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焊缝超声波探伤直射波扫查高度的应用实例
我单位近年来对广东某地多条天然气管道进行检测，由于管道焊接施工采用下向焊工艺，焊缝根部成型较差，在探头K值与前沿距离选择不当时，经常会遇到根部焊缝余高反射波、一次反射波扫查的缺陷反射波、根部焊缝余高的反射波扫查到缺陷的回波混淆不清，缺陷定位不准等现象。
我们经过学习及查找资料，通过选择合适K值和前沿距离的探头，确定直射波扫查的高度，以减少或消除根部焊缝余高反射对缺陷回波判定的不利影响。
一、相关概念
1、直射波扫查高度：当探头前沿与焊缝余高相接触时，直射波主声束与焊缝宽度中心线的交点至下焊缝母材的距离，用h表示。
2、 直射法：用一次波直接扫查焊缝根部的探伤方法为直射法。
3、 一次反射法：用二次波扫查焊缝区域的探伤方法成为一次反射法。
二、直射波扫查高度：
1、 直射波扫查高度计算公式： h=T-(a/2+L0)/K ………………………①
T:母材厚度
a:焊缝上表面宽度
L0:探头前沿距离
K:探头K值
由公式①可知，h与母材厚度及上焊缝宽度有关，当T与a一定时，h取决于探头K值和前沿距离。
2、 h=0
当K值较小，L0较大时，直射波主声束与焊缝中心线无交叉，直射波打不到焊缝根部。焊缝漏检，如图2所示。
3、 hh1
当h小于钝边高度h1时，直射波扫查到根部焊缝余高回波和一次反射波焊缝根部缺陷的回波声程值相近，难以分辨。如图3所示。
4 Kh≤b/2
当直射波主声束打到根部焊缝余高之中，其反射波再扫查到缺陷时，回波由于声程关系而定位不准。如图4所示。
5、 Khb/2
当一次反射波主声束反射点落在下焊缝对侧管道母材上时，不受根部焊缝余高影响，不会产生缺陷回波定位不准的现象。
通过分析，为避免焊缝漏检及误判，探头选择应符合以下两个条件：
① 直射波扫查高度大于钝边高度，即hh1；
② 一次反射波主声束反射点落在下焊缝对侧管道母材上，即Khb/2。
三、工作中的应用
1、 某工程为市域天然气管道输送项目，管道规格为Φ508X9.5mm，经过实测焊缝数据如右：
2、 选用hh1且Khb/2的探头。
h取3mm，计算可得探头K值应大于1。
取标称为5P8X12K3.0探头一个，实测其前沿距离L0为10mm。带入公式①，计算可得满足要求的探头理论K=2.69。经实测该探头实际K值为2.93。满足要求。
3、 直射法探头后移最小距离L1：直射波主声束由B点移动到D点，完成直射波扫描。
L1=Kh+b/2+d …………………②
d：热影响区宽度（母材厚度30%的一段区域，这个区域最小为5mm，最大为lOmm……………………③
带入数据计算可得L2=28mm。
6、 一次反射法扫查探头自M线后移的最小距离L3：
L3=AD=L0+a+d ………………………④
d：焊缝热影响区宽度。
带入数据计算可得L3=30mm。
7、 一次反射法判伤区：
水平1：1定位，回波声程水平值大于（T+h）
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