就是：不是有兩個晶片的探頭都是雙晶探頭。雙晶探頭的兩個晶片是一收一發(fā)。而我們這個特別的探頭是需要它們各自獨立工作。然后在SCK-1A上調(diào)整好其中一個探頭的前沿，零點和K值（這里就不詳細(xì)介紹方法了，如果不會使用1A試塊調(diào)整這三個參數(shù)的可直接忽略本文）。因為兩個探頭*一樣，所以設(shè)置好一個探頭的參數(shù)另外一個也就設(shè)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(jī)油。理由自己想。到這里我們的前期的準(zhǔn)備工作都做好了。
然后，我們來設(shè)置探傷靈敏度，因為無縫管是不容許出現(xiàn)缺陷的，所以DAC曲線就免了，直接將增益調(diào)整到?jīng)]有雜波的大值，UT800我建議設(shè)置在80－90db比較合理。也有一些客戶要求可以忽略一些小的缺陷（又是強(qiáng)大的“國情”），這時候只能使用對比法調(diào)整靈敏度了，讓客戶用線切割在無縫管表面沿軸向開一個槽，寬度由客戶決定（客戶能容許ф1以下的缺陷就開ф1的槽），再用這個槽設(shè)置靈敏度就好了。然后在無縫管上涂上機(jī)油。將安裝好契塊的探頭放在無縫管上面可以發(fā)現(xiàn)它們貼合的非常好。在周向小幅度左右晃動探頭，沿軸向做鋸齒狀游走，出現(xiàn)波形信號則用紅筆對這一段進(jìn)行標(biāo)記，表示這一段應(yīng)該判廢。整段無縫管掃查結(jié)束后，用手紙查干凈工件和探頭表面的耦合機(jī)，探傷工作就結(jié)束了。
后我們對原理進(jìn)行簡單的說明。其實看到這里相信很多人已經(jīng)看明白了。超聲波進(jìn)入管材后會在管材中進(jìn)行彈射（如圖），使用兩個斜探頭無非就是讓探頭從雙方向發(fā)射超聲波從而覆蓋整個管材的周向，以提率。等于一臺機(jī)器干兩臺機(jī)器的活。所以在管徑較小的時候一個缺陷在屏幕上會出現(xiàn)兩個缺陷信號，原因就是兩個探頭發(fā)射的超聲波都捕捉到了這個信號，由于聲程不同，他們會出現(xiàn)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，在一個周向截面上即便是使用兩個探頭也很難全面覆蓋整個管材，這時候也只需要讓探頭移動1/4管徑也可做到全部覆蓋。
鋼結(jié)構(gòu)探傷是我們在探傷中經(jīng)常會遇到的又一種應(yīng)用。它的特點是，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，焊縫多，體積大，還有就是焊縫多為T型焊。
T型焊縫可以說是一種常見的焊逢類型，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在實際的探傷過程中還會遇到很多問題。首先我們先看看教材上是怎樣說的。
我們先認(rèn)識一下T型焊。如圖，水平的叫翼板，因為長得像翅膀，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，它不會出現(xiàn)在焊縫區(qū)內(nèi)，只出現(xiàn)在焊縫區(qū)外（在焊縫區(qū)域內(nèi)就叫裂紋，在焊縫區(qū)域外叫撕裂）。T型焊縫探傷都是利用這三個操作面，5個位置進(jìn)行掃查（如圖）。
然而，我們在實際探傷中很難對一條T型焊縫進(jìn)行這5個點的檢測。主要有兩個原因，其一就是腹板過薄，腹板如果厚度在5mm以下，在探頭的盲區(qū)內(nèi)，就無法從腹板面上（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，但是實際操作上難度很大，基本屬于無法探測。另外在國內(nèi)的鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)中，由于成本的原因，8mm以下的腹板基本都不開坡口，焊接時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，所以也不會出太大的問題。這也給我們在實際工作中得到一些啟發(fā)，在實際的缺陷判定的時候還要加上“國情”這一條評定標(biāo)準(zhǔn)。
其二就是，結(jié)構(gòu)問題。實際的T型焊都不是孤立的一條焊縫，一個工件上往往是錯綜復(fù)雜幾十、上百條焊縫，大而笨重，無法翻轉(zhuǎn)。所以在實際的探傷中，能保證3個點的檢測就算不錯了。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和腹板中心位置進(jìn)行檢測（未焊透和撕裂都會出現(xiàn)在腹板根部中心位置）。
