[发明专利]一种T型焊接接头的超声TOFD检测方法

说明书

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TOFD，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12mm～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)tanβ，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-L0。

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。

附图说明

图1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：1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、7TOFD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)、11缺陷衍射波。

具体实施方式：

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。