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厚壁奥氏体不锈钢管焊缝超声波检测试块的制作及探头校准

来源:不锈钢管编辑 发布时间:2020-05-22 次浏览

由于厚壁奥氏体不锈钢管的晶型特征,其焊缝超声检测试样一直是无损检测领域的难题。为了给调整超声波检测探头的灵敏度提供有效的参考,提高厚壁奥氏体不锈钢管焊缝超声波检测的可靠性和准确性,根据NB/T  47013-2015 《承压设备无损检测》的要求,根据现场管道的焊接工艺,制作了不同的典型人工缺陷参照块。选择常规超声波1.5 1.5和2 2兆赫斜探头在40毫米和60毫米模拟试块上进行测试。结果表明,通过扫描可以检测出缺陷,定位基本准确。后期将进一步完善测试流程,选择更合理的测试条件。

奥氏体钢焊接技术因其良好的机械强度、韧性和耐腐蚀性而被广泛应用于石油加工设备中。然而,奥氏体钢焊接材料属于粗晶材料。由于声速方向不同,声速传播的方向也不同。在超声波检测过程中,会有许多不可预知的混乱。很难定位和量化焊接缺陷。目前,厚的壁奥氏体管道都经过伽马射线测试。需要安装临时钢结构,并需要安装保护铅盖。测试必须持续暴露6小时。通常,只有一个焊缝可以日夜测试,这是低效的。此外,钢结构保护铅罩的安装和拆除需要较高的人工成本和较大的起重机械移位费用。以渣油加氢装置为例,只需25天完成15%的射线探伤(不考虑 <30 mm的X射线探伤,也不考虑接头的修复和复检时限)。渣油加氢装置的日常维护周期为22天,远远不能满足射线探伤的需要。

20世纪70年代,前人开始尝试使用不同频率、不同角度的横波和纵波探头来检测奥氏体不生锈钢管的焊缝,并探索出一种壁厚小于60毫米的超声波检测方法。2015年,美国国家广播电视公司(NB/T)47013.3-2015 《承压设备无损检测第部分超声检测》数据附录一提出,10毫米< <80毫米厚的壁奥氏体不锈钢管对接接头可以通过超声波进行检测。可以根据被检测物体(焊缝或母材)的位置、被检测位置的厚度和凹槽的形状来选择不同类型的探头,并且使用不同的测试块进行校准。为奥氏体不使用常规超声波检测生锈钢管提供了依据,但附录在仪器调整部分没有完整的操作流程要求,需要不断探索。由于材料厚度较大,厚壁管焊缝的焊接应力会随着整个构件变形的增加而增加,严重时会诱发焊接裂纹。因此,不锈钢焊接管超声波检测的准确性尤为重要。然而,奥氏体不生锈钢管越厚,晶粒越粗。粗晶粒会造成严重的结构噪声和超声衰减,降低检测信噪比和超声穿透能力,使焊缝中的缺陷很难定位和量化。

在奥氏体不,生锈钢管焊缝的超声波探伤中,焊缝基准块的制作对探伤和评定结果至关重要,可为超声波探伤探头的灵敏度调整提供有效的参考。提高厚壁奥氏体不锈钢管焊缝超声波检测的可靠性和准确性。摘要:介绍了厚壁奥氏体不锈钢管焊缝标准试块、参比试块和探头校准的制作方法,以验证试验过程,并在渣油加氢装置大修期间做了初步尝试。用相控阵对测试中发现的问题进行了验证,提高了测试效率。

1试块的生产

NB/t47013附录《奥氏体不锈钢管对接接头304不锈钢焊管超声检测方法和质量分级》对检测用基准块有一定要求,即基准块应由与被测材料相同的材料、相同的焊接工艺、相似的坡口形式等制成。本文选择nb/t47013中规定的csk-ia测试块和RB-C参考块来调整扫描线和声速。根据nb/t47013.3-2015导向块的孔间距要求,分别制作适用于厚度为20-40 mm和40-80 mm对接的不锈钢管参考块,进行距离校正。使用标准试块和参考试块完成仪器性能校准后,根据现场焊接工艺制作试块。在制造过程中,夹层温度最高保持在100,焊后热处理温度为890。恒温180分钟,加热速度120/小时,焊接电流90-130安,焊接速度8.6-10.1厘米/分钟,线能量7.42-15.3千焦/厘米。模拟缺陷测试块见图1-4。

2探针选择

选择合适的探头频率可以提高超声波的穿透能力和对缺陷的分辨能力。碳钢的检测频率一般为5兆赫。奥氏体不锈蚀钢管超声波检测中考虑了衰减问题,中心频率一般为2兆赫。制备的试块焊缝结构如图5所示,厚度=40 mm,焊缝宽度 40 mm,焊缝高度大于40 mm。由于现场条件和维修周期的限制,不可能完全打磨和平整所有焊缝。采用剩余高检验的方法。综合考虑各种因素后,选择K3(在奥氏体不生锈钢管的声速下)双晶倾斜探头探测深度范围10 < <20 mm,选择爬升探头(见图6)探测深度范围 <10 mm,其他深度范围选择K  1.5和2 2MHz倾斜探头,在不同区域扫描,每个区域覆盖不小于15%。具体要求见标准NB/T  47013-2015。



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