无损检测：超声波典型缺陷波形图解析(完整版)

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。

钢管超声波检测时缺陷波形的识别双面埋弧焊钢管超声波检测时经常出现回波超标的问题，其中的伪缺陷严重干扰了检测人员对缺陷的判定。

实例介绍了夹杂物、焊趾裂纹和成分偏析的回波牲，并提出了多种伪缺陷波形的差别方法。

1 缺陷回波信号焊接接头由焊缝及热影响区两部分组成。

焊接熔池从高温冷却到常温，期间经历两次组织变过程：第一次是液态金属转变为固体金属的结晶过程，称为一次结晶过程；第二次是温度降低到相变温度时，发生组织转变，称为二次结晶。

二次结晶不仅发生在焊缝，也发生在靠近焊缝的基体金属区域。

该区域在焊接过程中受到不同程度加热，在不同温度下停留一段时间后又以不同速度冷却下来，最终获得各不相同的组织和机械性能，称为热影响区。

根据组织特征可将热影响区划分为熔合区、过热区、相变重结晶区和不完全重结晶区四个小区。

其中熔合区和过热组织晶粒精大，也是焊接接头的最薄弱环节。

所以热影响区的缺陷问题不同于焊缝中的缺陷，处理起来较为复杂，对钢管实物质量影响较大1.1 热影响区母材杂物回波采用API 5L标准，在用2.5p8*12k2探头检测1016*21mm规格的钢管时，发现深度在14-18mm左右，水平距离定位在焊趾边靠近母材约2-5mm处有强烈断续反射波出现，信号强度超过基准波幅（1.6mm竖通孔，100%波高）10dB；探头移到焊缝对侧时缺陷波反射很低或较难探测到。

同时缺陷波根较宽，波峰毛粗，主峰边上有小峰，根部带有小波，探头移动时，波形变化明显，从各个方向探测，反射波幅不相同，呈现出夹杂物反射波特征。

该信号出现在热影响区的母材区域，按照标准，PSL2的钢管母材不允许被焊。

为慎重起见，抽取超过准波幅10dB 以上且连续长度超过10mm的多处反射波位置进行X射线拍片，发现部分反射波位置廓线处有点状夹杂物，夹杂物按标准评定合格。

根据超声波和X射线探伤结果，确定缺陷的横断面部位，截取试样进行热酸腐蚀，发现熔合线靠母材侧有空洞和夹杂物。

94科技资讯 SC I EN C E & TE C HN O LO G Y I NF O R MA T IO N工 业 技 术目前,朔黄铁路肃宁分公司钢轨探伤主要以探伤小车现场作业为主,结合手工检查。

作业完毕后再对现场探伤采集的作业数据以B 型回放的行式进行二次分析的作业模式运行,通过一段时间的使用,积累了一定经验。

随着运量增加,万吨列车大量开行,伤损发展呈速度快、类型复杂、数量多的特点,因此这就需要现场探伤作业人员以高度的责任心完成探伤工作,数据回放分析人员不断地提高伤损分析准确率,使其充分有效的发挥B 型显示的作用。

1 钢轨超声波探伤B显的应用B 型显示是一种能够显示被检工件的横截面图像,指示反射体的大致尺寸及相对位置的超声信息显示方法,这种显示方法是将荧光屏上横坐标代表探头移动距离,纵坐标代表声波传播时间或距离,基线随探头的移动和回波时间而变,可直观了解探头移动下方横截面的缺陷分布和离探测面的深度,获得在探头扫查方向的断面图。

如探头分布侧视图（图1）。

图1为目前钢轨探伤GCT—8型仪器探头分布图,设置了A、B、C、D四个70°探头,E、F俩个37°探头,和一个0度G通道,七个通道分别设置了不同的颜色,用B型显示以图像画的方式显示出来,如图2。

通过对排除正常波型如:端面螺孔倒打螺孔顶角焊筋等正常显示与非正常显示来判断伤损的存在与否。

B显式数据回放,作为一种查漏补缺的二次探伤,他可以在短时间内,对大量探伤数据进行一次全面分析,相对现场有检查速度快的优点,可以及时发现一些,较为明显的漏检伤损,但也有一些不足之处,目前为止B型显示以图像画的形式显示,无法对杂波、干扰信号波的信号幅度进行衰减,所以对发现一些可疑伤损,仍需结合现场作业人员进行现场校对,以确认伤损是否属实,这就需要我们数据作业人员不断总结经验,提高数据分析的准确度。

2 典型伤损图谱的分析2.1焊缝轨腰伤损图分析:图3为焊缝轨腰伤损,D通道为焊缝焊筋轮廓波,E 通道为焊缝伤损,此伤损波出波刻度在2.9～4.0刻度,正常焊缝轨腰部位是没有回波显示的,这种伤波很容易误认为是导线孔波,当有极个别的轨腰有导线孔时,出波刻度为4.0～6.0刻度之间,显示的图像和正常导线孔一样,ＥＦＧ三个通道都有回波,如图2中正常导线孔图形一样,这就需要现场人员和数据分析认真对比分析伤波还是导线孔波。

检测技术第37卷第4期相控阵超声检测典型特征缺陷图谱研究谭达真陈积乐(广西壮族自治区特种设备检验研究院南宁530219)主商要：特种设备焊接接头常见缺陷有裂纹、未熔合、未焊透、气孔、夹渣、咬边、焊瘤等，焊接缺陷 的存在，会严重威胁到设备的安全运行。

因此，检测和识别设备中的焊接缺陷，具有十分重要的意义。

本文 主要介绍相控阵超声检测的优点和相控阵视图，和对以上典型焊接缺陷相控阵超声检测图谱进行识别和测量，目的是为相控阵超声检测缺陷定性提供借鉴。

关键词：相控阵超声检测相控阵视图典型缺陷Research on Typical Characteristic Defect Atlas of Phased Array Ultrasonic TestingTan Dazhen Chen Jile(Guangxi Special Equipment Inspection and Research Institute Nanning 530219) Abstract Common defects of welding joints of special equipment include crack, incomplete fusion, incomplete penetration,gas pore, slag inclusion, undercut, overlap, etc. The existence of welding defects will seriously threaten the safe operation of the equipment.Therefore, it is of great significance to detect and identify welding defects in equipment.This paper mainly introduces the advantages of phased array ultrasonic testing and the phased array view, as well as the recognition and measurement of the above typical defect atlas using phased array ultrasonic testing, the purpose is to provide reference in defect qualitative of phased array ultrasonic testing .Keywords Phased-array ultrasonic testing Phased-array view Typical flaws中图分类号：X924 文献标识码：B文章编号：1673-257X(2021)04-0075-05 DOI ：10.3969/j. issn. 1673-257X .2021.04.015特种设备的安全运行关系着国家经济平稳运行，同时与人民群众的生命财产安全息息相关。