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1、(10)申请公布号 CN 102841142 A (43)申请公布日 2012.12.26 CN 102841142 A *CN102841142A* (21)申请号 201210374742.1 (22)申请日 2012.09.29 G01N 29/04(2006.01) (71)申请人 黑龙江省电力科学研究院 地址 150030 黑龙江省哈尔滨市香坊区湘江 路 7 号 (72)发明人 张曰涛 池永斌 王晓林 丘国平 (74)专利代理机构 哈尔滨市松花江专利商标事 务所 23109 代理人 牟永林 (54) 发明名称 基于超声波检测装置的焊缝检测方法 (57) 摘要 基于超声波检测装置的焊缝。
2、检测方法， 涉及 基于超声波检测装置的焊缝检测方法。为了解 决目前的焊缝检测技术存在射线检测效率低， 有 辐射污染， 对裂纹、 未熔合等线形缺陷不敏感等 问题。本方法为 ： 将超声波检测装置的探头置 于对接焊缝的钢管侧端， 探头位于靠近钢管的一 侧 ； 当超声波检测装置控制探头发送水平偏振横 波， 使得所述水平偏振横波覆盖整个对接焊缝， 同时探头接收反射信号， 并将信号通过波形显示 器显示输出， 波形显示器显示用于显示根据发射 信号和该反射信号处理获得的具有焊缝缺陷信 息， 移动探头沿垂直于焊缝的方向匀速在钢管平 移， 所述平移的范围是在距离对接焊缝中心为 10mm-30mm之内 ； 实现对焊。
3、缝检测。 本发明适用于 电力等领域。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 5 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 5 页 1/1 页 2 1. 基于超声波检测装置的焊缝检测方法， 超声波检测装置包括超声波检测器 (5)、 探 头 (4) 和波形显示器， 所述的探头 (4) 检测信号端与超声波检测器 (5) 的检测信号端连接， 波形显示器的显示波形信号输入端与超声波检测器 (5) 的显示波形信号输出端连接， 其特 征在于， 基于所述超声波检测装置的焊缝检测方法包括下述步骤 ： 将超声波检测装置的探。
4、头 (4) 置于对接焊缝 (2) 的钢管 (1) 侧端， 所述的探头 (4) 位 于靠近钢管 (1) 的一侧 ； 当超声波检测装置控制探头 (4) 发送水平偏振横波， 使得所述水平偏振横波覆盖整 个对接焊缝 (2)， 同时探头 (4) 接收反射信号， 并将信号通过波形显示器显示输出， 该波形 显示器显示用于显示根据发射信号和该反射信号处理获得的具有焊缝缺陷信息， 移动探头 (4) 沿垂直于焊缝 (2) 的方向匀速在钢管 (1) 平移， 所述平移的范围是在距离对接焊缝 (2) 中心为 10mm-30mm 之内 ； 实现对焊缝 (2) 检测。 2.根据权利要求1所述的基于超声波检测装置的焊缝检测方。
5、法， 其特征在于， 探头(4) 的平移范围是距对接焊缝 (2) 中心 10mm-25mm。 3. 根据权利要求 1 所述的基于超声波检测装置的焊缝检测方法， 其特征在于， 在进行 焊缝检测开始的时候， 首先通过横通孔试块对超声波检测装置的反射波声程和灵敏度进行 校准。 4. 根据权利要求 3 所述的基于超声波检测装置的焊缝检测方法， 其特征在于， 所述的 横通孔试块为 130mm 的横通孔试块。 权 利 要 求 书 CN 102841142 A 2 1/3 页 3 基于超声波检测装置的焊缝检测方法 技术领域 0001 本发明涉及一种焊缝检测方法， 具体涉及基于超声波检测装置的焊缝检测方法。 背。
6、景技术 0002 近几年， 随着我国国民经济的快速发展， 为了实现 “资源节约型、 环境友好型” 输电 线路建设目标， 在特高压同塔双回、 同塔多回输电线路及大跨越等工程中采用了钢管塔， 在 钢管塔中有近 60的钢管厚度小于等于 8mm， 薄壁钢管与带颈法兰之间采用对接焊的形式 连接， 该焊缝为一级焊缝， 需要进行 100的无损检测。 0003 以皖电东送输电线路钢管塔的试验塔为例， 每基塔约有 210 余道对接焊缝， 焊缝 长度达 250 余米， 焊缝数量多， 检测工作量大， 由于射线检测效率低， 有辐射污染， 对裂纹、 未熔合等线形缺陷不敏感等问题使其不能被广泛应用于钢管塔薄壁管对接焊缝检。
