1 引言

超声波检测是目前国内外钢结构应用广泛、高效，检测成本低，且发展较快的一种无损检测技术。超声检测是产品制造中实现质量控制、改进工艺、节约原材料、提高劳动生产率的重要手段，也是压力容器、钢结构桥梁等设备设施在役检测中不可或缺的无损检测技术手段。

2 项目概况

某海上自升式钻井平台抬升系统，每座平台有9个抬升系统的钢套筒构件，每个构件共有6圈57×70×∅870和6圈25.5×70×∅870的插入式管座角焊缝，见图1。制造过程中参考其他单位的习惯做法，设计技术要求在A/B面进行100%超声波检测，但由于制造过程中检测时机的安排问题，同时存在外加工装和构件几何条件的限制，在A/B面检测存在一定范围的漏检。后准备采用相控阵超声波进行检测，但因外加附件工装无法进行连续检测，记录存储存在困难，同时特殊位置也无法检测，不能满足100%检测要求，检测效果也不理想。为此依据现场条件，用常规超声波检测方法(分别采用德国KK软膜直探头，和45°斜探头进行检测)，制定了在C面(钢套筒内)进行检测的方案，并按此方案对501D-2/3/5的6圈57×70×∅870做了超声波检测，共发现9处共计560 mm超标缺陷，经现场碳刨确认为未熔合的危险性缺陷。按设计技术要求，检测标准为AWS D1.1-2010附录S[1]。

图1 抬升系统钢套筒构件

3 插入式管座T型焊缝超声检测的研究与应用

根据此项目结构特点及制造工艺，分析可能存在的焊接缺陷，特别是影响质量的危害性缺陷的位置和性质，研究超声波检测工艺，通过反复试验对比，确定最合适的超声波检测方法，最终确定按以下步骤，采用不同探头分区域多次扫查，达到焊缝100%检测的目的，实现了产品质量的有效控制。

3.1 探头选择

根据自升式钻井平台抬升系统钢套筒制造成型后几何条件的实际情况，同时考虑可能出现的焊接缺陷，结合板厚、坡口形式、焊缝尺寸及耦合情况等综合因素，选择在钢套筒内壁进行100%超声波检测，并以此选择探头分别采用德国KK软膜直探头2.25MHz∅10、2.5MHz10×10 70°、2.5MHz10×10 60°、2.5MHz10×10 45°斜探头进行检测(见表1)。

表1 检测探头选择

探头探头种类探头规格参考反射体1#单晶斜探头2．5P10×1070°⌀1．5mm横通孔2#单晶斜探头2．5P10×1060°⌀1．5mm横通孔3#单晶斜探头2．5P10×1045°⌀1．5mm横通孔4#单晶斜探头2．5P15×1545°⌀1．5mm横通孔5#单晶直探头2P⌀10⌀3mm横通孔6#单晶直探头2．5P⌀20工件大平底(T=57/70mm)

标准试块和参考试块的选择：标准试块选用ⅡW，参考试块选用LA-3和AWS D1.1推荐试块[2-3]。

(4)智慧城市感知价值对智慧城市市民满意度的影响路径(H8)、智慧城市感知质量的影响路径(H10)、智慧城市预期的影响路径(H11)都得以验证，都呈现正相关且是显著的。智慧城市感知价值对智慧城市建设满意度的影响最大，其中，功能性价值、社会性价值与情感性价值对感知价值的影响最大；智慧城市感知价值对智慧城市感知质量的影响路径系数为0.144，对智慧城市预期的影响路径系数为0.156，说明影响感知质量和预期的共同影响因素是感知价值，市民对智慧城市的感知价值越大，越能提高市民对智慧城市的感知质量并且满足市民期望。

