如何在超声无损检测中分辨缺陷波和伪缺陷波

发表时间：2016-04-12 15:24:44

超声波探伤是目前应用最广泛的无损探伤方法之一，它具有灵敏度高、穿透能力强、检验速度快、成本低、设备轻便和对人体无害等一系列优点。超声波在钢材内部穿透能力很强，因此可检测很厚的钢板和焊缝;对于平面状缺陷，尽管有的缺陷很深，只要超声波直射至缺陷面，均能得到很高的缺陷波。因而超声波对压力容器焊缝探伤未焊透和裂纹等危险性缺陷检测灵敏度很高，具有实用意义。检测中作好缺陷和伪缺陷的判别具有重要意义。

1、缺陷的估判
检出缺陷后，应在不同的方向对其进行探测。
(1) 平面状缺陷从不同方向探测，缺陷回波高度显著不同，在垂直于缺陷方向探测，缺陷回波高;在平行于缺陷方向探测，缺陷回波低，甚至无缺陷回波。一般来说裂纹等属于这种缺陷，这类缺陷回波高度较大、波幅宽、会出现多峰。探头平移时，反射波连续出现，波幅有变动;探头转动时，波峰有上下错动现象。
(2) 点状缺陷从不同方向探测，缺陷回波无明显变化。一般包括气孔(单个气孔和密集气孔)和点状夹渣。气孔和点状夹渣的缺陷回波高度低，波形较稳定，从各方向探测，反射波高大致相同，但稍一移动探头就消失。但两者也有所不同，其原因主要是其内含物声阻抗的不同。气孔内含气体，声阻抗小，反射率更高，波形陡直尖锐;而金属夹渣或非金属夹渣的声阻抗大，反射波要低一些，且夹渣面粗糙，波形宽，呈锯齿形;密集气孔为一簇反射波，其波高随气孔的大小而不同，当探头作定点转动时，会出现此起彼落的现象。
(3) 咬边这种缺陷反射波一般出现在一次与二次波的前边。当探头在焊缝两侧探伤时，一般都能发现，在探头移到出现最高反射信号处固定时，适当降低仪器灵敏度。用手指沾油轻轻敲打焊缝边缘咬边处，观察反射信号是否有明显跳动现象，若信号跳动，则证明是咬边反射信号。
(4) 裂纹一般裂纹的回波高度较大，波幅宽，会出现多峰。探头平移时，反射波连续出现，波幅有变动;探头转动时，波峰有上下错动现象。另外，裂纹也易出现在焊缝热影响区，而且裂纹多垂直于焊缝，探测时，应在平行于焊缝方向扫查。如果有裂纹，超声波能直射至裂纹，便于发现。
(5) 未焊透这种缺陷是由于焊缝金属没有添到接头根部而形成。分布在焊根部位，两端较钝，有一定长度，属于平面状缺陷。当探头平移时，未焊透反射波波形稳定;从焊缝两侧探伤，均能得到大致相同的反射波幅。
(6) 未熔合熔焊时，焊道与母材之间或焊道与焊道之间未完全焰化结合的部分就叫未熔合。当超声波垂直入射到其表面时，回波高度大。但如果探伤方法和折射角选择不当，就有可能漏检。未熔合反射波的特征是探头平移时，波形较稳定；两侧探测时，反射波幅不同，有时只能从一侧探到。

2伪缺陷波的判别
焊缝超声波探伤中，荧光屏上除了出现缺陷回波以外，还会出现伪缺陷波，它并非由焊缝中缺陷造成且类型较多。
2.1仪器杂波
在不接探头的情况下，由于仪器性能不良，探头灵敏度调节过高时，荧光屏上出现单峰或者多峰的波形。接上探头工作时，此波形在荧光屏上位置固定不变，降低灵敏度后，此波消失。
2.2焊缝表面沟槽引起的反射波
当超声波扫查到多道焊缝表面形成的一道道沟槽时，会引起沟槽反射。这种波一般出现在一，二次波处或稍偏后位置，波形特点为不强烈，迟钝。
2.3焊缝上下错边引起的反射波
板材在加工坡口时，上下刨得不对称或焊接时焊偏会造成上下层焊缝错位。由于焊缝上下焊偏，在一侧探伤时，焊角反射波很像焊缝内缺陷，当移到另一侧探伤时，一次波前没有反射波。
2.4探头下扩散声束在焊缝表面的反射回波
对接焊缝超声波探伤时，探头下扩散声束在焊缝表面的反射回波很容易被误判为缺陷。通过采用不同角度探头进行探伤试验，弄清了这种假缺陷回波产生的原因及特点。
3试验验证
3.1伪缺陷
在厚板环缝超声波探伤（B级）时，常发现距背面3〜8mm深度范围内的熔合线附近有不同长度连续的超标反射回波，有时甚至在焊缝全长都有此反射波。以某60mm厚管节为例，其焊缝结构如图 1所示。使用折射角=60°的探头和数字式增益型探伤仪探伤，其回波指示位置见表1，波幅均处在 DAC曲线n区，也有个别点达到DI区。
对于这种反射波，按照常规的判断很容易被评定为未熔合或母材中的缺陷，当拍打背面焊缝区时波幅变化不明显。然而砂轮打磨背面焊缝时可见波

2、伪缺陷波的判别
焊缝超声波探伤中，荧光屏上除了出现缺陷回波以外，还会出现伪缺陷波，它并非由焊缝中缺陷造成且类型较多。
2.1仪器杂波
在不接探头的情况下，由于仪器性能不良，探头灵敏度调节过高时，荧光屏上出现单峰或者多峰的波形。接上探头工作时，此波形在荧光屏上位置固定不变，降低灵敏度后，此波消失。
2.2焊缝表面沟槽引起的反射波
当超声波扫查到多道焊缝表面形成的一道道沟槽时，会引起沟槽反射。这种波一般出现在一，二次波处或稍偏后位置，波形特点为不强烈，迟钝。
2.3焊缝上下错边引起的反射波
板材在加工坡口时，上下刨得不对称或焊接时焊偏会造成上下层焊缝错位。由于焊缝上下焊偏，在一侧探伤时，焊角反射波很像焊缝内缺陷，当移到另一侧探伤时，一次波前没有反射波。
2.4探头下扩散声束在焊缝表面的反射回波
对接焊缝超声波探伤时，探头下扩散声束在焊缝表面的反射回波很容易被误判为缺陷。通过采用不同角度探头进行探伤试验，弄清了这种假缺陷回波产生的原因及特点。
3试验验证
3.1伪缺陷
在厚板环缝超声波探伤（B级）时，常发现距背面3〜8mm深度范围内的熔合线附近有不同长度连续的超标反射回波，有时甚至在焊缝全长都有此反射波。以某60mm厚管节为例，其焊缝结构如图 1所示。使用折射角/?=60°的探头和数字式增益型探伤仪探伤，其回波指示位置见表1，波幅均处在 DAC曲线n区，也有个别点达到DI区。

对于这种反射波，按照常规的判断很容易被评定为未熔合或母材中的缺陷，当拍打背面焊缝区时波幅变化不明显。然而砂轮打磨背面焊缝时可见波幅逐渐降低直至消失。这说明该反射波是来自于背缝的焊缝表面。这种现象极易导致误判，造成不必要的返修。为此，作者进行了一些试验，分析这种反射波产生的原因。