探伤

焊接无损探伤 刘建新

2013年4月17日

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探伤

探测金属材料或部件内部的裂纹或缺陷。

常用的探伤方法有：X光射线探伤、超声波探伤、磁粉探伤、渗透探伤（着色探伤）、涡流探伤、γ射线探伤、萤光探伤、等方法。 物理探伤就是不产生化学变化的情况下进行无损探伤。 一、什么是无损探伤？

答：无损探伤是在不损坏工件或原材料工作状态的前提下，对被检验部件的表面和内部质量进行检查的一种测试手段。 二、常用的探伤方法有哪些？

答：常用的无损探伤方法有：X光射线探伤、超声波探伤、磁粉探伤、渗透探伤、涡流探伤、γ射线探伤、萤光探伤、着色探伤等方法。 三、试述磁粉探伤的原理？

答：它的基本原理是：当工件磁化时，若工件表面有缺陷存在，由于缺陷处的磁阻增大而产生漏磁，形成局部磁场，磁粉便在此处显示缺陷的形状和位置，从而判断缺陷的存在。 四、试述磁粉探伤的种类？

1、按工件磁化方向的不同，可分为周向磁化法、纵向磁化法、复合磁化法和旋转磁化法。

2、按采用磁化电流的不同可分为：直流磁化法、半波直流磁化法、和交流磁化法。

3、按探伤所采用磁粉的配制不同，可分为干粉法和湿粉法。 五、磁粉探伤的缺陷有哪些？

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答：磁粉探伤设备简单、操作容易、检验迅速、具有较高的探伤灵敏度，可用来发现铁磁材料镍、钴及其合金、碳素钢及某些合金钢的表面或近表面的缺陷；它适于薄壁件或焊缝表面裂纹的检验，也能显露出一定深度和大小的未焊透缺陷；但难于发现气孔、夹碴及隐藏在焊缝深处的缺陷。

六、缺陷磁痕可分为几类？ 答：1、各种工艺性质缺陷的磁痕； 2、材料夹渣带来的发纹磁痕； 3、夹渣、气孔带来的点状磁痕。 七、试述产生漏磁的原因？

答：由于铁磁性材料的磁率远大于非铁磁材料的导磁率，根据工件被磁化后的磁通密度B＝μH来分析，在工件的单位面积上穿过B根磁线，而在缺陷区域的单位面积 上不能容许B根磁力线通过，就迫使一部分磁力线挤到缺陷下面的材料里，其它磁力线不得不被迫逸出工件表面以外出形成漏磁，磁粉将被这样所引起的漏磁所吸引。 八、试述产生漏磁的影响因素？

答：1、缺陷的磁导率：缺陷的磁导率越小、则漏磁越强。 2、磁化磁场强度（磁化力）大小：磁化力越大、漏磁越强。 3、被检工件的形状和尺寸、缺陷的形状大小、埋藏深度等：当其他条件相同时，埋藏在表面下深度相同的气孔产生的漏磁要比横向裂纹所产生的漏磁要小。

九、某些零件在磁粉探伤后为什么要退磁？

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答：某些转动部件的剩磁将会吸引铁屑而使部件在转动中产生摩擦损坏，如轴类轴承等。某些零件的剩磁将会使附近的仪表指示失常。因此某些零件在磁粉探伤后为什么要退磁处理。 十、超声波探伤的基本原理是什么？

答：超声波探伤是利用超声能透入金属材料的深处，并由一截面进入另一截面时，在界面边缘发生反射的特点来检查零件缺陷的一种方法，当超声波束自零件表面由探头通至金属内部，遇到缺陷与零件底面时就分别发生反射波来，在荧光屏上形成脉冲波形，根据这些脉冲波形来判断缺陷位置和大小。

十一、超声波探伤与X射线探伤相比较有何优的缺点？

答：超声波探伤比X射线探伤具有较高的探伤灵敏度、周期短、成本低、灵活方便、效率高，对人体无害等优点；缺点是对工作表面要求平滑、要求富有经验的检验人员才能辨别缺陷种类、对缺陷没有直观性；超声波探 伤适合于厚度较大的零件检验。 十二、超声波探伤的主要特性有哪些？

答：1、超声波在介质中传播时，在不同质界面上具有反射的特性，如遇到缺陷，缺陷的尺寸等于或大于超声波波长时，则超声波在缺陷上反射回来，探伤仪可将反射波显示出来；如缺陷的尺寸甚至小于波长时，声波将绕过射线而不能反射；

2、波声的方向性好，频率越高，方向性越好，以很窄的波束向介质中辐射，易于确定缺陷的位置。

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3、超声波的传播能量大，如频率为1MHZ（100赫兹）的超生波所传播的能量，相当于振幅相同而频率为1000HZ（赫兹）的声波的100万倍。

十三、超生波探伤板厚14毫米时，距离波幅曲线上三条主要曲线的关系怎样？

答：测长线 Ф1 х 6 －12dB 定量线 Ф1 х 6 －6dB 判度线 Ф1 х 6 －2dB 十四、何为射线的“软”与“硬”？

答：X射线穿透物质的能力大小和射线本身的波长有关，波长越短（管电压越高），其穿透能力越大，称之为“硬”；反之则称为“软”。 十五、用超生波探伤时，底波消失可能是什么原因造成的？ 答：1、近表表大缺陷；2、吸收性缺陷；3、倾斜大缺陷；4、氧化皮与钢板结合不好。

十六、影响显影的主要因素有哪些？

答：1、显影时间；2、显影液温度；3、显影液的摇动；4、配方类型；5、老化程度。

十七、什么是电磁感应？

答：通过闭合回路的磁通量发生变化，而在回路中产生电动势的现象称为电磁感应；这样产生电动势称为感应电动势，如果导体是个闭合回路，将有电流流过，其电流称为感生电流；变压器，发电机、各种电感线圈都是根据电磁感应原理工作。

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二十五、简述超生波探伤中，超生波在介质中传播时引起衰减的原因是什么？

答：1、超声波的扩散传播距离增加，波束截面愈来愈大，单位面积上的能量减少。

2、材质衰减一是介质粘滞性引起的吸收；二是介质界面杂乱反射引起的散射。

二十六、CSK－ⅡA试块的主要作用是什么？ 答：1、校验灵敏度；2、校准扫描线性。 二十七、影响照相灵敏度的主要因素有哪些？

答：1、X光机的焦点大小；2、透照参数选择的合理性，主要参数有管电压、管电流、曝光时间和焦距大小；3、增感方式；4、选用胶片的合理性；5、暗室处理条件；6、散射的遮挡等。

二十八、用超生波对饼形大锻件探伤，如果用底波调节探伤起始灵敏度对工作底面有何要求？

答：1、底面必须平行于探伤面； 2、底面必须平整并且有一定的光洁度。

二十九、超声波探伤选择探头K值有哪三条原则？ 答：1、声束扫查到整个焊缝截面； 2、声束尽量垂直于主要缺陷； 3、有足够的灵敏度。

三十、超声波探伤仪主要有哪几部分组成？

答：主要有电路同步电路、发电路、接收电路、水平扫描电路、显示器和电源等部份组成。

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三十一、发射电路的主要作用是什么？

答：由同步电路输入的同步脉冲信号，触发发射电路工作，产生高频电脉冲信号激励晶片，产生高频振动，并在介质内产生超声波。 三十二、超声波探伤中，晶片表面和被探工件表面之间使用耦合剂的原因是什么？

答：晶片表面和被检工件表面之间的空气间隙，会使超声波完全反射，造成探伤结果不准确和无法探伤。

三十三、JB1150－73标准中规定的判别缺陷的三种情况是什么？ 答：1、无底波只有缺陷的多次反射波。 2、无底波只有多个紊乱的缺陷波。 3、缺陷波和底波同时存在。