7、测， 发明内容 0004 本发明为了解决目前的焊缝检测技术存在射线检测效率低， 有辐射污染， 对裂纹、 未熔合等线形缺陷不敏感等问题， 从而提出了基于超声波检测装置的焊缝检测方法。 0005 基于超声波检测装置的焊缝检测方法， 超声波检测装置包括超声波检测器、 探头 和波形显示器， 所述的探头检测信号端与超声波检测器的检测信号端连接， 波形显示器的 显示波形信号输入端与超声波检测器的显示波形信号输出端连接， 基于所述超声波检测装 置的焊缝检测方法包括下述步骤 ： 0006 将超声波检测装置的探头置于对接焊缝的钢管侧端， 所述的探头位于靠近钢管的 一侧 ； 0007 当超声波检测装置控制探头发送。
8、水平偏振横波， 使得所述水平偏振横波覆盖整个 对接焊缝， 同时探头接收反射信号， 并将信号通过波形显示器显示输出， 该波形显示器显示 用于显示根据发射信号和该反射信号处理获得的具有焊缝缺陷信息， 0008 移动探头沿垂直于焊缝的方向匀速在钢管平移， 所述平移的范围是在距离对接焊 缝中心为 10mm-30mm 之内 ； 实现对焊缝检测。 0009 本发明的探头发送的超声波能覆盖整个焊缝截面， 检测能够实现立体扫描， 且探 头发出的超声波与焊缝中的裂纹、 未熔合、 未焊透等基本垂直、 检测灵敏度高， 达到了提高 检测效率， 简化检测步骤， 降低检测成本的目的。 附图说明 0010 图 1 为基于超。
9、声波检测装置的焊缝检测方法对接焊缝进行超声波检测时的状态 示意图 ； 0011 图 2 为基于超声波检测装置的焊缝检测方法对接焊缝进行超声波检测时探头移 动示意图 ； 0012 图 3 为基于超声波检测装置的焊缝检测方法对接焊缝进行超声波传播检测示意 说 明 书 CN 102841142 A 3 2/3 页 4 图 ； 0013 图 4 为具体实施方式五的双面未焊透反射波的检测结果波形曲线图， 图中横坐标 表示声程 (mm)， 纵坐标表示波幅 (dB) ； 0014 图 5 为具体实施方式五的单未焊透反射波形的检测结果波形曲线图， 图中横坐标 表示声程 (mm)， 纵坐标表示波幅 (dB) ；。
10、 0015 图 6 为具体实施方式五的夹渣反射波形的检测结果波形曲线图， 图中横坐标表示 声程 (mm)， 纵坐标表示波幅 (dB) ； 0016 图 7 为具体实施方式五的气孔反射波形的检测结果波形曲线图， 图中横坐标表示 声程 (mm)， 纵坐标表示波幅 (dB)。 具体实施方式 0017 具体实施方式一、 结合图1、 图2和图3具体说明本实施方式， 本实施方式所述的基 于超声波检测装置的焊缝检测方法， 超声波检测装置包括超声波检测器 5、 探头 4 和波形显 示器， 所述的探头4检测信号端与超声波检测器5的检测信号端连接， 波形显示器的显示波 形信号输入端与超声波检测器 5 的显示波形信。
11、号输出端连接， 基于所述超声波检测装置的 焊缝检测方法包括下述步骤 ： 0018 将超声波检测装置的探头 4 置于对接焊缝 2 的钢管 1 侧端， 所述的探头 4 位于靠 近钢管 1 的一侧 ； 0019 当超声波检测装置控制探头 4 发送水平偏振横波， 使得所述水平偏振横波覆盖 整个对接焊缝 2， 同时探头 4 接收反射信号， 并将信号通过波形显示器显示输出， 该波形 显示器显示用于显示根据发射信号和该反射信号处理获得的具有焊缝缺陷信息， 如汕头 CTS-1002 型、 CTS-9003 型。 0020 移动探头 4 沿垂直于焊缝 2 的方向匀速在钢管 1 平移， 所述平移的范围是在距离 对。
12、接焊缝 2 中心为 10mm-30mm 之内 ； 实现对焊缝 2 检测。 0021 如图 1 所示， 钢管 1 与法兰 3 之间采用对接焊 2 连接， 超声波检测装置 5 与探头 4 连接， 探头 4 在焊缝 2 的钢管 1 侧进行超声波检测扫描。 0022 在本实施方式进行检测之前， 进行如下准备 ： 0023 (1) 明确焊件材质、 规格、 焊接工艺、 热处理情况、 坡口型式以及焊接接头中心位置 的标定 ； 0024 (2) 焊接接头表面质量及外观尺寸需经检验合格 ； 0025 (3) 焊接接头钢管侧应除飞溅、 锈蚀、 氧化物及油污， 表面应打磨平滑， 打磨宽度为 30mm ； 0026 。
