曹智的无损检测博客
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7年后才“昭雪”的案例,焊缝超声检测结构反射波误判

闲逛远东论坛,发现一个非常有趣,而且跨度7年才有结论的焊缝超声检测误判案例

2013年1月,网友“阳光晨露01”在论坛向专家们请教,关于在做焊缝超声检测时发现的一个无法解释的回波,有人认为该回波为伪缺陷显示,也有人认为是晶粒引起的回波,还一些人认为母材分层所致,分层的结论似乎最为合理,直到最近该网友用一张图将所有的谜团一一解开(打脸)。

具体提问如下:“最近我遇到一件特别郁闷的情况,在这向大家汇报一下,请大家给点力量!一件直径700毫米,厚度22毫米的无缝钢管,两端焊有轴,焊接坡口为单面V型,焊接方法为氩弧焊打底,二氧化气体保护焊填充,埋弧自动焊盖面,如图1所示。此结构只能采用单面单侧进行UT,我选用2.5Z10*10 A60及2.5Z10*10 A45,两只探头进行检测,发现一显示位置在图2中钢尺30mm处,深度为13-14mm,整圈都是,用碳弧气刨进行返修,返修尺寸为显示位置+两边各扩刨10mm,返修深度为20mm,显示附近的焊接金属刨完,未进行补焊,直接用上述2个探头进行检测,显示还在,位置、深度没有变化,对母材进行分层检测,未发现分层情况!轴的另一端则没有缺陷显示!请问这是什么情况呢?

图1  部件实物图

图2  60度斜探头,基本增益40.7,回波显示的水位置为36mm

再利用2.5Z14N单晶直探头扫查该显示的附近的母材,无回波,甚至连底面回波都消失了,用双晶直探头扫查,发现存在相同情况。

图3  直探头扫查该显示位置的波形

斜探头扫查有回波,直探头扫查既无缺陷回波又无底面反射波,太诡异了!为什么直探头扫查连底面反射波都消失了?

有人认为该回波为是“变形波”,即根部焊瘤或者内壁台阶所致(“变形波”形成原理可参考之前写的文章《薄壁焊缝超声检测5种伪缺陷特征分析》)。

假设该回波为根部焊瘤或内壁台阶所致的变形波,则该回波在仪器中显示的水平位置,通常位于焊缝中心线对侧或对侧熔合线附近,根据上述检测结果,该回波显示的水平位置位于探头侧母材,距离焊缝约7mm。因此,可以排除该显示为焊瘤或台阶所致的变形波。

另外,变形波可利用数学计算法,或利用手蘸油拍打法来确认,楼主进行了蘸油触拍打验证,拍打焊缝表面及附近区域,丝毫不影响反射波!因此,该回波为变形波的假设难以成立。

还有人认为是母材分层所致,若母材中存在分层,且分层与母材存在一定角度,似乎该结论可以完美解释为什么直探头扫查无缺陷波、无底面反射波,甚至还可以解释为什么斜探头也有回波,看起来这个问题好像迎来了最好的答案。

甚至还有人认为是晶粒粗大、焊缝不同施焊层之间的界面回波等等其他各种推测,但类似的结论难以让人信服。

回到最初,我们来认真分析下这回波究竟是什么?

从楼主的描述中我们可以提取几个关键信息。

1、扫查中发现该回波显示整圈存在;

2、探头只能在一侧扫查发现,另外一侧未发现;

3、该回波显示位于二次波中,一次波扫查未发现;

4、位于母材,距离焊缝7mm;

5、直探头无回波显示,且无底面反射回波;

6、返修无果,但扫查该回波依旧存在。

结合上述6条信息,基本可以将该回波判定为伪缺陷显示,至于为何种原因所致,在楼主给出答案之前我也没能想到。

为什么我断定该回波是伪缺陷呢?(马后炮)

按照我以往超声检测判定缺陷的方式,当发现疑似缺陷回波时,首先假设该回波为缺陷,然后用各种方式去验证该回波为缺陷回波,比如:用不同规格的探头、不同位置的扫查、不同的波次扫查、直探头扫查等方式,甚至不同的检测方法。不同的扫查方式均能发现该回波,且仪器显示的水平和深度值接近,则该回波为缺陷的概率很高。其次对该回波提出多种伪缺陷的假设,然后利用各种方式去推翻假设,当我的假设全部被推翻后,才敢将其判定其为缺陷回波。

通过楼主给定的信息,首先没有过我的第一关,所以我才将其判定为伪缺陷,至于是何种原因所致,来看看楼主的这张照片你就会恍然大悟。

当你看到这张焊缝结构示意图后,我相信在你心中已经有了明确的答案。

该回波为结构反射波!

所有参与讨论该问题的专家、教授、学者…包括楼主,都忽略了这个简单但又非常重要的因素,结构!以至于楼主在发布该图片时附上了一句感慨万千的话,“惊不惊喜、意不意外”。

不以了解结构的前提下做UT,就是“耍流氓”。


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