焊缝射线探伤检测

X—射线无损探伤检测室的筹建过程 ‘X—射线无损探伤’乍一听起来好像很专业、很神秘，其实几乎每一个人很早就都接触过X射线，就是医院的透视检查，从小学起每年的体检基本都要做这项检查，一直以来都是把它看做一个医学检查手段，从来也没想过把它用于产品监控、检测的手段，至少我在详细了解之它前是这么认为的（其实机场的安检仪就是X-射线探伤设备的一种，只是以前不知道罢了）。 我开始对X射线探伤感兴趣并对其进行研究是源于两年前（2010年），当时我们企业开发的新产品上应用了铸铝零件和一些铝合金焊接零件，由于产品特殊的安全性要求，需要对每个零件进行无损检测，作为公司的品质控制部门，必须要对这些新工艺、新材质零件的质量水平和稳定性，进行评估和控制，当时由于初涉此行业，信息和知识面都比较匮乏，也曾多次咨询一些第三方检测单位和科研院校，大部分的意见是采用磁粉探伤和超声波探伤，由于铝反射率的关系大都不推荐X射线探伤。但对磁粉探伤和超声波探伤深入了解后，发现都不适合我们的现场检验需求，（例如磁粉探伤检验速度慢，不适合全检的要求；超声波探伤适于较长的直焊口，对于带拐角的或不规则的焊口适应性差，并且测出的超声图谱需要专业人员 辨识，对操作人员素质及经验要求较高。）。当时有人提出一些自行车车架的焊接应该和我们的产品非常相近，其控制手段也必然能被我们借鉴，为此我又多次参观自行车车架生产厂，结果通过考察发现，绝大部分的车架生产厂的检测手段都是疲劳试验，这种检测手段只适合单个样品的抽检，并且不是无损检测。正在山穷水复之时，一个偶然的参观机会，我在一个生产汽车铸铝零件的工厂，看到了X-射线探伤设备，这台设备能够较为直观，并方便的检测零件的内部缺陷，这不正是我们需要的检测手段吗？至此对铸铝件及铝合金焊接的检测手段的研究终于回到了正轨。回顾这一段检测方法的探寻的历程，不能说前面给予我们指导和帮助的个人和机构的能力不佳，只是因为术业有专攻，前面的尝试和排查反而使我们更深入的了解了铸铝件和铝焊接件的质量特性，更清晰的让我知道了对于我们产品需要如何的检测手段。 既然确定了检测手段，又看到了其他企业在这方面运用，接下来就着手开始探伤检测设备的引进。原本想只要找探伤设备生产厂家，说明应用在什么方面，剩下的就等着采购部门去采购，我们等着设备验收就完事大吉了。谁承想这一深入沟通才知道，事情多着呢？下面就是我们设立探伤检测手段所要必须面对的问题：1. 探伤设备生产厂的选择，好几家呢，选哪个好呢？2. 设备选型，一大堆型号选择那个比较适合自己呢?3. 实验场地，这东西不同于其它设备，不仅要考虑设备使用环境，还得考虑X射线对周围环境的影 响。放哪儿好呢？4. 由于产品尺寸大小不一（大的1.5*2m框架；小的5*15cm的铸件），探伤设备提供的铅房只能满足 小件，如果要满足大工件检验，铅房面积至少得15m2,这么大的铅房，其价格又让我们望而却步。5. 跟设备厂商沟通后，得到结果是铅房可以自己建造，那建造铅房有什么要求呢？用什么标准呢？6. 房子要盖啥样的呢，对于施工又有什么样的要求呢？。。。。。。。。。。。 诸如此类的问题立即从脑海里跳了出来，懵了，该从哪儿下手啊？？！！！淡定，不能乱！！还是得理智、周密的策划一下，万事开头难，只要迈出了第一步，接下来的事情也就会循序渐进、顺利成章的往下发展了，先走着。。。。第1步 还是得从筛选仪器厂商开始，现在搜集这些资料方便多了，百度一下哗啦出来一大堆，经过初步筛选我们选定两家进行联系咨询，一个是丹东的A厂家，一个是上海的C厂家，（为了避免广告嫌疑，用代号吧）经过联系对比，在考虑了两个厂家的产品种类、技术特长、价格范围、市场占有率、维修售后服务、易损件消耗、设备交期等信息后，我们最终决定选用综合优势略大的上海C厂家。第2步 厂家选定后，接下来我们与其进行实质性接触，请对方业务、技术等人员到我司进行实地考察，对如下问题进行充分沟通，2.1 被检测样品的外形、尺寸、材质及技术参数2.2 我们希望实现的检测项目及需要达到的检测精度2.3 检测设备需要实现的机械动作。（主要考虑检测人员劳动强度和检测工作效率）2.4 检测设备选型以及其对环境设施的要求。根据我们被测工件的厚度和材质类型我们本次选用的是 管电压最大160KV，穿透铝合金能力为100mm累积厚度。2.5 附属设备的配置要求（如计算机、打印机配置，显示器、监视器等）2.6 因被测样品尺寸的问题，需要我方自建铅房，那么对铅房选址（要考虑X射线对周围环境的影 响）、建筑设计要求（整体实验室动力、通风、温湿度控制、照明、等）进行详细沟通。2.7设备交期、整体报价、安装、调试等细节问题第[fon

