奥氏体不锈钢焊接接头超声波检测研究
2数字式超声波探伤仪在不锈钢小径管中的应用
李彬坡 刘长福 陈二松 敬 尚前 ， ， ，
（． １ 河北 省 电力建设 第 一工程 公 司 ， 北 石 家庄 河 ００ ０ ； ． ５ ４０ ２ 河北省 电力研 究院 ， 北 石家庄 河 ０ ０ ２） ５０ １
体 ， 危 险性是 不 同 的 ， 其 如焊 瘤 与 未 焊透 ， 射 当量 反 都很 强 ， 如果超 声波 仪器 时基线 扫描 调节 得很准 确 ， 能 够准确 定位 ， 则根 据其 反射 波 出现位 置 ， 能轻 易将 其 区别开 来 ， 不会 造 成 误 判 。鉴 于不 锈 钢 声速 明 而 显 小于普 通碳 钢及 合 金 钢 ， 对 超 声波 的衰 减也 不 且 同， 因此在超声波检验时不再使用普通的小径管试块。
ｔ ｅ ｓ ｆ ｔ ｎ ｃ ｎ ｍｉｓ ｏ ｈ ｎ ｔｏ ｅ ａ ｉｎ ｈ ａ ｅ ｙ ａ ｄ ｅ ｏ ｏ ｃ ｆｔ ｅ ｕ ｉ ｐ ｒ ｔ ． ｏ
Ｋｅ ｗｏｄ ： ｉｉ ｌｕｔａｏ ｉ ｆ ｗ ｅｅ ｔｒ ｍａｌ ｄａ ｔｒ ｙ ｒ ｓ ｄｇｔ ｌｒ ｓ ｎｃ ｌ ａ ａ ｄ ｔｃｏ ；ｓ ｌ — ｉｍｅｅ
中 图分 类 号 ： ＴＨ８ ８ ２ ７．
文 献 标 识码 ： Ｂ 文章 编 号 ：Ｏ ｌ ９ ９ （０ ６ ０ — ０ ９ ３ ｌＯ 一 ８ ８ ２ ０ ） ５ ０ １ 一Ｏ
在 大容 量 高 参数 的火 力发 电机 组 中， 氏体 不 奥 锈钢 由于其 良好 的焊 接 工 艺 ， 接 接 头 良好 的机 械 焊 强度 、 韧性 和耐 腐 蚀 性 等 特 点 而被 广 泛 应 用 。但 对 于奥 氏体 不锈 钢小 径 管 对 接 焊 缝 ， 接 时却 有较 大 焊 的热 裂倾 向 ， 同时 还具 有 产 生应 力 腐 蚀 裂 纹 的 可 能
奥氏体不锈钢焊缝中缺陷的超声波定位方法
奥 氏体不锈钢焊缝 中缺陷的超声波定位方法
王发 民 。 富生 张
（ 中国一 重大 连加 氢反 应器 制造 有 限公 司 ， 宁 大连 辽
１６２ ） １１３
摘 要： 由于 奥 氏体 不 锈钢 焊缝 接 头属 于 粗 晶组织 ， 一般情 况 下都 采 用 射 线探 伤 的 方 式对 焊 缝 内部 质 量进 行检 测 。然而 射 线探 伤 无法 对焊 缝 中所发 现 的缺 陷进 行 准 确定 位 ， 文利 用 现 有 的常 规超 本
声波 检测方 法 来弥补 射 线探 伤 的不 足 。
关键词 ： 晶组 织 ； 波斜探 头 ； 粗 纵 直探 头 ； 衰减 声
中 图分 类号 ：ＧＩ２２ ；Ｇ １．８ Ｔ ４ ．５ Ｔ １５２ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ １ ４ ３ ｛０６ ０ 一Ｏ ４ ２ １０ — ８７２０ ）９ Ｏ８—０
试 验 ， 从 中寻找 利用 超声 波检 测定 位缺 陷 的方法 ， 并 并 在实践 中的某 些 实 际 工 件上 得 到 了充 分 的验 证 ，
切 实 可行 。 ２ 定 位方 法 的试 验 过程 及探 索
２ １ 方法 的选择 ．
种粗晶组织 的存在 ， 使得在利用超声波对其焊缝进 行检测时， 声波衰减很大 ， 草状波严重 ， 从而降低 了 信噪比。树枝状晶体 的存在 ， 使超声波传播的路径 也发生变化 ， 导致非直线传播 ， 给超声波检测缺陷定 位 、 量带来 相 当大 的 困难 。另 外 ， 定 晶粒 对超声 波 散 射的程度依赖于超声波长和晶粒尺寸的 比值 ， 而且
和 晶界 的形状 、 晶粒 的取 向有关 。 当超 声 波 的频 率 较 低 ， 播方 向与 纤维 组织 的 晶轴方 向 大致相 同 时 ， 传 产 生 的衰减 相应要 小 一些 ， 超声 波检 测 的效果 较好 。 否则散 射影 响很 大 ， 最终 导致 无法进 行 超声波 探 伤 。 由于上述 原 因 ， 目前 的检 测 标 准 和技 术条 件 中对 此 类奥 氏体不 锈钢 粗 晶 焊 缝 的检 测 ， 般 只要 求 进 行 一 射线 探伤 和渗 透探 伤 （ 括分 层渗 透探 伤 ） 包 。但 这两
不锈钢管道对接焊缝焊接热裂纹超声波检测技术
不锈钢管道对接焊缝焊接热裂纹超声波检测技术发布时间：2022-02-15T02:30:07.686Z 来源：《防护工程》2021年28期作者：占字林[导读] 认为超声通过焊缝后的衰减不一定是正的；也可以推测，即使通过焊缝的超声剪切衰减也不会导致检测失败。
广东省特种设备检测研究院珠海检测院广东珠海519001摘要：由于安装制造工艺，核电站系统辅助的不锈钢焊缝极易引起热焊裂纹。
这些热裂纹的特点是长度短、高度低，主要集中在焊接表面和相邻表面。
同时，由于奥氏体材料的影响，采用该标准的体积试验方法不能获得良好的试验效果。
针对具体设施，介绍了奥地利核支持系统不锈钢焊缝超声波和热熔试验结果，为这种热控制方法提供了基础。
关键词：奥氏体不锈钢；管道焊缝；超声波检测；焊接热裂纹超声波在不锈钢中传播时，其衰减主要由吸收和散射组成。
净吸收主要与探头频率有关.一般来说，通过提高电压和加强发射，以及选择合适的探头，可以减少吸收的影响。
不锈钢焊缝采用纵波、斜入射时主波既有纵波又有横波，在工作场所传播，导致了波型的变换。
四个波从下面反射后在L形制品中传播，给缺陷的确定和识别带来很大困难。
根据94组试验数据，可以初步得出结论：认为超声通过焊缝后的衰减不一定是正的；也可以推测，即使通过焊缝的超声剪切衰减也不会导致检测失败。
1.超声波在不锈钢薄板中的传播特性超声波在不锈钢中进行传播时，不锈钢应为吸收和散射两部分，导致其发生衰减。
纯吸收主要是与运行超声波检测时使用的探针有关。
嗯，一般来说我们可以通过提高发射的电压可增强其增益以及可以通过选择出合适的探头来减小吸收，从而减少衰减所造成的影响。
通常情况下对于散射的影响是很难解决的。
该现象与奥氏体不锈钢的厚度，以及对接焊缝状态柱状组织相比是有着一定关系的。
所以按频率恒定，而且其他的参数也适当的时候，散射衰减不足以影响到博奥氏体，不锈钢对应于对于对接焊缝的超声检查工作。
不锈钢焊缝采用纵波斜入射检测的时候，主波主要有重波以及横波两种波形。
超声波检测作业指导书
超声波检测作业指导书（ISO9001-2015）1.0目的为保证超声波检测工作质量,•获得符合标准要求的检测结果。
2.0适用范围本作业指导书适用于厚度为8-400mm钢制承压设备全熔化焊对接接头的超声波检测；不适用于铸钢、奥氏体不锈钢、允许根部未焊透的单面焊缝•,•也不适用于曲率半径小于125mm和内半径与外半径之比小于80％的纵缝检测。
