1广船国际有限公司计量检测中心广东广州511400
2广船国际有限公司计量检测中心广东广州511400
摘要：AWSD1.1规范的超声波检测需要通过公式a-b-c=d计算得出结果，然后根据计算结果对比验收准则，以确认缺陷的级别，步骤比较繁琐。本文提出了两种改进方法，可以帮助检测人员在现场有效快速判断缺陷波形属于哪个级别的缺陷。通过简化或省去计算、换算等步骤，提高现场检验效率，并同时能满足规范的要求。
关键词：超声波检测；改进方法；验收准则；改进效果
AnalysisforimprovementmethodsofacceptancecriteriaofAWSD1.1ultrasonictesting
LIWei1LILiangcai2
1.MetrologyandTestingLaboratoryofGuangzhouShipyardInternationalCo.，Ltd.，Guangzhou511400
2.MetrologyandTestingLaboratoryofGuangzhouShipyardInternationalCo.，Ltd.，Guangzhou511400
Abstract：Itisnecessarytocalculatetheresultsthroughtheformulaa-b-c=d，andthencomparetheacceptancecriteriaaccordingtothecalculationresultstoconfirmthediscontinuityseverityclassofdefectsintheultrasonictestingofAWSD1.1code.Inthispaper，twoimprovementmethodsareproposed，whichcanhelptheinspectorstodeterminethediscontinuityseverityclasseffectivelyandquickly.Bysimplifyingoreliminatingcalculation，conversionandothersteps，thefieldinspectionefficiencycanbeimproved，andtherequirementsofthecodecanbemetatthesametime.
Keywords：ultrasonictesting；improvementmethods；acceptancecriteria；modifiedeffect
1前言
《AWS钢结构焊接规范》在钢结构行业尤如圣经一般的存在，使其无损检测的验收标准也在该行业广泛应用，规范中通过公式a-b-c=d来确定缺陷的严重等级，进而做出进一步的评判，这种做法有别于其他国际标准的地方在于，AWS规范的超声波检测过程并不需要制作DAC曲线，而是通过记录几个相应的数值（a、b、c）来确定缺陷的信息，这种方式对于检测人员来说不够直观，也不符合国内检测人员的工作习惯，因此如何能直观的判断缺陷信息和符合国人检测人员的习惯变得十分必要。本文通过两种方法改进可以有效解决上述问题，为现场快速判断缺陷，提高工作效率具有实际意义。
2超声波检测准备
2.1AWSD1.1灵敏度调节
2.1.1零对比基准值b的调节
根据AWSD1.1规范的要求，使用IIW试块（见图2-1）上埋深15mm、直径1.5mm的横通孔调节零对比基准值b。斜探头须置于IIW试块上A位置（任何角度），然后必须调节从1.5mm小孔来的信号，当达到最大值时，即得到水平基准线高度指示b。所得到的最大分贝值读数用作检测报告上“基准值，b”读数。
图2-1用IIW对比试块校准探头的方法
2.1.2扫查灵敏度的调节
AWSD1.1的扫查灵敏度是根据声程进行调节的，具体见表2-1。
表2-1声程不同时，扫查灵敏度调节值
2.2缺陷等级的划分评定
AWSD1.1缺陷等级以指示额定值d来确定，在焊缝探伤中发现某一缺陷指示时，移动和改变探头的方向，找到缺陷的最高回波，调节探伤仪的增益，将此缺陷波的幅度调节到满屏的80%，记录此波高的增益值为指示基准值ａ；ｃ值为衰减系数，需用（S&pide;25-1）×2得出；指示额定值d值由以下公式确定：
仪器为dB增益状态：d=a-b-c（dB）
仪器为dB衰减状态：d=b-a-c（dB）
2.3缺陷尺寸评估程序（斜探头）
用下述方法来确定dB值比D级指示更为严重的那些指示的长度。这一指示的长度这样来确定：在指示额定波幅下降50%（6dB）而低于适用的缺陷等级额定值的情况下，测量斜探头中心线间的距离。这一长度必须记入检测报告“不连续性长度”的项内。根据缺陷的波幅，这一程序可反复用于决定A级、B级和C级缺陷的长度。
3两种改进方法的简介
本文改进方法的检测设置图像和测得数据均来自武汉中科HS610e系列超声波机（带增益功能的仪器），斜探头采用多普勒系列探头，其尺寸型号为2.5P20X2260°、2.5P15X1570°。
3.1相同焊缝尺寸不同等级DAC曲线制作方法
此方法可以采用自制试块（见图3-1，命名为S1-1）Ф1.5mm的横通孔制作DAC曲线，也可以采用RB系列Ф3mm的横通孔试块作DAC曲线，Ф3mm的横通孔与Ф1.5mm的横通孔相差的理论值为3dB（△dB=10lg（3/1.5）=3dB），实际测量差值为3.5～3.8dB之间（见表3-1，两个孔径在相同孔深dB值相减所得值），可以选择采用4dB。
