徐海洋超声波检测技术学习笔记(五十四)超声波探伤缺陷定性分析与焊缝质量评级方法

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超声波探伤缺陷定性分析与焊缝质量评级方法

• 超声波探伤仪回波形状失真会严重影响缺陷定性，需关注仪器性能

💡 核心结论：

• 通过主/侧视图进行立体感练习是快速判定缺陷位置与性质的关键技能

• 焊缝质量评级中，回波在二区的条状缺陷评级最为复杂，需严格依据厚度区间与计算公式确定长度下限值

超声波探伤仪缺陷定性

仪器回波失真问题

• 数字仪器 减波电路设计不佳

• 导致反射回波上升/下降沿 毛刺对称

• 回波形状 完全失真

• 无法依据回波形状对缺陷定性

• 此类仪器对缺陷定性 非常不利

裂纹缺陷判定要点

• 任何检测标准 均不允许存在

• 反射回波 尖锐 是其典型特点

• 回波幅度有时 低于评定线

• 需结合 精确定位 与形状差异判定

立体感练习方法

• 结合焊缝 主视图与侧视图

• 判断缺陷在焊缝中的位置

• 确定发现缺陷的 波次与检测面

• 预估缺陷反射回波形状与幅度

• 快速识别 缺陷性质与位置

焊缝缺陷举例与判定

焊缝质量评级规则

评级基本步骤

• 回波在三区或判定为裂纹 直接评三级

• 回波在评定线以下且非裂纹 评一级

• 回波在一区按 厚度与长度 规定评级

• 回波在二区是 评级难点与关键

二区缺陷评级核心

• 针对 条状气孔或夹渣 缺陷

• 需依据标准对一/二级焊缝 不同要求

• 确定缺陷指示长度 评定下限值

• 根据检测厚度 划分不同取值区间

二区缺陷评级表示例

• 厚度<30mm：一级下限10mm，二级下限12mm

• 厚度30-90mm：一级下限为 1/3T

• 厚度18-60mm：二级下限为 2/3T

• 厚度90-100mm：一级下限30mm，二级下限40mm

• 缺陷长度超一级下限评二级，超二级下限 评三级

围绕超声波探伤中缺陷定性、立体感练习以及焊缝质量评级展开，介绍了超声波探伤仪回波形状对缺陷定性的影响，讲解了通过视图进行立体感练习的方法，详细阐述了焊缝质量评级的标准和步骤，内容如下：​

超声波探伤仪回波形状分析​

回波形状特征​

受振动影响的回波特征：振动包括斜震动、受迫振动、阻尼振动，受振动影响，接收到的反射回波上升沿斜率大于下降沿斜率，周期不断增加，幅度不断降低。上升沿因受迫振动突然发生而陡直，且有两个毛刺。​

仪器回波的具体表现：某款超声波探伤仪反射回波上升沿有三个毛刺，峰点为双峰，下降沿有七个毛刺，回波上升沿和下降沿毛刺位置和数量对称，扫描基线上还有噪声信号。​

回波形状对缺陷定性的影响​

回波失真问题：该款仪器反射回波形状失真，是由于减波电路不佳，导致反射回波上升沿与下降沿斜率、毛刺数量不同，无法利用回波形状对缺陷进行定性。​

裂纹缺陷的判断：裂纹缺陷反射回波尖锐，幅度有时低于平行线，不能仅关注幅度高于平行线的回波，应通过精确缺陷定位和与其他缺陷回波形状对比进行判定。​

立体感练习方法及应用​

立体感练习的重要性：超声波探伤看不见摸不着，通过主视图与侧视图进行立体感练习，能帮助建立立体感，让探伤人员看到反射回波位置和焊缝坡口形式，就可判断超声波在焊缝中的路径和缺陷位置。​

立体感练习的注意事项​

波次与缺陷发现：配合左视图与右视图，考虑几次波可以发现不同缺陷。​

回波位置基准：以标记点（一倍工件厚度和 2 倍工件厚度）为基准，确定缺陷在扫描基线的位置。​

探头位置确定：确定发现缺陷时探头在检测面的位置，如在一倍 KD 以内还是一倍 KD 到 2 倍 KD 之间。​

检测面判断：判断发现缺陷是在 A 检测面还是 B 检测面，以及在中心线的哪一侧。​

回波形状依据：依据左视图考虑每种缺陷反射回波的大概形状。​

测量与指示能力：依据左视图考虑每种缺陷的测量方法和指示能力。​

缺陷定位方法：依据左视图与右视图考虑每种缺陷的定位方法。​

回波幅度区域：依据缺陷性质考虑反射回波幅度可能在距离波幅曲线的哪一个区。​

缺陷计量方式：依据缺陷尺寸情况考虑缺陷长度、深度、偏移量、当量的计量方法。​

视图实例分析​

左侧视图：1 号缺陷偏向 B 点，位于 B 检测面下坡口，可能是坡口未融合，在 B 面用一次波可检测到；2 号缺陷在焊缝中心线上且近表面，可能是密集气孔或夹渣，在 A 面、B 面都可用二次波检测到。​