3.0人员资格要求3.1•检测人员应按《特种设备无损检测人员考核与监督管理规则》进行技术考核合格。
缺陷最终评定、检测报告签发与审核必须是超声波检测Ⅱ级或Ⅱ级以上资格人员。
3.2检测人员须了解被检工件的材质、焊接工艺及方法、焊接规范、坡口形式、加工方法等方面情况以及可能产生的缺陷类型等。
4.0引用文件4.1 JB/T4730.1－2005 承压设备无损检测第1部分：通用要求4.2 JB/T4730.3－2005 承压设备无损检测第3部分：超声检测4.3特种设备无损检测人员考核与监督管理规则超声波检测和质量评定应按受检产品的技术标准执行,当技术标准中规定不明确时,•应由无损检测负责人提出处理意见经所技术负责人同意。
受委托性的检测任务,•其执行标准与委托方协商确定。
5.0检测仪器5.1超声检测设备均应具有产品质量合格证或合格的证明文件。
5.1采用A型脉冲反射式超声波探伤仪，其工作频率范围为0.5MHz～10MHz，仪器至少在荧光屏满刻度的80%范围内呈线性显示，探伤仪应具有80 dB以上的连续可调衰减器，步进级每档不大于2dB，其精度为任意相邻12 dB的误差在±1dB以内，最大累计误差不超过1 dB。
水平线性误差不大于1%，垂直线性误差不大于5%。
其余指标应符合JB/T10061的规定。
5.2超声波检测用探头5.2.1晶片面积一般不应大于500mm2，且任一边长原则上不大于25mm。
5.2.2单斜探头声束轴线水平偏离角不应大于20，主声束垂直方向不应有明显的双峰。
奥氏体不锈钢304焊接性评定实验报告
奥氏体不锈钢304焊接性评定试验报告奥氏体不锈钢304具有非常好的塑性和韧性,这决定了它具有良好的弯折、卷曲和冲压成型性，因而便于制成各种形状的构件、容器或管道；奥氏体型不锈钢304的耐腐蚀性能特别优良，是它获得最为广泛应用的根本原因。
也正是这样，在评价焊接质量时必然特别强调焊接接头的开裂倾向、焊接缺陷敏感性和耐晶间腐蚀等的能力。
本报告结合奥氏体不锈钢304的焊接特点，进行了手工钨极氩弧焊评定性试验，现就试验结果作一介绍一、奥氏体不锈钢的焊接特点：奥氏体不锈钢韧性、塑性好，焊接时不会发生淬火硬化，尽管其线膨胀系数比碳钢大得多，焊接过程中的弹塑性应力应变量很大，却极少出现冷裂纹；尽管有很强的加工硬化能力，由于焊接接头不存在淬火硬化区，所以，即使受焊接热影响而软化的区域，其抗拉强度仍然不低。
304钢的热胀冷缩特别大所带来的焊接性的问题，主要有两个：一是焊接热裂纹，这与奥氏体不锈钢的晶界特性和对某些微量杂质如硫、磷等敏感有关；二是焊接变形大。
1、焊接接头的热裂纹及其对策1.1焊接接头产生热裂纹的原因单相奥氏体组织的奥氏体型不锈钢焊接接头易发生焊接热裂纹，这种裂纹是在高温状态下形成的。
常见的裂纹形式有弧坑裂纹、热影响区裂纹、焊缝横向和纵向裂纹。
就裂纹的物理本质上讲，有凝固裂纹、液化裂纹和高温低塑性裂纹等多种。
奥氏体型不锈钢易产生焊接接头热裂纹的主要原因有以下几点：1）焊缝金属凝固期间存在较大的拉应力，这是产生凝固裂纹的必要条件。
由于奥氏体型不锈钢的热导率小，线膨胀系数大，在焊接区降温（收缩）期焊接接头必然要承受较大的拉应力，这也促成各种类型热裂纹的产生。
2）方向性强的焊缝柱状晶组织的存在，有利于有害杂质的偏析及晶间液态夹层的形成。
3）奥氏体不锈钢的品种多，母材及焊缝的合金组成比较复杂。
含镍量高的合金对硫和磷形成易熔共晶更为敏感，在某些钢中硅和铌等元素，也能形成有害的易熔晶间层。
1.2避免奥氏体型不锈钢焊接热裂纹的途径。
超声波探伤论文-超声波探伤毕业论文
超声波探伤论文-超声波探伤毕业论文摘要本毕业设计的课题是板材焊缝超声波探伤测试。
主要任务是在掌握过程设备制造流程和焊接缺陷及其产生原因的基础上，研究超声波探伤技术在钢制压力容器对接焊接接头探伤检测中的应用，并给出焊缝返修的具体方案。
本文详述了国内外超声检测技术的发展和现状，并在简述过程设备制造、焊接及无损探伤的基础上详细介绍了超声波探伤技术及其在焊缝无损探伤中的应用及评定等级和注意事项。
针对给定的板材焊缝，通过实验检测该焊缝的缺陷，本文详细介绍了试块选用，设备调试，现场探伤中的常见问题及解决方法。
同时给出了现场探伤、缺陷定位和长度测量的具体方法，并通过GB11345-89标准对试验中检测到的缺陷进行了等级评定并得出了检测工艺卡。
关键词：焊缝；超声波探伤。
AbstractThe task of the graduation design is the plate weld ultrasonic testing. The main task is to master the process equipment manufacturing and welding defects and its causes, study of ultrasonic flaw detection technology in steel pressure vessel butt welded joint flaw detection, and gives the concrete plan of the weld repairing. This paper describes the domestic and foreign development and present situation of ultrasonic detection technology, and in the process equipment manufacturing, welding and nondestructive testing based on detailed introduces the ultrasonic detection technology and its application in weld NDE and rating and matters needing attention. For a given plate welding, the weld defects detection by experiment, this paper introduces the test block selection, equipment commissioning, on-site inspection of the common problems and solutions. At the same time provides on-site testing, defect location and length measurement methods, and through the GB11345-89 standard to test the detected defects were rating and the detection process card.Key words: Weld; ultrasonic testing目录1.1选题的背景及意义过程设备是各个工业部门不可缺少的重要生产设备，用于供热、供电和储存各种工业原料及产品，完成工业生产过程必需的各种物理过程和化学反应。
