[发明专利]一种非均匀性材料中超声单探头测定方法

说明书

本发明提供了一种非均匀性材料中超声单探头测定方法，包括以下步骤：步骤一、在普通标准试块上确定探头前沿和探头零偏；步骤二、加工热轧控温高强钢TMCP钢试块，在确定系统探头零偏的基础上，分别计算不同深度的折射角；步骤三、按照计算所得的折射角，确定合理的材料超声检测深度分区，并以此得到深度区域的优化折射角值；步骤四、在确定优化折射角值及系统探头零偏的基础上，调节声速值，使深度区间内的上下深度显示值误差小于1mm；并以调节后的声速作为此深度区间的超声波检测用声速。本发明正确测定超声波检测用声速或将声速的偏差控制在一定范围内，可提高此类材料及其连接焊缝的超声波检测可靠性，对于超大型钢结构安装具有重要意义。

技术领域

本发明涉及钢材及焊缝超声波检测工艺技术领域，具体涉及一种非均匀性材料中超声波声速测定方法。

背景技术

在目前国内大型钢结构的建造过程中，大量使用热轧控温高强钢(TMCP钢)，热扎控温高强钢及其焊缝的内部质量检测一般采用超声波检测。由于其扎制方向、扎制力度及温度控制的不同，钢材的超声波传播声学特性显示出不均匀性，导致传播方向声速变化。在超声波斜探头检测中存在材料中超声波传播声速的不均匀，可使部分的材料缺陷、焊接缺陷定位出现偏差，增加误判的可能，导致漏检及误检，从而造成安全隐患。

TMCP(Thermo Mechanical Control Process：热机械控制工艺)就是在热轧过程中，在控制加热温度、轧制温度和压下量的控制轧制(Control Rolling)的基础上，再实施空冷或控制冷却及加速冷却(Accelerated Cooling)的技术总称。由于TMCP工艺在不添加过多合金元素，也不需要复杂的后续热处理的条件下生产出高强度高韧性的钢材，被认为是一项节约合金和能源、并有利于环保的工艺，故自20世纪80年代开发以来，已经成为生产低合金高强度宽厚板不可或缺的技术。随着市场对TMCP钢的要求不断提高，TMCP工艺本身也在应用中不断发展。从近几年的研究工作看，重点是放在控制冷却，尤其是加速冷却方面。通过加快轧制后的冷却速度，不仅可以抑制晶粒的长大，而且可以获得高强度高韧性所需的超细铁素体组织或者贝氏体组织，甚至获得马氏体组织。目前正在研发的在线加速冷却，是在轧制后直接将钢板冷却至常温，可以避免再加热工序。

通过TMCP处理使钢材达到高强度和高韧性，基本上是通过控轧细化奥氏体晶粒、导人加工应变和之后的控冷组合起来的相变组织控制和相变组织细化而实现的。它不仅能提高强度和韧性，而且能降低合金元素的添加量，因此，具有提高焊接性能等很多优点。另外，近年来在造船、建筑等领域中，确立了即使采用高效率大线能量焊接，也能确保焊接热影响区良好的机械性能的综合组织控制技术(JFE EWEL)。该技术作为控制用户现场焊接施工后的显微组织，确保优越的机械性能的技术而被广泛采用。

综上所述，TMCP过程母材结晶过程中出现金相组织、母材的致密度发生改变。现场超声波探伤在常规超声波探伤方法的基础上结合对金相组织、母材的致密度发生改变导致超声波在母材中声速不均匀，采用新型的超声波声速测定方法。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种非均匀性材料中超声单探头测定方法，包括以下步骤：

步骤一、在普通标准试块上确定探头前沿和探头零偏；

步骤二、加工热轧控温高强钢TMCP钢试块，在确定系统探头零偏的基础上，分别计算不同深度的折射角；

步骤三、按照计算所得的折射角，确定合理的材料超声检测深度分区，并以此得到深度区域的优化折射角值；

步骤四、在确定优化折射角值及系统探头零偏的基础上，调节声速值，使深度区间内的上下深度显示值误差小于1mm；并以调节后的声速作为此深度区间的超声波检测用声速。

进一步，所述步骤一中，确定探头前沿和探头零偏包括以下步骤：

S1：连接超声波检测仪器及单探头，将所述超声波检测仪器设置为单收单发状态；