影響焊縫超聲檢測可靠性的客觀因素_檢測資訊_

從事超聲檢測已經(jīng)有一段時間了，從當(dāng)初的車間質(zhì)檢員負(fù)責(zé)一間廠的焊接件檢測，到現(xiàn)在受雇于一間第三方的檢測機構(gòu)，受委托去檢測不同廠家的焊接件。
崗位易變動，但唯一不變的是，超聲檢測人員一直是一個裁判的角色，負(fù)責(zé)對焊縫內(nèi)部的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、狀態(tài)進行高靈敏度和高可靠性的檢查和測試，借以評判它們的連續(xù)性、完整性、安全性以及其他性能指標(biāo)。

越是在這行待得越久，工作時越是小心翼翼，因為影響焊縫超聲檢測可靠性的因素很多，有客觀的因素，也有人為的因素。如果檢測人員不夠仔細(xì)認(rèn)真，一不小心很可能會造成缺陷的漏檢或者檢測結(jié)果的誤判。

下面根據(jù)我的從業(yè)經(jīng)驗，總結(jié)一下超聲檢測“頭頂上的幾片烏云”——影響焊縫超聲檢測可靠性的客觀因素：

一、儀器校準(zhǔn)問題。
按照常規(guī)的超聲檢測技術(shù)，我們是無法準(zhǔn)確得知焊縫里缺陷究竟長什么樣，除非你刨開焊縫觀察。

實際操作中，我們是采用一種和人工缺陷對比的方法來判斷焊縫里的缺陷是否超標(biāo)。感興趣的朋友可以看：焊接接頭超聲波無損檢測的基礎(chǔ)技術(shù)：如何評定焊縫內(nèi)部缺陷位置和大小。

舉個例子，我們用儀器預(yù)先記錄下埋深30mm的Φ3mm的人工孔反射的超聲波波幅，當(dāng)我們發(fā)現(xiàn)焊縫同樣深度有一缺陷，其反射的超聲波波幅和Φ3mm的孔反射的超聲波波幅一樣時，那么我們就判定這個缺陷的當(dāng)量尺寸為Φ3mm。注意一點的是，這并不代表實際的缺陷尺寸為Φ3mm，自然缺陷的實際尺寸往往大于當(dāng)量尺寸。

作為一種基于對比的檢測技術(shù)，儀器校準(zhǔn)是影響超聲檢測可靠性的最大因素，儀器調(diào)教有問題會造成整個檢測結(jié)果無效。
儀器調(diào)教涉及兩個方面：
（1）儀器和探頭的基本參數(shù)。
超聲檢測儀器和探頭需要調(diào)教的基本參數(shù)有：1、聲速；2、聲程；3、斜探頭前沿長度和K值。
我們一般檢測的對象是鋼結(jié)構(gòu)的焊縫，超聲波在鋼傳播的聲速和探頭的K值一般都在室溫下測定的。實際工作中，環(huán)境溫度可能會發(fā)生不同程度的變化，例如在北方的冬天，當(dāng)溫度降低時，超聲波在鋼中的聲速會上升，一方面會造成缺陷定位產(chǎn)生誤差，另一方面會造成探頭K值下降。
同時當(dāng)斜探頭的斜鍥后面磨損較大時，折射角增大，探頭K值也會增大。
因此當(dāng)環(huán)境溫度發(fā)生較大變化或者探頭磨損后，我們必須對超聲檢測儀器和探頭的參數(shù)重新校正，保證超聲檢測結(jié)果的可靠性。

儀器和探頭的基本參數(shù)校準(zhǔn)校驗時，如發(fā)現(xiàn)校驗點反射波在掃描線上偏移超過原校驗點刻度讀數(shù)的10%或滿刻度的5%（兩者取較小值），則應(yīng)重新調(diào)整。

（2）檢測靈敏度。
現(xiàn)實中，焊縫的缺陷是不可避免的，所以我們允許焊縫存在輕微的缺陷。我們會人為設(shè)定檢測的靈敏度，對于不超標(biāo)的細(xì)微缺陷放行，超標(biāo)的嚴(yán)重缺陷進行判廢。

如果檢測的靈敏度出了問題，那么輕微的缺陷可能會判定為嚴(yán)重的超標(biāo)缺陷，冤枉了別人，造成誤判；嚴(yán)重超標(biāo)的缺陷可能會判定為輕微的缺陷，埋下了安全隱患，造成了漏檢。

靈敏度校驗時，校驗點不少于2點，如校驗點的反射波幅實測比原始值相差20%或2dB以上，則儀器靈敏度應(yīng)重新調(diào)整。

二、調(diào)節(jié)儀器和檢測時的耦合劑透聲性差異大的問題。
當(dāng)探頭和工件之間有一層空氣時，即使空氣層厚度只有10的負(fù)5次方毫米也可以有些阻擋超聲波傳入工件。因此耦合劑的作用就是填充探頭和工件之接的空氣，而且起到潤滑的作用，使探頭便于移動掃描。

按照標(biāo)準(zhǔn)要求，在試塊上調(diào)節(jié)儀器和產(chǎn)品檢測應(yīng)采用相同得耦合劑。而實際上，調(diào)節(jié)儀器參數(shù)時所用的耦合劑為機油，檢測時所用耦合劑的種類非常多了，常見的有化學(xué)漿糊�，F(xiàn)實中，我遇見過多種耦合劑，甚至洗潔精、洗發(fā)水都使用過。
耦合劑聲阻抗越大，聲透性越好，因此化學(xué)漿糊的耦合效果比機油或水更好。見下圖：

通過測試標(biāo)準(zhǔn)試塊缺陷波高，對于同一缺陷，以漿糊做耦合劑比機油回波幅度高2dB左右，即實際檢測的靈敏度更高。

參考資料：
【1】超聲檢測，第6章脈沖反射法超聲檢測通用技術(shù)：影響缺陷定位的主要因素
【2】鋼結(jié)構(gòu)焊縫超聲波探傷結(jié)果影響因素的介紹