无损检测超声波探伤第9章 焊缝
4.探测方向的选择 （1）纵向缺陷：为了发现纵向缺陷，常采用以下三种方式进行探测。
①板厚T=8～46mm的焊缝，以一种K值按着用一、二次波在焊缝单面双 侧进行探测，如图(a)
②板厚46＜T≤120mm的焊缝, 以一种或两种K值探头用一次波在焊缝两 面双侧进行探测，如图(b)
③板厚T≥120mm的焊缝, 以两种K值探头用一次波在焊缝两面双侧进行 探测外,还应加用K1.0探头在焊缝单面双侧进行串列式探测，如图(c)。
1.孔穴
气孔是在焊接过程中焊接熔池高 温时吸收了过量的气体或冶金反 应产生的气体，在冷却凝固之前 来不及逸出而残留在焊缝金属内 所形成的空穴。产生气孔的主要 原因是焊条或焊剂在焊前未烘干， 焊件表面污物清理不净等。气孔 大多呈球形或椭圆形。气孔为分 单个气孔、链状气孔和密集气孔。
2.未焊透
未焊透是指焊接接头部分金属未完全熔透 的现象。产生未焊透的主要原因是焊接电流 过小，运条速度太快或焊接规范不当（如破 口角度过小，根部间隙过小或钝边过大等）。 未焊透分为根部未焊透、中间未焊透和层间 未焊透等。
5.裂纹
裂纹是指在焊接过程中或焊后，在焊缝或母材的热影响区范围金属局部破裂的 缝隙。
裂纹分为热裂纹、冷裂纹、和再热裂纹等。热裂纹是由于焊接工艺不当在施焊 时产生的。冷裂纹是由于焊接应力过高，焊条焊剂中含氢量过高或焊件刚性差 异过大造成的。常在焊件冷却到一定温度后才产生，因此又称延迟裂纹。再热 裂纹一般是焊件在焊接后再次加热（消除应力热处理或其它加热过程）而产生 的裂纹。
按裂纹的分布划分有焊缝区裂纹和热影响区裂纹。按裂纹的取向分为纵向裂纹 和横向裂纹。焊缝中的气孔、夹渣是立体型缺陷，危害较小。而裂纹、未熔合 是平面型缺陷，危害性大。在焊缝探伤中，由于余高的存在及焊缝中裂纹、未 焊透未熔合等危险性大的缺陷往往与探测面垂直或成一定的角度，因此一般采 用横波探伤。
奥氏体不锈钢焊缝缺陷的超声波定位方法
大连
１６ １ １ １３）
摘要 ：奥 氏体 不锈 钢 焊 缝 接 头 一 般情 况 下 都 采 用 射线 探 伤 方 式 检 测 焊缝 内部 质 量 。 射线 探 伤 无 法对 焊
缝 中所发现的缺陷准确定位 ，故考虑利用现有的常规超声波检测方法来弥补射线探伤的不足 。 关键词 ：粗晶组织 ；纵波斜探头 ；直探 头；声衰减
１ ￣ ６ｍ／ ｎ ３ １ ｍｉ。
４ 结 语
上述 圆圈螺 母加 工方 法 ，是 在实 际工 作 中总 结 出来 的 。在 生产 实践 中得 到充 分 验证 ，切实 可 行 ，保 证 了质 量 ，提 高 了效率 ，适 用 于各种 圆圈
螺母 的加 工 。
收 稿 日期 ：２０ － ８ ０ 修 回 日期 ：２ ０ － ８ ２ ０６ ０－２ － ０ ６－ － ６ ０
中 图分 类 号 ：Ｔ ４ １ 文 献 标 识 码 ：Ｂ 文章 编 号 ：１７ — ３５ （０ ６ ６ ０４ — ２ Ｇ４． ７ ６ ３ ３ ５ ２０ ）０ — ０ ２ ０
目前的检测标准和技术条件 中对类奥 氏体不 １２ 探 头的选择 及模 拟试块 的制 作 ． 锈钢粗 晶焊缝 的检测 ，一般只要求进行射线探伤 （）探 头 的选择 １ 和渗透探伤。这两种探伤方法对焊缝中的 内部缺 奥 氏体不 锈 钢焊 缝 具 有粗 晶组 织 的特点 ，采 陷无 法准 确定 位 深 度 ，给 清 除缺 陷带来 不 便 ，特 用超声波检测时影响因素远 比普通碳钢或低合金 别对厚 壁 焊缝 更 是 如此 。为 了弥 补 射线 检 测 的不 钢 检 测 时多 。选 择 探头 时 应选 用 宽 频 带 、窄 脉 冲 足 ，我们做了试验 ，寻找 出利用超声波检测定位 探头。考虑到双晶探头能聚焦声束 ，发出的能量 缺陷 的方 法 ，并 在 实 践 中得 到 了充 分 的验 证 ，切 比较集 中、信噪比高 ，利于发现焊缝 中的近表 面 实可行 。 缺 陷 ，最 终选 择德 国的 ＭＳ Ｂ Ｅ ４双 晶纵波直 探 头和 ＶＹ０ Ｓ４ Ｓ ６ 、Ｖ Ｙ ５双 晶 纵波 斜 探 头 进行 试 验 。这 两 １ 定 位 方 法 的试 验 过 程 种 探 头 的频 谱 及 波 形见 图 １ 。选 择 双 晶纵 波 直 探 头 是 为 了发 现焊 缝 中的层 间未 熔 合 缺 陷 。在实 际 １１ 方 法的选 择 ． 探 伤 中 ，采 用合 适 检测 灵 敏度 的情 况下 ，不受 此 由于横波本身的特性 。用 于奥 氏体不锈钢粗 限制 。 晶焊缝检测时，与纵波相 比衰减严重 ， 信噪 比低 ， ｆ１模 拟试 堤的 制作 ２ 无法满足超声波探伤要求 。采用纵波的方式检测 取 两 块 材质 为 ３４的奥 氏体 不锈 钢板 ｆ ７ ０ 厚 ０ 该类 焊 缝 ，效 果好 得 多 ，试验 充分 证 明了这 一点 。 ｍｍ ． 然 后 采 用 丝 极 手 工 焊 打 底 （ 材 为 ） 焊 另外 ．有关资料也推荐使用纵波的方式检测该类 ＷＥ ＴＧ ０ ）， 丝 极 自 动 焊 填 充 （ 材 为 Ｌ Ｉ３ ８ 焊 粗 晶焊 缝 。因此 ，决 定采 用 超声 波 纵 波检 测 的方 ＷＥ Ａ Ｔ ，Ｇ ０１的方 法 焊接 。焊 接完成 后钻 孔 Ｌ Ｕ ０ｒ ３ ８ Ｉ 式 进行 下面 的试验 。 削。散热不好 ，易开焊 ，这种刀具不适合 Ａ ３材 质方牙螺纹切削 ，质量不稳定 ，效率低。选择高 速 钢套 体 刀 具 ｆ １Ｃ４ ）， 种 刀 具 硬 度 适 中 ， Ｗ ８ ｒＶ 该 易刃磨 ，它红硬性差 ，但不打刀 ，经试用它适合 于Ａ ３材 质方 牙螺 纹 中速 切 削 ，而且 质 量 好 。效 率高 。两 者 对 比之 后 ，后 者优 于 前 者 ，最终 选 择 后者 。 切 削 方 法选 择 ：粗 加 工 采 用 直 进 法 切 削 螺 纹 。切 削 参数 ：前 角 ２一 。 。４ ，后角 ６ 。 ｏ８，付后 角
