螺栓超声波探伤新问题的解决对策

　　1　标准对应内容

　　对螺栓探伤DL/T694-1999《高温紧固螺栓超声波检验技术导则》提出了两种探伤方法:纵波斜入射探伤方法,纵波折射角8.5°;横波探伤方法,一般K=1.7。DL/T694-1999中7.4.3规定:对于大于M48的柔性有中心孔螺栓,采用纵波斜探头分别从两头端面扫查。端面无法放置纵波斜探头时,应采用横波斜探头扫查。7.5条介绍横波探伤方法如下:当螺栓某个丝扣部位出现裂纹时,其后邻近的第1个丝扣反射波被裂纹遮挡。当裂纹较大时,第2第3个丝扣波也将被遮挡。如发现缺陷的反射波幅与其后的第1丝扣反射波幅之差大于或等于6dB,且指示长度大于或等于l0mm时,即可判定为裂纹。

　　2　新问题说明

　　在对大量缺陷螺栓试样探伤中,发现了一个新问题,柔性中心孔螺栓螺纹处无裂纹,但孔内壁存在机加工刀痕沟槽时,横波探伤仍会出现丝扣波遮挡。立即对该螺栓进行了渗透检查和磁粉检测,相应部位未发现裂纹。经把螺栓沿轴线一剖为二后发现该柔性中心孔螺栓孔内壁存在很多机加工刀痕,个别刀痕已形成大于1mm深的沟槽,渗透后显示见图1。

　　横波探伤经过沟槽a处,得到波形一(见图2),

　　横波探伤同规格螺纹区带2mm人工裂纹螺栓,螺栓中心孔光洁度较好,得到波形二(见图3)。

　　比较波形一和波形二,两者均出现丝扣波遮挡,波形极为相似。如按标准判定判为裂纹。波形一螺纹波较少且后续螺纹波中间仍有遮挡,而波形二遮挡波后螺纹波多且较平滑。

　　3　问题分析

　　标准中的螺栓是针对理想状态,在理想状态之外有两种情形仍常出现,(1)现场螺栓因拆卸,部分螺纹受损。横波探伤和纵波斜入射探伤时,因螺纹受损,反射面积减少,螺纹波反射比正常处要低,从波形看,类似一个螺纹波丝扣遮挡,横波探伤易误判为裂纹,纵波斜入射探伤判为螺纹受损。(2)中心孔内有机加工沟槽,沟槽深度1mm以上,横波探伤时,中心孔内沟槽遮挡一部分波束,见图5虚线部分,从而导致该部分波束无法到达螺纹部位,波形上类似螺纹波遮挡,易误判为裂纹。纵波斜入射探伤时波形完整,不会误判。

　　由上述分析可知:纵波斜入射传递途径直接,受螺栓结构影响较小,判定成功率较高,而横波传递途径曲折,受螺栓结构影响较大,判定缺陷时成功率较低。

　　4　螺栓探伤对策

　　尽管纵波斜入射方法判定缺陷准确率优势明显,但很多时候无法使用。因大量螺栓顶端为凸头,无法放置探头,或螺栓端面过小探头无法移动。且波形受纵波副瓣影响而显得杂乱,须及时分辨副瓣产生的螺纹波。这时就不得不采用横波探伤,横波探伤的优点在于杆部光滑,探头放置条件好,波形呈动态弧形,波形感强;缺点是易造成误判。