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T、K、Y管节点焊缝超声波检验缺陷的评定标准本章取自《海上结构建造的超声波检验推荐作法和超声技师资格考核指南》1988年版－Q/HS7007附录D〈验收标准〉D1.0的条文;即APIRP2X缺陷评定标准,全文抄录.8.1 概述a. 基于实践的验收标准分为以下三个级别。
这些级别只是作为范例，并非作为规范来执行。
A级——工艺质量标准该级别与构件的适用性并没有内在的联系，而是建立在焊工通常所能达到的焊接质量以及检验手段力所能及的基础上。
在用未指明断裂控制的材料来设计和建造重要结构时，常用这个级别。
C级——以合于使用为基础的质量标准该级别基于疲劳、脆性断裂和拉伸破坏不稳定性的总体考虑，并且准备应用于设计应力和疲劳分析方面，并满足APIRP2A规定的最低韧性，同时也要求考虑焊缝和热影响区的断裂韧性。
F级——特定的合于使用质量标准该级别基于一个特定构件或特别应用中某类构件的分析、脆性断裂、拉伸不稳定性和其他任何可能的断裂形式上。
使用这个级别，在技术上更加适合于某项特殊的应用。
一项充分的研究已经取代了保守的假设。
这意味着某些缺陷尺寸是可以接受的而不必权衡安全因素。
b. 适当的检验级别是整个断裂控制设计的一个主要部分，并使质量水平与设计要求相一致。
例如，图8-1和图8-2所示的焊缝表面成形质量与S-N疲劳曲线相互之间是一致的。
超声验收标准的三个级别就是基于类似的疲劳考虑。
在桥梁设计中，要求焊缝表面打磨并要求A级的内部检验达到A级疲劳特性。
对于根据C极（X曲线）疲劳曲线实质上允许较大的缺陷存在。
然而在特定的合于使用质量标准的应用中，实际疲劳标准和缺陷尺寸与研究结果是一致的。
c. 超声专家根据设计构想制定专门的超声程序和验收级别，下面的章节中将描述这方面的例子。
8.2 “A”级验收标准(APIRP2X)a. A级大致相当于传统的射线照像标准中规定的工艺标准。
这个级别可适用于那些为改善疲劳特性而使表面形状磨平或抗腐蚀保护的焊缝（例如图8-2中的曲线A），或那些一旦断裂将造成灾难性（即：没有余度）破坏的重要焊缝，以及那些以低等级断裂韧性为主的部位。
T、K、Y管节点焊缝超声波检验缺陷的定量技术T、K、Y管节点焊缝超声波探伤中，缺陷的定量技术，与平板对接焊缝有所不同。
（1）缺陷定量与缺陷的判定和缺陷定位相互联系密切，首先判定反射波是否由缺陷造成，然后确定缺陷属于点状、线状还是面状，按缺陷的类型选择定量方法，因此缺陷判定、定位、定量三者没有明显的界限，三者相互验证。
（2）缺陷指示长度测量与平板焊缝相比，主要差异在于焊缝呈椭圆曲线状，检测时探头垂直于焊缝延伸方向移动或摆动扫查，将缺陷平面的投影长度作为焊缝线状缺陷指示长度，而不能将曲线长度作为缺陷指示长度。
（3）管节点焊缝定量中一般不要求测高（H）如果业主有要求或必须测高，常用20dB法。
（4）定量的准备工作：对仪器、探头性能校验，特殊位置焊缝截面图测绘等。
缺陷定量的方法有当量法、测长法、测高法。
对线状缺陷必须与DAC曲线比较进行当量和测长。
7.1 缺陷定量的准备工作：7.1.1 探伤仪的校准探伤仪必须有计量部门的鉴定合格证书，该仪器应在证书有效期内使用方为有效。
探伤仪具体技术指标见3.1.1。
7.1.2 斜探头性能校准（a）横波斜探头探伤管节点焊缝应选择晶片尺寸小、频率高（2-6MHZ）的探头,折射角度β采用45°、60°、70°三种规格，以相互补充、验证。
斜探头及组合性能见3.2。
（b）斜探头声束前后、左右半扩散角测量及声束边界的确定CCSI-G-WP 005《T、K、Y管节点焊缝超声波检测工作指南》中,2.7.3及Q/HS7007<海上结构建造的超声波检验推荐作法和超声波技师资格考核指南>中的3.4.3(g)波束扩散的测定等都明确规定了测定斜探头前后、左右半扩散角。