奥氏体不锈钢焊缝的超声波检测
技术与检测Һ㊀奥氏体不锈钢焊缝的超声波检测张利伟摘㊀要:文章对奥氏体不锈钢组织的特点进行了介绍ꎬ列举了奥氏体不锈钢焊缝的常见缺陷与产生部位ꎬ阐述检测条件㊁仪器检测与调试ꎬ最后ꎬ总结了对比结果ꎮ关键词:奥氏体不锈钢ꎻ超声波检测一㊁奥氏体不锈钢组织特点奥氏体不锈钢焊缝凝固时未发生相变ꎬ室温下仍以铸态柱状奥氏体晶粒存在ꎬ这种柱状晶的晶粒粗大ꎬ组织不均匀ꎬ具有明显的各向异性ꎬ给超声波检测带来许多困难ꎮ奥氏体不锈钢焊缝柱状晶粒取向与冷却方向㊁温度梯度有关ꎮ一般晶粒冷却方向生长取向基本垂直于熔化金属凝固时的等温线ꎬ对接焊缝晶粒取向大致垂直于坡口面ꎮ如图１所示:图１ 奥氏体不锈钢焊缝柱状晶粒取向示意图柱状晶粒的特点是同一晶粒从不同方向测定有不同的尺寸ꎮ例如ꎬ某奥氏体柱状晶粒直径仅０.１~０.５ｍｍꎬ而长度却达１０ｍｍ以上ꎮ对于这种晶粒ꎬ从不同方向探测引起的衰减与信噪比不同ꎬ当波束与柱状晶夹角小时衰减较小ꎬ信噪比较高ꎬ当波束垂直于柱状晶时ꎬ其衰减较大ꎬ信噪比较低ꎬ这就是衰减与信噪比的各向异性ꎮ多道焊成的奥氏体不锈钢焊缝ꎬ由于焊接工艺㊁规范存在差异ꎬ致使焊缝中不同部位的组织不同ꎬ声速及声阻抗也随之发生变化ꎬ从而使声束传播方向产生偏离ꎬ出现底波游动现象ꎬ不同部位的底波幅度出现明显差异ꎬ给缺陷定位㊁定量带来许多困难ꎮ二㊁奥氏体不锈钢焊缝中常见的缺陷及其产生部位(１)气孔㊁夹杂等ꎬ焊缝表面或焊缝中ꎻ(２)未熔合ꎬ焊缝中或熔合线上ꎻ(３)晶间腐蚀ꎬ热影响区㊁焊缝表面或熔合线上ꎻ(４)热裂纹ꎬ焊缝中ꎮ三㊁检测条件的选择(一)波型在奥氏体不锈钢焊缝检测中ꎬ一般选用纵波检测ꎬ由于同一介质中纵波波长约为横波波长的两倍ꎬ其信噪比高ꎬ衰减小ꎬ分辨力和检测灵敏高ꎮ(二)探头角度由于奥氏体不锈钢焊缝柱状晶ꎬ不同方向探测信噪比和衰减不同ꎬ一般主要采用折射角β＝４５ʎ和β＝７０ʎ的聚焦纵波斜探头ꎬ信噪比㊁分辨力和检测灵敏较高ꎮ(三)频率由于奥氏体不锈钢焊缝晶粒粗大ꎬ若选用较高的频率ꎬ将会引起严重衰减ꎬ示波屏上出现大量草状波ꎬ使信噪比明显下降ꎬ超声波穿头能力显著降低ꎮ宜适用较低的探伤频率ꎬ通常为２ＭＨｚꎮ(四)探头种类聚焦探头分为液浸聚焦和接触聚焦两大类ꎬ文章采用点聚焦探头ꎮ聚焦探头具有声束细ꎬ能量集中ꎬ分辨力和灵敏度高等优点ꎬ用聚焦探头测定大型缺陷的面积或指示长度的测定和裂纹高度的测定等比常规探头精确ꎮ但其最大的缺点是声束细ꎬ每次扫查范围小ꎬ探测效率低ꎬ每只探头仅适用于探测某一深度范围内的缺陷ꎮ对于大厚度的奥氏体不锈钢焊缝应采用不同焦距的聚焦探头分层检测ꎬ以确保产品的质量ꎮ１.双晶点聚焦斜探头(２Ｐ１０ˑ１２Ｆ５Ｋ２.７)检测深度为０~１０ｍｍꎮ２.单晶点聚焦斜探头(１)单晶点聚焦斜探头(２ＰΦ２０Ｆ２０Ｋ１.０)检测深度为１０~３０ｍｍꎮ(２)单晶点聚焦斜探头(２ＰΦ２０Ｆ３０Ｋ１.０)检测深度为３０~５０ｍｍꎮ(３)双晶直探头(２ＰΦ１４Ｆ５)检测深度为０~１０ｍｍꎮ(４)单晶直探头(２Ｐ１４Ｄ)检测深度为１０~５０ｍｍꎮ四㊁仪器的调整与检测(一)时基线比例在对比试块上的调整检测奥氏体不锈钢焊缝时ꎬ一般利用材质㊁几何形状㊁焊接工艺与工件相同的自制的对比试块ꎮ利用ＣＴＳ－１０１０超声仪分别测出奥氏体不锈钢焊缝和奥３５１氏体不锈钢焊缝对比试块的声速ꎬ测量出一系列波速后取平均值ꎮ试块焊缝㊀Ｃ１Ｌ＝５３１０ｍ/ｓ㊀(参考值)试块母材㊀ＣＬ＝５８２０ｍ/ｓ㊀(参考值)由于工件声速的改变ꎬ探头Ｋ值将发生变化ꎬ若试块母材中折射角为βꎬ试块焊缝中折射角为β１ꎮＫ＝ｔｇβ＝１.０ꎻβ＝４５ʎｓｉｎβ１ｓｉｎβ＝Ｃ１ＬＣＬ(１)β１＝ｓｉｎ－１５３１０ｓｉｎ４５ʎ５８２０()＝４０.１８ʎＫ１＝ｔｇβ１＝０.８４１ʒｎ＝１ʒ１ˑＣ１Ｌｃｏｓβ１ＣＬｃｏｓβ１ʒｎ＝１ʒ１ˑ５３１０ｃｏｓ４０.１８ʎ５８２０ｃｏｓ４５ʎ＝１ʒ０.９８由于工件声速的改变ꎬ扫描速度也发生变化ꎬ工件中实际扫描速度为:图２㊀不锈钢试块(二)奥氏体不锈钢焊缝缺陷的定位由于工件声速的改变ꎬ探头Ｋ值也将发生变化ꎬ给缺陷定位带来十分不便ꎮ１.外圆周向探测圆柱曲面时的缺陷定位缺陷的位置由深度Ｈ和弧长Ｌ来确定ꎮＨ＝Ｒ－(Ｋｄ)２＋(Ｒ－ｄ)２Ｌ＝Ｒπθ１８０＝Ｒπ１８０ｔｇ－１ＫｄＲ－ｄ()式中:Ｒ 工件外半径ꎻｄ 平板工件中缺陷深度ꎻＫ 探头折射角正切值ꎮ由上式计算出探头外圆周向探测Φ５００ˑ５０圆柱曲面时的不同ｄ值所对应的Ｈ和Ｌ:表１㊀外圆周向探测定位修正Ｋ值ｄ(ｍｍ)１０２０３０４０５０工件(不修正)１.０Ｌ(ｍｍ)１０２２３４４７６１Ｈ(ｍｍ)１０１９２８３６４４工件(修正)０.８４Ｌ实(ｍｍ)８.７１９.４２８.５３９.６５１.７Ｈ实(ｍｍ)９.８１８.２２８.６３７.３４５.６㊀㊀２.外圆轴向探测圆柱曲面时的缺陷定位只要调整好超声波仪器在工件中的实际扫描速度ꎬ缺陷的位置由深度Ｈ和弧长Ｌ来确定ꎮＨ＝ｎτｆ＝０.９８τｆ(检测中在示波屏水平刻度值)Ｌ＝Ｋ１ｎτｆ＝０.８４ˑ０.９８τｆ＝０.８２τｆ五㊁对比实验用超声波检测了自制的三块试板ꎬ按本工艺规程定位焊缝缺陷ꎮ通过射线检测确定缺陷的长度㊁距焊缝中心距离㊁距区边距离ꎬ以及现场解剖返修焊缝部位来确定缺陷的深度ꎬ结论如下ꎮ表２㊀超声波检测结论序号焊缝编号区号缺陷号距区边(ｍｍ)距焊缝中心(ｍｍ)距检测面深度(ｍｍ)缺陷长度(ｍｍ)１试１１－２１５０＋５１３４５２试１１－２２５２－４１３３５３试１２－３１－６３０１５４４试２１－２１１０４＋４１６１９５试２２－３１－７９０１３３２６试３２－３１１５２＋３１４２８表３㊀射线检测结论序号焊缝编号区号缺陷号距区边(ｍｍ)距焊缝中心(ｍｍ)缺陷解剖深度(ｍｍ)缺陷长度(ｍｍ)１试１１－２１５１＋６１５４９２试１１－２２５３－５１４３６３试１２－３１－６１０１７２４试２１－２１１０６＋５１５１８５试２２－３１－７８０１４３０６试３２－３１１５０＋２１３２５㊀㊀试验证明超声波检测与射线检测的长度㊁距焊缝中心距离㊁距区边距离结果基本相符ꎬ大多数误差在２~４ｍｍꎬ超声波检测缺陷深度有时比实际缺陷深度大ꎬ有时比实际缺陷深度小ꎬ大多数误差在１~３ｍｍꎮ作者简介:张利伟ꎬ大连市建筑工程质量检测中心有限公司ꎮ４５１。
《钢制承压设备焊接接头相控阵超声检测》征求意见稿及编制说明
元激发的数量、起始位置；发射延迟法则可以控制发射声束的偏转、聚焦和聚焦偏转；接收延迟法
则可以动态地改变接收信号的聚焦延迟，控制接收声束的动态聚焦。
3.4
激发孔径 active aperture