三十四、JB1150－73标准中规定的距离――波幅曲线的用途是什么？

答：距离――波幅曲线主要用于判定缺陷大小，给验收标准提供依据它是由判废线、定量线、测长线三条曲线组成； 判废线――判定缺陷的最大允许当量；

定量线――判定缺陷的大小、长度的控制线；测长线――探伤起始灵敏度控制线。

三十五、什么是超声场？

答：充满超声场能量的空间叫超声场。 三十六、反映超声场特征的主要参数是什么？

答：反映超声场特征的重要物理量有声强、声压声阻抗、声束扩散角、近场和远场区。

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三十七、探伤仪最重要的性能指标是什么？

答：分辨力、动态范围、水平线性、垂直线性、灵敏度、信噪比。 三十八、超声波探伤仪近显示方式可分几种？

答：1、A型显示示波屏横坐标代表超声波传递播时间（或距离）纵坐标代表反射回波的高度；2、B型显示示波屏横坐标代表超声波传递播时间（或距离），这类显示得到的是探头扫查深度方向的断面图；3、C型显示仪器示波屏代表被检工件的投影面，这种显示能绘出缺陷的水平投影位置，但不能给出缺陷的埋藏深度。 三十九、超声波探头的主要作用是什么？

答：1、探头是一个电声换能器，并能将返回来的声波转换成电脉冲；2、控制超声波的传播方向和能量集中的程度，当改变探 头入射 角或改变超声波的扩散角时，可使声波的主要能量按不同的角度射入介质内部或改变声波的指向性，提高分辨率；3、实现波型转换；4、控制工作频率；适用于不同的工作条件。

四十、磁粉探头的安全操作要求？

答：1、当工件直接通过电磁化时，要注意夹头间的接触不良、或用了太大的磁化电流引起打弧闪光，应戴防护眼镜，同时不应在有可能燃气体的场合使用；2、在连续使用湿法磁悬液时，皮肤上可涂防护膏；3、如用于水磁悬液，设备 须接地良好，以防触电；4、在用茧火磁粉时，所用紫外线必须经滤光器，以保护眼睛和皮肤。 四十一、什么是分辨率？

答：指在射线底片或荧光屏上能够识别的图像之间最小距离，通常用每1毫米内可辨认线条的数目表示。

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四十二、什么是几何不清晰度？

答：由半影造成的不清晰度、半影取决于焦点尺寸，焦距和工件厚度。

四十三、为什么要加强超波探伤合录和报告工作？

答：任何工件经过超声波探伤后，都必须出据检验报告以作为该工作质量好坏的凭证，一份正确的探伤报告，除建立可靠的探测方法和结果外，很大程度上取决于原始记录和最后出据的探伤报告是非常重要的，如果我们检查了工件不作记录也不出报告，那么探伤检查就毫无意义。 四十四、磁粉探伤中为什么要使用灵敏试片？

答：使用灵敏试片目的在于检验磁粉和磁悬液的性能和连续法中确定试件表面有效磁场强度和方向以及操作方法是否正确等综合因素。 四十五、什么叫定影作用？

答：显影后的胶片在影液中，分影剂将它上面未经显影的溴化银溶解掉，同时保护住黑色金属银粒的过程叫定影作用。 四十六、着色（渗透）探伤的基本原理是什么？

答：着色（渗透）探伤的基本原理是利用毛细现象使渗透液渗入缺陷，经清洗使表面渗透液支除，而缺陷中的渗透残瘤，再利用显像剂的毛细管作用吸附出缺陷中残留渗透液而达到检验缺陷的目的。 四十七、着色（渗透）探伤灵敏度的主要因素有哪些？

答：1、渗透剂的性能的影响；2、乳化剂的乳化效果的影响；3、显像剂性能的影响；4、操作方法的影响；5、缺陷本身性质的影响。 四十八、在超声波探伤中把焊缝中的缺陷分几类？怎样进行分类？

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答：在焊缝超声波探伤中一般把焊缝中的缺陷 分成三类：点状缺陷、线状缺陷、面状缺陷。

在分类中把长度小于10mm的缺陷叫做点状缺陷；一般不测长，小于10mm的缺陷按5mm计。把长度大于10mm的缺陷叫线状缺陷。把长度大于10mm高度大于3mm的缺陷叫面状缺陷。 四十九、胶片洗冲程序如何？

答：显影、停影、定影、水洗、干燥。 五十五、超声波试块的作用是什么？

答：超声波试块的作用是校验仪器和探头的性能，确定探伤起始灵敏度，校准扫描线性。

五十六、什么是斜探头折射角β的正确值？

答：斜探头折射角的正确值称为K值，它等于斜探头λ射点至反射点的水平距离和相应深度的比值。

五十七、当局部无损探伤检查的焊缝中发现有不允许的缺陷时如何办？

答：应在缺陷的延长方向或可疑部位作补充射线探伤。补充检查后对焊缝质量仍然有怀疑对该焊缝应全部探伤。 五十八、非缺陷引起的磁痕有几种？

答：1、局部冷 作硬化，由材料导磁变化造成的磁痕聚集；2、两种不同材料的交界面处磁粉堆积；3、碳化物层组织偏析；4、零件截面尺寸的突变处磁痕；5、磁化电流过高，因金属流线造成的磁痕；6、由于工件表面不清洁或油污造成的斑点状磁痕。 五十九、磁粉检验规程包括哪些内容？

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答：1、规程的适用范围；2、磁化方法（包括磁化规范、工件表面的准备）；3、磁粉（包括粒度、颜色、磁悬液与荧光磁悬液的配制）。4、试片；5、技术操作；6、质量评定与检验记录。 六十、磁粉探伤适用范围？

答：磁粉探伤是用来检测铁磁性材料表面和近表面缺陷的种检测方法。

六十一、超声波探伤仪中同步信号发生器的主要作用是什么？它主要控制哪二部分电路工作？

答：同步电路产生同步脉冲信号，用以触发仪器各部分电路同时协调工作，它主要控制同步发射和同步扫描二部分电路。 六十二、无损检测的目地？

答：1、改进制造工艺；2、降低制造成本；3、提高产品的可能性；4、保证设备的安全运行。

六十三、超声波焊缝探伤时为缺陷定位仪器时间扫描线的调整有哪几种方法？

答：有水平定位仪、垂直定位、声程定位三种方法。 六十四、试比较干粉法与湿粉法检验的主要优缺点？

答：干粉法检验对近表面缺陷的检出能力高，特别适于大面积或野外探伤；湿粉法检验对表面细小缺陷检出能力高，特别适于不规则形状的小型零件的批量探伤

超声波探伤标准

超声波探伤标准

中华人民共和国国家标准

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钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级 11345- Method for manual ultrasonic testingandclassification

oftestingresults for ferritic steelwdlds

1主题内容与适用范围

本标准规定了检验焊缝及热影响区缺陷,确定缺陷位置、尺寸和缺陷评定的一般方法及探伤结果的分级方法.

本标准适用于母材厚度不小于8mm的铁素体类钢全焊透熔化焊对接焊缝脉冲反射法手工超声波检验.

本标准不适用于铸钢及奥氏体不锈钢焊缝;外径小于159mm的钢管对接焊缝;内径小于等于200mm的管座角焊缝及外径小于250mm和内外径之比小于80%的纵向焊缝. 2引用标准

ZB Y 344 超声探伤用探头型号命名方法 ZB Y 231 超声探伤用探头性能测试方法 ZB Y 232 超声探伤用1号标准试块技术条件

ZB J 04 001 A型脉冲反射式超声探伤系统工作性能测试方法 3术语

3.1 简化水平距离l' 从探头前沿到缺陷在探伤面上测量的水平距离. 3.2 缺陷指示长度△l 焊缝超声检验中,按规定的测量方法以探头移动距离测得的缺陷长度.

3.3 探头接触面宽度W 环缝检验时为探头宽度,纵缝检验为探头长度,见图1.

3.4 纵向缺陷 大致上平行于焊缝走向的缺陷.

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3.5 横向缺陷 大致上垂直于焊缝走向的缺陷.

3.6 几何临界角β' 筒形工件检验,折射声束轴线与内壁相切时的折射角. 3.7 平行扫查 在斜角探伤中,将探头置于焊缝及热影响区表面,使声束指向焊缝方向,并沿焊缝方向移动的扫查方法.

