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bet36:0315304不銹鋼管接頭超聲波檢測工藝探討分

作者:bet36体育网站已浏览: 191次 日期:2020-03-31

由于304不銹鋼管中超聲波聲速和晶粒度大小與普通低合金鋼有較大的不同,若直接使用標準試塊調試儀器用于檢驗304不銹鋼管焊縫,則缺陷的定位和定量存在較大偏差。而成套的304不銹鋼管對比試塊比較少見且價格較貴。為了使在標準試塊上調試的儀器適合于檢驗304不銹鋼焊縫,掃描速度和檢測靈敏度就必須被修正。本文著重介紹相關計算修正方法,并進行實際檢驗驗證,證明了該方法是可行的。

隨著火電工業技術的發展,超臨界和超超臨界機組越來越多地出現在我們的視野中,而隨著機組大型化的發展,對于機組使用材料的各種性能要求也越來越高。目前,火電超臨界和超超臨界機組大量使用了304不銹鋼管建造,該鋼種是在304不銹鋼的基礎上添加W元素,適當減少MO元素的含量,開發出來的一種新型鋼種,屬于高強度細晶型回火馬氏體鋼。主要使用于高溫過熱器、屏式過熱器、主蒸汽、高溫再熱器、再熱熱段等部件的集箱、蛇行管及連接管等通道管。與其它合金鋼相比較,304不銹鋼管具有了更好的耐熱性能、提高了蠕變斷裂強度和使用溫度;但具有冷裂傾向和時效傾向。含有微量的Nb、Al、N、B、V等元素,其C、S、P等的含量低,顯微組織為Mo和W固溶強化回火馬氏體。由于焊接接頭的特殊性,一般對304不銹鋼焊接接頭采用50%射線檢測和100%超聲波檢測、304不銹鋼焊接接頭采用100%射線和超聲波檢測。由于該焊接接頭容易產生微小裂紋,RT檢測對微小裂紋靈敏度差,所以通常使用超聲波來檢驗延遲裂紋和再熱裂紋等。

超聲波在304不銹鋼管中的橫波傳播速度可以使用同一探頭和同一超聲波探傷儀,在標準試塊和304不銹鋼對比試塊上對同一深度的人工缺陷測得,具體方法如下:由于同一探頭的前沿不隨被檢工件不同而變化是固定值,假設標準試塊上探頭到人工反射體的水平距離。由于檢測試塊上人工缺陷的深度是固定的,因此一般采用深度調節法對掃描速度的變化進行計算,然后再根據計算結果對掃描速度進行修正。詳細計算過程為:當檢測儀器在常規DL標準試塊上按照深度調整好后,由于工件聲速的改變,掃描速度也發生了變化,工件中實際掃描速度。

在進行超聲波檢測前,首先按照文獻DL/T820-2002《管道焊接接頭超聲波檢驗技術規程》的相關要求在試塊上對超聲波儀器和檢測探頭進行校準,然后繪制出DAC曲線,調試好設備后才能進行超聲波檢測操作。在對304不銹鋼焊接接頭進行超聲波檢測時,檢測儀器和探頭的校準方法有兩種:方法一、在T92/P92材質的對比試塊上(結構及參數同圖3所示)校核,直接測量出探頭前沿、折射角等參數,繪制DAC曲線。方法二、在常規的DL標準試塊上校核儀器與探頭,繪制出DAC曲線。但是這時試塊上的超聲波聲速與工件的聲速因材質不同而不同,在檢測前需要進行一系列的計算,找出因材質不同而引起的偏差。從上表可以看出,在對304不銹鋼管進行超聲波檢驗前,一定要注意所選用的探頭的折射角。小徑管焊縫檢測時,探頭的K值選擇一般應該小于3;對于中徑厚壁管而言,探頭的K值選擇一般應不大于2.5。根據上表數據可以看到,常規探頭K值為1.6的時候在304不銹鋼中檢測,其折射角接近60°,這將造成端角反射率最低,從而降低了超聲波對單面焊根部未焊透和裂紋的檢出靈敏度,因此在選用探頭時需慎重考慮,并關注探頭的磨損情況,尤其是標稱K值為1.5的探頭。

不同材質的工件,其超聲波衰減的不同主要表現在衰減系數上,超聲波在固體材料中的衰減與材料晶粒直徑及頻率成正比。所以當頻率固定不變時,隨著材質晶粒度增大,超聲波的衰減急劇增加;反之相反。由于304不銹鋼管的晶粒是高密度位錯和高度細化的晶粒,不存在聲特性各向異性的現象,晶粒直徑大大小于普通鋼,所以304不銹鋼超聲波衰減系數大大減小。在測定304不銹鋼超聲波衰減系數是很有必要的。由于304不銹鋼是特殊材質的鋼材,對其焊接接頭檢驗時同材質的對比試塊不夠完備,而且價格比較昂貴,所以采用方法二進行檢驗是經濟有效的選擇。但需要注意的是,由于材料的各向異性造成不同角度的入射超聲波傳播聲速略有不同,從而造成或多或少的定位定量不夠完全準確的情況,在實際檢測過程中要加以判別。