3.2 时基线性的调节

“哼哼叽叽”、“唱唱咧咧”这两个词中的“哼”和“唱”是可以单独成词的，而“叽”和“咧”不可以。重叠后也是一样，AA式“哼哼”和“唱唱”是可以独立使用的，而BB式“叽叽”和“咧咧”一般不能单独使用。但“叽叽”作为叠音词时改变声调，音为“jìji”时变成动词是可以单独成词的，当然，这种情况是比较少见的。

3.3 仪器调节与校验

焊缝中缺陷的性质与其产生的部位、大小和分布情况有一定的关系，因此根据缺陷波的大小、位置、探头运动时波幅变化的特点，结合工艺情况，可以对缺陷的性质进行大致的估计。此类焊缝通常采用手工药芯焊丝焊接，主要为夹渣、气孔、未熔合等缺陷。依据检测工艺，主要采用探头定点转动配合信号幅值的变化及动态波形来进行判断，同时结合缺陷的几何位置来评估缺陷的性质。如直探头探测到的贴近母材的缺陷基本为未熔合缺陷；非母材区域的缺陷基本是夹渣、气孔。同时采用探头定点转动配合信号幅值的变化来进行判断，如探头定点转动，信号幅值没有明显变化则判断为气孔；探头定点转动，信号幅值有明显变化则判断为夹渣。

如时基扫描比例校验时发现校验点反射波在扫描线上偏离超过原校验点的10%或满刻度的5%(取较小值)，则需重新调节，且对前次校验后的全部焊缝重新检验。灵敏度校验时，发现校验点反射波比原波幅降低20%或2 dB以上，则仪器灵敏度需重新调节，且对前次校验后的全部焊缝重新检验；发现校验点反射波比原波幅高20%或2 dB以上，则仪器灵敏度需重新调节，且对前次校验后的探得的缺陷进行重新评估。

3.4 探测灵敏度

实际检测中，因受构件外加附件和几何条件的限制，无法按常规检测一样实现一次性100%的焊缝检测。为了完成焊接区域全覆盖检测，此项目按不同探头检测不同区域来实现构件焊缝区域的100%检测。具体分区、扫查工艺和探头选择表1中不同探头、不同位置进行分区扫查。扫查位置及扫查方式见图2。

(2)A面缺陷检测。1#、2#、3#斜探头评定灵敏度：∅1.5-6 dB，扫查灵敏度：≥∅1.5-6 dB。

(3)C面斜探头缺陷检测。4#斜探头基准灵敏度：ⅡW试块上深度15 mm ∅1.5的横通孔。扫查灵敏度：基准灵敏度+35 dB

超声波检测时基线性的调节对于焊接缺陷的定位有至关重要的作用，常用IIW标准试块的半径为100 mm圆弧面进行调节。插入式管座角焊缝探伤时对缺陷的定位，主要采用相对的几何位置来定位，可以采用声程来调节时间轴，示波屏上的测量范围要调节到探伤使用最大声程的1.25倍。

5#探头在C面用直探头扫查，主要扫查焊缝与翼缘板融合面处的缺陷，此扫查为主要扫查。

3.5 扫查工艺与缺陷定位

(1)母材检测。用6#探头检测1#、2#、3#、4#斜探头超声声束通过的母材区域，检测此区域中母材是否含有影响斜探头评定的缺陷，但不做母材验收检测，有缺陷时应记录。将直探头置于母材的无缺陷处，底面回波至少调到2次以上，一次底波高度调到满屏幕的50%～75%作为基准灵敏度，提高10 dB进行扫查。当含有以下情况时，应记录缺陷的位置和面积：①一次底波消失区域；②等于或大于基准高度的缺陷回波；③当缺陷长度大于声束宽度时，用6 dB法测定缺陷长度，当缺陷长度小于声束宽度时，从无缺陷处到有缺陷处移动探头，当屏幕上出现缺陷回波，则该点处的探头前沿即表示该处缺陷的边缘。

4#探头主要扫查焊缝坡口面的缺陷，其定位方式主要以深度和水平位置定位缺陷。深度定位主要是针对翼缘板融合面的缺陷，水平位置定位主要是针对焊缝坡口面的缺陷。其他夹渣、气孔类缺陷需综合考虑深度、水平位置及缺陷在焊缝中的位置。