请问大家是否有用X射线进行金属探伤的经验呢，我们的产品由于扩项，增加了铝合金焊接和压铸的工艺，如何做好这些环节的质控手段呢？听说X射线和超声波都能够实现这样的检测，请大家帮忙给点建议。下面附图是我们的焊接件和压铸件http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2011/11/201111111357_329840_1606772_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2011/11/201111111358_329841_1606772_3.jpg

[img=,690,690]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/10/202310160953564615_7189_5604214_3.jpg!w690x690.jpg[/img]　　数字超声波探伤仪能够便捷、准确地进行工件内部多种缺陷如裂纹、焊缝、气孔、砂眼、夹杂、折叠等的检测、定位、评估及诊断，广泛应用于电力、石化、锅炉压力容器、钢结构、航空航天、铁路交通、汽车、机械等领域。它是无损检测行业的仪器。　　主要功能　　● 自动校准探头，不需要手动计算 　　● 利用标准试块自动生成DAC、AVG曲线 　　● 自动显示回波相关参数(深度D、水平P、距离S、波幅H) 　　● 16个探伤通道，可自由输入并存储任意行业的探伤标准 　　● 可存储980幅A扫图像 　　● 四种(I、V、U、X型)焊缝类型图示功能，直观判断反射位置 　　● 自动计算缺陷当量φ值 　　● 高采样率，低噪声 　　● 两种探头方式：单晶、双晶 　　● 回波抑制功能并有警示灯提示。　　辅助功能　　● 闸门声光报警。　　● 自动增益功能提升探伤效率 　　● 斜探头角度和K值两种输入方式 　　● 峰值记忆和回波包络快速确定最高回波 　　● USB接口连接PC端进行数据传输，自动生成探伤报告 　　产品特点　　按键简洁，操作简单 　　大屏幕高亮显示，可以满足在阳光下、涵洞中探伤的要求。

[img=,690,690]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/10/202310101003116361_8735_5604214_3.jpg!w690x690.jpg[/img]　　超声波探伤仪(Ultrasonic Testing, UT)是一种用于检测材料内部缺陷和表面的非破坏性测试仪器。它利用超声波传播和反射原理来检测物体中的缺陷、异物、裂纹、气孔等问题，通常用于质量控制和安全检测领域，特别是在工程、制造业、航空航天、核能、建筑和管道行业。　　超声波探伤仪的工作原理如下：　　发射超声波：仪器通过一个超声波传感器(也称为探头或换能器)向被测物体发送高频的超声波脉冲。　　超声波传播：超声波脉冲穿透被测物体，然后在物体内部的各种界面、缺陷或异物上发生反射或散射。　　接收超声波：探头接收从被测物体内部返回的超声波信号，并将其转化为电信号。　　信号处理：接收到的超声波信号经过仪器内部的信号处理和分析，可以通过计算机屏幕或仪器上的显示器进行可视化呈现。　　缺陷检测：通过分析超声波信号的时间延迟、振幅和波形等特征，可以确定被测物体内部的缺陷类型、位置、大小和形状。　　超声波探伤仪的优点包括：　　非破坏性：不需要损坏或破坏被测物体，可以在不影响其完整性的情况下进行检测。　　高分辨率：可以检测到小型和深层的缺陷，提供了精确的检测结果。　　多用途性：可用于各种材料，包括金属、塑料、陶瓷、混凝土等。　　实时监测：能够提供实时数据，使操作人员能够立即做出决策。　　超声波探伤仪在工业生产中广泛应用，用于检测焊缝、管道、钢板、铸件、飞机零件、桥梁构件等，以确保其质量和安全性。它也常用于地震和结构工程中的非破坏性检测，以评估建筑物和桥梁的结构完整性。

