• 新聞中心

    當前位置:首頁 > 新聞中心

    厚壁奧氏體不銹鋼管焊縫超聲檢測試塊的制作和探頭的調校

    發布:tzzjjs 瀏覽:587次

    由于厚壁奧氏體不銹鋼管晶型特點,其焊縫超聲檢測試塊一直是無損檢測領域的難題.為了給調整超聲波檢測探頭靈敏度提供有效的參考,提高厚壁奧氏體不銹鋼管焊縫超聲檢測的可靠性和準確性,根據NB/T47013—2015《承壓設備無損檢測》的要求,按照現場管道的焊接工藝,制作不同的典型人工缺陷對比試塊,選用常規超聲波K1.5、2MHz斜探頭在40mm和60mm模擬試塊上進行檢測,結果顯示,檢測能夠掃查到缺陷,且定位基本準確.后期將進一步改善檢測工藝,以選擇更合理的檢測條件.


    奧氏體鋼焊接工藝由于具有良好的機械強度、韌性和耐腐蝕性等特點被廣泛應用于石油加工設備.但奧氏體鋼焊縫材料屬于粗晶材料,由于聲速的各異向性導致聲速傳播的方向不一,對其進行超聲檢測時,會出現許多不可預見的雜波,給焊縫缺陷的定位和定量造成很大困難.目前厚壁奧氏體管道均采用γ源射線檢測,需要安裝臨時鋼結構,搭設防護鉛罩.檢測必需持續曝光6h,通常一晝夜只能完成一道焊接接頭的檢測,效率很低;而且鋼結構防護鉛罩的安裝、拆除過程需要較高人工費用和大型起重機械臺班費用.以某渣油加氫為例,僅完成15%比例的射線抽檢就需要25d(尚不考慮δ<30mm的X射線檢測,以及焊口的返修、復檢工期).渣油加氫裝置的常規檢修期為22d,遠不能滿足射線檢測需要.


    20世紀70年代,前人開始嘗試使用不同頻率和多種角度的橫、縱波探頭檢測奧氏體不銹鋼管焊縫,摸索出壁厚60mm以下的超聲(簡稱UT)檢測方法.2015年,NB/T47013.3—2015《承壓設備無損檢測第3部分超聲檢測》資料性附錄Ⅰ提出10mm<δ<80mm的厚壁奧氏體不銹鋼管對接接頭可以采用超聲檢測,根據檢測對象的部位(焊縫或母材)、被檢測部位的厚度以及坡口的形狀選取不同形式的探頭,并使用不同的試塊進行調校,為奧氏體不銹鋼管管使用常規超聲波檢測提供了依據.但該附錄在儀器調節部分沒有完整的操作過程要求,還需要不斷探索.厚壁管道焊縫由于材料厚度大,其焊接應力會因整個構件變形的增大而增大,嚴重時將誘發焊接裂紋.因此,其超聲波檢測的準確性尤為重要.但奧氏體不銹鋼管厚度越大則晶粒越粗大.粗大的晶粒會引起嚴重的結構噪聲和超聲波衰減,降低檢測信噪比以及超聲波穿透能力,導致焊縫中缺陷的定位和定量非常困難.


    奧氏體不銹鋼管焊縫的超聲檢測中,焊縫對比試塊的制作對檢測評價結果非常重要,可為超聲波檢測探頭的靈敏度調整提供有效的參考,提高厚壁奧氏體不銹鋼管焊縫的超聲檢測的可靠性和準確性.本文介紹了厚壁奧氏體不銹鋼管焊縫標準試塊、對比試塊的制作和探頭調校方法,以驗證檢測工藝,并在渣油加氫裝置大修期間進行了初步嘗試.檢測發現的問題通過相控陣來驗證,提高了檢測效率.


    1試塊制作


    NB/T47013的附錄《奧氏體不銹鋼管對接接頭超聲檢測方法和質量分級》中對檢測用對比試塊有一定的要求,即對比試塊的材料應與被檢材料相同、焊接工藝相同,坡口形式相似等.本文選用NB/T47013中規定的CSK-ⅠA試塊、RB-C對比試塊,用來調整掃描線和聲速.依據NB/T47013.3—2015中試塊孔距要求,分別制作適用于厚度為20~40mm、40~80mm的對接接頭的不銹鋼管對比試塊,用以制作距離-波幅曲線,以修正其曲率誤差.使用標準試塊和對比試塊完成儀表性能調校后,根據現場焊接工藝制作試塊.在制作過程中,保持層間溫度最高100℃,焊后熱處理溫度890℃,恒溫180min,升溫速度120℃/h,焊接電流90~130A,焊接速度8.6~10.1cm/min,線能量7.42~15.3kJ/cm,模擬缺陷試塊見圖1~圖4.


    2探頭選擇


    選擇合適的探頭頻率能夠提高超聲波的穿透能力和對缺陷的分辨能力.碳鋼的檢測頻率一般為5MHz,奧氏體不銹鋼管超聲檢測考慮衰減問題,中心頻率一般選擇2MHz.文中所述準備試塊的焊縫結構見圖5,厚度δ=40mm,焊縫寬度≥40mm,而且焊縫有余高.由于現場條件以及檢修工期所限無法將所有焊縫完全打磨平整,采取保留余高檢查的方式.綜合考慮各種因素后,選用K3(奧氏體不銹鋼管聲速下)雙晶斜探頭檢測10<δ<20mm深度范圍、爬坡探頭(見圖6)檢測δ<10mm深度范圍,其他深度范圍選用K1.5、2MHz斜探頭,分區掃查,各分區相互覆蓋不低于15%.具體要求詳見NB/T47013.3—2015標準.


    深夜福利小视频在线观看