3.8 斜平行扫查 在斜角探伤中,使探头与焊缝中心线成一角度,平等于焊缝方向移动的扫查方法. 3.9 探伤截面

串列扫查探伤时,作为探伤对象的截,一般以焊缝坡口面为探伤截面,见图2. 3.10 串列基准线

串列扫查时,作为一发一收两探头等间隔移动基准的线.一般设在离探伤截面距离为0.5跨距的位置,见图2. 3.11 参考线

探伤截面的位置焊后已被盖住,所以施焊前应予先在探伤面上,离焊缝坡口一定距离画出一标记线,该线即为参考线,将作为确定串列基准线的依据,见图3. 3.12 横方形串列扫查

将发、收一组探头,使其入射点对串列基准线经常保持等距离平行于焊缝移动的扫查方法,见图4. 3.13 纵方形串列扫查

将发、收一组探头使其入射点对串列基准线经常保持等距离,垂直于焊缝移动的扫查方法,见图4. 4检验人员

4.1 从事焊缝探伤的检验人员必须掌握超声波探伤的基础技术,具有足够的焊缝超声波探伤经验,并掌握一定的材料、焊接基础知识.

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4.2 焊缝超声检验人员应按有关规程或技术条件的规定经严格的培训和考核,并持有相 考核组织颁发的等级资格证书,从事相对应考核项目的检验工作. 注:一般焊接检验专业考核项目分为板对接焊缝;管件对接焊缝;管座角焊缝;节点焊缝等四种.

4.3 超声检验人员的视力应每年检查一次,校正视力不得低于1.0. 5探伤仪、探头及系统性能 5.1 探伤仪

使用A型显示脉冲反射式探伤仪,其工作频率范围至少为1-5MHz,探伤仪应配备衰减器或增益控制器,其精度为任意相邻12dB误差在±1dB内.步进级每档不大于2dB, 总调节量应大于60dB,水平线性误差不大于1%,垂直线性误差不大于5%. 5.2 探头

5.2.1 探头应按ZB Y344标准的规定作出标志.

5.2.2 晶片的有效面积不应超过500mm2,且任一边长不应大于25mm. 5.2.3 声束轴线水平偏离角应不大于2°.

5.2.4 探头主声束垂直方向的偏离,不应有明显的双峰,其测试方法见ZBY231. 5.2.5 斜探头的公称折射角β为45°、60°、70°或K值为1.0、1.5、2.0、2.5,折射角的实测值与公称值的偏差应不大于2°(K值偏差不应超过±0.1),前沿距离的偏差应不大于1mm.如受工件几何形状或探伤面曲率等也可选用其他小角度的探头.

5.2.6 当证明确能提高探测结果的准确性和可靠性,或能够较好地解决一般检验时的困难而又确保结果的正确,推荐采用聚焦等特种探头. 5.3 系统性能

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5.3.1 灵敏度余量

系统有效灵敏度必须大于评定灵敏度10dB以上. 5.3.2 远场分辨力 a.直探头:X≥30dB; b.斜探头:Z≥6dB.

5.4 探伤仪、探头及系统性能和周期检查

5.4.1 探伤仪、探头及系统性能,除灵敏度余量外,均应按ZBJ04001的规定方法进行测试.

5.4.2 探伤仪的水平线性和垂直线性,在设备首次使用及每隔3个月应检查一次. 5.4.3 斜探头及系统性能,在表1规定的时间内必须检查一次. 6试块

6.1 标准试块的形状和尺寸见附录A,试块制造的技术要求应符合ZBY232的规定,该试块主要用于测定探伤仪、探头及系统性能. 6.2 对比试块的形状和尺寸见附录B.

6.2.1 对比试块采用与被检验材料相同或声学性能相近的钢材制成.试块的探测面及侧面,在以2.5MHz以上频率及高灵敏条件下进行检验时,不得出现大于距探测面20mm处的Φ2mm平底孔反射回来的回波幅度1/4的缺陷回波. 6.2.2 试块上的标准孔,根据探伤需要,可以采取其他形式布置或添加标准孔,但应注意不应与试块端角和相邻标准孔的反射发生混淆.

6.2.3 检验曲面工件时,如探伤面曲率半径R小于等于W2/4时,应采用与探伤面曲率相同的对比试块.反射体的布置可参照对比试块确定,试块宽度应满足式(1):

b≥2λS/De (1)

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式中 b----试块宽度,mm; λ--波长,mm; S---声程,m;

De--声源有效直径,mm

6.3 现场检验,为校验灵敏度和时基线,可以采用其他型式的等效试块. 7检验等级 7.1 检验等级的分级

根据质量要求检验等级分为A、B、C三级,检验的完善程度A级最低,B级一般,C级最高,检验工作的难度系数按A、B、C顺序逐级增高.应按照工件的材质、结构、焊接方法、使用条件及承受载荷的不同,合理的选用检验级别.检验等级应接产品技术条件和有关规定选择或经合同双方协商选定. 注:A级难度系数为1;B级为5-6;C级为10-12.

本标准给出了三个检验等级的检验条件,为避免焊件的几何形状相应等级检验的有效性,设计、工艺人员应考虑超声检验可行性的基础上进行结构设计和工艺安排.

7.2 检验等级的检验范围

7.2.1 A级检验采用一种角度的探头在焊缝的单面单侧进行检验,只对允许扫查到的焊缝截面进行探测.一般不要求作横向缺陷的检验.母材厚度大于50Mm时,不得采用A级检验.

7.2.2 B级检验原则上采用一种角度探头在焊缝的单面双侧进行检验,对整个焊缝截面进行探测.母材厚度大于100mm时,采用双面双侧检验.受几何条件的,可在焊缝的双面半日侧采用两种角度探头进行探伤.条件允许时应作横向缺陷的检验.

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7.2.3 C级检验至少要采用两种角度探头在焊缝的单面双侧进行检验.同时要作两个扫查方向和两种探头角度的横向缺陷检验.母材厚度大于100mm时,采用双面侧检验.其他附加要求是:

a.对接焊缝余高要磨平,以便探头在焊缝上作平行扫查; b.焊缝两侧斜探头扫查经过的母材部分要用直探头作检查;

c.焊缝母材厚度大于等于100mm,窄间隙焊缝母材厚度大于等于40mm时,一般要增加串列式扫查,扫查方法见附录C. 8检验准备 8.1 探伤面

8.1.1 按不同检验等级要求选择探伤面.推荐的探伤面如图5和表2所示. 8.1.2 检验区域的宽度应是焊缝本身再加上焊缝两侧各相当于母材厚度30%的一段区域,这个区域最小10mm,最大20mm,见图6.

8.1.3 探头移动区应清除焊接飞溅、铁屑、油垢及其他外部杂技.探伤表面应平整光滑,便于探头的自由扫查,其表面粗糙度不应超过6.3μm,必要时应进行打磨: a.采用一次反射法或串列式扫查探伤时,探头移动区应大于1.25P: P=2δtgβ(2) 或P=2δK(3) 式中 P----跨距,mm; δ--母材厚度,mm

b.采用直射法探伤时,探头移动区应大于0.75P.

8.1.4 去除余高的焊缝,应将余高打磨到与邻近母材平齐.保留余高的焊缝,如焊缝表面有咬边,较大的隆起凹陷等也应进行适当的修磨,并作圆滑过渡以影响检验结果的评定.

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8.1.5 焊缝检验前,应划好检验区段,标记出检验区段编号. 8.2 检验频率

检验频率f一般在2-5MHz范围内选择,推荐选用2-2.5MHz公称频率检验.特殊情况下,可选用低于2MHz或高于2.5MHz的检验频率,但必须保证系统灵敏度的要求. 8.3 探头角度

8.3.1 斜探头的折射角β或K值应依据材料厚度,焊缝坡口型式及预期探测的主要缺陷来选择.对不同板厚推荐的探头角度和探头数量见表2.

