Page 83 - 无损检测2023年第四期

梁向雨:
焊缝近表面缺陷的爬波检测

事项, 为检测工艺的制定提供一些依据。 测灵敏度和有效检测范围进行测定。
1.2.2 表面刻槽试块扫查
1 试验方法
表面刻槽试块( 见图2 ) 上加工有8个不同深度
1.1 试验设备及器材 的刻槽, 刻槽深度为1~8mm , 均匀分布在试块的

试验设备及器材如表1所示, 使用的超声检测 中心线上。
仪既可进行 TOFD 检测, 也可进行爬波检测, 搭配
合适的扫查装置可实现 TOFD 和爬波同步扫查。
除了爬波探头外, 还使用了 TOFD 探头及楔块, 用
以比较两者对近表面缺陷的检出效果。 TOFD 盲
区试块用于调校爬波检测系统, 表面刻槽试块及含
近表面缺陷的模拟试块用于测试近表面盲区的检测
效果。

表1 试验设备及器材
设备名称 型号及参数

超声检测仪 OMNISCAN MX232 / 128PR

分析软件 OmniPC4.4 图2 表面刻槽试块结构示意

双晶爬波探头 PHOENIXISLACW4MHz
试验时, 爬 波 探 头 偏 移 量 L 分 别 为 15 , 20 ,
探头及楔块 2晶片( 6mm×13mm )

25mm , 对刻槽试块进行扫查; TOFD 探头中心间
TOFD探头 Do pp ler10MHz3mm / 楔块70°
TOFD盲区试块 距为72mm , 并调节灵敏度使直通波达到满屏波幅
表面刻槽试块 的40%~80% , 对刻槽试块进行扫查。分析比较爬
试块
含近表面缺陷的模拟试块250mm×20mm
波与 TOFD 的检测结果。
含近表面缺陷的模拟试块350mm×48mm
1.2.3 模拟试块扫查
1.2 试验步骤 分别使用爬波和 TOFD 技术对两块含近表面
1.2.1 灵敏度测试 缺陷的模拟试块( 见图 3 ) 进行扫查, 两块模拟试块
利用 TOFD 盲区试块( 见图1 ) 进行声速、 延时 均包含 1 个 上 表 面 开 口 缺 陷, 分 析 比 较 爬 波 和

及灵敏度调校, 对试块上深度 2 , 3 , 4 , 5 mm 处的 TOFD 技术对近表面开口缺陷的检测结果。
ϕ 2mm 横孔进行扫查。调整爬波探头前沿与横孔

的 水 平 偏 移 距 离 L ( 分 别 为 0 , 5 , 10 , 15 , 20 , 2 试验结果与分析

25mm ), 测试不同偏移条件下各横孔的回波情况, 对 2.1 灵敏度测试结果与分析

探头偏移L 不同时, 深度2mm 的横孔回波信

号幅值如图4 所示, 可见, 当 L 为 25mm 时, 仍可
以得到较高的信噪比, L 进一步增大后, 信噪比降

低, 当L 为30mm 时, 回波的信噪比小于6dB , 不
满足检测的信噪比要求。这是由爬波的声场特性决
定的, 爬波在传播过程中连续发生由纵波向横波的
波型转换, 因此衰减严重, 有效传播声程较短, 检测
范围一般不大 [ 3 ] 。
不同深度处的近表面横孔回波幅值如表2及图
5所示, 可见深度2mm 处的横孔回波随偏移 L 的

增大而单调减小, 其他深度处的横孔回波先增大后
减小, 在0~25mm 之间存在极大值, 这是由于爬波

主声束并不是90° , 而是80° 左右 [ 4 ] 。各个深度处的

图1 TOFD 盲区试块结构示意 偏移L 一旦超过 25mm , 信噪比将不满足检测要

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2023年 第45卷 第4期
无损检测