⑴斜探头前后半扩散角β下、β上或θ下、θ上的测定可在IOW或IIW试块上进行，在IIW试块上测定时，探测φ1.5mm横孔,见图7-1.(b)θ上θ下β上ββ下-20d B边界(a)L L 2OdBL 1D 's =D s c o s β/c o s αⅡ钢D S Ⅰ探头在O位置测量β探头在O 1位置测量β下探头在O 2位置测量β上1.515-20d B边界上ββO O 1下O 2图7-1 斜探头声束上下半扩散角θ上>θ下（a ）横波声束纵截面;(b)IIW 试块测定β上，β下及探头位置;斜探头上下半扩散角θ上、θ下可以用矩形声探理论公式计算：21211sin ⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫⎝⎛-⋅=s l D a λβ121cos l s s l c D c b ⋅⋅⋅=αλba +=上βsin ,实测时）dB L L tg 时上声束边界点为中心束下降上20(15221-=βba -=下βsin ）dB L L tg ，时下声束边界点为中心束下降实测时下20(15111-=β ββθ-=上上………………………………………………………………7-1下下ββθ-=………………………………………………………………7-2式中:β- 折射角; λL1- 有机玻璃纵波波长; c L1- 有机玻璃纵波声速（2730m/s ）;c S2- 钢中横波声速(3230m/s); D S - 矩形声源边长。
TKY 管节点焊缝的超声检测简添福;潘文超;陆铭慧;郑志忠【摘要】TKY 管节点结构及其类似机构在钢结构及海洋平台中的广泛应用，对无损检测技术提出了严峻的挑战。
对于其焊缝部分复杂的空间结构的检测，经过不断地研究、开发和完善，目前超声检测已成为最主要的检测方法。
随着新技术的发展，一些新的无损检测技术和方法也逐步应用于该场合，尤其是超声相控阵技术。
综述了 TKY 管节点焊缝超声检测的发展概况，介绍了适用于 TKY管节点焊缝超声检测的各种方法，并对 TKY 管节点焊缝无损检测技术的发展方向进行了展望。
%TKY tubular joints and similar structure is widely used in steel structure and marine platform,which presents a severe challenge to nondestructive testing technology.For the specific and complicated welding part,UT (ultrasonic testing)is the most useful method so far.With the scientific development and application of new technology,some new nondestructive testing methods and means have gradually applied,such as phased array ultrasonic technology.The context not only reviewed the development condition of UT,but also recommended methods that were appropriate for the TKY tubular joints.Finally, it intended to make prospects for the nondestructive detecting technology in the respect.【期刊名称】《无损检测》【年(卷),期】2015(000)005【总页数】4页(P60-62,67)【关键词】TKY 管节点;焊缝;超声检测;相控阵【作者】简添福;潘文超;陆铭慧;郑志忠【作者单位】福建省锅炉压力容器检验研究院漳州分院，漳州 363000;南昌航空大学无损检测技术教育部重点实验室，南昌 330063;南昌航空大学无损检测技术教育部重点实验室，南昌 330063;福建省锅炉压力容器检验研究院漳州分院，漳州 363000【正文语种】中文【中图分类】TG115.28钢结构由于其具有强度高、韧性好、刚度大、占地空间少、外观优美等优点，在建筑行业及海洋工程领域得到了广泛应用。
