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南通银河测控技术开发有限公司

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新闻中心

薄壁管道焊缝超声波探伤

更新: 2014-4-10
薄壁管道焊缝超声波探伤
 
在电站热力系统中,有着大量的φ159~φ425、壁厚T≤8~12的中大口径薄壁管道。由于焊接位置和检验效率等问题,应用χ射线探伤总有许多不利。但用超声波探伤,也由于管壁薄,杂波多,近场区影响严重等问题,应用常规的探伤方法,缺陷的检出率较低,且目前国内的主要探伤标准JB4730—94、GB11345—89、JB1152—81等标准的探伤范围并不包括此类薄壁焊缝。在实际工作中,我们主要根据DL/T5048—95标准的推荐,应用小径管探伤的灵敏度及判废标准,及小径管探伤的成熟经验进行此类焊缝的超声波探伤,简介如下:
一、      仪器
根据薄壁管的特点,选择分辨力较高和较窄始脉冲宽度,且定量、定位准确的仪器,为此选用数字式超声波探伤仪.
二、      探头
小径管探伤推荐应用的是小晶片、短前沿、高频率、大K值的探头,是由于小径管探头楔块加工成曲面后,探头边缘声束会产生散射、晶片尺寸愈大,散射愈严重,不利于晶片尺寸太大,我们在探伤时,探头的选择主要从以下几方面考虑。
(1)   用大K值,短前沿探头,增大一次波的检测范围,克服二次波探伤灵敏度较低的问题,使一次波的扫描范围在焊缝中心线深度1/4以上。
(2)   尽量选取近场长度小的探头,以克服近场的影响,尽量使一次波的扫描范围在1.64N至3N
(3)   高频率探头,指向性好,分辨力较高,但也存在着近场区大,衰减大等影响,在保证近场长度和灵敏度等前提下,取低频率。
(4)   在各项性能均满足的条件下,选较大晶片尺寸的探头,提高检测效率。
目前,国内出售的探头,适合上类要求的主要有5MHZ、5×5、K2.5、K3;5MHZ、8×8、 K2.5、K3;2.5MHZ、8×8、 K2.5、K3。
以上探头在钢中的1.64倍近场长度经计算,列表如下
 
探头类型
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)计算得出
根据以上选取原则,视探头前沿长度和焊缝宽度选取合适的探头类型。
三.试块的制作
       试块的好坏是关键探伤的灵敏度的关键问题,DL/T5048—95标准推荐应用ф2×15横通孔试块,但其试块的尺寸并不符合薄壁管探伤的要求,加工边过于复杂,在对各项要求综合考虑的基础上,对试块进行重新制作。
(1)     标准孔选ф2×15,不与DL/T5048—95相违背,造成标准的不统一。
(2)     试块孔深,应满足T=4~8mm内的所有壁厚,均在一、二次波扫描范围内,取得三点,以利于数字式仪器的DAC曲线制作。
(3)     试块的宽度满足b>2λ*(s/De)。
制成如下形式试块:
 
 
 
 
 
 
四.仪器的调节(DAC曲线的制作)
     利用CSK—IA试块测好K值,入射点,调好扫描比例后,用该对比试块制作DAC曲线。
壁厚为4时,取孔深4、8、6点
壁厚为6时,取孔深4、6、8、12点
壁厚为8时,取孔深4、6、8、12点
做好曲线后存储于仪器内,再按相应的小径管测耦合补偿的办法测出补偿值Δ,根据DL/T5048—95标准和Δ值重新调整曲线,重新存储,在探伤时,直接调至面板应用DL/T5048—95 DAC曲线标准。
判废线                         定量线                    测长线
ф2×15—4—Δ              ф2×15—12—Δ           ф2×15—18—Δ
五.探伤
1.扫描探测,用一次波探测焊缝下部,二次部探测焊缝中上部,探头在焊缝两侧正对焊缝做锯齿扫描,相邻两次扫描至少有10%重叠,扫描速度≤150mm/s。
2.利用反射波的水平位置判别缺陷。
(1)     根部未焊透,回波较强,焊缝两侧均可探测到。水平定位于探头侧,靠近焊缝中心线1~2mm。
(2)     未熔合,位于探头侧,二次反射较强,定位于坡口处,另侧较难探测(主要受扫描范围影响,若可扫描到另侧,一次波较强)。
3.气孔,根据两侧反射对比鉴别。
六.质量评定
     与DL/T5048—95相同,下列缺陷不允许存在
1. 任何裂纹或未熔合、未焊透。
2. 密集气孔。
3. 反射波高超过或等于ф2×15—4dB者。
4. 单个缺陷指示长度≥10mm,缺陷总长≥12mm。
应用以上的方法,我们在对中大口径薄壁管道探伤中,取得了一定的效果,特别是对根部未焊透的探测较为准确。在日照电厂2×350MW机组建设中,共用此方法探伤500余只,其中发现不合格焊口20余只,为以后机组的安全运行奠定了基础。
 
 
 
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