焊縫超聲波檢測時DAC曲線的制作與應用

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（渤海石油裝備華油鋼管公司，青縣 062650）

筆者企業(yè)所生產(chǎn)鋼管檢驗執(zhí)行API管線鋼管規(guī)范，API標準規(guī)定用N5刻槽或φ1.6 mm豎通孔對比試塊評定缺陷［1]。傳統(tǒng)的靈敏度調(diào)節(jié)方法是根據(jù)探頭K值和工件厚度計算一次波、二次波水平位置（因為鋼管壁厚小，通常采用水平調(diào)節(jié)法調(diào)整掃描比例，工件厚度較小時還需計算三次波水平位置），在它們對應的水平位置附近找N5刻槽或φ1.6 mm豎通孔的最高波，分別記下一次波、二次波達到基準波高（滿屏的80%）時的幅值。為了避免漏檢，超聲檢測人員通常用較高的靈敏度（二次波或三次波的靈敏度）作為掃查靈敏度。當在掃查過程中發(fā)現(xiàn)缺陷時，根據(jù)缺陷波距一次波、二次波（三次波）的水平位置遠近選用水平差值最小的波次的靈敏度對缺陷進行定量。

這種傳統(tǒng)靈敏度調(diào)節(jié)方法在對缺陷定量的過程中存在兩個不足，① 因為怕漏檢，超聲檢測人員通常用較高的二次波靈敏度（工件厚度較小時用三次波靈敏度）作為掃查靈敏度，這樣不僅示波屏上雜波增多，而且增大了近場區(qū)尤其是緊鄰始波后面一段區(qū)域缺陷漏檢的幾率。因為在高靈敏度下始波占寬變大，再加上近場區(qū)聲壓極大值、極小值的影響，使一些缺陷回波湮沒在始波中，導致不能識別造成漏檢。②傳統(tǒng)靈敏度調(diào)節(jié)和缺陷定量方法操作步驟繁多，每發(fā)現(xiàn)一處可疑回波就得把儀器增益調(diào)至相近位置的靈敏度進行比較，無形中增大了超聲檢測人員的工作量。

1 DAC曲線制作方法

筆者采用N5刻槽以及φ1.6 mm豎通孔制作的DAC曲線對缺陷定量，該方法克服了傳統(tǒng)靈敏度調(diào)節(jié)方法的不足，使不同聲程處的缺陷回波都有自己的靈敏度評定依據(jù)，而且簡化了超聲檢測人員的操作過程，不用每發(fā)現(xiàn)一處可疑回波就調(diào)一次儀器增益，大大減小超聲檢測人員的工作量。

以N5刻槽為例，DAC曲線制作方法如下：

（1）按常規(guī)操作測試探頭前沿和K值，完成掃描比例調(diào)節(jié)。

（2）將探頭置于對比試塊上，先找試塊下表面N5刻槽最高反射回波，將回波高度調(diào)至示波屏的80%，記為DAC曲線上的第一點。

（3）固定增益不動，找到試塊上表面N5刻槽最高反射回波，記為DAC曲線上的第二點。

（4）找到試塊下表面N5刻槽最高反射回波，記為DAC曲線上的第三點，連接三點，即完成曲線制作，靈敏度調(diào)節(jié)完畢。

實際工作應用發(fā)現(xiàn)，N5刻槽制作不規(guī)范時會出現(xiàn)相同幅值時上表面N5刻槽回波高于下表面N5刻槽回波的現(xiàn)象，即二次波靈敏度高于一次波靈敏度，這樣制作出來的DAC曲線會增大缺陷定量的誤差（見圖1）。為了減小這種對比試塊制作不規(guī)范造成的定量誤差，筆者改進了DAC曲線的制作方法。在完成掃描比例調(diào)節(jié)后，先在一次波水平位置附近找到下表面N5刻槽最高回波，將回波調(diào)至基準波高（滿屏的80%），記為曲線上的第一點。固定儀器增益不動，在三次波對應的水平位置附近找到下表面N5刻槽最高回波，記為曲線上的第二點，用線連接兩點，即完成DAC曲線制作。

圖1 利用不規(guī)范試塊制作的DAC曲線

2 N5刻槽DAC曲線的制作方法

試塊A壁厚17.5 mm，上下表面刻槽為17.5 mm×5%，探頭為2.5P8×12 K2探頭，前沿11 mm。

2.1 方法1

完成探頭入射點、K值測試、水平比例調(diào)節(jié)后，將探頭置于對比試塊上，在一次波水平位置附近找到試塊下表面N5刻槽最高反射回波，使其達基準高度80%，記為曲線上第一點。固定增益不動，在二次波水平位置附近找到試塊上表面N5刻槽最高反射回波，此波在示波屏上高度為43%，記為曲線上第二點。固定增益不動，在三次波水平位置附近找到試塊下表面N5刻槽最高反射回波，此波在示波屏上高度為23%，記為曲線上的第三點。用線連接這三點，N5刻槽DAC曲線制作完成（圖2）。

2.1 方法2

完成探頭入射點、K值測試、水平比例調(diào)節(jié)后，將探頭置于對比試塊上，在一次波水平位置附近找到試塊下表面N5刻槽最高反射回波使其達基準高度80%，記為曲線上第一點。固定增益不動，在三次波水平位置附近找到試塊下表面N5刻槽最高反射回波，此波在示波屏上高度為23%，記為曲線上的第兩點。用線連接這二點，N5刻槽DAC曲線制作完成（圖3）。

3 φ1.6 mm豎通孔的DAC曲線制作方法

試塊B壁厚15.3 mm，試塊上鉆φ1.6 mm豎通孔，探頭為2.5P8×12 K2，前沿11 mm。

3.1 方法1

完成探頭入射點、K值測試、水平比例調(diào)節(jié)后，將探頭置于對比試塊上，在一次波水平位置附近找到φ1.6 mm豎通孔下表面最高反射回波，使其達基準高度80%，記為曲線上第一點。固定增益不動，在二次波水平位置附近找到φ1.6 mm豎通孔上表面N5刻槽最高反射回波，此波在示波屏上高度為41%，記為曲線上第二點。固定增益不動，在三次波水平位置附近找到φ1.6 mm豎通孔下表面N5刻槽最高反射回波，此波在示波屏上高度為19%，將此波記為曲線上的第三點。用線連接這三點，φ1.6 mm豎通孔DAC曲線制作完成（圖4）。

3.2 方法2

完成探頭入射點、K值測試、水平比例調(diào)節(jié)后，將探頭置于對比試塊上，在一次波水平位置附近找到φ1.6 mm豎通孔下表面N5刻槽最高反射回波，使其達基準高度80%，記為曲線上第一點。固定增益不動，在三次波水平位置附近找到φ1.6 mm豎通孔下表面N5刻槽最高反射回波，此波在示波屏上高度為19%，記為曲線上的第二點。用線連接這二點，φ1.6 mm豎通孔DAC曲線制作完成（圖5）。

比較兩種方法制作的DAC曲線，發(fā)現(xiàn)兩者曲線弧度相當，而且后者操作方法更簡便，值得在實際工作中推廣使用。

［1]ANSI/API Specification 5L 管線鋼管規(guī)范［S].