1、港口集装箱岸桥起重机后大梁与上横梁连接的超声波检测摘要 ：对于港口集装箱岸桥起重机而言，后大梁与上横梁连接的焊缝，因为整个后大梁的重量以及小车、吊具、集装箱的重量，都靠这些焊缝来承受，所以焊缝的内在质量就显得尤为重要，在进行超声波检测时必须保证超声波束全面完全地扫查整个焊缝截面，找出焊缝内所有危险性缺陷，消除质量隐患，确保公司产品使用过程中的安全性。 关键词：后大梁 上横梁 连接 超声波 中图分类号：TU65 文献标识码：A 后大梁与上横梁连接超声波检测存在的困难 后大梁与海陆侧上横梁连接时，一般的装配方式总是将后大梁和上横梁的耳板（板厚大都为 30mm）两侧削薄一些，然后后大梁的耳板与上横梁
2、的耳板互插形成一个箱体，则后大梁耳板与横梁底板形成仰角焊缝，上横梁耳板与后大梁盖板形成平角焊缝，耳板与耳板之间形成立角焊缝。在对平或仰角焊缝进行超声波探伤时，因耳板被削薄，检测面变小，给超声波检测带来了很大的困难。具体困难体现在：当对这些平或仰角焊缝进行超声波探伤时，探头是放在耳板上进行扫查，而耳板却被削薄，探头无法推至焊缝根部，进而不能完全对整个焊缝截面进行超声波扫查，找出焊缝内部的全部缺陷。如下图 1 所示： 图 1 图 2 检测时的误判 如下图所示，当使用 18x18，2.5P 70的斜探头在耳板（板厚=30mm）上进行扫查检测时，一次反射波很快就会扫射到对面的削薄面，进而反射为仪器所接
3、受，显示出二次反射波的深度为 42mm，水平显示距离也在焊缝上，没有经验的检测人员根据二次波反射的计算方法（2x30-42=18） ，轻易地判断为焊缝内缺陷，深度为 18mm。如上图 2 所示： 问题的讨论 1.探头的选择。 一般斜探头折射角根据工件厚度而定，原则上薄工件采用大折射角，这样，声程距离拉开，可提高分辨率和定位精度。厚工件则采用小折射角，以减少打磨宽度。同时，可缩短声程，保证探测灵敏度。另外，如果从探测垂直于板面的裂纹考虑，角度越大声束中心线与缺陷越接近垂直，则缺陷反射波越高，越有利于检测。然而，在本次检测案例中，虽然板材厚度较厚，但不能使用小折射角的探头，原因是：声程缩短，水平距
4、离则变短，检测面被削薄，二次波无法进入焊缝，而是反射到削薄面上。所以当探头置于耳板上检测时，当选用大折射角探头，这在其它类似焊缝同样应该如此。这是必须要注意的，不能只根据理论对厚板就选用小折射角探头，如公司产品后大梁的山下铰点，板材较厚但同样有削薄面，就必须选用大折射角探头。同时还须考虑的是：如果以削薄面为检测面，当选用短前沿探头，便于声束较多进入焊缝。如果将探头骑在焊缝上扫查，当选用小晶片小折射角的探头。 2. 频率的选择。探头频率越高，则其波长减少，可检测的缺陷极限尺寸也小，一般为 /2。从这一角度出发，频率增大，有利于缺陷检出。另一方面，焊缝中的危险性缺陷大都与超声波声束入射方向成一定角
5、度，在这种情况下，若频率过高，则缺陷的指向性也越好，回波反而不易被探头接受，故频率不宜太高，这里根据实际情况，就选用公司常用的探头频率 2.5MHz。 3.在这种连接形式中采用探头放在耳板上进行检测，是无法对焊缝完全检测的。主要原因是：探头推不到前面，超声波声束不能对整个焊缝截面扫查。必须想办法补救，根据多年的实践，可选用小探头，以削薄面为检测面，将探头骑在焊缝上扫查等多种检测方法。 总之，对于超声波探伤而言，在实际检验中，总是碰到各种各样的结构形式，给超声波探伤带来了困难，为了保证焊缝的质量，就需要超声波探伤人员，利用各种各样的方法，选择适当的探头，选择适当的检测面，保证超声波束扫射到整个焊
6、缝截面，检测出全部的缺陷。 四、 问题的解决 1. 使用小探头，如晶片尺寸为 10x10、频率为 2.5MHz， 角度为70的斜探头，将斜探头置于耳板削薄斜势上进行扫查，这样的扫查方式，曾经有第三监理方使用此方法对我公司此类焊缝进行过扫查，能够发现缺陷，但对缺陷的定位比较困难，因为以削薄面为检测面进行扫查，缺陷的水平距离和深度都是以此削薄面为基准来测量，困难当然在所难免。如下图 3 所示： 图 3 图 4 2. 使用晶片尺寸为 10x10、频率为 2.5 MHz，角度为 45的小斜探头，将焊缝表面磨光滑，检测时直接将探头骑在焊缝上进行扫查，这样可以检测出焊缝内部的横向裂纹以及其它内部缺陷。但这
7、样的扫查方法，对焊缝的打磨要求较高，否则探头与焊缝接触不好，耦合较差，杂波较多，给缺陷波的判断带来困难。如上图 4 所示： 3. 使用晶片尺寸 18x18,2.5 MHz，70的大斜探头，在耳板上进行扫查检测时，当显示深度在 42mm 左右的缺陷波时，首先测量探头前面的水平距离，判断一次波反射点是否落在对面削薄面上，如果落在对面削薄面上，当否定是缺陷的判断，如果一次反射点不是落在对面削薄面上，而是落在削薄面后面的平面上，则可直接使用二次反射波计算的方法计算和判断缺陷的位置。 4.如下图所示，使用晶片尺寸 18x18,2.5 MHz， 70的大斜探头，这里最好选用角度较大的探头，以便于一次波反射
8、点后移，消除横梁内隔板角焊缝的影响。然后在横梁底板上将探头向后拉，利用探头的二次反射波对仰角焊缝进行扫查，这样的扫查，便于扫查出仰角焊缝的裂纹。在实践中利用这样的方法找出了很多表面和近表面的裂纹，甚至对埋藏较深的裂纹也能发现，避免构件使用过程中的隐患。如下图 5 所示： 图 5 总结：以上四种方法，任何一种方法单独进行检测，都不能对焊缝完全检测，必须结合起来，全面使用，才能保证焊缝的质量，保证公司产品的声誉。 五、 结束语 随着世界经济的不断发展，集装箱岸桥起重机的使用也不断增加，本公司作为全球最大的港口机械生产制造企业，在这类焊缝的施工焊接和检验上，已经取得了很多的经验，上述解决方法，如有不足之处，望同行专家批评指正。 参考文献：1.船舶超声波探伤中国船舶工业总公司船舶工艺研究所 2.AWS/D1.12006