第四章超声波探伤方法和通用探伤技术超声波探伤方法虽然很多,各种方法的操作也不尽相同,但它们在探测条件、耦合可与补偿、仪器的调节、缺陷的定位、定量、定性等方面却存在一些通用的技术问题。
掌握这些通用技术对于发现缺陷并正确评价是很重要的。
§4.1超声波探伤方法概述一、按原理分类超声波探伤方法按原理分类,可分为脉冲反射法、穿透法和共振法。
1、脉冲反射法超声波以持续极短的时间发射脉冲到被检试件内,根据反射波的情况来检测试件缺陷的方法,称为脉冲反射法。
按照判断缺陷情况的回波性质,脉冲反射法还可分为：(1)缺陷回波法根据仪器示波屏上显示的缺陷探伤图形进行判断的探伤,称为缺陷回波法。
该方法是反射法的基本方法。
图是缺陷回波探伤法的基本原理。
当试件完好时，超声波可顺利传播到达底面，在底面光滑且与探测面平行的条件下,探伤图形中只有表示发射脉的始波T及底面回波B两个信号，表示缺陷的回波F。
(2)底面回波高度法当试件的材质和厚度不变时,底面回波高度应是基本不变的。
如果试件内存在缺陷,底面回波高度会下降甚至消失,如图所示。
这种依据底面回波的高度变化判断试件缺陷情况的探伤方法,称为底面回波高度法。
底面回波高度法的特点在于同样投影大小的缺陷可以得到同样的指示,而且不出现盲区,但是要求被探试件的探测面与底面平行,耦合条件一致。
由于该方法检出缺陷的灵敏度较低,因此,实用中很少作为一种独立的探伤方法,而经常作为一种辅助手段,配合缺陷回波法发现某些倾斜的和小而密集的缺陷。
(3)底面多次回波法当透入试件的超声波能量较大,而试件厚度较小时,在试件完好无缺陷的情况下,超声波可在探测面与底面之间往复传播多次,示波屏上出现多次底波123,,B B B ……。
这种依据底面回波次数,而判断试件有无缺陷的方法,即为底面多次回波法。
底面多次回波法主要用于厚度不大的,形状简单,探测面与底面平行的试件探伤,缺陷检出的灵敏度低于缺陷二次回波法。
2.穿透法穿透法是依据脉冲波或连续波穿透试件之后的能量变化来判断缺陷情况的一种方法,如图4.4所示。
T、K、Y管节点焊缝的技术特征和影响因素海洋结构物建造大量采用了T、K、Y型管节点联接形式，其焊缝截面的形状随着相贯点位置不同而变化，因而难以使用射线照相法进行检测。
目前国内外主要采用超声波方法进行探伤，本章重点对T、K、Y管节点焊缝技术特征及超声波探伤影响因素进行介绍。
2.1 T、K、Y型管节点焊缝的几何特征2.1.1 管节点主要有T、K、Y三种形式（图2－1a），其中最具有代表性的是Y型节点，其焊缝的形状及结构参数，如图2-1（b）所示，钢管外径和壁厚是根据结构由设计者按规范进行设计选择。
一般主管直径d i为600～2000mm，壁厚t i为18～80mm，支管直径d n为400～900mm，壁厚t n为12～60mm，主支管的夹角θ一般在20°～90°，当θ＝90°时，即为T型节点。
焊接管节点的制造是经过卷板，管子纵缝焊接，支管相贯端面的坡口加工（由数控机床完成），主支管组装和相贯线处焊接（手工焊接）等过程。
焊接方法采用手工焊单面焊接，焊接缺陷种类与手工焊相同。
图2－1（b）中的七个参数有：t n、t i、d n、d i、θ，五个参数为不变量，而两面角ψ和坡口角φ随焊缝不同位置连续变化。
并且坡口角φ随两面角ψ而变化，按API标准，φ可按图 2－1（C ）求得。
[注] Q/HS 7007把两面角ψ称为“局部两面角”。
定义为连接曲面的焊缝给定点，两切面的夹角。
θt id id nt nt n --支管壁厚 θ--主支管夹角t i --主管壁厚 （对于T节点，θ=90°）d n --支管外径 ψ--两面角d i --主管外径 φ--坡口角度支管主管ψφψφa .TKY 管节点的基本形式b .Y 节点焊缝的形状及结构参数20°≤ψ＜30°，取φ=15°不开坡口，ψ＜20°ψψψψ(C)坡口角度的确定30°≤ψ＜90°，取φ=ψ/2ψ＞90°，取φ=45°图2－１ Y 节点焊缝形状及结构参数2.1.2 坡口尺寸及留根焊接坡口开在支管上，根据APIRP2X标准，间隙量ω与两面角ψ的关系见表2-1。
第一章概述1.1 什么是T、K、Y管节点焊缝在承受各种载荷的钢结构中，将支管的一端（小直径管）焊接在主管（大直径管）上，为保证焊接质量，在支管一端开坡口，这种结构形式称为管节点焊缝。