相控阵探头一次激发阵元的尺寸。对于线阵探头（如图 2 所示），其主动方向上的激发孔径长度
A 按式（1）计算：
S
图 3 沿线扫查 3.11 斜向扫查 oblique scan 焊接接头检测时，入射声束方向与焊接接头中心线成一定夹角，按照给定的探头距离进行扫查 的方式，一般用于保留余高焊接接头横向缺陷的检测，如图 4 所示。
S
图 4 斜向扫查 3.12 B 型显示 B-display 工件端面投影图显示，即主视图，图像中横坐标表示扫描的宽度，纵坐标表示扫描的深度，B 扫描显示表示检测区域在 Y-O-Z 平面的投影，如图 1 所示。 3.13 C 型显示 C-display 工件平面投影图显示，即俯视图，图像中横坐标表示沿线扫查移动的距离，纵坐标表示扫描的 宽度。焊缝检测时，C 扫描显示表示检测区域在 X-O-Y 平面的投影，如图 1 所示。 3.14 D 型显示 D-display 工件侧面投影图显示，即侧视图，图像中横坐标表示沿线扫查移动的距离，纵坐标表示深度。
2
采用同一组阵元和不同延迟法则得到的声束，在确定角度范围内扫描被检件，也称作 S 扫描。 3.8 探头前端距 probe position 焊接接头检测时，探头前端距焊缝中心线的距离。 3.9 机械扫查 mechanical scan 以机械方式实现对工件的扫查，即通过移动探头实现波束的移动，使之扫过工件中的被检 测区域。 3.10 沿线扫查 parallel scan 探头在距焊缝中心线一定距离 S 的位置上，平行于焊缝方向进行的直线移动，以获得并记录声 束覆盖范围内整条焊缝信息，如图 3 所示。
奥氏体不锈钢焊缝超声波检验规程
奥氏体不锈钢焊缝超声波检验规程一、引言奥氏体不锈钢焊缝超声波检验规程是指对奥氏体不锈钢焊缝进行超声波检验的标准和要求。
奥氏体不锈钢焊缝是工业生产中常见的连接方式，其质量直接影响到整个产品的使用寿命和安全性能。
因此，制定严格的检验规程对于保障产品质量和安全至关重要。
二、检验对象奥氏体不锈钢焊缝是本规程的检验对象。
其包括以下类型：1. 管道焊缝；2. 钣金焊缝；3. 管板结构焊接。
三、检验设备进行奥氏体不锈钢焊缝超声波检验需要使用以下设备：1. 超声波探伤仪：用于发射和接收超声波信号；2. 控制器：用于控制超声波探伤仪；3. 计算机：用于处理和分析数据。
四、检验人员进行奥氏体不锈钢焊缝超声波检验需要具备以下条件的人员：1. 具有相关专业知识和技术能力；2. 持有国家认可的非破坏性检验人员证书；3. 有一定的工作经验。
五、检验方法奥氏体不锈钢焊缝超声波检验采用以下方法：1. 直接法：将超声波探头直接贴在被检测物体表面进行检测；2. 反射法：将超声波探头斜着贴在被检测物体表面进行检测；3. 透射法：将超声波探头放置在被检测物体的一侧，另一侧放置接收器进行检测。
六、检验标准奥氏体不锈钢焊缝超声波检验采用以下标准：1. GB/T 2970-2016 金属材料拉伸试验方法；2. GB/T 4336-2016 碳素钢和低合金钢用磁粉探伤缺陷评定标准；3. JB/T 4730-2005 非破坏性检测金属材料技术条件及规定。
七、操作流程奥氏体不锈钢焊缝超声波检验操作流程如下：1. 准备工作：对设备进行校准，选择合适的探头和频率；2. 清洁工作：清洁被检测物体表面，去除杂质和污垢；3. 放置工作：将超声波探头放置在被检测物体表面，调整角度和位置；4. 检测工作：进行超声波检测，记录数据；5. 分析工作：对数据进行分析，判断是否有缺陷；6. 评定工作：根据标准对缺陷进行评定。
八、注意事项奥氏体不锈钢焊缝超声波检验需要注意以下事项：1. 操作人员必须经过专业培训和考试合格才能进行操作；2. 设备必须经过校准和维护才能正常使用；3. 被检测物体表面必须保持清洁干燥；4. 超声波探头的选择和角度的调整会影响检测结果，必须谨慎选择。
奥氏体不锈钢焊接性能分析
奥氏体不锈钢焊接性能分析奥氏体不锈钢是一种重要的工程材料，具有良好的耐腐蚀性、耐高温性和焊接性能。
在工程实践中，对奥氏体不锈钢的焊接性能进行分析和研究，有助于优化焊接工艺、改善焊接质量，满足工程结构的要求。
本文将从焊接材料选择、焊接缺陷和焊接工艺参数等方面，对奥氏体不锈钢的焊接性能进行详细分析。
首先，对于奥氏体不锈钢的焊接，焊接材料的选择非常重要。
一般来说，焊接材料应具有与基材相似的化学成分和机械性能，以确保焊接接头的一致性。
同时，还需要考虑焊接材料的耐腐蚀性和耐高温性，以满足工程结构的使用要求。
常用的奥氏体不锈钢焊接材料有AWSE308、AWSE316等。
在选择焊接材料时，还需要考虑到焊接接头的力学性能要求，例如强度、韧性等。
其次，在奥氏体不锈钢的焊接过程中，常见的焊接缺陷包括气孔、夹渣、未熔合、未熔透等。
这些焊接缺陷会降低焊接接头的质量，甚至引起接头的失效。
为了减少焊接缺陷的产生，需要采取适当的预处理措施，例如清洁和除氧等。
同时，选择合适的焊接工艺参数，例如焊接电流、焊接速度等，可有效控制焊接过程中的熔合情况和热影响区的形成，从而减少焊接缺陷的发生。
最后，对于奥氏体不锈钢的焊接工艺参数选择，需要综合考虑焊接接头的形状、要求和工艺设备的特点。
一般来说，焊接时应采用较小的电流和较高的焊接速度，以减小热输入和热影响区的尺寸。
此外，还可采用预热和后续热处理等措施，改善焊接接头的性能和组织结构。
需要注意的是，焊接过程中应注意避免产生过高的残余应力和变形，可采用适当的焊接顺序和夹具。
综上所述，奥氏体不锈钢的焊接性能分析是一项复杂的工作，需要综合考虑焊接材料选择、焊接缺陷和焊接工艺参数等多个方面的因素。
通过合理选择焊接材料、预处理和控制焊接工艺参数，可以提高奥氏体不锈钢焊接接头的质量和性能，满足工程结构的要求。
在实际工程应用中，应根据具体情况和要求进行分析和优化，以确保焊接接头的可靠性和持久性。
奥氏体不锈钢对接焊接接头超声波检测对比试块的制作_薛拥军
段
图 笔者所 设计的对比试块
只
尺寸 '【 划
埋藏 深度 约
。
案例 锈钢 , 厚度
。图
由于图 中可 以检 测到 以达 到 试块 总 的高 度 为 卿 因此 在 测试
人工预制未熔合缺陷试板 ,
不
形坡 口 , 单面焊氢弧焊打底加
为采用 探头检测时最高波截图 , 检
手工 电弧 焊和埋 弧 焊 。射 线检 测未熔 合 缺 陷长度 为
测结 果与 底片 完全 吻合 。
深度 的横通孔 并 且 信噪 比可 。 可 见 , 工 件 厚 度 对 可检 测 性 影 响
并不 特别 大 。 根据 笔者 在其它 白制 的不 锈钢试 块 上