1问题的提出在实际工作中,我们常听到用户说:“这台容器已经用X射线做过检查了,没发现缺陷,为什么还要做磁粉检测呢?”用户提出这样的问题,源于用户对X射线检测与磁粉检测的特点不了解,片面地认为X射线检测可以代替一切检验手段,只要X射线检验合格了,其它检验方法都可以不用做了,容器肯定是合格的,不会出现危险,其实这种认识是错误的。2X射线的检测范围及优缺点2.1X射线的检测范围X射线是检测内部缺陷的无损检测方法,它在锅炉、压力容器、船体、管道和其它结构的焊缝和铸件方面应用得十分广泛。2.2优点、缺点X射线检测可以显示缺陷的形状、平面位置、性质和大小,底片可以长期保留。对于如气孔、夹渣、缩孔等体积性缺陷,在X射线透照方向有较明显的厚度差,即使很小的缺陷也较容易检查出来。而对于如裂纹那样的面状缺陷,只有与裂纹方向平行的X射线照射时,才能够检查出来,而同裂纹面几乎垂直的射线照射时,就很难查出。这是因为在照射方向几乎没有厚度差的缘故。JB4730-94标准规定了焊缝的透照厚度比K值的大小,环缝的A级和AB级的K值不大于1.1,B级的K值不大于1.06;纵缝的A级和AB级的K值不大于1.03,B级的K值不大于1.01。焊缝透照厚度比为(见图1):K=T′/T式中T—母材厚度T′—射线束斜向透照最大厚度原因是K值与横向裂纹检出角Q有关,Q=cos-1(1/K)。在裂纹开度、裂纹长度和裂纹深度相同的情况下,K值越小,X射线穿过工件时,由横向裂纹引起的衰减越小,照射到胶片上的强度越强。经暗室处理后,胶片的黑度越黑,发现裂纹的可能性越大。反之K值越大发现裂纹的可能性越小。对怀疑是裂纹而又无法断定的缺陷,可以通过改变透照方向的方法,获得最佳的影像,才容易发现缺陷。例如在图2管道检验中,位置1比位置2更容易发现裂纹。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/02/201602191726_584690_2962446_3.png提交3磁粉检测的范围及优缺点3.1磁粉的检测范围适用于磁性材料的表面和近表面缺陷检测,不适用于非磁性材料和工件内部缺陷的检测。广泛应用于各个工业领域,在铸、锻件的制造过程中、在焊接件、机械零件的加工过程中,特别是在锅炉、压力容器、管道等的定期维修过程中,磁粉检测都是最重要的常用的无损检测手段。3.2优点、缺点磁粉探伤具有操作简便、检查迅速、灵敏度高的优点,根据磁粉聚集的形状、宽窄和位置可判断缺陷的形状、大小和位置,但不能确定缺陷的深度。4检测实例1999年夏天检验某单位在用液化气储罐,按容规要求“丁”字口部位射线检测,其余焊缝做100%磁粉检测。4.1容器基本条件1)设计压力1.6MPa2)材质为16MnR3)公称壁厚为16mm4)容积为40m35)容器类别为Ⅲ类4.2射线检测4.2.1检测准备使用日本理学X光机2505型,电压为180kV,电流为5mA,焦距为600mm,曝光时间为3min。4.2.2检测结果共拍片6张,全部为丁字口部位,底片经手洗后,灵敏度、黑度达到标准规定要求,经评定未发现缺陷。4.3磁粉检测4.3.1检测准备焊缝及两侧母材打磨良好,表面无油污、铁锈等影响检验结果物质存在。采用CXX—E型旋转磁场探伤仪。经A—15/100试块测试灵敏度达到要求。4.3.2检测结果在封头X射线检查过的丁字口焊缝上方100mm处发现两条横向裂纹,长已到焊缝边缘,经打磨焊缝至与母材平齐,裂纹仍未消除,裂纹深最少有3mm。4.3.3复验对发现缺陷部位进行复验,验证缺陷确实存在,不是伪缺陷。5结论从检测实例可以看出,用X射线检测没有发现缺陷,用磁粉检测却发现了表面裂纹。而裂纹等开口性缺陷是一种危害性最大的缺陷,它除降低焊接接头的强度外,还因裂纹的末端呈尖锐的缺口,焊件承载后,引起应力集中,成为结构断裂的起源,在焊接结构中,决不允许有裂纹存在。所以说,无论是X射线检验还是磁粉探伤都有其各自的特点,同时也存在各自的不足,无论单独使用那一种检测方法都是不行的,为了更全面地检验与评价材料和产品的质量性能、安全等级,必须由多种方法组合使用。从这个角度我们就不难理解为什么做完X射线检验合格后又要做磁粉检验了。

[align=center][b]SGS解读：焊缝超声波检测中缺陷定性方法研究[/b][/align][align=center]作者：牟永田 季伟[/align][b]摘要：[/b]在焊缝超声检测中如何准确区分和判定点状缺陷和线型缺陷、如何判定缺陷的性质对于有效控制焊接质量和提升质量管理水平有着有效的帮助。一旦一个信号被认为是缺陷显示，我们可以通过信号形状、尺寸、动态波形、缺陷在焊缝中的位置来预判缺陷的类型和解释缺陷的性质。[b]关键词：[/b]回波信号；波幅；环绕扫查；旋转扫查[b]前言：[/b]在焊缝A型扫描超声检测执行的诸多标准中，只针对缺陷回波信号幅度做了验收的要求，都没有针对指示长度大小对点状缺陷或线型缺陷做出明确的区分说明。以NB/T47013-2015为例，附录H中回波动态波形对点反射体和各种大平面反射体的波形模式做了简单的说明，但由于缺陷对超声波的反射特性不仅与缺陷的走向、几何形状、超声波传播方向上的厚度、缺陷表面的粗糙度、缺陷的种类和性质等有关，而且与检测人员工作经验和产品的制作工艺过程有关。