如果主管、支管间夹角θ<90°（锐角），称Y节点焊缝。
主支管夹角θ=90°，称T节点焊缝。
在主装工艺线上（外径轴向）按设计的距离，焊接两个相对称的支管，形成对称于工艺线的两个Y型节点焊缝，称为K节点焊缝（见图2-1a）。
1.2 海洋石油平台下的T、K、Y管节点焊缝在海洋石油平台钢结构中，支撑平台的部分，称为导管架。
导管架由若干根主管和支管由管节点焊缝连成一体，这些节点形式有Y型、T型和K型，具有代表性的是Y型管节点焊缝。
由于海洋石油平台作业环境恶劣，以北海地区为例：大约有上百座平台，水深达数十米，最深可达200～300米，最大风速为150km/h，海浪最高达20～30m，水下又有强大的水流，有时受到大冰块的冲击，导管架必须经受住这种自然环境的考验。
近年来，海上石油平台数量不断增加,规模也越来越大，有的导管架自重已达4万余吨。
据报导：海上平台的事故时有发生：1965年“海宝石号”半潜式钻井架失事，之后又发生了“海洋徘徊者号”和“亚历山大·基兰号”平台事故，1983年美国钻井船“爪洼号”又在南中国海沉没。
为此平台的安全引起了各国有关部门的重视，1974年英国以立法形式通过了《近海设施细则》，各大船级社也先后制定了海洋石油平台建造与入级规范，加强了海洋石油平台的监检力度，其中包括了对T、K、Y管节点的焊接和超声波检验人员的要求。
1.3 我国海洋石油平台的建造1980年以后的十年间，原中船总公司诸多家船厂先后为国内外石油公司建造了移动式平台数十座，改造和维修平台10座。
1982年原大连造船厂为美国贝克石油公司建造了两座“大脚Ⅲ型”自升式平台，当时属世界一流。
1988年交付使用的“胜利三号”是我国按CCS《海上移动平台入级与建造规范》设计和建造的坐底钻井平台。
超声波探伤培训教程超声波探伤培训教材之理论基础目录第一章无损检测概述第二章超声波探伤的物理基础第三章波的若干概念第四章仪器、探头和试块第五章常用探伤方法和技术第六章板材和管材超声波探伤第七章锻件与铸件超声波探伤第八章焊缝超声波探伤第一章无损检测概述、超声检测(UT) 无损检测包括射线检测(RT) 、磁粉检测、渗透检测(PT)和涡流检测(ET)等五种检测方法。
(MT)主要应用于金属材料制造的机械、器件等的原材料、零部件和焊缝，也可用于玻璃等其它制品。
射线检测适用于碳素钢、低合金钢、铝及铝合金、钛及钛合金材料制机械、器件等的焊缝及钢管对接环缝。
射线对人体不利，应尽量避免射线的直接照射和散射线的影响。
超声检测系指用 A 型脉冲反射超声波探伤仪检测缺陷，适用于金属制品原材料、零部件和焊缝的超声检测以及超声测厚。
磁粉检测适用于铁磁性材料制品及其零部件表面、近表面缺陷的检测，包括干磁粉、湿磁粉、荧光和非荧光磁粉检测方法。
渗透检测适用于金属制品及其零部件表面开口缺陷的检测，包括荧光和着色渗透检测。
涡流检测适用于管材检测，如圆形无缝钢管及焊接钢管、铝及铝合金拉薄壁管等。
磁粉、渗透和涡流统称为表面检测。
第二章超声波探伤的物理基础第一节基本知识超声波是一种机械波，机械振动与波动是超声波探伤的物理基础。
物体沿着直线或曲线在某一平衡位置附近作往复周期性的运动，称为机械振动。
振动的传播过程，称为波动。
波动分为机械波和电磁波两大类。
机械波是机械振动在弹性介质中的传播过程。
超声波就是一种机械波。
机械波主要参数有波长、频率和波速。
波长:同一波线上相邻两振动相位相同的质点间的距离称为波长，波源或介质中任意一质点完成一次全振动，波正好前进一个波长的距离，常用单位为米m;频率 f:波动过程中，任一给定点在1 秒钟内所通过的完整波的个数称为频率，常用单位为赫兹Hz;波速 C:波动中，波在单位时间内所传播的距离称为波速，常用单位为米/秒(m/s)。
超声波检验T K Y型管节点焊缝的操作工艺邢树宏（中国海油工程检验公司）摘要:本文重点介绍了超声波检验T K Y 管节点焊缝的工艺要点。
众所周知，T K Y 管接节点结构是海洋工程最重要和最常见结构形式，而且它在钢结构的焊缝中也是最为复杂，其焊缝截面形状是随相贯点位置不同而变化，因而难以使用射线照相法进行检测。
目前国内外主要采用手动超声波探伤方法进行检验。