右侧视图：1 号缺陷距离上面中线偏 A 角，在 A 检测面上坡口，只能在 A 检测面用二次波检测；2 号缺陷距离上面中线偏 B 角，在 B 检测面下坡口，只能在 B 检测面用一次波检测。​

含三个缺陷的视图：三个缺陷都在焊缝中心线上，为未焊透缺陷，1 号缺陷应按独立曲线确定，2 号和 3 号缺陷因间隔小于 3 号曲线长度，应按同一个缺陷处理，用二次声程在焊缝两侧都可检测到。​

含气孔的视图：两个气孔在焊缝中心线上且近表面，埋藏深度相同，无论是从 A 面还是 B 面，都用二次波发现。​

含未融合和气孔的视图：1 号缺陷为未融合，在 A 检测面用一次波可发现，B 面用一次波也能扫查到；2 号缺陷为气孔，在 A 检测面、B 检测面二次波都可发现，具体在哪面反射幅度最高需实际操作确定。​

含未焊透的视图：两个未焊透在焊缝中心线上且在缝边位置，埋藏深度不同，间隔距离分别大于 1 号、2 号缺陷长度，在 A 检查面和 B 面都用二次波检测。​

含密集缺陷的视图：左侧图中两个密集缺陷在焊缝中心线上，可能是密集气孔或夹渣，需根据反射回波形状区分，一次波检测不到，分别在 A 检测面和 B 检测面用二次波检测；右侧图为离散型缺陷，一次波和二次波都可扫查到，在焊缝探伤中常见，涉及 47013 标准焊缝级别评定。​

焊缝质量等级评定​

评定依据：根据缺陷的性质、指示长度、反射回波最高幅度所处的区域、缺陷的离散情况以及相关超声检测标准进行评定。​

评定步骤​

三区缺陷评定：缺陷反射回波幅度位于距离波幅曲线三区的，直接评为最大级别。对于未融合、未穿透等缺陷，即使一次波受探头余高半宽和前沿影响，反射回波幅度不一定最高，也应考虑用二次波确定最高点，且其反射回波幅度一定在三区。​

裂纹缺陷评定：检测人员判定缺陷为裂纹等严重危险性缺陷，直接评为最差级（三级），因此需掌握裂纹缺陷的反射特征。​

评定线以下缺陷评定：当缺陷反射回波幅度在评定线以下，且不是裂纹，缺陷评为一级。​

一区缺陷评定​

检测厚度大于 6 小于 100 毫米：单个缺陷指示长度小于 50 毫米，评一级；大于 50 小于 60 评 2 级；大于 60 评 3 级。​

检测厚度大于 100 毫米：单个缺陷指示长度小于 75 毫米的评 1 级；大于 75 小于 95 的评 2 级；大于 90 的评 3 级。​

二区缺陷评定​

评定对象：主要针对气孔和夹渣等条状缺陷，根据条状缺陷实际指示长度，依据评级表对一级焊缝与二级焊缝的不同要求进行综合评定。​

评定难点：很多探伤人员不理解标准中关于一级和二级焊缝在二区的规定，如一级要求单个缺陷指示长度 L 小于 1/3T，最小为 10，最大不超过 30；二级要求单个缺陷指示长度 L 小于等于 2/3T，最小为 12，最大不超过 40。​

厚度范围划分​

一级焊缝：检测厚度在 30 - 90 毫米范围内，用 L 小于 1/3T 的计算结果作为评定下限值；检测厚度小于 30 毫米，以 10 作为缺陷长度评定下限值；检测厚度在 90 - 100 毫米范围内，以 30 作为缺陷长度评定下限值。​

二级焊缝：检测厚度在 18 - 60 毫米范围内，用 L 小于 2/3T 的计算结果作为评定下限值；检测厚度小于 18 毫米，以 12 作为缺陷长度评定下限值；检测厚度在 60 - 100 毫米范围内，以 40 作为缺陷长度评定下限值。​

评级表使用示例​

检测厚度 T = 20 毫米：一级下限值为 10 毫米，二级下限值为 13.3 毫米（20 的 2/3）。缺陷反射回波幅度在二区，长度小于 10 毫米评一级，大于 10 毫米小于 13.3 毫米评二级，大于 13.3 毫米评三级。​

检测厚度 T = 45 毫米：一级下限值为 15 毫米（45 的 1/3），二级下限值为 30 毫米（45 的 2/3）。缺陷反射回波幅度在二区，长度小于 15 毫米评一级，大于 15 毫米小于 30 毫米评二级，大于 30 毫米评三级。