8.3.2 串列式扫查,推荐选用公称折射角为45°的两个探头,两个探头实际折射角相差不应超过2°,探头前洞长度相差应小于2mm.为便于探测厚焊缝坡口边缘未熔合缺陷,亦可选用两个不同角度的探头,但两个探头角度均应在35°-55°范围内. 8.4 耦合剂

8.4.1 应选用适当的液体或糊状物作为耦合剂,耦合剂应具有良好透声性和适宜流动性,不应对材料和人体有作用,同时应便于检验后清理.

8.4.2 典型的耦合剂为水、机油、甘油和浆糊,耦合剂中可加入适量的\"润湿剂\"或活性剂以便改善耦合性能.

8.4.3 在试块上调节仪器和产品检验应采用相同的耦合剂. 8.5 母材的检查

采用C级检验时,斜探头扫查声束通过的母材区域应用直探头作检查,以便探测是否有有探伤结果解释的分层性或其他缺陷存在.该项检查仅作记录,不属于对母材的验收检验.母材检查的规程要点如下:

a.方法:接触式脉冲反射法,采用频率2-5MHz的直探头,晶片直径10-25mm;

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b.灵敏度:将无缺陷处二次底波调节为荧光屏满幅的100%;

c.记录:凡缺陷信号幅度超过荧光屏满幅20%的部位,应在工件表面作出标记,并予以记录. 9仪器调整和校验 9.1 时基线扫描的调节

荧光屏时基线刻度可按比例调节为代表缺陷的水平距离l(简化水平距离l');深度h;或声程S,见图7.

9.1.1 探伤面为平面时,可在对比试块上进行时基线扫描调节,扫描比例依据工件工和选用的探头角度来确定,最大检验范围应调至荧光屏时基线满刻度的2/3以上.

9.1.2 探伤面曲率半径R大于W2/4时,可在平面对比试块上或与探伤面曲率相近的曲面对比试块上,进行时基线扫描调节.

9.1.3 探伤面曲率半径R小于等于W2/4时,探头楔块应磨成与工件曲面相吻合,在6.2.3条规定的对比试块上作时基线扫描调节. 9.2 距离----波幅(DAC)曲线的绘制

9.2.1 距离----波幅曲线由选用的仪器、探头系统在对比试块上的实测数据绘制见图8,其绘制方法见附录D,曲线由判废线RL,定量线SL和评定线EL组成,不同验收级别的各线灵敏度见表3.表中的DAC是以Φ3mm标准反射体绘制的距离--波幅曲线--即DAC基准线.评定线以上至定量线以下为1区(弱信号评定区);定量线至判废线以下为Ⅱ区(长度评定区);判废线及以上区域为Ⅲ区(判废区). 9.2.2 探测横向缺陷时,应将各线灵敏度均提高6dB.

9.2.3 探伤面曲率半径R小于等于W2/4时,距离--波幅曲线的绘制应在曲面对比试块上进行.

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9.2.4 受检工件的表面耦合损失及材质衰减应与试块相同,否则应进行传输损失修整见附录E,在1跨距声程内最大传输损失差在2dB以内可不进行修整. 9.2.5 距离--波幅曲线可绘制在坐标纸上也可直接绘制在荧光屏刻度板上,但在整个检验范围内,曲线应处于荧光屏满幅度的20%以上,见图9,如果作不到,可采用分段绘制的方法见图10. 9.3 仪器调整的校验

9.3.1 每次检验前应在对比试块上,对时基线扫描比例和距离--波幅曲线(灵敏度)进行调节或校验.校验点沙于两点.

9.3.2 检验过程中每4h之内或检验工作结束后应对时基线扫描和灵敏度进行校验,校验可在对比试块或其他儿试块上进行.

9.3.3 扫描调节校验时,如发现校验点反射波在扫描线上偏移超过原校验点刻度读数的10%或满刻度的5%(两者取较小值),则扫描比例应重新调整,前次校验后已经记录的缺陷,位置参数应重新测定,并予以更正.

9.3.4 灵敏度校验时,如校验点的反射波幅比距离--波幅曲线降低20%或2dB以上,则仪灵敏度应重新调整,并对前次校验后检查的全部焊缝应重新检验.如校验点的反射波幅比距离--波幅曲线增加20%或2dB以上,仪器灵敏度应重新调整,而前次校验后,已经记录的缺陷,应对缺陷尺寸参数重新测定并予以评定. 10初始检验 10.1 一般要求

10.1.1 超声检验应在焊缝及探伤表面经外观检查合格并满足8.1.3条的要求后进行.

10.1.2 检验前,探伤人员应了解受验工件的材质、结构、曲率、厚度、焊接方法、焊缝种类、坡口形式、焊缝余高及背面衬垫、沟槽等情况.

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10.1.3 探伤灵敏度应不低于评定线灵敏度.

10.1.4 扫查速度不应大于150mm/s,相邻两次探头移动间隔保证至少有探头宽度10%的重叠.

10.1.5 对波幅超过评定线的反射波,应根据探头位置、方向、反射波的位置及10.1.2条了解的焊缝情况,判断其是否为缺陷.判断为缺陷的部位应在焊缝表面作出标记.

10.2 平板对接焊缝的检验

10.2.1 为探测纵向缺陷,斜探头垂直于焊缝中心线在探伤面上,作锯齿型扫查见图11.探头前后移动的范围应保证扫查到全部焊缝截面及热影响区.在保持探头垂直焊缝作前后移动的同时,还应作10°-15°的左右转动.

10.2.2 为探测焊缝及热影响区的横向缺陷应进行平行和斜平行扫查.

a. B级检验时,可寅 边缘使探头与焊缝中心线成10°-20°作斜平行的扫查(图12); b. C级检验时,可将探头放在焊缝及热影响区上作两个方向的平行扫查(图13),焊缝母材厚度超过100mm时,应在焊缝的两面作平行扫查或者采用两种角度探头(45°和60°或45°和70°并用)作单面两个方向的平行扫查;亦可用两个45°探头作串列式平行扫查;

c. 对电渣焊缝还应增加与焊缝中心线成45°的斜向扫查.

10.2.3 为确定缺陷的位置、方向、形状、观察缺陷动态波 形或区分缺陷讯号与伪讯号,可采用前后、左右、转角、环绕等四种探头基本扫查方式(图14). 10.3 曲面工件对接焊缝的检验

10.3.1 探伤面为曲面时,应按6.2.3和9.1.3条的规定选用对比试块,并采用10.2条的方法进行检验,C级检验时,受工件几何形状,横向缺陷探测无法实施时,应在检验记录中予以注明.

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10.3.2 环缝检验时,对比试块的曲率半径为探伤面曲率半径0.9-1.5倍的对比试块均可采用.探测横向缺陷时按10.3.3条的方法进行.

10.3.3 纵缝检验时,对比试块的曲率半径与探伤面曲率半径之差应小于10%. 10.3.3.1 根据工件的曲率和材料厚度选择探头角度,并考虑几何临界角的,确保声束能扫查到整个焊缝厚度.条件允许时,声束在曲底面的入射角度不应超过70°.

10.3.3.2 探头接触面修磨后,应注意探头入射点和折射角或K值的变化,并用曲面试块作实际测定.

10.3.3.3 当R大于W2/4采用平面对比试块调节仪器时,检验中应注意到荧光屏指示的缺陷深度或水平距离与缺陷实际的径向埋藏深度或水平距离孤长的差异,必要时应进行修正. 10.4 其他结构焊缝的检验 10.4.1 一般原则

a.尽可能采用平板焊缝检验中已经行之有效的各种方法;

b.在选择探伤面和探头时应考虑到检测各种类型缺陷的可能性,并使声束尽可能垂直于该结构焊缝中的主要缺陷. 10.4.2 T型接头

10.4.2.1 腹板厚度不同时,选用的折射角见表4,斜探头在腹板一侧作直射法和一次反射法探伤见图15位置2.

10.4.2.2 采用折射角45°(K1)探头在腹板一侧作直射法和一次反射法探测焊缝及腹板侧热影响区的裂纹(图16).