表3-1：Ф1.5mm与Ф3mm横通孔实测dB值（波高：80%满屏，斜探头：2.5P20X2260°）
在IIW试块测得Ф1.5（H=15mm）指示基准值b为54dB。
表3-2：Ф1.5mm实测dB值（波高：80%满屏，斜探头：2.5P20X2260°）
图3-1自制试块（S1-1）
通过表3-2说明，Ф1.5mm实测dB值与用在IIW试块测得Ф1.5（H=15mm）基准灵敏度计算出来的理论衰减系数c值dB数的数据，差值最大为0.8dB，最小为0dB，此误差是允许存在的，所以用Ф1.5mm的横通孔试块制作DAC曲线作为衰减值是可行的。根据数据需要，自制了一套Ф1.5mm的横通孔对比试块（S1-1），试块尺寸为300*40*50，单位为mm，材质为钢，孔的埋深从10mm-90mm，用以测量不同孔深对应的声程数值。
在制作DAC曲线前，需测出各探头相关数据（数据可以按表3-2查取），但每个探头角度不一样，所对应的深度H和声程S是不一样的，而同一声程（S）所对应的衰减dB数是不会改变的。
表3-3UT合格—拒收条件（静荷载非管材连接）-出自AWS钢结构焊接规范-表6.2
例如表3-3，设d为表3-3的UT合格-拒收条件静荷载非管材连接A级的极值数据，a、b、c、d值的单位为dB，a为A级别计算的数值结果在IIW试块测得Ф1.5（H=15mm）基准灵敏度为b=58dB。探头：2.5P15X1570°见表3-4。
表3-4以表3-3的UT合格-拒收条件（静荷载非管材连接）A级实测与计算值
表中Ф1.5参数值取自表中d值，而Ф3参数值与Ф1.5参数值的差值根据3.1规定的4dB得来。
表3-5UT合格—拒收标准（周期静荷载非管材连接）-出自AWS钢结构焊接规范-表6.3
例如表3-5，d为表3-5的UT合格-拒收条件静荷载非管材连接A级的极值数据，a、b、c、d值的单位为dB，a为A级别计算的数值结果，见下表1-7。
表3-6以表3-5的UT合格-拒收条件（周期静荷载非管材连接）A级实测与计算值
表中Ф1.5参数值取自表中d值，而Ф3参数值与Ф1.5参数值的差值根据3.1规定的4dB得来。
AWSD1.1中的6.26.6.5和上表3-1、3-2、3-4、3-6都可以说明，以Ф1.5mm的横通孔自制试块（S1-1）制作DAC曲线可以直接用表3-4和表3-6的数据作DAC曲线的参数值。
用A、B、C级别各数值作DAC曲线图（如图3-2）和各参数设置情况（如图3-3）。
图3-2（DAC曲线由上而下三条，分别对应的是A、B、C级别）图3-3（A、B、C级别各参数）
图3-3以表3-3的焊接尺寸（8-20mm）A、B、C级为例，判废线参数对应的是A级、定量线参数对应的是B级、评定线参数对应的是C级。
图3-4周期静荷载非管材连接UT合格—拒收标准
以表3-5UT合格—拒收标准（周期静荷载非管材连接）焊缝尺寸20mm为例，引用CB/T3559中评定线（Ф1.5-12）、定量线（Ф1.5-11）和判废线（Ф1.5-10）的概念，设置三条曲线来判定不同尺寸的焊缝缺陷，参照图3-2和图3-3，当缺陷波高超过判废线（A级）时，这类指示必须拒收；当缺陷波高超过定量线（B级），并未超过判废线（A级）时，用6dB法进行测长，这类指示不得大于20mm，否则必须拒收；当缺陷波高超过评定线（C级），并未超过定量线（B级）时，用6dB法进行测长，这类指示不得大于50mm，否则必须拒收，并且焊缝厚度顶部或底部1/4范围内（即缺陷波深度在0-5mm或15-20mm之间）时，这类指示不得大于20mm；当缺陷波高未超过评定线（C级），任何这类指示，不论其在缝焊中的长度或部位，必须判定合格。
3.2不同焊缝尺寸相同级别DAC曲线制作方法
不同焊缝尺寸相同级别也可采用3.1的方法，用表3-3或表3-5的数值，以不同的焊缝尺寸A级别a数据作DAC曲线，用不同的焊缝尺寸制作不同的曲线表示，例如，表3-5中70°探头A级，焊缝尺寸8~20mm，a≤10，而DAC曲线为Ф1.5-10dB，其检测的范围为焊缝尺寸8~20mm，按照图3-5和图3-6制作DAC曲线，用缺陷波幅相差dB数值来判定A、B、C、D级别缺陷类型，按此方法可以提高现场检测效率，并且可以尽量避免重新校准基准灵敏度的步骤。
图3-5图为以不同的焊缝尺寸A级别作的DAC曲线图3-6参数设置图（以表1-5焊缝尺寸A级为例）
图3-6是以表3-5以不同的焊缝尺寸A级为例，判废线参数对应的是焊缝尺寸8~20mm的A级、定量线参数对应的是焊缝尺寸20~38mm的A级、评定线参数对应的是焊缝尺寸38~65mm的A级。
4改进效果评估
使用上述两种方法进行现场实操实验，方法相同焊缝尺寸不同级别DAC曲线法和不同焊缝尺寸同级别DAC曲线法在数字机中的操作，在100米对接焊缝中进行操作可以节约25%时间，取得了明显的效果。
5结语
对于AWSD1.1超声波验收标准操作改进方法探讨，通过一系列的方法改进，简化或省去计算、换算等步骤，提高了现场检验效率，并同时能满足标准的要求，服务现场需求，控制质量是我们NDT人员的宗旨。标准是死的，人是活的，方法也可以多样的。不同的标准，只要我们仔细研究，改变方法的同时满足标准，这也是我们NDT人员应该做的，因此需要不断学习、研究、对比及应运不同的标准，提高自身的检测水平。
参考文献：
[1]AWSD1.1/D1.1M：2015Structuralweldingcode-steel[S]．
[2]林猷文，张小燕.超声检测技术（II级）[M].北京：人民交通出版社，2010.