(2)新建一个项目，使用上述转换过的数据，在Time Slicing[6]中设置为2007-2017，Years Per Slice设置为“1”，Term Source选定为标题、作者、摘要、关键字等，Links选项中将Strength选定为”Cosine”。

高山有好水，贵州高原就以“奇山秀水”而闻名天下。发展乡村旅游，需要大量的饮用水和日常生活、工作用水。水资源非常珍贵，一旦污染破坏，想要恢复非常难，且要付出很大的代价。随着生态环境的恶劣，很多地表水被污染或干涸。一些乡村旅游开发的“农家乐”，直接建在湖边、河流旁，且向河内排泄脏水，导致水源无法饮用。

1#、2#、3#探头在翼缘板上进行扫查，采用不同角度分区域扫查，主要扫查各区域内焊缝内和焊缝与翼缘板融合面处的缺陷，此扫查为辅助扫查。

(4)C面直探头缺陷检测。5#探头基准灵敏度：∅1.5的横通孔(用LA-3试块上用深度40 mm、60 mm、90 mm 3个∅3孔做出DAC曲线。由于∅3孔与∅1.5孔的同声程的dB差为3 dB，故基准灵敏度要提高3 dB。扫查灵敏度：在基准灵敏度的基础上提高6 dB进行扫查。

3.6 缺陷性质估计

仪器的调节与校验，是保证检测质量的关键。每次检验前应在∅1.5 mm横通孔、∅3 mm横通孔、工件大平底 (T=57 mm或70 mm)试块上对时基扫描比例和基准灵敏度进行调节或校验。检验过程中每4 h或检验工作结束后对时基扫描比例和基准灵敏度进行调节或校验。

营养成分测定 每年于生长季结束后将烘干的牧草样品粉碎，过0.42 mm筛，测定不同牧草品种的粗蛋白(CP)、酸性洗涤纤维(ADF)、中性洗涤纤维(NDF)和粗脂肪(EE)含量，其中CP用凯氏定氮法、NDF和ADF用Van Soest法、EE用乙醚浸提法[8]。

一些标准规定，两侧同次波的反射波高相差9 dB或者12 dB以上时，通常为面状倾斜。对于体积状缺陷和近于垂直探伤面的面状缺陷，焊缝两侧同次波探伤时的反射波高一般相差较小。可以使用此方法判别缺陷方向性时，往往与K值变化法结合使用。通常面状缺陷的方向性强,体积状缺陷的方向性弱，在判别时都可以9 dB或者12 dB反射波高差作为判据，有助于缺陷性质的评估。

3.7 缺陷评价

缺陷评价主要依据缺陷的指示长度和当量进行判断。采用6 dB半波高度法测长或绝对灵敏度测长。当多个探头检测到的同一缺陷时，以当量大的作为评价依据；当在不同的探测面探得的同一缺陷时，以最大当量的作为评价依据；当确定为未熔合、未焊透或裂纹类面状缺陷时，该缺陷不合格。缺陷评定按ANSI/AWS D1.1-2010(表S-1动载荷)评定。

4 结语

插入式管座角焊缝，是受力的核心部件，质量必须严格控制。因其几何结构限制，按常规的超声检验方法，不能实现一次100%检测，所以需要使用其他外加的扫查手段和检测方法，或用不同探头分区域多次扫查，保证焊缝及热影响区100%检测，确保对产品质量的有效控制。每种探伤方法都有各自的优点和局限性，在超声波检测的基础上，可以考虑其他的无损检测方法进行补充验证。

图2 分区扫查示意图

参 考 文 献

[1] ANSI/AWS D1.1 钢结构焊接规范[S].

[2] 超声波探伤编写组.超声波探伤[M].北京: 电力工业出版社，1980.

[3] GB/T 11345-2013钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级[S].