摘 要：适用于金属材料制承压设备用原材料或零部件和焊接接头的超声波检测，从探头的选择到检测的方法全过程论述。

关键词：超声波检测;探头的选择;检测

超声波检测

（一）管道焊接接头检验

适用于铁素体类钢制承压管道单面焊接双面成型的中厚壁管、中小径薄壁管焊接接头的手工A型脉冲反射法超声波检验。中厚壁管：外径≥108mm、14mm≤壁厚≤160mm。中小径薄壁管：32mm≤外径≤159mm，4mm≤壁厚<14mm。

1. 探头的选择

（1）中、厚壁管：探伤频率推荐选用2～2.5MHz探头。在保证系统灵敏度的情况下，可以采用其他频率的探头。探测根部缺陷时，不宜使用折射角为60°左右的探头。探头的晶片尺寸的选择要保证系统灵敏度。

（2）中小径管：探头频率一般选择5MHz。直射波扫查时，选用的探头应扫查到焊接接头1/4以上的壁厚范围。斜探头折射角应依据管壁厚度选择，推荐管壁厚度4～8mm，探頭折射角73°～70°;8～14mm为70°～63°。

（3）探头晶片尺寸：在保证晶片面积≤64mm2的前提下，推荐选用6×6mm、8×8mm、7×9mm。

（4）探头前沿：管壁厚度≤6mm时，探头前沿应≤5mm，管壁厚度>6mm时可适当增大。

探头与检验面应紧密接触，间隙≤0.5mm，若不能满足应进行修磨。

2. 仪器设备的调节

（1）中厚壁管

a. 探头入射点的测定及前沿的测量。b. 扫描速度的调节，可在RB-3型试块上进行，对于厚壁管道一般采用深度调节。c. 距离—波幅曲线的制作：距离—波幅曲线以所用仪器探头在RB-3型试块上实测的数据绘制;距离—波幅曲线的校验以所用的仪器和探头在RB-3型试块上进行，校验应不少于两点;探伤灵敏度不得低于评定线。

（2）中小径薄壁管

a. 探头参数及性能的测定：在DL—1型试块上测定探头的前沿、折射角、始脉冲占宽和探头分辨力。b. 时基扫描的调节：在DL—1型专用试块上调节时基线。c. DAC曲线的绘制：DAC曲线应以所用探伤仪和探头在DL—1型专用试块上实测数据测绘。

被检管子厚度≤6mm时，DAC测绘将h=5mm的Ф1mm通孔回波高调节到垂直刻度的80%，画一直线（用于直射波检验），然后降4db再画一条直线（直射波检验），然后降4db再画一条直线（用于一次反射波检验）。被检管子厚度>6mm时，按DL/T8202.2—2019附录D的方法划Ф1通孔DAC曲线。扫查灵敏度为DAC曲线增益10db。

（3）测厚仪使用前必须进行校验

使用过程中应与被测试件良好接触，并使用耦合剂;经常更换电池，防止其泄漏液损坏仪器。

3. 工艺要求及探伤准备

①声波探伤前应了解下列有关资料：焊件名称、规格、材质及性能;坡口型式、对口间隙及焊接中心位置;焊接工艺及热处理规范。②对探测面的要求。③为了保证探头与探伤面之间良好的接触，焊缝两侧移动范围内的飞溅、锈蚀和氧化皮等必须清理干净，表面应打磨平滑。④如需检验横向缺陷，一般应在去除余高的焊缝上探伤。去除余高的焊缝，应焊缝打磨到与邻近母材平齐。⑤打磨宽度的确定。

中厚壁管：a.当采用直射波及一次反射波探伤时，探头移动区应大于1.25P，P=2Ttgβ，P—跨距，mm;T—管壁厚度，mm;β—探头折射角，（°）。b.当管壁较厚，采用直射波探伤时，探头移动区应大于0.75P。

中小径薄壁管：管子壁厚为4～6mm，打磨宽度50mm;管子壁厚为6～14mm打磨宽度为100mm。

（二）钢制承压设备对接焊接接头超声检测

1. 采用的标准试块

CSK-ⅠA头和仪器在试块上实测的数据绘制而成，该曲线族由评定线、定量线和判废线组成。评定线与、CSK-ⅡA、CSK-ⅢA和CSK-ⅣA。

2. 检测面

a检测区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，这个区域最小为5mm，最大为10mm。b探头移动区应清除焊接飞溅、铁屑、油垢及其他杂质。检测表面应平整，便于探头的扫查，其表面粗糙度Ra应小于等于6.3μm，一般应进行打磨。

3. 探头K值（角度）

斜探头的K值（角度）选取可参照下表的规定。条件允许时，应尽量采用较大K值探头。

4. 检测频率一般为2MHz～5MHz

5. 距离-波幅曲线的绘制

距离-波幅曲线应按所用探定量线之间（包括评定线）为I区，定量线与判废线之间（包括定量线）为Ⅱ区，判废线及其以上区域为Ⅲ区。如果距离-波幅曲线绘制在荧光屏上，则在检测范围内不低于荧光屏满刻度的20%。

6. 距离-波幅曲线的灵敏度选择

a. 壁厚为6mm～120mm的焊接接头，其距离-波幅曲线灵敏度标准规定。b. 壁厚大于120mm～400mm的焊接接头，其距离-波幅曲线灵敏度按表标准规定。

c. 检测横向缺陷时，应将各线灵敏度均提高6dB。d. 检测面曲率半径R≤W2/4时，距离-波幅曲线的绘制应在与检测面曲率相同的对比试块上进行。e. 工件的表面耦合损失和材质衰减应与试块相同，否则应按规定进行传输损失补偿。在一跨距声程内最大传输损失差小于或等于2dB时可不进行补偿。f. 扫查灵敏度不低于最大声程处的评定线灵敏度。

7. 检测方法

a. 为检测纵向缺陷，斜探头应垂直于焊缝中心线放置在检测面上，作锯齿型扫查。探头前后移动的范围应保证扫查到全部焊接接头截面，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。b. 对电渣焊焊接接头还应增加与焊缝中心线成45°的斜向扫查。

c. 为观察缺陷动态波形和区分缺陷信号或伪缺陷信号，确定缺陷的位置、方向和形状，可采用前后、左右、转角、环绕等四种探头基本扫查方式。

参考文献：

[1]NB/T 47013.3-2015，承压设备无损检测 第3部分：超声检测[S].北京：新华出版社，2015.

作者简介：李明超，中国能源建设集团黑龙江能源建设有限公司。