利用射线检测确定缺陷(裂纹)深度的探究

利用射线检测确定缺陷（裂纹）深度的探究

1、问题的提出

因工作需要对N08810进行无损检测，之前用TOFD对焊接试验试板及工艺评定试板进行了检测，基本未发现超标缺陷。本次针对44mm厚，N08810焊缝进行了射线拍片检测，共拍17张底片，发现5张有裂纹。其中产品试板拍了一张，同样发现裂纹。

焊缝坡口形式如上图，a1=a2=50°，板厚h=44，h1=16。

由于N08810属于奥氏体不锈钢，晶粒较为粗大，所以普通横波斜探头超声检测不适用。分别采用国产中科创新HS800和进口以色列Isonic 2007 TOFD检测设备对发现裂纹处进行检测，什么也没有发现。HS800采用了5M fai6 63°探头对以及3.5M fai10 55°探头对，双通道进行扫查，未发现缺陷信号；Isonic 2007 采用5M fai6 60°探头对同样未发现缺陷信号；按书上说，奥氏体不锈钢，采用斜射横波检测不适用，但是采用CSK-3A （由于没有奥氏体不锈钢焊缝试块）试块调节横波斜探头对射线检测出的裂纹进行检测，却发现一非常小的疑似裂纹缺陷反射波，波幅在评定线之下，深度33.4。虽然斜射横波信噪比不是很高，但是至少能将缺陷信号与噪声区分开来。

我公司现有的TOFD检测工艺对该焊缝裂纹看来是不适用。但是，不知道用2.5M fai6-fai10 45°斜楔块tofd检测工艺是否能发现？相控阵是否会有效？

我公司焊接工程师，提出利用裂纹影像距离熔合线的长度L，利用坡口角度确定裂纹深度的办法，估算裂纹实际深度。受此启发得到如下公式

裂纹最大深度h=L/tg(a1/2)

L为裂纹影像距离熔合线的长度

利用超声发现的疑似裂纹反射波进行反向计算，得到的长度l的与在底片上用尺子量的结果非常一致。难道是巧合？

利用该方法对缺陷定深基于如下假设：

1，裂纹缺陷一般不会在母材当中出现

2，焊接坡口严格按照WPS加工而成

同时，在盖面时，会使得熔合线向母材侧偏移2mm左右，这会给计算带来一定的误差。计算的深度，是缺陷最大可能深度，主要是无法定深时，方便焊工进行返修。如果不知道深度信息，将会对缺陷处整个焊缝进行打磨或者铣掉，工作量惊人，而且修补后，更容易出现裂

纹。一般采用焊好1/3或2/3先拍一张片子，合格后再焊接剩下的焊缝，这样返修比较有目标一些。但是加大了无损检测的次数和导致了增加了探伤成本。

该焊缝为碟形封头拼焊缝，平板焊接后，需外协冲压压制成型。压制之前，需要打磨焊缝余高。在打磨余高过后，距离焊缝熔合线15mm左右，着色检测发现断续小裂纹，返修过后，重新着色原缺陷处无显示，但是在距离熔合线15mm其它位置，PT检测又出现小裂纹，深度与第一次发现的裂纹差不多，大概5-7mm深，重新观看第一次、第二次拍的底片，底片无显示。后来将该处断续裂纹打磨连通，发现至少400mm长全部是裂纹。并且在该焊缝正反面都有。位置大抵上距离某一熔合线15mm附近。

有几点疑问，第一该材料射线检测是否有细微裂纹漏检的可能？第二，该材料着色检测出的裂纹，应该是连通的，随着应力释放，逐渐开裂？

第三，着色检测时，未出现裂纹显示，且处于裂纹断续处是否存在淬硬组织？裂纹产生的原因是什么？

据焊接指导老师分析，可能由于焊工在夜班接班操作的时候，更改了焊接参数，调大了焊接电流，降低了焊接速速，使得本来四道焊缝盖面，变成三道焊缝盖面。裂纹出现的位置处于最后一道盖面与上一道盖面焊缝重叠区域，裂纹深度为距表面8-10mm处，产生于最后一层焊接深度范围内。从反面测量应该就在34mm左右。

这种新材料焊接需要严格控制焊接参数，需要了解材料的焊接性能

希望有焊接过N08810的焊工和对该材料进行检测过的检测人员参与分析和讨论