l 步骤一:资料审查准备(同常规超声波检测)
在实施检测前,应更多地了解工件情况、焊缝情况以及欲检出缺陷情况等信息,这些信息包括:
l 应了解材料的焊接性、焊缝结构形式、焊接方法、焊接时现场条件以及需要检出的缺陷等
l 对在制工件:应了解设计制造规范、检验检测项目方法、制造工艺、装备、环境条件
l 对在用设备:除了以上资料之外,还应了解运行条件、故障情况和上次检验发现的问题
l 步骤2:被检测工件准备
l 检查焊缝外观、余高宽度与高度,两侧母材的厚度是否一致等。扫查面侧余高过宽可能影响探头PCS设置;底部焊缝过宽会导致下表面盲区增大,不等厚连接焊缝可能引起多个底面波
l 扫查面是否平整,宽度是否满足扫查器放置和声束的行程。清除表面的焊接飞溅、铁屑、油污、及其它杂质。检查粗糙度是否影响耦合,机加面不超过6.3μm,喷丸表面不超过12.5μm
l 确定和标记检测区域,画出焊缝中心线和检测区宽度
l 要求去除余高的焊缝,应将余高打磨到与邻近母材齐平;保留余高的焊缝,如果焊缝表面有咬边、较大的隆起和凹陷等也应进行适当的修磨并作圆滑过渡以免影响检测结果的测定
l 如果有必要,可以对焊缝两边的母材进行是否有分层和撕裂的检查,这有助解释D/B扫描中带状信号(另一种观点:TOFD检测前可不进行超声波直探头对母材的分层检测,如果母材有分层缺陷,在焊缝TOFD检测记录中能够察觉和发现。
l 步骤3:选择超声探头
l 应是短脉冲,直通波的脉冲长度不超过两个周期
l 直通波与底面波信号的时间周期应至少应达到20个信号周期
l 频率的选择与材料本身、晶片尺寸和波束扩散综合考虑
l 选择探头角度和晶片尺寸,通过计算或使用相关软件绘制出波束的扩展和合成的检验覆盖区域
l 探头的选择原则见前面
l 步骤4:探头参数的测定
l 测定探头入射点、前沿和超声波在楔块中传播的时间
l 测量方法:将两探头直接接触,在仪器中找出其最高波的位置,两探头接触的中间点即为入射点,重叠的一半距离即为前沿,由A扫信号可读出超声波在探头楔块中的传播时间
l 步骤5:设置探头间距(PCS)
l 使用2/3T准则或其它适当的选择来确定所使用探头的中心距
l 将探头安装在扫查架上,确认PCS与焊缝的余高宽度及扫查面能适应
l 薄板检测时,扫查架上探头的PCS不准是造成测量缺陷自身高度和深度的误差的一个主要原因
l 步骤6:选择TOFD探头组数和必要的扫查次数
l 根据标准要求和所检测焊缝的参数,确定检测区域。根据规程要求确定使用几组探头和进行几次扫查以保证覆盖所检测焊缝的深度和宽度范围。
l 如果需要使用一组以上的TOFD 探头,应按照以上步骤3、4进行多次选择
l 对每一组探头按照各自的检测区域进行参数优化:探头的频率、晶片尺寸、探头PCS
l 根据所使用设备通道数,确定具体扫查方案
l 步骤7:选择A 扫采集参数
l 选择数字化频率,应与时间测量精度一致,以获得足够的波幅分辩力。数字化频率通常为探头标称频率的6倍以上
l 选择滤波设置,以获得最好的信噪比。最小带宽应为0.5~2倍的探头标称频率
l 选择激发脉冲宽度设置,以获得最短的信号和最大的分辨力
l 设置信号平均值至最低要求,以获得一个合理的信噪比
l 设定脉冲重复频率,要求与数据采集速度相称
l 步骤8:设置时间窗口
l 如果在深度方向上是一次扫查,时间窗口可根据直通波或波型转换波设置
l 窗口的起始位置应设置在直通波达到接收探头前0.5 μs