13、(4) 焊接接头两侧的母材， 超声波检测前应测量管壁厚度， 至少每隔 90测量一 点 ； 0027 (5) 耦合剂具有良好的湿润能力和透声性， 采用机油或水基纤维素衍生物 ； 0028 (6) 选用的与超声波检测装置连接的探头应满足直射波能扫查到焊接接头整个壁 厚范围。 0029 具体实施方式二、 本实施方式与具体实施方式一所述的基于超声波检测装置的焊 缝检测方法的区别在于， 探头 4 的平移范围是距对接焊缝 2 中心 10mm-25mm。 说 明 书 CN 102841142 A 4 3/3 页 5 0030 本实施方式对焊缝进行超声波水平偏振横波 (SH 波 ) 检测时， 超声波入射方向的。
14、 选择原则是使超声波入射方向垂直于主要危险缺陷的方向， 如图 3 所示。常规厚壁焊缝超 声波检测时， 这一原则无法实现， 只能采用斜入射的方式来完成检测。 而特高压钢管塔薄壁 管对接环焊缝壁厚较薄， 探头在距离焊缝的一定距离上声束能够覆盖整个焊缝截面， 检测 能够实现立体扫查。且入射声束与焊缝中的裂纹、 未熔合、 未焊透等缺陷基本垂直。 0031 当入射声束在传播过程遇到缺陷时形成反射回波， 该反射回波经探头接收处理并 经超声波检测装置分析确定传播距离及反射波幅从而得出缺陷的位置、 大小形状等具体情 况。 0032 具体实施方式三、 本实施方式与具体实施方式一所述的基于超声波检测装置的焊 缝检。
15、测方法的区别在于， 在进行焊缝检测开始的时候， 首先通过横通孔试块对超声波检测 装置的反射波声程和灵敏度进行校准。调整仪器使仪器显示数值与已知尺寸、 位置的横通 孔最高反射波相一致。 0033 具体实施方式四、 本实施方式与具体实施方式三所述的基于超声波检测装置的焊 缝检测方法的区别在于， 所述的横通孔试块为 130mm 的横通孔试块。 0034 本实施方式的扫描速度的调整， 是对接焊缝超声波检测的重要环节。扫描速度是 否准确， 对焊缝中缺陷的定位、 定性、 定量都会都带来很大的影响。为了便于观察和减小观 察误差， 扫描速度一般应采取扩大比例的方法。利用横通孔试块， 将反射波按 2 1 的声程。
16、 来调节。横通孔试块的优点是 ： 与被探钢管同曲率， 可以不考虑探伤的曲率、 耦合的衰减和 内外壁声束发散的补偿。 超声波检测时可直接观察反射波的波形变化来判断有无缺陷波的 存在。 0035 本发明确定薄壁钢管塔对接焊缝超声波检测灵敏度和质量分级标准的原则依据 DL/T820-2002管道焊接接头超声波超声波检测检验技术标准 ， 经过对比试验找到 1mm 气孔和 130mm 的横通孔之间的关系， 得出距离探头 20mm 左右两者之间 dB 差。本发明 采取用SH波检测时通过横通孔130确定薄壁钢管对接焊缝的超声波检测灵敏度， 经验 证所选超声波检测灵敏度已达到标准的要求。 0036 具体实施方。
17、式五、 本实施方式是上述实施方式的具体实施例， 本发明提供了一组 带有缺陷的焊接试样的测试结果， 规格分别是 1335mm、 1338mm、 1596mm。如图 4、 图5、 图6和图7波形图的可以看出， 超声波检测对于未焊透缺陷超声波检出率较高， 探头 在熔透的一侧也能够检测到另一侧的未焊透， 缺陷波幅高， 测长与实际断口分析的尺寸较 吻合 ； 单个气孔和圆形夹渣的波幅较低， 超声波测长比实际断口分析的尺寸较大 ； 密集气 孔的波幅较高， 波形密集相互彼连， 超声波测长比实际断口分析的尺寸大 ； 条形夹渣波幅较 低， 超声波测长与实际断口分析的尺寸相差不大 ； 裂纹和未熔合缺陷波幅高， 检出率高， 超 声波测长与实际断口分析的尺寸相差较大。 说 明 书 CN 102841142 A 5 1/5 页 6 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 102841142 A 6 2/5 页 7 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 102841142 A 7 3/5 页 8 图 5 说 明 书 附 图 CN 102841142 A 8 4/5 页 9 图 6 说 明 书 附 图 CN 102841142 A 9 5/5 页 10 图 7 说 明 书 附 图 CN 102841142 A 10 。