专利名称：一种t型焊接接头的超声tofd检测方法
技术领域：
本发明属于超声波检测领域，涉及一种T型焊接接头的超声TOFD检测方法。
背景技术：
超声波衍射时差(Time of flight diffraction)法,简称T0FD,主要根据缺陷端部产生的衍射信号之间的时间差对缺陷进行定位和定量，目前主要应用于对接焊缝的检测，NB/T4730. 10-2010《承压设备无损检测第十部分衍射时差法超声检测》规定TOFD方法适用于壁厚为12_ 400mm,材料为碳素钢或低合金钢,全焊透结构型式的对接接头,而对于T型焊接接头的TOFD检测并未作出规定，TOFD检测方法的欧盟标准ENV583-6及ASME 标准也未对T型焊接接头的TOFD作出规定，目前也尚未发现关于T型焊接接头TOFD检测的相关文献报道。
发明内容
为了克服现有TOFD检测技术不能进行T型焊接接头的检测，本发明提出了一种T 型焊接接头的TOFD检测方法，通过该方法确定探头间距，通过分析T型接头焊趾反射波附近及其以下的信号特征，可快速有效发现T型焊接接头内的缺陷。本发明解决其技术问题所采用的方案是一种T型焊接接头的超声TOFD检测方法，其特征是根据被检测T型焊接接头的焊角的直角边尺寸、翼板厚度、腹板厚度及TOFD探头声束的扩散角确定超声波探头的声入射点之间的距离，扫查前在翼板上对称于焊缝中心线做两条扫查路径线，其间距为声入射点之间的距离与两个超声波探头前沿和之差，检测时在T型焊接接头翼板上，探头楔块沿扫查路径线扫查生成D扫描图像，通过对图像进行分析，可以获得T型焊接接头内部缺陷特征；它的具体步骤为步骤一根据超声波探头发出的声束在被检测工件中的扩散角度β、T型焊接接头翼板的厚度t、焊角直角边尺寸K2、确定两个超声波探头入射点之间的距离PCS，并检测两个探头的前沿之和L0，步骤二 在翼板上标记沿焊缝长度方向的焊缝中心线，对称于焊缝的纵向中心线分别做两条直线，以此作为扫查路径线，步骤三两探头沿扫查路径线进行扫查，生成包括T型焊接接头的D扫描图像，通过分析焊趾反射波附近及其以下的图谱特征，可以发现T型焊接接头内的缺陷，焊角的直角边尺寸K2为靠近腹板一侧的直角边尺寸的较大值。步骤一所述的PCS = 2*(2K2/3+t)tani3，其中β为楔块的折射角度。步骤二所述的两条直线之间的距离为PCS-LO。焊趾反射波是指一个超声波探头发射出的纵波经T型焊接接头的两处焊趾反射后被超声波探头接收的波。
探头角度的选择以翼板厚度t与腹板一侧焊缝直角边较大值K2之和作为参考厚度，依据NB/T 4730. 10-2010《承压设备无损检测第10部分衍射时差法超声检测》选择探头参数。本发明的特点和优点本发明解决现有检测标准中规定的T型焊接接头检测只能通过超声波A扫描进行，检测效率和缺陷检出率低的问题。本检测方法便捷，准确，易操作。
图I是TOFD检测楔块前沿检测示意图。图2是T型焊接接头检测声束传播路径示意图(T型焊接接头侧视位置)。图3是T型焊接接头检测扫查路径示意图(T型焊接接头俯视位置)。图4是无缺陷T型焊接接头D扫描例一显示屏图谱图。图5是有缺陷T型焊接接头D扫描例二显示屏图谱图。图中I发射探头、2接收探头、3直通波、4超声波主声束、5焊趾反射波、6T型焊接接头、7T0FD检测楔块、8焊缝中心线、9扫查路径线、10两个超声波探头入射点之间的距离 (PCS)Ul缺陷衍射波。
具体实施例方式下面对本发明的具体实施方式
