UT800超聲波探傷儀現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用——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(cè)方式。這里我想主要說(shuō)說(shuō)超聲波探傷的部分。傳統(tǒng)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(cè)過(guò)管材就會(huì)發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)方法的致命弱點(diǎn)，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(jì)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(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(jié)經(jīng)驗(yàn)，并對(duì)原有的技術(shù)進(jìn)
行改進(jìn)，終于發(fā)明了一種的檢測(cè)無(wú)縫管的新方法。這個(gè)方法是在不對(duì)檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行任何升級(jí)的基礎(chǔ)上，只在檢測(cè)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(cè)中幾乎要消失的超聲波檢測(cè)又重新回到了主流的地位。下面我將用我們自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的超聲波探傷儀拳頭產(chǎn)品UT800來(lái)與大家分享這個(gè)神奇的方法。
首先，我們需要準(zhǔn)備的材料有：能開(kāi)機(jī)的UT800超聲波探傷儀一臺(tái)，無(wú)縫管一根，斜探頭線兩條，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(duì)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(cè)的無(wú)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(gè)探頭都接好線，分別插在UT800的兩個(gè)探頭插口上。開(kāi)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(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(dú)立工作。然后在SCK-1A上調(diào)整好其中一個(gè)探頭的前沿，零點(diǎn)和K值（這里就不詳細(xì)介紹方法了，如果不會(huì)使用1A試塊調(diào)整這三個(gè)參數(shù)的可直接忽略本文）。因?yàn)閮蓚€(gè)探頭*一樣，所以設(shè)置好一個(gè)探頭的參數(shù)另外一個(gè)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(lái)設(shè)置探傷靈敏度，因?yàn)闊o(wú)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(guó)情”），這時(shí)候只能使用對(duì)比法調(diào)整靈敏度了，讓客戶用線切割在無(wú)縫管表面沿軸向開(kāi)一個(gè)槽，寬度由客戶決定（客戶能容許ф1以下的缺陷就開(kāi)ф1的槽），再用這個(gè)槽設(shè)置靈敏度就好了。然后在無(wú)縫管上涂上機(jī)油。將安裝好契塊的探頭放在無(wú)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(dòng)探頭，沿軸向做鋸齒狀游走，出現(xiàn)波形信號(hào)則用紅筆對(duì)這一段進(jìn)行標(biāo)記，表示這一段應(yīng)該判廢。整段無(wú)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(duì)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(tái)機(jī)器干兩臺(tái)機(jī)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(xiàn)兩個(gè)缺陷信號(hào)，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(hào)，由于聲程不同，他們會(huì)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(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(jié)構(gòu)探傷是我們?cè)谔絺薪?jīng)常會(huì)遇到的又一種應(yīng)用。它的特點(diǎn)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(shuō)是一種常見(jiàn)的焊逢類型，我們?cè)诟鞣N教材上也經(jīng)?？吹絋型焊縫探傷方法的介紹。我們?cè)谑熘碚摰耐瑫r(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(rèn)識(shí)一下T型焊。如圖，水平的叫翼板，因?yàn)殚L(zhǎng)得像翅膀，所以叫翼板。垂直的叫腹板，因?yàn)槭遣逶谝戆宓闹虚g，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(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(gè)操作面，5個(gè)位置進(jìn)行掃查（如圖）。
然而，我們?cè)趯?shí)際探傷中很難對(duì)一條T型焊縫進(jìn)行這5個(gè)點(diǎn)的檢測(cè)。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(qū)內(nèi)，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(cè)。另外在國(guó)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(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?yàn)檫@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?cè)趯?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(guó)情”這一條評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。
其二就是，結(jié)構(gòu)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(cuò)綜復(fù)雜幾十、上百條焊縫，大而笨重，無(wú)法翻轉(zhuǎn)。所以在實(shí)際的探傷中，能保證3個(gè)點(diǎn)的檢測(cè)就算不錯(cuò)了。檢測(cè)的方向主要就是未融合，未焊透和撕裂。檢測(cè)位置上主要對(duì)融合線和腹板中心位置進(jìn)行檢測(cè)（未焊透和撕裂都會(huì)出現(xiàn)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(hào)。原因就是焊角的結(jié)構(gòu)造成的（對(duì)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(gè)結(jié)構(gòu)很類似我們CSK－1A上的有機(jī)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(hào)的特點(diǎn)是強(qiáng)度高，光滑，波幅窄。由于聲程的關(guān)系，缺陷信號(hào)一定出現(xiàn)在焊角反射信號(hào)之前。這時(shí)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(gè)小竅門。有時(shí)候我們?cè)谔絺鸗型焊的時(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(cè)分別找出焊角反射波，并讓它們出現(xiàn)在屏幕的同一個(gè)位置。那么這時(shí)候。兩探頭連線的中心點(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。
UT800數(shù)字式超聲探傷儀體現(xiàn)了的超聲探傷儀設(shè)計(jì)和制造技術(shù)。它是一種功能實(shí)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(guò)了（JB/T10061-1999）要求,08年大量應(yīng)用奧運(yùn)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(diǎn)：
采用先進(jìn)（國(guó)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(dú)立工作，系統(tǒng)運(yùn)行高速可靠，現(xiàn)場(chǎng)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(dòng)測(cè)定儀器和探頭性能，儀器校準(zhǔn)自動(dòng)化，可測(cè)量材料厚度和材料聲速。日歷時(shí)鐘，儀器能自動(dòng)記錄工作日期和時(shí)間。
10個(gè)獨(dú)立探傷頻道（可擴(kuò)展至500個(gè)頻道），多種探傷工藝和探傷標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)生成，可自由設(shè)置各待業(yè)探傷工藝標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)場(chǎng)探傷無(wú)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(dòng)生成并能分段制作，取樣點(diǎn)不受限制，并可進(jìn)行補(bǔ)償與修正。DAC曲線隨增益自動(dòng)浮動(dòng)隨聲程自動(dòng)擴(kuò)展?？蓪?shí)現(xiàn)回波的距離波幅補(bǔ)償。
大平底法制作AVG曲線，近場(chǎng)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(shí)時(shí)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(bào)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(chǔ)器技術(shù)（同黑匣子），離電*保存。
鋰電池供電，低功耗設(shè)計(jì)，可連續(xù)工作6小時(shí)以上。低電壓工作警和自動(dòng)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(chǎng)干擾。在強(qiáng)陽(yáng)光下無(wú)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(jì)合理的背帶，使您在探傷時(shí)輕松自如，尤其適宜高空作業(yè)和移動(dòng)性大的場(chǎng)合。
UT800數(shù)字式超聲探傷儀主要技術(shù)指標(biāo)：
| 項(xiàng)目 | 指標(biāo) | 項(xiàng)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(diǎn)，可選擇 |
| 探?jīng)]范圍 | 0.0～5000.0㎜ | 打印輸出 | 存儲(chǔ)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(shí)間 | >6小時(shí) |
| 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(shí)
（2.5MHzФ20） | >52dB | 外形尺寸 | 235（高）×140（寬）×50（厚） |
| 動(dòng)態(tài)范圍 | >30dB | 整機(jī)重量 | 1.18㎏（帶電池） |
北京時(shí)代新天出品
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