的 比较 影 响信 噪 比的 主要原 因是焊缝 的 宽度 匕 。
结语
综 上所 述 , 在进 行 奥 氏 体不 锈 钢 对 接 焊接 接 头
一 , 相关文献上也曾有过记载口 '刁 。 由于试块坡 口型式为 型 , 竖立后使用 , 探
二燮辞 押
了爵刻导
践 哥
弓 阶
头置于试块 中间时声束穿过焊缝 中心 , 此处焊 肉较
少 , 如图 所示 。 由于声波的衰减主要在焊缝部位 ,
母材的声衰减 比较小 , 所以此试块中间回波高 , 两侧 有 所降 低 。
机 辅助 评级 。
】
口
一
仃 '忿
,
·
开发了射线 缺陷辅助评级软件 , 可按照不
同检测标准规定进行辅助评级 ,找 出缺陷严重部位 。 对于危险性缺陷 如裂纹 、未熔 合 等 , 如何
利 用计 算机 实现 自动 化 的准 确 提取 与 识 别 , 还 有 待
成 的细 长状夹 渣 。
厚板奥氏体不锈钢焊接技术及焊缝超声波检测的研究进展
２ 厚板奥 氏体不锈钢 的焊接 工艺
２１厚 板奥 氏体 不锈 钢焊接 存在 的 问题及其 原 因 ．
奥 氏体不锈钢 比其他 不锈 钢 的焊接 性好…。在任何 温度 下都 不会 发生相 变 ，对 氢脆不 敏感 ，在 焊
态 下奥 氏体不锈钢 接头也 有较 好 的塑性和 韧性 。但 焊接 的主要 问题 是 ：焊接 热裂纹 、脆 化 、晶间腐 蚀
的含量 ； 合金元素和杂质的影响；③ 偏析的影响；④ 脱氧还原的影响； 材料的焊接工艺参数 ② ⑤
的影 响 ：⑥ 结构设计 的影 响 。前 ４个 因素是 冶金方 面 的，而 结构 设计 的影 响属于 力学 因素 。材 料 的 厚度和 焊接参 数 ，既有 冶金 的因 素也有 力学 的因素 。这两 种 因素相 互 作用 ，不仅 影 响凝 固 、结 晶的过
优 良性 能 的奥 氏体不 锈钢 厚板 ，在 石油 、化 工、核能和海 洋 工程等 部 门的设 备上应 用越来越 广泛 。焊 接 是这 些设备制 造 中的一个 关键 工序 ，焊接 质量 的好坏 、焊接 接头 的可 靠性 将直接 影响设 备质量 ，影 响其可 靠性及 安全性 。奥 氏体 不锈 钢 厚板 的焊 缝质量 控制 一直 是 国内外关 注 的问题 。焊缝 质量 直接 由 焊接工 艺设计是 否合理 决 定的 ，无损 检测 是压力容 器 中焊缝质 量检 测 的主要 手段 。到 目前 为止 ，已有 相 当多 的研究人 员投身 于奥 氏体 不锈钢 厚板 的焊接 及检测 研 究 中，并取 得 了很 大成果 。
接热 输入会 造成焊缝 开裂 ，降低抗蚀 性能 ，变形 严重和 接头力 学性 能改变 。采用 小电流 、低 电压 （ 短
弧焊 ）和 窄焊道快速 焊可 使热输 入减 小 ，采用 必要 的急冷措 施可 以防止接 头过热 的不利影 响 。
焊缝超声波探伤缺陷分析
焊缝超声波探伤缺陷分析发布时间：2021-10-29T05:56:07.827Z 来源：《城镇建设》2021年第16期（上）作者：敖特根白音[导读]敖特根白音集通铁路（集团）有限责任公司大板综合维修段大板综合维修段内蒙古赤峰市 025150摘要：在钢轨养护以及检查的过程中，针对钢轨所出现的伤损情况进行探伤是铁路维修与保养工作中的重要内容。
在列车运行过程中，铁路钢轨需要承受来自于列车车轮的荷载，起到使铁路列车在运行过程中按照指定方向前进的作用，因此，若钢轨出现了任何安全问题，对列车运行的安全性和平稳性都会造成极大程度的影响。
钢轨铝热焊焊缝超声探伤利用超声波原理，探头向钢轨内部发射声波，接收声波遇到钢轨内部组织或缺陷反射回波，通过分析回波，得出被检测钢轨焊缝损伤情况。
关键词：钢轨焊缝；超声波探伤一、钢轨焊接的分类及工作原理在许多国家中铁路交通都是被高度重视的一个行业，不同国家间行业上的学术交流也比较频繁，因此国内外在钢轨焊接工艺上所采用的焊接方法都大同小异，其中闪光焊、气压焊、铝热焊和电弧焊是使用最为广泛的四种焊接方式，而在我国使用比较频繁的是前三种焊接方式。
（一）闪光焊闪光焊，又名接触焊，是电阻焊的一种，主要工艺包括焊接端预热以及液压顶锻。
依据不同的闪光特征还能够细分为连续闪光焊和脉冲闪光焊，连续闪光焊的工艺历史更长，其技术体系也更加成熟。
脉冲闪光焊是基于连续闪光技术的缺陷研发出的新型技术，由于使用较少其工艺上尚存在着不足。
虽然这两者在工艺上存在不同之处，其工作原理基本相似，都是先将两根需要焊接钢轨以合理的方式接触后再通以强电流，由于钢轨本身存在一定电阻，在强电流经过时会产生电阻热形成高温，两钢轨接触面受高温形成熔化态，此时再通过外部施加的液压顶锻力完成表面的融合，冷却一定时间后金属结晶，两根钢轨就焊接成了一个整体。
（二）气压焊气压焊，顾名思义，是通过气压设备的使用来完成焊接工艺，其原理同闪光焊类似，在将待焊钢轨贴后进行加热，但其加热方式一般是利用氧-乙炔火焰完成，火焰的热能让两接触面间的区域变为塑性态，周围的金属原子具有足够高的“活化能”后，通过贴合面的液压顶锻来加速原子间的金属键的形成，之后在进行冷却结晶完成焊接。
奥氏体不锈钢焊缝的超声波检测
18奥氏体不锈钢焊缝的超声波检测齐晓冰（河南省锅炉压力容器安全检测研究院,河南 郑州 450000）摘 要：随着特种设备行业的日趋发展，材质为奥氏体不锈钢的压力容器数量也直线上升。
为了保证该类容器在制造过程中的质量及其使用过程中的安全运行，该类设备对接接头无损检测方法尤为重要。
本文针对特殊结构的奥氏体不锈钢焊接接头，采用常规横波斜探头超声波检测进行了试验性的检测，得出了比较满意的检测结果。
关键词：奥氏体不锈钢；超声波检测；横波斜探头中图分类号：TG441.7 文献标识码：A 文章编号：1003-5168(2015)-12-0018-1在特种设备压力容器生产过程中有许多奥氏体不锈钢焊缝由于结构原因不能做射线检测，需要做超声检测。
对于此类焊缝由于现行标准（NB/T47013-2015及老标准JB/T4730-2005）中要求进行纵波斜探头一次波检测。
但对于薄壁焊缝的检测，采用纵波斜探头时无法进行二次波的检查，漏检的缺陷比例较大，为了解决这一技术问题，我们在实际工作中进行了对比性试验，即使用常规横波斜探头进行探伤检测，以便能对该类焊缝实现100%的超声检查。
1 奥氏体不锈钢焊接概述在新时代下，为了使一些设备能够恶劣的环境中运行，需要不断提高自身的性能。
对于这方面，奥氏体不锈钢厚板具有多样化的优点，能够更好地满足各方面的需求，比如，具有很好的抗腐蚀性，具有较高的屈服强度。
同时，在设备运行过程中，焊接是其不可忽视的重要环节。