进行详细说明根据被检测T型焊接接头的焊角的直角边尺寸、翼板厚度、腹板厚度及TOFD探头声束的扩散角确定超声波探头的声入射点之间的距离，扫查前在翼板上对称于焊缝中心线做两条扫查路径线，其间距为声入射点之间的距离与两个超声波探头前沿和之差，检测时在T型焊接接头翼板上，探头楔块沿扫查路径线扫查生成D扫描图像，通过对图像进行分析，可以获得T型焊接接头内部缺陷特征；以翼板厚度t与腹板一侧焊缝直角边较大值K2之和作为参考厚度，依据NB/ T4730. 10-2010《承压设备无损检测第10部分衍射时差法超声检测》选择探头参数。检测前首先测试两个楔块的探头前沿之和，如图I所示，在翼板上调节探头间距， 可通过软件测量直通波时间使主声束聚焦于腹板一侧较大直角边K2的2/3处，即直通波时间tL = PCS/C = (2*(2K2/3+t) tan β )/c声束传播路径如图2所示。在翼板上焊缝纵向中心线两侧对称做两条直线，使两直线间距离为PCS-L0，检测过程中两楔块沿标定直线对焊缝进行非平行扫查，如图3所示。生成T型焊接接头的D扫描图谱，如图4所示。通过分析T型焊接接头焊趾反射波附近及其以下的图谱特征，可判定T型焊接接头内有无缺陷。为验证上述T型焊接接头缺陷检出的有效性，焊接了含有缺陷的被测试试板，翼板厚度30mm,腹板厚度25mm,焊角尺寸K2 = 20mm,选用60°楔块,依据图2所示计算探头间距PCS = 150mm,依据图I测试探头前沿LO = 16mm,依据图3所示计算扫查路径线为134mm, 按照图3所示布置楔块，沿扫查路径线进行扫查，得到的D扫描图像如图5所示，从图中可以清晰的看出焊缝内的缺陷衍射图谱特征，试验结果验证了 TOFD检测T型焊接接头的有效性。
权利要求
1.一种T型焊接接头的超声TOFD检测方法，其特征是根据被检测T型焊接接头的焊角的直角边尺寸、翼板厚度、腹板厚度及TOFD探头声束的扩散角确定超声波探头的声入射点之间的距离，扫查前在翼板上对称于焊缝中心线做两条扫查路径线，其间距为声入射点之间的距离与两个超声波探头前沿和之差，检测时在T 型焊接接头翼板上，探头楔块沿扫查路径线扫查生成D扫描图像，通过对图像进行分析，可以获得T型焊接接头内部缺陷特征；它的具体步骤为步骤一根据超声波探头发出的声束在被检测工件中的扩散角度β、T型焊接接头翼板的厚度t、焊角直角边尺寸K2、确定两个超声波探头入射点之间的距离PCS，并检测两个探头的前沿之和LO，步骤二 在翼板上标记沿焊缝长度方向的焊缝中心线，对称于焊缝的纵向中心线分别做两条直线，以此作为扫查路径线，步骤三两探头沿扫查路径线进行扫查，生成包括T型焊接接头的D扫描图像，通过分析焊趾反射波附近及其以下的图谱特征，可以发现T型焊接接头内的缺陷。
2.根据权利要求I所述的一种T型焊接接头的超声TOFD检测方法，其特征在于焊角的直角边尺寸K2为靠近腹板一侧的直角边尺寸的较大值。
3.根据权利要求I所述的一种T型焊接接头的超声TOFD检测方法，其特征在于步骤一所述的PCS = 2*(2K2/3+t)tani3，其中β为楔块的折射角度。
4.根据权利要求I所述的一种T型焊接接头的超声TOFD检测方法，其特征在于步骤二所述的两条直线之间的距离为PCS-L0。
5.根据权利要求I所述的一种T型焊接接头的超声TOFD检测方法，其特征在于焊趾反射波是指一个超声波探头发射出的纵波经T型焊接接头的两处焊趾反射后被超声波探头接收的波。
6.根据权利要求I所述的一种T型焊接接头的超声TOFD检测方法，其特征在于探头角度的选择以翼板厚度t与腹板一侧焊缝直角边较大值K2之和作为参考厚度，依据NB/T 4730. 10-2010《承压设备无损检测第10部分衍射时差法超声检测》选择探头参数。
全文摘要
一种T型焊接接头的超声TOFD检测方法，涉及超声波领域，本发明的方法为根据被检测T型焊接接头的焊角的直角边尺寸、翼板厚度、腹板厚度及TOFD探头声束的扩散角确定超声波探头的声入射点之间的距离，扫查前在翼板上对称于焊缝中心线做两条扫查路径线，其间距为声入射点之间的距离与两个超声波探头前沿和之差，检测时在T型焊接接头翼板上，探头楔块沿扫查路径线扫查生成D扫描图像，通过对图像进行分析，可以获得T型焊接接头内部缺陷特征。本发明解决现有检测标准中规定的T型焊接接头检测只能通过超声波A扫描进行，检测效率和缺陷检出率低的问题。
文档编号G01N29/06GK102590344SQ20121004829
公开日2012年7月18日 申请日期2012年2月29日 优先权日2012年2月29日
发明者齐向前 申请人:天津诚信达金属检测技术有限公司