l 窗口宽度应设置在工件底面一次波型转换波后,以便观察底面反射纵波信号之后是否有信号显示。
l 有些近表面缺陷,其纵波信号出现在直通波附近,难以观察到;而其产生的横波信号,会出现在底面反射纵波信号之后,观察这些信号对发现和验证某些缺陷是有用处的
l 如果在深度方向上分区扫查,有些分区没有直通波和底面波,对这些分区必须通过计算设置时间窗口,并在对比试块上进行校核,且验证其邻近区域的相互覆盖
l A扫描时间窗口设置和深度校准
l 检测前应对检测通道的A扫描时间窗口进行设置。
l 若工件厚度不大于50mm且采用单检测通道时,其时间窗口的起始位置应设置为直通波到达接收探头前0.5μs以上,时间窗口的终止位置应设置为工件底面的一次波型转换波后0.5μs以上;同时将直通波与底面反射波时间间隔所反映的厚度校准为已知的工件厚度值。
l 若在厚度方向分区检测时,应采用4.2.3规定的对比试块设置各检测通道的A扫描时间窗口和进行深度校准,A扫描时间窗口至少应包含表3中规定的深度范围,同时应满足如下要求:
l 首先根据已知的对比试块内的各侧孔实际深度校准检测设备的深度显示;
l 最上分区的时间窗口的起始位置应设置为直通波到达接收探头前0.5μs以上,时间窗口的终止位置应设置为所检测深度范围的最大值;
l 其他分区的时间窗口的起始位置应在厚度方向依次向上覆盖相邻检测分区深度范围的25%;
l 最下分区的时间窗口的终止位置应设置为底面反射波到达接收探头后0.5μs以上;
l 可利用检测设备经对比试块校核后的深度参数输入。
l 步骤9:设置增益
l 如果在深度方向上是一次扫查(分成一个区),可使用直通波设置增益
l 当深度方向上分区扫查时,第一区可采用直通波设置增益,其余各区采用对比试块上的人工反射体设置增益
l 用试块设置增益时应注意材质衰减特性差异的影响
l 步骤10:位置传感器校准与扫查增量设置
l 在检测前进行位置传感器校准:移动扫查装置一段距离,检查仪器所显示的位移与实际位移的误差
l 扫查增量的控制:扫查增量是指扫查过程中A扫信号间的采样间隔。通常设置为1mm,当工件厚度较大时,可适当增大
l 步骤11:深度校准和盲区测试
l 深度校准:在工件上或用对比试块校准A扫描时基与深度的精度,深度测量误差一般不大于工件厚度的1%或0.5mm(取较大值)
l 对余高磨平的焊缝,可在对比试块上测试上表面盲区和底面盲区;对有余高的焊缝,其底面盲区应采用相同尺寸的模拟试块测定
l 步骤12:扫查焊缝
l 检测时应保持扫查架平稳,探头应沿着扫查线移动
l 采用非平行扫查、偏置非平行扫查时行走路线与焊缝始终保持平行,不得偏斜
l 扫查速度要均匀
l 保证耦合良好
l 实时通过屏幕监视扫查效果,如发现直通波不直、耦合不良、数据丢失等异常情况,应重新扫查
l 按照工艺规定进行偏置非平行扫查、横向缺陷扫查等
l 步骤13:发现缺陷后的进一步探测
l 当可能存在的缺陷已经被检查出,应进行进一步的检测以获得缺陷更多的信息
l 可采取的方法包括:改变参数的非平行扫查、偏置非平行扫查、平行扫查或脉冲反射法超声检测
l 因为缺陷的大致位置已经知道,可针对缺陷改变探头设置,重新优化检测参数
l 也可采用射线检测复验
l 步骤14:检测过程中和检测结束时系统复核
l 检测过程中和检测结束时应进行复核
l 复核项目包括:灵敏度、深度、位置
l 复核应在初始设置和校准时采用的对比试块上进行
l 如直接在工件上进行灵敏度设置,则应在工件的同一部位复核