就其焊接质量来说，在一定程度上，它会直接影响设备自身的质量，并影响它的安全性能。
就奥氏体不锈钢而言，由于多样化的优点，其焊缝质量一直是国内外关注的焦点问题。
就其焊接质量来说，其设计是否合理有着非常深远的影响，也需要采取必要的检测措施，加以检测，使其存在的问题能够得到有效的解决，能够更好地发挥奥氏体不锈钢自身的作用，更好地应用到不同领域中。
和其它类型的不锈钢相比，奥氏体不锈钢具有很好的焊接性能。
薄板奥氏体不锈钢对接焊缝超声波探伤方法
Ⅱ 3～10
Ⅱ
L≤2T/3
Ⅱ
超过Ⅱ级者
Ⅲ 3～10
Ⅲ
所有缺陷(无缺陷指示长度要求)
Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ
裂纹类危害性缺陷(无缺陷指示长度要求)
注：板厚不等的对接焊接接头，取薄板侧厚度值。
注：板厚不等的对接焊接接头，取薄板侧厚度值。
3 对接焊缝探伤试验
3.1 试块探伤试验 对厚度3mm≤T ＜10mm范围的不同规格、不同
与碳钢比较，超声波在奥氏体钢中的探伤灵敏 度会大大降低，但考虑到在用压力容器的焊缝探伤 是基于“合乎使用”的原则探伤，而奥氏体钢的强 度，断裂韧性要好于碳钢，其允许的当量裂纹尺寸 较之碳钢要大，即允许“漏检”的缺陷尺寸较大， 如果探伤发现的最小缺陷尺寸能满足容器的安全等 级评定要求，则采用超声横波探伤方法是可行的。
P =4T tanβ
N ≥1.25P
式中：T ——母材厚度，mm； P ——跨距，mm； K ——tanβ ； β ——探头折射角。
4）质量分级 对接焊接接头质量分级按下表2规定进行。
表2 焊接接头质量分级
等级
板厚 T，mm
反射波幅所在区域
Ⅰ Ⅰ 3～10
Ⅱ
单个缺陷指示长度L，mm 非裂纹类缺陷(无缺陷指示长度要求)
Keywords Austenitic stainless steel Thin plate Butt weld Ultrasonic testing(UT)
薄板奥氏体不锈钢(指厚度3≤δ＜10mm的板 材)在压力容器中应用十分广泛。对在用奥氏体不锈 钢压力容器来说，很多缺陷都是内部缺陷。由于射 线探伤不能检测在用管壳式换热器焊缝等。因此应 用超声波探伤，对压力容器检验有着重要的实用价 值和推广意义。
奥氏体不锈钢焊缝超声波检验规程
7. 1 探伤面 原则上采用单一角度的纵波斜探头在焊缝的双
面双侧实施一次波法 (直射法) 检验 。受几何条件限 制 ,只能在焊缝单面或单侧实施检验时 ,应将焊缝余 高磨平或增加大角度纵波斜探头以两种声束角度探 测 ,尽可能减少未透声区 。 7. 2 探头移动区 7. 2. 1 焊缝两侧的探头移动区应清除焊接飞溅 、铁 屑 、油垢及其他杂质 。表面应平整光滑 ,便于探头自 由扫查 ,必要时应进行修磨 。探头移动区表面粗糙 度应不超过 6. 3μm 。去除余高的焊缝 ,应将余高打 磨到与邻近母材平齐 。 7. 2. 2 探头移动区 Sp 应满足
KANG Ji2qian (Center of Boiler Inspection , State Bureau of Quality and Technical Supervision , Beijing 100027 , China)
L I Jia2ao ( Haπerbin Boiler Plant , Haπerbin 150046 , China)
2 参考文件
IIW 奥氏体焊缝超声检测手册 。
3 检验人员
3. 1 检验人员应具有较丰富的焊缝超声波检验经 验 ,并经有关部门考核取得 Ⅱ级及 Ⅱ级以上等级资 格证书 。 3. 2 执行本规程进行检验的人员 ,应接受一定时间 的有关奥氏体焊缝检测的特种培训 ,了解奥氏体焊 缝组织特征 ;掌握超声波在奥氏体组织中传播的特 性 ;对检验中可能出现的假信号能给出正确的分析
1 适用范围
收稿日期 :1999210201
1. 1 本规程提供了对接处厚度为 1050mm 奥氏体 不锈钢对接焊缝的手工超声波检验方法 。 1. 2 本规程主要用于对接焊缝对接接头的检测 ,不 适用于角接等其他接头形式焊缝的检验 ,也不适用 于直径 ≤159mm 管子环焊缝及外径 ≤500mm 筒体 总焊缝的检验 。
薄壁奥氏体不锈钢管对接接头超声相控阵检测
薄壁奥氏体不锈钢管对接接头超声相控阵检测周路云;顾军;王国圈;刘书宏;符明海【摘要】奥氏体不锈钢对接接头广泛用于压力管道制造过程中,焊接接头的质量直接影响到承压特种设备的安全.目前,NB/T 47013-2015明确规定常规脉冲反射法超声检测只适用于10～80 mm的奥氏体不锈钢管对接接头.大量4～10 mm薄壁奥氏体不锈钢压力管道对接接头只能采用射线检测.运用相控阵超声检测技术对4～10 mm壁厚工件进行可行性研究,通过实验验证了相控阵检测技术的可行性和有效性.【期刊名称】《化工设备与管道》【年(卷),期】2019(056)003【总页数】6页(P72-77)【关键词】薄壁;奥氏体;相控阵【作者】周路云;顾军;王国圈;刘书宏;符明海【作者单位】上海市特种设备监督检验技术研究院,上海200062;上海石化设备检验检测有限公司,上海200540;上海市特种设备监督检验技术研究院,上海200062;上海市特种设备监督检验技术研究院,上海200062;上海市特种设备监督检验技术研究院,上海200062【正文语种】中文【中图分类】TQ050.4;TH16奥氏体不锈钢对接接头广泛用于压力管道制造过程中，焊接接头的质量直接影响到承压特种设备的安全。
目前，NB/T 47013—2015明确常规脉冲反射法超声检测只适用于10～80 mm的奥氏体不锈钢管对接接头。
大量4～10 mm薄壁奥氏体不锈钢压力管道对接接头只能采用射线检测。
而射线检测工作强度大、效率低、周期长、成本高，射线对人体有害，只能在夜间作业，射线检测时管道必须排空，不能实现在用检测，且对于缺陷自身高度，射线底片也不能提供定量数据。
如采用超声方法对薄壁奥氏体管对接环缝进行检测，会出现超声波盲区往往大于壁厚；管道曲率大引起的超声波散射，灵敏度大为降低；管道焊缝危害性缺陷如根部未焊透自身高度的测量不够准确等问题。
超声相控阵检测与常规脉冲反射法在声场特性、检测应用、信号处理与成像、性能和功能等许多方面都有很多不同。