10.4.2.3 为探侧腹板和翼板间未焊透或翼板侧焊缝下层状撕裂等缺陷,可采用直探头(图15位置1)或斜探头(图16位置3)在翼板外侧探伤或采用折射角

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45°(K1)探头在翼板内侧作一次反射法探伤(图15位置3). 10.4.3 角接接头

角接接头探伤面及折射角一般按图17和表4选择. 10.4.4 管座角焊缝

10.4.4.1 根据焊缝结构形式,管座角焊缝的检验有如下五种探侧方法,可选择其中一种或几种方式组合实施检验.探测方式的选择应由合同双方商定,并重点考虑主要探测对象和几何条件的(图18、19). a.在接管内壁表面采用直探头探伤(图18位置1); b.在容器内表面用直探头探伤(图19位置1); c.在接管外表面采用斜探头探伤(图19位置2);

d.在接管内表面采用斜探头探伤(图18位置3,图19位置3); e.在容器外表面采用斜探头探伤(图18位置2).

10.4.4.2 管座角焊缝以直探头检验为主,对直探头扫查不到的区域或结构,缺陷向性不适于采用直探头检验时,可采用斜探头检验,斜探头检验应符合10.4.1条的规定.

10.4.5 直探头检验的规程

a.推荐采用频率2.5Mhz直探头或双晶直探头,探头与工件接触面的尺寸W应小于2√R;

b.灵敏度可在与工件同曲率的试块上调节,也可采用计算法或DGS曲线法,以工件底面回波调节.其检验等级评定见表5. 11规定检验 11.1 一般要求

11.1.1 规定检验只对初始检验中被标记的部位进行检验.

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11.1.2 探伤灵敏度应调节到评定灵敏度.

11.1.3 对所有反射波幅超过定量线的缺陷,均应确定其位置,最大反射波幅所在区域和缺陷指示长度. 11.2 最大反射波幅的测定

11.2.1 对判定为缺陷的部位,采取10.2.3条的探头扫查方式、增加探伤面、改变探头折射角度进行探测,测出最大反射波幅并与距离--波幅曲线作比较,确定波幅所在区域.波幅测定的允许误差为2DB. 11.3 位置参数的测定

11.3.1 缺陷位置以获得缺陷最大反射波的位置来表示,根据相应的探头位置和反射波在荧光屏上的位置来确定如下全部或部分参数.

a.纵坐标L代表缺陷沿焊缝方向的位置.以检验区段编号为标记基准点(即原点)建立坐标.坐标正方向距离L表示缺陷到原点之间的距离见图20;

b.深度坐标h代表缺陷位置到探伤面的垂直距离(mm).以缺陷最大反射波位置的深度值表示;

c.横坐标q代表缺陷位置离开焊缝中心线的垂直距离,可由缺陷最大反射波位置的水平距离或简化水平距离求得.

11.3.2 缺陷的深度和水平距离(或简化水平距离)两数值中的一个可由缺陷最大反射波在荧光屏上的位置直接读出,另一数值可采用计算法、曲线法、作图法或缺陷定位尺求出. 11.4 尺寸参数的测定

应根据缺陷最大反射波幅确定缺陷当量值Φ或测定缺陷指示长度△l. 11.4.1 缺陷当量Φ,用当量平底孔直径表示,主要用于直探头检验,可采用公式计算,DGS曲线,试块对比或当量计算尺确定缺陷当量尺寸.

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11.4.2 缺陷指示长度△l的测定推荐采用如下二种方法.

a.当缺陷反射波只有一个高点时,用降低6dB相对灵敏度法测长见图21; b.在测长扫查过程中,如发现缺陷反射波峰值起伏变化,有多个高点,则以缺陷两端反射波极大值之间探头的移动长度确定为缺陷指示长度,即端点峰值法见图22.

12缺陷评定

12.1 超过评定线的信号应注意其是否具有裂纹等危害性缺陷特征,如有怀疑时采取改变探头角度,增加探伤面、观察动态波型、结合结构工艺特征作判定,如对波型不能准确判断时,应辅以其他检验作综合判定.

12.2 最大反射波幅位于Ⅱ区的缺陷,其指示长度小于10mm时按5mm计. 12.3 相邻两缺陷各向间距小于8mm时,两缺陷指示长度之和作为单个缺陷的指示长度.

13检验结果的等级分类

13.1 最大反射波幅位于Ⅱ区的缺陷,根据缺陷指示长度按表6的规定予以评级. 13.2 最大反射波幅不超过评定线的缺陷,均应为Ⅰ级.

13.3 最大反射波幅超过评定线的缺陷,检验者判定为裂纹等危害性缺陷时,无论其波幅和尺寸如何,均评定为Ⅳ级.

13.4 反射波幅位于Ⅰ区的非裂纹性缺陷,均评为Ⅰ级.

13.5 反射波幅位于Ⅲ区的缺陷,无论其指示长度如何,均评定为Ⅳ级.

13.6 不合格的缺陷,应予返修,返修区域修后,返修部位及补焊受影响的区域,应按原探伤条件进行复验,复探部位的缺陷亦应按12章评定. 14记录与报告

14.1 检验记录主要内容:工件名称、编号、焊缝编号、坡口形式、焊缝种类、

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母材材质、规格、表面情况、探伤方法、检验规程、验收标准、所使用的仪器、探头、耦合剂、试块、扫描比例、探伤灵敏度.所发现的超标缺陷及评定记录,检验人员及检验日期等.反射波幅位于Ⅱ区,其指示长度小于表6的缺陷也应予记录.

14.2 检验报告主要内容:工件名称、合同号、编号、探伤方法、探伤部位示意图、检验范围、探伤比例收标准、缺陷情况、返修情况、探伤结论、检验人员及审核人员签字等.

14.3 检验记录和报告应至少保存7年. 14.4 检验记录和报告的推荐格式见附录F. 附录A

标准试块的形状和尺寸 (补充件)

注:尺寸公差±0.1;各边垂直度不大于0.05;C面尺寸基准面,上部各折射角刻度尺寸值见表A1,下部见表A2. 附录B

对比试块的形状和尺寸 (补充件)

B1 对比试块的形状和尺寸见表B1.

注:①尺寸公差±0.1mm; ②各边垂直度不大于0.1; ③表面粗糙度不大于6.3μm; ④标准孔与加工面的平行度不大于0.05. 附录C

串列扫查探伤方法 (补充件)

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C1 探伤设备

C1.1 超声波探伤仪的工作方式必须具备一发一收工作状态.

C1.2 为保证一发一收探头相对于串列基准线经常保持等距离移动,应配备适宜的探头夹具,并适用于横方型及纵方型两种扫查方式.

C1.3 推荐采用,频率2-2.5Mhz,公称折射角45°探头,两探头入射点间最短间距应小于20mm. C2 仪器调整

C2.1 时基线扫描的调节采用单探头按标准正文9.1的方法调节,最大探测范围应大于1跨距声程. C2.2 灵敏度调整

在工件无缺陷部位,将发、收两探头对向放置,间距为1跨距,找到底面最大反射波见图C1及式C1,调节增益使反射波幅为荧光屏满幅高度的40%,并以此为基准波高.灵敏度分别提高8dB、14dB和20dB代表判废灵敏度、定量灵敏度和评定灵敏度. C3 检验程序 C3.1 检验准备

a.探伤面对接焊缝的单面双侧;

b.串列基准线如发、收两探头实测折射角的平均值为β或K值平均为K.在离参考线(参考线至探伤截面的距离L'-0.5P)的位置标记串列基准线,见图C2及式C2.

0.5P=δtgβ(C1) 或0.5P=δK(C2) C3.2 初始探伤

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C3.2.1 探伤灵敏度不低于评定灵敏度.

C3.2.2 扫查方式采用横方形或纵方形串列扫查,扫查范围以串列基准线为中心尽可能扫查到整个探伤截面,每个探伤截面应扫查一遍.

C3.2.3 标记超过评定线的反射波,被判定为缺陷时,应在焊缝的相应位置作出标记.

C3.3 规定探伤

C3.3.1 对象只对初始检验标记部位进行探伤. C3.3.2 探伤灵敏度为评定灵敏度.

