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薄壁管道焊縫超聲波探傷
薄壁管道焊縫超聲波探傷
在電站熱力系統(tǒng)中，有著大量的φ159～φ425,、壁厚T≤8～12的中大口徑薄壁管道,。由于焊接位置和檢驗效率等問題，應(yīng)用χ射線探傷總有許多不利,。但用超聲波探傷,，也由于管壁薄，雜波多,，近場區(qū)影響嚴重等問題,，應(yīng)用常規(guī)的探傷方法，缺陷的檢出率較低,，且目前國內(nèi)的主要探傷標(biāo)準JB4730—94,、GB11345—89、JB1152—81等標(biāo)準的探傷范圍并不包括此類薄壁焊縫,。在實際工作中,，我們主要根據(jù)DL/T5048—95標(biāo)準的推薦，應(yīng)用小徑管探傷的靈敏度及判廢標(biāo)準,，及小徑管探傷的成熟經(jīng)驗進行此類焊縫的超聲波探傷,，簡介如下：
一、 探傷儀器
根據(jù)薄壁管的特點,，選擇分辨力較高和較窄始脈沖寬度,，且定量、定位準確的儀器，為此選用數(shù)字式超聲波探傷儀,。
二,、超聲波探頭
小徑管探傷推薦應(yīng)用的是小晶片、短前沿,、高頻率,、大K值的探頭，是由于小徑管探頭楔塊加工成曲面后,，探頭邊緣聲束會產(chǎn)生散射,、晶片尺寸愈大，散射愈嚴重,，不利于晶片尺寸太大,，我們在探傷時，探頭的選擇主要從以下幾方面考慮,。
（1） 用大K值,，短前沿探頭，增大一次波的檢測范圍,，克服二次波探傷靈敏度較低的問題,，使一次波的掃描范圍在焊縫中心線深度1/4以上。
（2） 盡量選取近場長度小的探頭,，以克服近場的影響,，盡量使一次波的掃描范圍在1.64N至3N
（3） 高頻率探頭，指向性好,，分辨力較高,，但也存在著近場區(qū)大，衰減大等影響,，在保證近場長度和靈敏度等前提下,，取低頻率。
（4） 在各項性能均滿足的條件下,，選較大晶片尺寸的探頭,，提高檢測效率。
目前,，國內(nèi)出售的探頭,，適合上類要求的主要有5MHZ、5×5,、K2.5,、K3；5MHZ,、8×8,、 K2.5、K3；2.5MHZ,、8×8,、 K2.5、K3,。
以上探頭在鋼中的1.64倍近場長度經(jīng)計算，列表如下
| 超聲波探頭類型 | 5MHZ,、5×5 | 5MHZ,、8×8 | 2.5MHZ、8×8 | | |||
| K2.5 | K3 | K2.5 | K3 | K2.5 | K3 | | |
| 1.64N | 5.2 | 4.1 | 2.3 | 1.9 | 8.2 | 6.6 | |
注：上表是以公式N=FS /πλs （cosβ/cosα）—L*（tgα/tgβ）計算得出
根據(jù)以上選取原則,，視探頭前沿長度和焊縫寬度選取合適的探頭類型,。
三.試塊的制作
試塊的好壞是關(guān)鍵探傷的靈敏度的關(guān)鍵問題，DL/T5048—95標(biāo)準推薦應(yīng)用ф2×15橫通孔試塊,，但其試塊的尺寸并不符合薄壁管探傷的要求,，加工邊過于復(fù)雜，在對各項要求綜合考慮的基礎(chǔ)上,，對試塊進行重新制作,。
（1） 標(biāo)準孔選ф2×15，不與DL/T5048—95相違背,，造成標(biāo)準的不統(tǒng)一,。
（2） 試塊孔深，應(yīng)滿足T=4~8mm內(nèi)的所有壁厚,，均在一,、二次波掃描范圍內(nèi)，取得三點,，以利于數(shù)字式儀器的DAC曲線制作,。
（3） 試塊的寬度滿足b>2λ*（s/De）。
四.探傷儀器的調(diào)節(jié)（DAC曲線的制作）
利用CSK—IA試塊測好K值,，入射點,，調(diào)好掃描比例后，用該對比試塊制作DAC曲線,。
壁厚為4時,，取孔深4、8,、6點
壁厚為6時,，取孔深4、6,、8,、12點
壁厚為8時，取孔深4、6,、8,、12點
做好曲線后存儲于儀器內(nèi)，再按相應(yīng)的小徑管測耦合補償?shù)霓k法測出補償值Δ,，根據(jù)DL/T5048—95標(biāo)準和Δ值重新調(diào)整曲線,，重新存儲，在探傷時,，直接調(diào)至面板應(yīng)用DL/T5048—95 DAC曲線標(biāo)準,。
判廢線 定量線 測長線
ф2×15—4—Δ ф2×15—12—Δ ф2×15—18—Δ
五．超聲波探傷
1.掃描探測，用一次波探測焊縫下部,，二次部探測焊縫中上部,，探頭在焊縫兩側(cè)正對焊縫做鋸齒掃描，相鄰兩次掃描至少有10%重疊,，掃描速度≤150mm/s,。
2.利用反射波的水平位置判別缺陷。
（1） 根部未焊透,，回波較強,，焊縫兩側(cè)均可探測到。水平定位于探頭側(cè),，靠近焊縫中心線1～2mm,。
（2） 未熔合，位于探頭側(cè),，二次反射較強,，定位于坡口處，另側(cè)較難探測（主要受掃描范圍影響,，若可掃描到另側(cè),，一次波較強）。
3.氣孔,，根據(jù)兩側(cè)反射對比鑒別,。
六.質(zhì)量評定
與DL/T5048—95相同，下列缺陷不允許存在
1. 任何裂紋或未熔合,、未焊透,。
2. 密集氣孔。
3. 反射波高超過或等于ф2×15—4dB者,。
4. 單個缺陷指示長度≥10mm,，缺陷總長≥12mm。
應(yīng)用以上的方法,，我們在對中大口徑薄壁管道探傷中,，取得了一定的效果,，特別是對根部未焊透的探測較為準確。在日照電廠2×350MW機組建設(shè)中,，共用此方法探傷500余只,，其中發(fā)現(xiàn)不合格焊口20余只，為以后機組的安全運行奠定了基礎(chǔ),。