1、回波信號分析：焊接接頭由焊縫及熱影響區兩部分組成。焊接熔池從高溫冷卻到常溫，期間經歷一次結晶和二次結晶。二次結晶不僅僅發生在焊縫，也發生在靠近焊縫的金屬區域，該區域在焊接過程中受到不同程度加熱，在不同溫度下停留一段時間后又以不同速度冷卻下來，最終獲得各不相同的組織和機械性能，稱為熱影響區。根據組織特征可將熱影響區劃分為熔合區，過熱粗晶區，相變重結晶區和不完全重結晶區四個小區。其中熔合區和過熱粗晶區組織晶粒大，塑性低，是產生裂紋，局部脆性破壞發源地，是焊接接頭的薄弱環節。所以熱影響區缺陷(欠)問題不同于焊縫中的缺陷,處理起來較為復雜,對鋼管質量影響較大。根據對超聲報警超出驗收標準的部位取樣進行熱酸蝕等理化分析和碳弧氣刨及膠片拍片,得出下列結論:   

（1）鋼管熱影響區母材存在不同程度的夾雜物等問題  我們采用API 5L(44版)標準，在用2.5P8X12K2探頭檢測Φ1016X21mm規格的鋼管，發現深度在14到18mm左右，水平距離定位在焊趾邊靠母材約2～5mm處有強烈反射波出現,缺陷信號斷斷續續出現。超基準波幅（Φ1.6mm豎通孔100%波高）10dB,探頭移到焊縫對側則缺陷波反射很低或較難探測到。同時缺陷波根較寬, 波峰為毛粗，主峰邊上有小峰，根部帶有小波，探頭移動時，波形變化明顯，從各個方向探測，反射波幅不相同，呈現出夾雜反射波特征。該信號出現在熱影響區的母材區域，按照API 5L(44版)標準，PSL2的鋼管母材不許補焊。為慎重起見，我們抽取超過基準波幅10dB以上且連續長度超過10mm的多處反射波位臵進行細顆粒膠片拍片,發現部分反射波位臵在內焊趾輪廓線處有點狀夾雜, 夾雜按API 5L（44版）標準評定合格。根據超聲波和X射線探傷確定缺陷的橫斷面部位截取試樣進行熱酸腐蝕，發現熔合線靠母材側有孔洞和夾雜物，該夾雜物符合ASTM E45標準要求。

（2）焊角回波及變形波  少部分的反射信號是由于焊縫與母材交界處的焊角回波及變形波產生,因此需準確調整超聲儀器，判定回波產生的位臵。當橫波聲束入射到探頭對側焊縫下表面的某些部位時(圖3)，其反射橫波S＇和反射縱波L＇垂直入射至上表面的某些特殊部位，再垂直反射沿原路返回，形成變形橫波和變形縱波，與第一次底波一起，在熒光屏上顯示，形狀象“山”字形（圖4）。內坡口變形波的傳播和波形，在示波屏上有些變形波正好在二次波探測的范圍內，往往可能被誤判為二次波發現的缺陷。識別方法是：變形波在很大范圍內，甚至在整個焊道的周圍上都有。因此可將探頭平行于焊縫移動以審視鑒別。

（3）焊趾裂紋  用于油氣輸送的直縫埋弧焊管，一般均需冷擴徑。在冷擴徑后，焊管在焊趾或熱影響區部位可能會出現裂紋，產生的原因可能是多方面的。API 5L(44版)規定，冷擴徑管焊縫要求無損檢驗應在冷擴徑后進行。超聲檢測裂紋反射波信號特征：反射率高，當探測方向有利時反射波高度較大，波形較寬，探頭平行移動時，反射波連續出現，波幅有變動，探頭擺動時，波峰有上下錯動現象，多峰波交替出現最大值，擺動角度較大。部分超聲反射波形判定為裂紋缺陷信號的，經過取樣金相實驗證實裂紋的存在。

（4）偏析回波  我們在對材質為X70，厚度為21mm的鋼結構鋼管焊縫探傷中，發現一條焊縫在板厚一半深處左右，有一反射信號出現。當反射波出現時，波型特征似微小裂紋波型，反射位臵偏向焊縫坡口邊沿母材側，沿焊縫長度方向，斷斷續續出現。在其反射波的位臵上，切取試樣進行分析，磨制金相觀察面后經拋光鹽酸煮沸觀察，未發現裂紋等缺陷，在超聲波探傷一側母材區域發現有一個弧形亮白區，經測定，弧形亮白區超聲衰減系數大于其它部位，說明弧形亮白區的晶粒結構粗大，對超聲傳播產生很大影響。顯微組織觀察發現弧形亮白區為與母材色澤不同的部位呈嚴重帶狀分布的組織，這是因為成份偏析所造成的一種粗晶粒組織。晶粒粗對傳播的影響很大，所以橫波探傷時，在弧形亮白區位臵，會產生回波信號。根據探傷中遇到的情況，初步判斷為金屬元素偏析的超聲回波信號。根據波型特征方面看，偏析的回波信號波幅低而穩定，波峰尖銳，陡峭，波根狹窄；從波型特征方面分析，探頭移動到回波信號位臵，反射波幅不高，缺陷深度出現在板材厚度的中間，偏向焊縫邊沿，當探頭垂直于焊縫前后移動時，反射波很快消失，相似于板材夾層對焊縫邊沿的影響，探頭平行于焊縫移動時，反射波穩定，可以移動一定距離，后慢慢消失。此類波型，很容易誤判為裂紋缺陷波。部分超基準波幅按API 5L驗收則不合格。因回波在母材區域，按API5L PSL2要求母材不許返修，重新對該母材區域進行直探頭檢測，和鋼板探傷時的反射信號一樣，另對反射信號最高的部位取樣作金相實驗，看到母材有斷續的分層。