C3.3.3 缺陷位置不同深度的缺陷,其反射波均出现在相当于半跨距声程位置见图C3.缺陷的水平距离和深度分别为: (C3) (C4)

C3.3.4 缺陷以射波幅在最大反射波探头位置,以40%线为基准波高测出缺陷反射波的dB数作为缺陷的相对波幅,记为SL±----dB. C3.3.5 缺陷指示长度的测定

采用以评定灵敏度为测长灵敏度的绝对灵敏度法测量缺陷指示长度.即进行左右扫查(横方形串列扫查),以波幅超过评定线的探头移动范围作为缺陷指示长度.

C4 缺陷评定

所有反射波幅度超过评定线的缺陷均应按标准正文第12章的规定予以评定,并按第13章的规定对探伤结果作等级分类. 附录D

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距离----波幅(DAC)曲线的制作 (补充件) D1 试件

D1.1 采用标准附录B对比试块或其他等效形式试块绘制DAC曲线. D1.2 R小于等于W2/4时,应采用探伤面曲率与工件探伤面曲率相同或相近的对比试块. D2 绘制步骤

DAC曲线可绘制在坐标纸上(称DAC曲线),亦可直接绘制在荧光屏前透明的刻度板上(称DAC曲线板). D2.1 DAC曲线的绘制步骤如下:

a.将测试范围调整到探伤使用的最大探测范围,并按深度、水平或声程法调整时基线扫描比例;

b.根据工件厚度和曲率选择合适的对比试块,选取试块上民探伤深度相同或接近的横孔为第一基准孔,将探头置于试块探伤面声束指向该孔,调节探头位置找到横孔的最高反射波;

c.调节\"增益\"或\"衰减器\"使该反射幅为荧光屏上某一高度(例如满幅的40%)该波高即为\"基准波高\此时,探伤系统的有效灵敏度应比评定灵敏度高10dB; d.调节衰减器,依次探测其他横孔,并找到最大反射波高,分别记录各反射波的相对波幅值(dB);

e.以波幅(dB)为纵坐标,以探沿距离(声程、深度或水平距离)为横坐标,将c、d记录数值描绘在坐标纸上;

f.将标记各点连成圆滑曲线,并延长到整个探测范围,最近探测点到探距离O点间画水平线,该曲线即为Φ3mm横孔DAC曲线的基准线;

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g.依据标准正文表3规定的各线灵敏度,在基准线下分别绘出判废线、定量线、评定线,并标记波幅的分区;

h.为便于现场探伤校验灵敏度,在测试上述数据的同时,可对现场使用的便携试块上的某一参考反射体进行同样测量,记录其反射波位置和反射波幅(dB)并标记在DAC曲线图上.

D2.2 DAC曲线的绘制步骤如下: a.同D2.1a;

b.依据工件厚度和曲率选择合适的对比试块,在试块上所有孔深小于等于探测深度的孔中,选取能产生最大反射波幅的横孔为第一基准孔;

c.调节\"增益\"使该孔的反射波为荧光屏满幅高度的80%,将其峰值标记在荧光屏前辅助面板上.依次探测其它横孔,并找到最大反射波,地峰值点标记在辅助面板上,如果做分段绘制,可调节衰减器分段绘制曲线;

d.将各标记点连成圆滑曲线,并延伸到整个探测范围,该曲线即为Φ3mm横孔DAC曲线基准线;定量灵敏度下,如分别将灵敏度提高或降低6dB,该线将分别代表评定或判废线.(A级检验DAC基准线即为判废线);

e.将灵敏度提高(8-50mm提高到10dB,50-300mm提高10dB或8dB),该线表示定量线.在定量灵敏度下,如分别将灵敏度提高或降低6dB,该线将分别代表评定或判废线.(A级检验DAC基准线即为判废线);

f.在作上述测试的同时,可对现场使用的便携式试块上的某一参考反射体作同样测,并将其反射波位置和峰值标记在曲线板上,以便现场进行灵敏度校验. 附录E

声能传输损耗差的测定 (补充件)

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工件本身反射波幅度有影响的两个主要因素是材料的材质衰减和工件表面粗糙度及耦合情况的表面声能损失.

超声波的材质衰减对普通碳钢或低合金网板材,在频率低于3MHz声程不超过200mm时,可以忽略不记,或者一般来说衰减系数小于0.01dB/mm时,材质衰减可以不予考虑,标准试块和对比试块均应满足这一要求.

受检工件探伤时,如声程较大,或材质衰减系数超过上述范围,在确定缺陷反射波幅时,应考虑作材料衰减修整,如被检工件表面比较粗糙还应考虑表面声能损失问题.

E1 横波超声材质衰减的测量

E1.1 制作与受检工件材质相同或相近,厚度约40mm表面粗糙度与对比试块RB相同的平面型试块图E1.

E1.2 采用工件检验中使用的斜探头按深度1:1调节仪器时基扫描.

E1.3 另选用一只与该探头尺寸、频率、角度相同的斜探头,两探头按图E1所示方向置于平板试块上,两探头入射点间距离为1P,仪器调为一发一收状态,找到接以最大反射波幅,记录其波幅值Hi(dB).

E1.4 将两探头拉开到距离为2P,找到最大反射波幅,记录其波幅值H2(dB). E1.5 实际探伤中超声波总是往返的,故双程的衰减系数αH可用下式计算: (E1)

S1=40/COSβ+l'(E2) S2=80/COSβ+l'0(E3) (E4)

式中 L0----晶片到为的距离,作为简化处理亦可取l'0=l0, mm;

△------声程S1、S2不考虑材质衰减时大平面的反射波幅dB差,可用公式

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计算或从该探头的D·G·S曲线上查得,dB;

由于S2近拟为S1的2倍,在声程大于3倍近场长度N时,△约为6dB. E1.6 如果在图E1试块和RB对比试块的侧面测得波幅HZ,相差不过1dB,则可不考虑工件的材质衰减. E2 传输损失差的测定

E2.1 采用工件检验中使用的斜探头,按深度比例调节仪器时基扫描.

E2.2 选用另一与该探头尺寸、频率、角度相同的斜探头,两探头按图E2所示方向置于对比试块侧面上,两探头入射点间距离为1P,仪器调为一发一收状态. E2.3 在对比试块上,找到接收波 最大反射波幅,记录其波幅值H1(dB). E2.4 在受检工件板材上(不通过焊缝)同样测出接收波最大反射波幅,记录其波幅值H2(dB).

E2.5 传输损失差△V为: △V=H1-H2-△1-△2 (E5)

式中 △1----声程S1、S2不考虑材质衰减时大平面的反射波幅dB差,可用公式 计算或从探头的D·G·S曲线上查得,dB; S1----在对比试块中的声程,mm; S2----在工件板材中的声程,mm;

△2--试块中声程S1时与工件中声程S2时的超声材质衰减差值,dB. 如试块图E1按E1测量材质衰减系数小于0.01dB/mm,此项可以不予考虑. 附录F

焊缝超声波探伤报告和记录

(参考件) 焊缝超声波探伤报告 焊缝超声波探伤记录 附加说明:本标准由中华人民共和国机械电子工业部提出. 本标准由全国无

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损检测标准化技术委员会归口.