定性结果的准确性往往受检测人员的主观因素影响，不同检测人员对同一缺陷的评定结果可能会产生较大的偏差。因此，利用波形模式的不同区分点状缺陷和线性缺陷并进行定性很难推广应用。如何准确判断检测过程中的缺陷性质一直是一个难点。诸多的国内外标准中多以反射信号的高低和大小来判定其危害的大小，然而实际经验证明某些线型缺陷的回波信号幅度及时没有超出标准规定的验收极限，其危害却远远大于超出验收标准的点状缺陷。因此，在焊缝超声检测中如何准确区分和判定点状缺陷和线型缺陷、如何判定缺陷的性质对于有效控制焊接质量和提升质量管理水平有着有效的帮助。下面我们就简单介绍一下如何根据反射信号对缺陷做出解释和定性。多个信号经常来自多个小面或多个缺陷，如裂纹、气孔、或夹渣处产生。裂纹的反射信号通常比气孔、夹渣高（尺寸、灵敏度、声程都相同），当探头旋转时，信号将增高或降低。如果探头围绕缺陷旋转，裂纹的信号将降低，气孔或夹渣的信号则可能不变，因为气孔或夹渣是体积型缺陷件。先前提到的缺陷信号位置对于决定缺陷类型很重要，以下是焊缝中常见缺陷的定性方法。[b]1根部缺陷1.1未焊透[/b]来自焊缝两侧的高波幅的角反射信号，旋转扫查时信号迅速减小，显示是在根部的深度，宽度和根部间隙宽度一样，且不重叠。如图I所示：[align=center][img=,596,137]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/07/201807021603192123_8351_2883703_3.jpg!w596x137.jpg[/img][/align][align=center]图I[/align][b]1.2根部未熔合[/b]焊缝有缺陷的那侧有高波幅的信号，在旋转扫查时迅速降低，位于构件的底部。（有许多来自焊缝根部焊道的信号也是如此，特别是使用小角度斜探头时，如45°探头）如图II所示：[align=center][img=,596,137]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/07/201807021603368043_5929_2883703_3.jpg!w596x137.jpg[/img][/align][align=center]图II[/align]在另一边观察来自根部焊道的信号，在移动探头时观察信号幅度的变化，两边是不同的。未熔合声束的声程略大于正常的底波反射路程。由于垂直定向，根部未熔合的尖端不可能从这边观察到。[b]1.3根部裂纹[/b]不规则的裂纹和方向，通常可以在焊缝两侧看见高波幅的多个端角反射。如果裂纹有垂直高度，在用斜探头扫查缺陷深度时，会看见有移动特征的信号。由于裂纹是不规则的，信号会随着探头的转动或高或低。根部焊趾裂纹位于焊根趾部，中心裂纹则位于焊根中心。如图III所示：[align=center][/align][align=center][img=,690,215]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/07/201807021604096306_1402_2883703_3.jpg!w690x215.jpg[/img][/align][align=center][img=,394,299]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/07/201807021604235393_1659_2883703_3.jpg!w394x299.jpg[/img][/align][align=center]图III[/align][b]1.4根部咬边[/b]缺陷信号振幅大小取决于咬边的严重程度，即很可能是相对低的信号，也可能是很高的信号。然而，与咬边回波一起出现的还有来自根部焊道的信号（见图IV）。如果咬边仅是像显示在图中的焊缝一侧的那样，从另一面检测根部区域，很可能通常只能观察到正常的根部焊道的反射。[align=center][img=,617,147]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/07/201807021604484705_7372_2883703_3.jpg!w617x147.jpg[/img][/align][align=center]图IV[/align][b]1.5过熔透[/b]焊缝两侧根部焊道的信号超过正常的声束路程长度且位置交叉，更斜的探头（如35°或45°）有最好的效果。