一日晌午，我坐在工具房的試驗臺前，正專心地調校超聲探傷儀器。此時，一位兄弟單位穿著連體服的小伙子，連體服許多部位沾上了紅色的著色劑和黑黑的油漬，似乎從汽機房剛干完事回來。一手提著超聲波探傷儀，另一手提著裝有耦合劑的桶子，背上還背著工具包，風塵仆仆走到我跟前，向我說道：“哥們，向你請教個問題”，“請教不敢當，有什么事呢？”我回答道。

“剛才在做管道對接環(huán)焊縫的超聲檢測，管道厚度為60mm，掃查的時候發(fā)現(xiàn)在一次反射區(qū)域內(nèi)存在深度為54mm的反射波，我覺得這應該是根部反射波，不是缺陷?！彼^續(xù)說道：“但是在二次反射區(qū)域內(nèi)也存在反射波，測量反射波深度大約在90mm，你說這是不是缺陷呢？”

提示：類似于下圖這種波形

我問他：“你有沒有用直探頭測量母材和熱影響區(qū)的厚度？是不是母材厚度比熱影響區(qū)和焊縫的厚度都大？”。

他說：“是的，母材厚度60mm，熱影響區(qū)厚度大約52mm” 得到確切的回答后，心中有了初步的結論，然后繼續(xù)回答他道：“90mm處的二次反射波很有可能不是缺陷，應該波形轉換波。如果你用K1和K2的探頭分別去掃查，會發(fā)現(xiàn)K1探頭比K2探頭掃查的回波更高，我暫且稱它為“山形波”，因為他長得像“山”字，也像一座山。這種山形波在不等厚對接、錯邊、厚壁管道對接焊縫的超聲檢測中經(jīng)常出現(xiàn)?！?/span>

正好跟前的試驗臺上有一塊不等厚對接模擬試塊，如下圖，用尺子量了薄的一側厚度為20mm，厚的一側為25mm。

為了讓小伙子明白我的推論，并驗證它是正確的。換上K1的探頭，校準了聲速、零偏和K值，節(jié)省時間未制作DAC曲線。在不等厚模擬試表面塊滴上幾滴機油，用食指在試塊上輕輕的抹了抹，瞬間形成一道薄薄的油層。按了儀器的“波峰記憶”鍵后，前后推動著探頭，找到較高波，此時固定探頭不動，超聲波探傷儀屏幕顯示如下。

移動閘門框住較高波，此時深度讀數(shù)為32.8mm。不等厚試塊薄側20mm，厚側25mm，假設該反射波是缺陷波，那么缺陷應處于深度為17.2mm（25×2-32.8=17.2），但是實際模擬試塊不存在缺陷。

這么高的反射波會是什么波呢？

既不是一次反射波，也不是表面的二次反射波，更不是缺陷波，而是探頭某個擴散角的聲束打到斜面上，入射橫波發(fā)生波形轉換，轉換成反射縱波，縱波垂直反射到工件表面，然后按原路返回，這就是波形轉換的原理，如下圖，3是入射橫波，2是波形轉換后的縱波，1是反射橫波。

最后再用K2的探頭掃查了該斜面，發(fā)現(xiàn)也存在波形轉換，但是波幅很低，幾乎可以忽略不計。

說起這件事，讓我回想起剛參加工作的時候，也遇到了和小伙子相似的問題。此時情不自禁的感嘆時間由如白駒過隙，眨眼間的功夫，人將步入中年。

先停止感慨，將時鐘的指針撥回到幾年前，廣東某電廠600MW超超臨界鍋爐定期檢驗，對分隔屏出口集箱封頭對接環(huán)焊縫（類似管道對接環(huán)焊縫）進行超聲檢測。集箱規(guī)格為Ф356×60mm，材質SA-335P91，下圖為封頭示意圖。

超聲檢測發(fā)現(xiàn)一次反射中，除了根部反射波外，無異常波。而在二次反射區(qū)域內(nèi)卻發(fā)現(xiàn)異常波，深度為104mm，并且整圈斷續(xù)的存在，波形如下圖。情況和小伙子描述的非常相似。那個時參加工作沒多長時間，缺乏現(xiàn)場經(jīng)驗，是不是缺陷拿捏不準。

為了驗證是不是缺陷波，用直探頭去掃查該“缺陷”位置，焊縫部位未發(fā)現(xiàn)任何反射波，哪怕將增益調到最大也無任何收獲。再換個K2的探頭試試，反射波同樣存在，但波幅很低。當時和一位年長的同事分在一組做事，他說：“別糾結了，或許是波形轉換吧，沒什么問題，收拾儀器回去吧”。

這句話讓我豁然開朗，突然有了柳暗花明又一村的感覺。時間倉促，將現(xiàn)場測量的數(shù)據(jù)記錄下來，回到住的地方，打開電腦利用CAD繪圖和三角函數(shù)計算，驗證該“缺陷波”為波形轉換波。果真如此，該“缺陷波”的確是橫波波形轉換后的縱波。

產(chǎn)生波形轉換的關鍵因素——綜合形坡口形式和一定角度的聲束，根據(jù)《DL/T8692-2012 火電廠焊接技術規(guī)程》的要求，當壁厚大于60mm的汽水管道應開綜合形坡口。火電廠也存在許多壁厚小于60mm的管道或集箱均采用了綜合形坡口。

什么是綜合形坡口？為什么要開綜合形坡口？

百度搜索相關內(nèi)容，除了DL/T8692-2012和ASME 16.25有簡單介紹，其它未發(fā)現(xiàn)任何關于綜合形坡口的介紹。所以我也不知道開綜合形坡口的優(yōu)勢。

什么是綜合形坡口，按照我的理解，綜合形坡口包括V形坡口和U形坡口。但這不是重點，重點是為什么在內(nèi)壁要開一道槽？這道槽也就是所謂的內(nèi)壁臺階，很遺憾，沒能找到相關資料。

我推測開槽的目的，是為了保證焊縫全焊透，此處等待大咖解答。

在檢測內(nèi)壁存在槽口、不等厚對接或錯邊的焊縫，即可看作為內(nèi)壁臺階，當超聲波入射到這個臺階，會發(fā)生波形轉換，即橫波轉換成縱波。這種波形轉換常見于厚壁管道、錯邊、不等厚對接超聲檢測，并且采用K1的探頭比K2的探頭更為明顯，盡量選用一次波判定缺陷。

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