焊接工艺(无损探伤) 6．试述常用无损检验方法的种类及其选择。

不损坏被检查材料或成品的性能和完整性而检测其缺陷的方法称为无损（探伤）检验。常用的无损检验方法有超 声、射线（X、γ）照相、磁粉、渗透（荧光、着色）和涡流探伤等。其中超声探伤和射线探伤适于焊缝内部缺陷的检测；磁粉探伤和渗透探伤则用于焊缝表面质量检验。每一种无损探伤方法均有其优点和局限性，各种方法对缺陷的检出机率既不会有100％，也不会完全相同。因而应根据焊缝材质、结构及探伤方法的特点、验收标准等来进行选择。 不同焊缝材质探伤方法的选择见表8。

17．试述射线探伤的原理及焊接缺陷的影像特征。

射线探伤可分别采用X、γ两种射线，其探伤原理见图3。当射线通过金属材料时，部分能量被吸收，使射线发生衰减。如果透过金属材料的厚度不同（裂

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纹、气孔、未焊透等缺陷，该处发生空穴，使材料变薄）或体积质量不同（夹渣），产生的衰减也不同。透过较厚或体积质量较大的物体时衰减大，因此射到底片上的强度就较弱，底片的感光度就较小，经过显影后得到的黑度就浅；反之，黑度就深。根据底片上黑度深浅不同的影像，就能将缺陷清楚地显示出来。

γ射线的穿透能力比X射线强，适合于透视厚度大于50mm的焊件。 射线探伤常见焊接缺陷的影像特征见表9。 缺缺 陷 影 像 特 征 陷产 生 原 因 34

种类 1)焊条受潮 2)焊接处有锈、油污等 多数为圆形、椭圆形黑点，其中心处黑气度较大，也有针状、柱状气孔。其分布情3)焊接速度太快或电弧过长 孔 况不一，有密集的，单个和链状的 4)母材坡口处存在夹层 5)自动焊产生明弧现象 1)运条不当，焊接电流过小，坡 形状不规则，有点、条块等，黑度不均夹匀。一般条状夹渣都与焊缝平行，或与未2)焊件上留有锈及焊条药皮的性渣 焊透未熔合混合出现 能不当等 3)多层焊时，层间清渣不彻底 1)间隙太小 在底片上呈现规则的，甚至直线状的黑未焊形坡口的焊缝中，根部未焊透都出现在焊3)焊接速度过快 透 缝中间，K形坡口则偏离焊缝中心 4)坡口不正常等 未 坡口未熔合影像一般一侧平直另一侧1)坡口不够清洁 熔有弯曲，黑度淡而均匀，时常伴有夹渣。2)坡口几何尺寸不当 合 层间未熔合影像不规则，且不易分辨 35 口角度过小 色线条，常伴有气孔或夹渣。在V、比V2)焊接电流和电压不当 3)焊接电流电压小 4)焊条直径或种类不对 1)母材与焊接材料成分不当 一般呈直线或略带锯齿状的细纹，轮廓裂2)焊接热处理不当 分明，两端尖细，中部稍宽，有时呈现树纹 3)应力太大或应力集中 枝状影像 4)焊接工艺不正确 夹 在底片上呈现圆形或不规则的亮斑点， 采用钨极气体保护焊时，钨极钨 且轮廓清晰 18．试述射线探伤的质量标准。

根据GB3323-87《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》的规定，射线探伤的质量标准分为照相质量等级和焊缝质量等级两部分。

根据采用的射源种类及其能量的高低、胶片的种类、增感方式、底片的黑度、射源与胶片间的距离等参数，照相质量等级分为A、AB和B三级，质量级别顺次增高。即后者比前者分辨相同尺寸的缺陷时，透照的厚度大。锅炉压力容器的缝照相质量为AB级。

焊缝质量等级共分四级，Ⅰ级焊缝内缺陷最少，质量最高；Ⅱ、Ⅲ级焊缝内的缺陷依次增多，质量逐次下降，缺陷数量超过Ⅲ级者为Ⅳ级，Ⅳ级最差。缺陷数量的规定：Ⅰ级焊缝内不准有裂纹、未熔合、未焊透和条状夹渣（允许有少量气孔和点状夹渣 ）；Ⅱ、Ⅲ级焊缝内不准有裂纹、未熔合以及双面焊和加

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爆裂或熔化的钨粒进入焊缝金属 垫板的单面焊中的未焊透（允许有一定数量的气孔、条状夹渣和不加垫板单面焊中的未焊透）。

19．试述超声波探伤的原理及质量标准。

利用超声波探测材料内部缺陷的无损检验法称超声波探伤。超声探伤的原理，是利用焊缝中的缺陷与正常组织具有不同的声阻抗（材料体积质量与声速的乘积）和声波在不同声阻抗的异质界面上，通过超声波时会产生反射现象来发现缺陷的。探伤时由探头中的压电换能器发射脉冲超声波。通过声耦合介质（水、油、甘油或浆糊等）传播到焊件中，遇到缺陷后产生反射波，然后再用另一个类似的探头或同一个探头接收反射的声波，经换能器转换成电信号，放大后显示在荧光屏上或打印在纸带上。根据探头位置和声波的传播时间（荧光屏上回波位置）可求得缺陷位置；反射波的幅度可以近似地评估缺陷的大小，见图4。

质量标准：超声波探测焊缝的方向愈多，波束垂直于缺陷平面的机率愈大，缺陷的检出率也愈高，其评定结果也愈准确。GB11345-《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》中规定，根据对焊缝探测方向的多少，把超声波伤划

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分为A、B、C三个检验等级，检验的完善程度逐级升高，其中B级适合于受压容器。

焊缝质量等级分类见表10。表中数字为允许最大波幅长度。 20．试比较射线探伤和超声探伤各自的技术特性。 射线探伤和超声探伤的技术特性比较见表11。

表11 射线探伤和超声探伤的技术特性比较

检 测 方 法 射线照相法探伤 超声探伤 脉冲反射法 弹性波 方法的原理 穿透法 物理能量 电磁波 完好部件与缺陷部位的穿透 在完好部位没有反射波， 缺陷部位的剂量有差异。其差异程度与这而在缺陷部位发生反射波。原 表现形式 信息显示 显示的内容 理 易于检测的 与射线方向平行的方向 缺陷方向 易于检测的缺陷形状

两部分的材质、射线透过的方其反射程度与完好部位和缺向以及缺陷的尺寸有关。 射线底片 完好部位与缺陷部位的底片 缺陷反射波的位置和幅度 黑度差 与超声波束垂直的方向 陷部位的材质有关。 荧光屏 与超声波束成垂直方向扩 在射线方向上有深度的缺陷 展的缺陷 38

铸件 被 锻件 检 压延件 物 焊缝 分层 缺 气孔 未焊透 未熔合 裂纹 陷 夹渣 ◎ × × ◎ × ◎ ○ ○ △ ◎ ○ ◎ ◎ ○ ◎ ○ ○ ○ △ ○ 注：◎－很合适；○－合适；△－有附加条件时合适；×－不合适。 21．试述磁粉探伤的原理及质量标准。

利用在强磁场中，铁磁性材料表层缺陷产生的漏磁场吸引磁粉的现象，而进行的无损检验法称为磁粉探伤。

磁粉探伤原理：首先将被检焊缝局部充磁，焊缝中便有磁力线通过。对于断面尺寸相同、内部材料均匀的焊缝、磁力线的分布均匀的。当焊缝表面或内部有裂纹、气孔、夹渣等缺陷时，磁力线将绕过磁阻较大的缺陷，产生弯曲见图5a。此时在焊缝表面撒上磁粉，磁力线将穿过表面缺陷上的磁粉，形成“漏磁”，磁粉就被吸附在缺陷上见图5b，根据被吸附磁粉的形状、多少、厚薄程度，便可判断缺陷的大小和位置。内部缺陷由于离焊缝表面较远，磁力线在其上不会形成漏磁，磁粉不能被吸住，无堆积现象，所以缺陷无法显露。

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常用磁粉是四氧化三铁（Fe3O4）和三氧化二铁（Fe2O3）。 缺陷磁痕按形状可分为三种：

（1）线状缺陷磁痕 其显示长度为宽度的3倍以上。 （2）圆型缺陷磁痕 除线状缺陷磁痕以外的缺陷磁痕。 （3）分散缺陷磁痕 在一定区域内同时存在几个缺陷的磁痕。

质量标准：根据ZBJ04006-87标准的规定，缺陷磁痕的等级分7级分别见表12、表13。

表12 线状缺陷磁痕和圆状缺陷磁痕的等级分类 （㎜） 等级分类 1 2 3

缺陷磁痕的长度L 1＜L≤2 2＜L≤4 4＜L≤8 等级分类 5 6 7 40

缺陷磁痕的长度L 16＜L≤32 32＜L≤ L＞ 4 8＜L≤16 表13 分散缺陷磁痕的等级分类

等级分类 缺陷磁痕长度总和L 等级分类 缺陷磁痕长度总和L 1 2 3 4 2＜L≤4 4＜L≤8 8＜L≤16 16＜L≤32 5 6 7 32＜L≤ ＜L≤128 L＞128 22．试述渗透探伤的原理及质量标准。