如果焊缝磨平，0°探头应该有最好的效果。如图V所示：[align=center][img=,617,147]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/07/201807021605115383_9416_2883703_3.jpg!w617x147.jpg[/img][/align][align=center]图V[/align][b]1.6根部凹陷[/b]焊缝两侧的信号幅度低，绘制声束路径，发现其小于板材厚度，信号无交叉，这与过熔透的情况恰好相反。[b]2焊缝区的缺陷2.1坡口未熔合[/b]在全跨距“a”位置和半跨距“c”位置得到高波幅信号，来自“b”位置和“d”位置（当探头声束不垂直于缺陷，更低的波幅信号将从“a”和“c”位置出现）则得到低波幅信号或无信号（取决于缺陷的方向）。横向扫查测量缺陷长度的尺寸是，波幅应保持不变。旋转或者环绕扫查时，波高迅速降低。层间未熔合（位于焊道之间）的反射信号与上述相似，可能在焊缝中的任何地方，当探头声束与缺陷的主平面垂直时，反射波最强。如图VI所示：[align=center][img=,690,228]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/07/201807021606024193_2555_2883703_3.jpg!w690x228.jpg[/img][/align][align=center]图VI[/align][b]2.2夹渣[/b]由于是体积型缺陷，可以从所有能检查的位置和方向检测到。信号包含多个次波和一个粗糙的波峰。移动探头（当后沿升高时，信号的前沿下降，反之亦然）时信号明显滚动。理论上可以被任何斜探头检测到。如图VII所示：[align=center][/align][align=center][img=,617,137]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/07/201807021606360293_7967_2883703_3.jpg!w617x137.jpg[/img][/align][align=center]图VII[/align][b]2.3簇状气孔或大量的小的夹杂[/b]由于也是体积型缺陷，要从所有能检测的位置和方向检测。由于占有较宽的时机线上的多个信号的衰减，所以信号很低。环绕扫查时信号不变。如图VIII所示：[align=center][img=,617,137]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/07/201807021607355763_4632_2883703_3.jpg!w617x137.jpg[/img][/align][align=center]图VIII[/align][b]2.4裂纹[/b]裂纹可以出现在焊趾、热影响区或焊缝中心线上，也可能出现在根部。来自这些位置的裂纹信号与根部的一样（见前述根部裂纹的解释）。裂纹的方向对信号的幅度和宽度有影响。如果裂纹的平面垂直于声束，那么会出现一个高而窄的信号，可以看见一组信号。如果裂纹的平面与声束有一个夹角，那么会出现一个低的波幅，也可以看见一组信号（形状与群孔很相似）。旋转扫查时信号会忽高忽低，环绕扫查时信号将消失。虽然许许多多的无损检测前辈们经过不断的努力，总结出了许多有价值的经验，并做了大量的解剖试验来验证，但是在实际检测中超声检测的定性仍然存在相当大的困难。这主要是由于缺陷对超声波的反射取决于缺陷的取向、形状、相对声波传播方向的长度和厚度、缺陷表面粗糙度、缺陷内含物以及缺陷的种类和性质等等。在超声检测时所获取的声波信号是一种综合响应。根据动态波形判定缺陷性质只是一种通用的方法，有时还要具体分析焊缝的工艺流程或是借助其他检测方法辅助判断。[b]参考文献：[/b]【1】：国防科技工业无损检测人员资格鉴定与认证培训教材，编审委员会编。超声检测。北京：机械工业出版社，2005.【2】：NDT全国特种设备无损检测人员资格考核统编教材，中国特种设备检验协会组织编写。超声检测。北京：中国劳动社会保障出版社，2008。【3】：美国无损检测学会。美国无损检测手册（超声卷）。世界图书出版公司，1996。【4】：中华人民共和国能源行业标准，全国锅炉压力容器标准化技术委员会主编。承压设备无损检测。北京：新华出版社，2015。