在T K Y 管接节点焊缝手动超声波探伤的过程中，由于T K Y 管节点焊缝截面形状随两面角变化而变化、半跨声程也随其表现出很大的差异，同时它还会波及探头的接触面积减小或由于曲率效应而使得回波高度下降等状况，无疑使超声波检验中的缺陷定位和定量及缺陷尺寸评定更加困难。
使用K值探头及应用水平距离或深度定位等传统的超声波检验技术，无法满足检验T K Y 管节点焊缝的基本要求。
采用“作图解析法”---缺陷定位、“修正补偿法”---缺陷定量、“波束边界法或最大振幅法、振幅比较法”---评定缺陷尺寸等为主要内容的超声波检验新技术，是检验T K Y 管节点焊缝的有效方法。
该技术已广泛应用在海洋工程及其他大型结构的检验中。
关键词:T K Y型管焊缝作图解析法定位法波束边界定量法引言:在海洋工程建造中，众多钢管间的连接多为T K Y 结构。
针对T K T型管焊缝的质量检验，普遍采用手动超声波检测。
由于在不断变化的曲面上进行超声波检测，其焊缝截面形状也不断变化，半跨距声程表现很大的差异。
因此，无法套用平板对接焊缝常用的缺陷定位、定量技术。
该类焊缝缺陷的定位、定量的基本手段则是“作图解析法---定位”，“修正补偿法---定量”。
另外，包括诸如缺陷三维尺寸的评定、T K Y 管节点结构焊缝的跟部间隙予留、定位基准点的设定、D A C曲线的制作等都是手动超声波检验T K Y 管节点焊缝不可缺少重要内容。
1、作图解析--定位法的原理作图解析–定位法，即当检验员认为有必要对缺陷进行定位时，借助于万能取型规（或橡皮泥）获取焊缝外型,按1:1的比例将其复制在纸上，然后再用万能取型规和其他制图工具按实测主、支管厚度及其焊缝跟部间隙、留根高度及坡口角,将缺陷所处的焊缝剖面图补充完整，最后按探头入射点到焊缝边沿距离Y、实测折射角θ及荧光屏上出现的最高反射波的声程W，画出模拟声束传播路线，以完成焊缝的缺陷定位。
附录E 圆管T 、K 、Y 节点焊缝的超声波探伤方法及缺陷分级E.0.1本附录适用于支管管径不小于150mm 、壁厚不小于6mm 、板厚外径之比在13%以下的圆钢管分支节点焊缝的超声波探伤。
E.0.2本附录未述及的内容应符合现行国家标准《焊缝无损检测超声检测技术、检测等级和评定》GB/T 11345和现行行业标准《钢结构超声波探伤及质量分级法》JG/T 203的规定。
E.0.3圆管T 、K 、Y 节点焊缝的超声波探伤探头应选用小芯片、短前沿、高频率及大折射角（或K 值）探头，且应能完成一跨距范围内整个焊缝截面的检测。
E.0.4选用的耦合剂应具有良好透声性和适当流动性的液体或糊状物，并应对材料和人体没有损伤作用，且应便于检测后的清除，可在耦合剂中加入适量的表面活性剂，以提高其润湿性能。
E.0.5确定圆管相贯节点曲面探测灵敏度的修正量时，应遵守图E.0.5的要求，使用规格相同的两只探头在平面试板上作一跨距一收一发测试，读取增益（或衰减）值G 1，然后在工件表面上（支管外壁）沿轴向和实际探伤最大偏角方向分别作一跨距一收一发测试，读取G 2、G 3。
当TG 小于2dB 时，可不作修正；当|G 2-G 3|不大于4dB 时，应按TG 进行耦合修正；当|G 2-G 3|大于4dB 时，应进一步分区测试，取合适的区间分别进行修正（图E.0.1）。
TG 值按下列公式计算：1322)(G G G TG -+=（E.0.5）位置1位置2位置3（a ）试板与RB 试块有相同的粗糙度（b ）工件探测面图E.0.5曲面探测灵敏度修正量的确定E.0.6圆管相贯节点探伤面及探伤方法应符合下列规定：1圆管相贯节点焊接接头探伤应以支管表面作为探伤面，扫查探头在①②③位置时，均应与焊缝垂直（图E.0.6）；2根据主管直径、支管直径、壁厚及主支管的交叉角，利用相应软件或根据本附录第E.0.7条“圆管相贯节点焊缝超声波探伤几何临界角和修正系数”相关规定提供的计算方法，绘制“相贯角与几何临界角的关系曲线”图，用曲线将焊缝划分为若干检测区域，每一检测区选用相应折射角的探头；3应根据工程中管节点的主、支管直径D 1、D 2，壁厚δ1、δ2，主、支管交叉角θ，采用探头的折射角β等参数，利用相关软件或根据本附录E.0.7提供的计算方法绘制出探伤的“相贯角与距离修正系数关系曲线”等，以备探伤时使用。
