奥氏体不锈钢焊缝超声波探伤
中国
科技投资
奥氏体不锈钢焊缝超声波探伤
和世海1辛宇2
1. 中国第一重型机械股份公司核电石化事业部；2. 海军驻齐齐哈尔地区代表室
1、前言
奥氏体不锈钢由于其良好的抗腐蚀性、抗氧化性以及屈服强度高等优良性能而被广泛的应用在石油化工、机械制造和核电容器等行业，工作环境恶劣，因此对镍基奥氏体不锈钢焊缝的检测质量提出了较高的要求[1]。
2、奥氏体焊缝纵波超声探伤试验
奥氏体钢在凝固过程中没有相变，无法通过热处理细化晶粒。粗大的柱状晶使得信噪比低下，传统的超声波检测难以实施。
理论上认为，可以用以下几种方法减小奥氏体柱状晶对声波的影响[2]：
（1）用纵波探测可减小衰减。奥氏体不锈钢焊缝晶粒粗大，采用纵波检测可使柱状晶组织对超声波的衰减影响减小。
（2）采用低探测频率探头。探头的频率愈低，信号衰减愈小，穿透力愈强。
（3）适当采用大晶片探头，波束指向性好，波束宽度小，可以减少晶粒散射的面积。
依据上述原则，我们选择了3种探头进行测试，根据试验结果发现低频纵波探头对奥氏体焊缝长横孔信噪比最高，能够取得更好的探伤效果。
通过对奥氏体不锈钢焊缝超声波探伤试与可以得出如下初步结论：
（1）探伤宜采用低频纵波探头，最终决定采用2.5MHz 的低频纵波探头；
（2）在各种焊接位置的试板中，横焊试板的缺陷最多，特别是夹渣缺陷；
（3）测量各类缺陷的声波反射幅度，其信噪比在14～26dB 之间。3、奥氏体不锈钢焊缝的超声波探伤
对奥氏体试块进行探伤试验时，发现入射点在焊趾线附近时, 声束会经过坡口面上“折线”, 由于多次经过这样的异质界面, 造成回波高度偏低, 缺陷定位偏离较大[3]。因此传统的超声检测不适用于奥氏体不锈钢焊缝，需要根据实际探伤结果进行重新设定。
通过分析奥氏体不锈钢试板焊缝探伤结果，并参照国内外的超声探伤积累的经验，可得出奥氏体焊缝超声波探伤过程中探伤参数与缺陷反射的关系如表1所示。
或带有夹渣的未溶合类缺陷。根据上述探伤工艺发现的典型缺陷裂纹如图1所示。
图1奥氏体不锈钢焊缝裂纹的渗透检测探伤照片
除了超声探伤测量的裂纹尺寸与实际裂纹长度比较外，同时也对照了射线照相的裂纹影像与超声测定裂纹尺寸间的差值，其结果见图2。从图中可以发现：超声检测焊缝中裂纹的误差除个别数据以外基本上在±6mm 以内。而超声指示长度与射线影像长度相比较也有明显加长，这可能是超声波对裂纹检测相对敏感的原因造成的。
表1奥氏体不锈钢焊缝影响缺陷反射信号的参数
在多台实际产品的奥氏体不锈钢焊缝超声检测过程中发现，焊缝中的绝大多数缺陷均集中在横焊缝中，这可能与横焊缝的电弧与熔池控制较难有关。其次，所发现缺陷的性质多为夹渣
图2超声测量长度与射线底片长度与实际裂纹长度的对比及测量误差
4、奥氏体不锈钢焊缝超声波探伤小结
通过对奥氏体不锈钢缺陷试板和实际产品的超声波探伤可以得出如下初步结论
（1）在奥氏体不锈钢焊缝的超声检测过程中，由于材料的散射衰减，探头频率为2MHz 或更低为宜，对奥氏体不锈钢焊缝内和奥氏体不锈钢焊缝热影响区缺陷的检出，主要使用纵波斜探头。
（2）对奥氏体不锈钢焊缝超声波探伤结果进行的分析表明，焊缝中的绝大多数缺陷均集中在横焊缝中。这可能与横焊缝的电弧与熔池控制较难有关。这点与缺陷试板的探伤及解剖数据一致。
（3）在实际检测过程中采用半高法测量缺陷尺寸，该尺寸与缺陷的真实尺寸相差较大，。根据我们的实际返修数据，得出二者之间的测量误差近似为±6mm ，能够满足国内外相关探伤标准对焊缝质量的控制要求。参考文献：
[1]栗卓新, 李国栋, 魏琪等. 不锈钢焊接冶金的研究进展[J].中国机械工程，2005,16（2）：184-187.
[2]焦政.8.0mm 厚奥氏体不锈钢对接焊缝的超声波检测[J].安徽化工2006,139（1）：63-64.
[3]薛拥军, 张礼典, 赖德海. 大厚度异种钢奥氏体焊缝超声波检测[J].无损检测,2008,30
（1）：816-819.
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奥氏体不锈钢焊缝超声波探伤
作者：
作者单位：刊名：
和世海， 辛宇
和世海(中国第一重型机械股份公司核电石化事业部)， 辛宇(海军驻齐齐哈尔地区代表室)中国科技投资
Venture Capital
2013(21)
英文刊名：年，卷(期)：
本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_zgcytzygkj201321163.aspx