另外在實際探傷中有很容易忽略的一點就是焊角反射。在T型焊中，只要在翼板上用斜探頭掃查都會捕捉到這個信號。原因就是焊角的結(jié)構(gòu)造成的（對接焊的余高是外凸的，T型焊則恰恰相反，是內(nèi)凹的）。T型焊角的這個結(jié)構(gòu)很類似我們CSK－1A上的有機(jī)玻璃圓，也就是說無論使用什么角度的斜探頭都會捕捉到它。它信號的特點是強(qiáng)度高，光滑，波幅窄。由于聲程的關(guān)系，缺陷信號一定出現(xiàn)在焊角反射信號之前。這時候只要把斜探頭當(dāng)直探頭用（先找底波再找缺陷）就可以輕松排查出缺陷。
后跟大家分享個小竅門。有時候我們在探傷T型焊的時候是無法看到腹板的，這時候我們也可以利用焊角反射來定位腹板。方法就是在翼板的單面雙側(cè)分別找出焊角反射波，并讓它們出現(xiàn)在屏幕的同一個位置。那么這時候。兩探頭連線的中心點就是焊縫的中心。再利用斜探頭的三角定位就可以確定腹板的寬度。
UT800數(shù)字式超聲探傷儀體現(xiàn)了的超聲探傷儀設(shè)計和制造技術(shù)。它是一種功能實用、性能的數(shù)字式超聲探傷儀，其質(zhì)量水平不僅符合，而且還超過了（JB/T10061-1999）要求,08年大量應(yīng)用奧運工程建設(shè)以及迪拜工程。
UT800數(shù)字式超聲探傷儀功能和特點：
采用先進(jìn)（國內(nèi)*）的工控CPU系統(tǒng)，雙CPU協(xié)同工作，儀器控制部分與數(shù)據(jù)處理獨立工作，系統(tǒng)運行高速可靠，現(xiàn)場性能。
全中文觸摸式鍵盤，直觀易記；全中文操作提示，容易掌握，使用方便。
自動測定儀器和探頭性能，儀器校準(zhǔn)自動化，可測量材料厚度和材料聲速。日歷時鐘，儀器能自動記錄工作日期和時間。
10個獨立探傷頻道（可擴(kuò)展至500個頻道），多種探傷工藝和探傷標(biāo)準(zhǔn)自動生成，可自由設(shè)置各待業(yè)探傷工藝標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)場探傷無需攜帶試塊
回波抑制1～99%任意可調(diào)，不影響儀器增益和線性。
DAC、AVG曲線自動生成并能分段制作，取樣點不受限制，并可進(jìn)行補(bǔ)償與修正。DAC曲線隨增益自動浮動隨聲程自動擴(kuò)展?？蓪崿F(xiàn)回波的距離波幅補(bǔ)償。
大平底法制作AVG曲線，近場區(qū)AVG曲線的制作更完善了探傷工藝要求。
缺陷回波參數(shù)（距離、水平、垂直、波幅、dB當(dāng)量、孔徑Ф值）實時顯示。
具有峰值記憶、回波包絡(luò)、波形凍結(jié)、焊縫截面示意等功能。
進(jìn)波報警功能，門位、門寬、門高任意可調(diào)。
500組探傷工藝和數(shù)據(jù)存貯，F(xiàn)LASH RAM存儲器技術(shù)（同黑匣子），離電*保存。
鋰電池供電，低功耗設(shè)計，可連續(xù)工作6小時以上。低電壓工作警和自動保護(hù)關(guān)機(jī)。
真彩顯示，大屏幕、高清晰、寬視角，不受電磁場干擾。在強(qiáng)陽光下無需遮光罩，就能獲得滿意的觀察效果。
超?。ê駜H50mm）、超輕（含電池1.18㎏），單手把握的扶手和設(shè)計合理的背帶，使您在探傷時輕松自如，尤其適宜高空作業(yè)和移動性大的場合。
UT800數(shù)字式超聲探傷儀主要技術(shù)指標(biāo)：
| 項目 | 指標(biāo) | 項目 | 指標(biāo) |
| 增益范圍 | 0～100dB
0.1，2.0，6.0步進(jìn) | 閘門 | 門位、寬、高連續(xù)可調(diào) |
| 頻帶寬度 | 0.4～15.0MHz | DAC，AVG曲線 | 任意點，可選擇 |
| 探?jīng)]范圍 | 0.0～5000.0㎜ | 打印輸出 | 存儲波形和數(shù)據(jù) |
| 探頭方式 | 直斜、雙晶、穿透 | 顯示器 | 真彩TFT顯示 |
| 水平線性 | <0.1% | 電池工作時間 | >6小時 |
| 垂直線性 | <3% | 工作溫度 | -20℃～50℃ |
| 分辨率 | >30dB | 電源 | 7.2VDC，220VAC |
| 靈敏度余時
（2.5MHzФ20） | >52dB | 外形尺寸 | 235（高）×140（寬）×50（厚） |
| 動態(tài)范圍 | >30dB | 整機(jī)重量 | 1.18㎏（帶電池） |
北京時代新天出品
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