超声波探伤的可靠性

     构件裂纹扩展速率,决定着整个结构的寿命。初始缺陷对裂纹的扩展速率有明显的影响,而初始缺陷是与规定的标准规范和无损检测方法的可靠性密切相关的。

    众所周知,影响无损检测可靠性的因素主要有两个方面。一是人为影响因素:①检验人员的技术水平、操作技能和知识水平;②操作者的责任心;③操作时的身体状况。二是客观因素:①仪器设备、器件的影响;②工作环境;③探测的方法、标准、材料特性、缺陷的形式、位置等,都会对检测结果产生影响。为了使检验结果更具有代表性,我们在工作中对以上诸因素都尽可能地考虑周到,下面介绍我们具体的研究情况。

    1模拟试块的设计和制作

    这项研究的一项重要内容是制造一些已知长度和深度的缺陷。就是模拟真实条件制备一定数量含不同形状缺陷的试件。所谓模拟,主要是保证试件在材料、光洁度、缺陷形式要与真实缺陷尽可能一致。我们选择了海洋平台用钢A537材料,并选择了具有代表性的25.4 mm厚的钢板作为试块用钢。海洋平台结构的薄弱环节是节点的焊缝处,所以制造缺陷时以焊缝中的缺陷为主要模拟对象。

    大家都知道,焊缝中存在着气孔、夹渣、未焊透、裂纹等多种缺陷。但又可以分为两类:一种为体状缺陷,如气孔、夹渣;另一种为面状缺陷,如未焊透、裂纹等。而面状缺陷又是最危险的缺陷。在断裂力学中,一般把面状缺陷作为裂纹来处理。因此,把面状缺陷作为主要研究对象。

    在实际焊缝中制造所需要长度、深度的线状缺陷是一件十分困难的事,尤其是还要把缺陷尺寸控制在一定的精度范围内,更加困难。为此,我们决定在母材上加工缺陷,以便达到设计已知缺陷的目的。

    方法确定了,加工缺陷长度、深度范围仍然是一个十分重要的问题。缺陷太大,无法确定漏检情况,缺陷太小,又检测不出来,同样会造成实验失败。为此,我们翻阅了许多资料,适当地选择了缺陷范围,大部分缺陷的尺寸选择在可能发现,也可能发现不了的区域,同一范围的缺陷在3个以上,以提高数据的可靠性,并获得较好的拐点。为了保证漏检曲线的完整性,我们也制作了一些较大的和较小的缺陷。为了克服操作人员在实验时希望更多地发现缺陷的心理,我们把相当数量的无缺陷试块混合在有缺陷的试块中,一起进行探测,并把这种情况告诉检验者。

    在制作试块时,缺陷的尺寸是一个十分重要的因素,关系到整个试验工作的准确性。为此,在加工试块缺陷的过程中做了十分详细的记录。对加工好的缺陷又反复进行测量、验证,使缺陷的尺寸尽可能精确地反映出来。