采用带有萤光染料（萤光法）或红色染料（着色法）的渗透剂的渗透作用，显示缺陷痕迹的无损检验法称为渗透探伤。

渗透探伤原理：将含有染料的渗透液涂敷在被检焊件表面，利用液体的毛细作用，使其渗入表面开口缺陷中，然后去除表面多余渗透液，干燥后施加显像剂，将缺陷中的渗透液吸附到焊件表面上来，通过观察缺陷显示迹痕来进行焊接结构表面开口缺陷的质量评定。其基本步骤见图6。

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各种焊接缺陷痕迹的显示特征见表14。

表14 各种焊接缺陷的显示特征

缺 陷 种 类 焊 接 气 孔 缘减淡 热裂纹 显示一般略带曲折的波浪状或锯齿状的细条纹 焊接裂纹 冷裂纹 显示一般呈直线细条纹 火口裂 显示呈星状或锯齿状条纹 纹 未焊透 未熔合 夹渣 呈一条连续或断续直线条纹 呈直线状或椭圆形条纹 缺陷显示不规则，形状多样且深浅不一 显 示 迹 痕 特 征 显示呈圆形、椭圆形或长圆条形，显示比较均匀边 42

质量评定：焊缝质量根据缺陷痕迹的类型、迹痕的尺寸、显示迹痕的分布及间距、缺陷性质等进行评定。按照JBJ59、T《焊缝渗透检验方法和缺陷迹痕的分级》的规定，分为四个质量等级，Ⅰ级的质量最高，Ⅳ级最低，见表15。

23．焊接接头的力学性能试验包括哪些内容？

（1）焊接接头的拉伸试验（包括全焊缝拉伸试验） 试验的目的是测定焊接接头（焊缝）的强度（抗拉强度σb，屈服点σs）和塑性（伸长度δ，断面收缩率φ），并且可以发现断口上的某些缺陷（如白点）。 试验可按GB2651-《焊接接头拉伸试验方法》进行。

（2）焊接接头的弯曲试验 试验的目的是检验焊接接头的塑性，并同时可反映出各区域的塑性差别、暴露焊接缺陷和考核熔合线的质量。

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弯曲试验分面弯、背弯和侧弯三种，试验可按GB2653-《焊接接头弯曲及压扁试验方法》进行。

（3）焊接接头的冲击试验 试验的目的是测定焊接接头的冲击韧度和缺口敏感性，作为评定材料断裂韧性和冷作时效敏感性的一个指标。 试验可按GB2650-《焊接接头冲击试验方法》进行。

（4）焊接接头的硬度试验 试验的目的是测量焊缝热影响区金属材料的硬度，并可间接判断材料的焊接性。

试验可按GB2654-《焊接接头及堆焊金属硬度试验方法》进行。

（5）焊接接头（管子对接）的压扁试验 试验的目的是测定管子焊接对接接头的塑性。

试验可按GB2653-《焊接接头弯曲及压扁试验方法》进行。

（6）焊接接头（焊缝金属）的疲劳试验 试验的目的是测量焊接接头（焊缝金属）的疲劳极限（σ

－1

） 。

试验可按GB2656-81《焊缝金属和焊接接头的疲劳试验法》进行。 24．试述焊接接头金相试验的方法及内容。

焊接接头的金相试验包括宏观金相试验和微观金相试验两部分。 （1）宏观金相试验 直接用肉眼或低倍放大镜进行检查。

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1）宏观（粗晶）分析 试验时在试件上截取横断面，然后经过打磨、腐蚀再进行观察。宏观（粗晶）分析可以了解焊缝一次结晶组织的粗细程度和方向性；熔池形状、尺寸；焊缝接头各区域的界限和尺寸；各种焊接缺陷的存在情况。 2）断口检查 在焊缝表面沿焊波方向车一条沟槽，槽深约为焊缝厚度的1/3，用拉力机将试样拉断，用肉眼或5～10倍放大镜观察断口处可能存在的缺陷种类和大小。断口检查对“未熔合”或“熔合不良”这种缺陷十分敏感，常用于管子对接接头中。

3）钻孔检验 用磨成90°角、直径较焊缝宽度大2～3mm的钻头在焊缝上钻孔、钻孔深度为焊件厚度的2/3，然后用10％水溶液浸蚀孔壁，可检查焊缝内部的气孔、裂纹、夹渣等缺陷，检查完毕钻孔处应予以补焊。钻孔检验目前用得较少。

（2）微观金相试验 用1000～1500倍金相显微镜观察焊缝金属的显微组织和显微缺陷（如微裂纹），可作为质量分析及试验研究的手段。 25．试述焊接容器耐压检验的目的及常用方法。

将水、油、气等充入容器内徐徐加压，以检查其泄漏、耐压、破坏等的试验称为耐压检验。耐压检验的目的是检查受压容器焊接接头的穿透性缺陷和结构的强度，并附有降低焊接应力的作用。

常用的耐压检验方法是水压试验和气压试验，其中以水压试验用得最多。 （1）水压试验 试验时将容器内充满水，然后缓慢加压，待压力升至容器工作压力时，暂停升压（管子无需），进行初步检查。若无漏水或无异常现象，

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再升压到试验压力，并在该压力下保持5min（管子试验时允许保持10～20s）。然后降至工作压力，并用10～15kg的圆头小锤，在距焊缝15～20mm处沿焊缝方向进行轻轻敲打，仔细检查。检查时，压力应保持不变。检查结果，如容器壁和焊缝上没有水珠和水雾，则认为水压试验合格。

（2）气压试验 用干燥洁净的空气、氮气或其它惰性气体作为介质充入容器内进行试验。试验时，应先缓慢升压至规定试验压力的10％，保持5～10min，进行初步检查。然后升压到规定试验压力的50％，如无异常现象，其后按每级为规定试验压力的10％，逐级升压到试验压力，保持10～30min，经肥皂液或其它检漏检查无漏气、无可见的异常变形即为合格。气压试验上仍一定危险性，仅用于不能向压力容器内安全充灌液体以及运行条件不允许残留试验液体的压力容器。

耐压检验的试验压力按《压力容器安全技术监察规程》的规定选用。 26．试述焊接容器常用致密性检验的方法。

焊接容器常用致密性检验的方法是气密性检验和密封性检验。

（1）气密性检验 将压缩空气（或氨、氟里昂、氦、卤素气体等）压入焊接容器，利用容器内、外气体的压力差检查有无泄漏的试验法称为气密性检验。 介质毒性程度为极度（氟、氢氰酸、氟化氢、氯等）的压力容器，必须进行气密性检验。

1）充气检查 在受压容器内部充以一定压力的气体，外部根据部位涂上肥皂水，如有气泡出现，说明该处致密性不好，有泄漏。

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2）沉水检查 将受压元件沉入水中，内部充以压缩空气，如水中有气泡出现，说明受压元件的致密性不好，有泄漏。

3）氨气检查 在受压元件内充入混有1％氨气的压缩空气，将在5％汞水溶液中浸过的纸条或硼带贴在焊缝外部（也可贴浸过酚酞试剂的白纸条）。如有泄漏，在纸条或硼带的相应位置上，将呈现黑色斑纹（用酚酞纸时为红斑点），这种方法比较准确，效率高，适用于环境温度较低的情况下检查焊缝的致密性。 （2）密封性检验 检查有无漏水、漏气和渗油、漏油等现象的试验称为密封性检验。常用的密封性检验方法是煤油试验，试验时在焊缝的一侧涂石灰水，干燥后再于焊缝另一侧涂煤油，由于煤油表面张力小，具有穿透极小孔隙的能力，当焊缝有穿透性缺陷时，煤油即渗过去，在石灰粉上出现油斑或带条。为正确地确定缺陷大小和位置，涂上煤油后应立即进行观察，最初出现油斑或带条的位置即为缺陷的位置，观察时间为15～30min，在规定时间内不出现油痕即认为焊缝合格。

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