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超声波检测是最重 ## 在压力容器的 焊 缝 检 测 中 $ 要的检测方法之一 $ 但到目前为止 $ 奥氏体不锈钢焊 缝的超声波检测技术还不成熟 % 其原因是奥氏体不 锈钢的焊缝存在 各 向 异 性 ’ 粗 大 组 织 及 结 构% 焊 缝 粗大组织对超声波的强烈衰减作用和声波的散射叠 加导致出现假信号 % 焊缝各向异性对声波的扭曲作 用及波形转换使得 缺 陷 的 定 位 及 其 大 小 不 易 确 定 % 信号衰减程度大及散射信号进入探头是奥氏体不锈 钢焊缝超声波检测灵敏度和信噪比降低的原因 % 所 以$ 普遍认为奥氏体 不 锈 钢 焊 缝 超 声 检 测 是 不 可 能 的 % 但近年来随着 仪 器 和 探 头 性 能 的 提 高 $ 特别是 信号处理理论的发 展 $ 使奥氏体不锈钢焊缝的超声 波检测技术也有了长足的进步 % 文中就不同波形窄 脉冲斜探头和普通斜探头对奥氏体不锈钢焊缝的超 声检测进行了研究 %
< > =# 宏观形貌及金相组织 ( ) 焊接接头横 向 和 纵 向 剖 面 未 发 现 裂 纹 和 其 & 他缺陷 # 焊接 接 头 宏 观 形 貌 见 图 !! 在 低 倍 下 可 以 清楚地看到铸造粗 大 组 织 的 形 态 # 有明显的外延生 长的特性 # 焊缝中部的晶粒几乎是平行的 ! ( ) 焊接接头各部位金相组织见图 ## 其中图# ! ? 为母材组织 & 奥 氏 体 l 沿 轧 制 方 向 分 布 的 铁 素 体! 图# 柱状奥氏体 l 沿柱状晶分布 Y 为焊缝金属组织 & 的铁素体 # 为胞 状 树 枝 晶 ! 图 # @为 热 影 响 区 组 织& 奥氏体 l 铁素体和 沿 晶 界 分 布 的 碳 化 物 颗 粒 # 在焊 万方数据 缝侧有胞状结晶 !
;# 理论分析 在多 层 焊 接 中 $ 奥氏体不锈钢焊缝的金相组织
&) $ 柱 状 晶 穿 过 各 层 连 续 成 长% 有外延生 长 的 特 性 (
由于奥氏体不锈钢 导 热 系 数 小 $ 在固液界面前方液 相中温度梯度小 $ 过冷区变大 $ 晶粒沿优先生长方向 ( ) 形成胞状树枝结晶 $ 且晶粒为柱状结构 % 柱状 & " " 晶结构中 晶 粒 有 序 排 列 的 范 围 比 声 束 截 面 宽 % 因 此$ 该组织结构与 各 向 同 性 结 构 不 同 $ 且 都 很 粗 大$ 焊缝金属的平均 柱 状 晶 直 径 在 "* , FF 以 上 $晶 粒 长度在& 柱状 " FF以 上 % 在 有 组 织 转 变 的 金 属 中 $ 晶被分割成很多层 $晶粒比较细 % 晶粒粗大及不同晶粒弹性的各向异性导致了超 声波的严重散射及 波 型 的 转 换 $ 使声束产生畸变及 声速变化 % 声 波 的 散 射 随 超 声 波 频 率 的 增 加 而 增 大$ 当材料晶粒止境接近波长& * 弹性非均质 & " 时$
*& ,*
材料有明显的散射 ! 当材料 晶 粒 止 境 接 近 波 长 & " , 时# 弹性非均质 材 料 超 声 波 检 测 就 比 较 困 难 ! 当 材 料晶粒止境接近波长 & " 声波的散射剧增 # 以至 !时# 无法进行超 声 波 检 测
$ !%
分贝法往往不适用于奥氏体焊缝 ! , 可使用普通超 声波探伤仪 # 但必须提供专用探头 ! <# 试验研究 < > ;# 试验仪器及试验方法 试验采用 脉 冲 反 射 法 # 仪器为 J . W $ ! #型超声 不同频率以及不同波形的 波探伤仪 ! 用不同 # 值 ’ 为 窄 脉 冲 探 头# 为普 探头 ( 见表 &# % & !] ( !& 通探头 ) 对试样上不同深度的 & ! FF 横通孔进行 检 测# 记录反射波幅 ’ 信 噪 比 及 波 形# 对检测结果进行 分析比较 # 确定不同波形探头的检测效果 ! < > <# 试样制备 试样材质为 # 厚度为) 双 4 型 坡 口# " (# " FF# 试样结构及 尺 寸 见 图 &! 焊 缝 采 用 手 工 电 弧 焊 # 正 反面交替施焊 # 焊条材质为 1 直径为 & 焊 & " !# , FF# 速大 于 & " 电压! 电流& ] " FF F 9 :# (!! ) R# ] "! 施焊过程 中 层 间 温 度 不 大 于 & ! " " 1# " "_ ! 焊 缝 金 属的化学成分见表 !!
’]%& "& && !& #& (-
!采 用 降 低 频 率 的 方 法# 可
以减小散射增大信 噪 比 # 但如果频率过低则声束发 散角大 # 使检测灵敏度下降 # 且容易产生假信号 ! 采 用纵波可减少散射增大信噪比 # 不会产生假信号 # 但 纵波探头检测时伴随着横波 # 应引起足够的重视 ! 根据 上 述 分 析 # 奥氏体不锈钢焊缝超声波检测 & #自然冶金不连续产生的噪 声能量振幅高于铁素体焊缝 ! 在选择探头和波形时
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图 &# 试样尺寸及结构 表 !# 焊缝金属化学成分
元素 试样 J "* " , W "* " & " T : &* & , W 9 "* ( , Q "* " & ! J E & %* & ,
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图 !# 焊接接头宏观形貌
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< > ?# 横波检测
使用表 & 中 &- !! ’ 探头对试样进行 ’ ( !&
横波检测 # # 值为 碳 钢 中 测 定 ! 检 测 使 用 接 触 脉 冲 反射法 # 运用一次波法检测人工缺陷 # 探头分别置于 上’ 下 ! 个检测面扫查焊缝 # 记录来自焊缝中不同深 度横通孔的反射波幅 ! 所有横波探头都能检测出试样中 ) 个不同深度 的孔 ! 熔合线两侧 横 波 反 射 强 # 所有横波探头都出
! " " # $ & & $ " ) ## 收稿日期 !
万方数据 作者简介 ! 张 # 鹰" # $ 男" 汉族 # $ 山西洪洞人 $ 高级工程师 $ 硕士研究生 $ 现从事无损检测研究 % & % ) ] $
第 ! 期 ############# 张 # 鹰 # 等& 奥氏体不锈钢焊接接头超声波检测研究
奥氏体不锈钢焊接接头超声波检测研究
! 张 # 鹰&! $ 雷 # 毅& $ 程真喜! $ 朱晓钢!
" 石油大学 " 华东 # 机电工程学院 $ 山东东营 #! 兰州石油机械研究所 $ 甘肃兰州 #’ # &* , ’ " ) && !* # " " , "