CN101694484A - 一种奥氏体不锈钢焊缝中缺陷的超声波定位方法 - Google Patents

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张富生
冯斌
戚英
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Abstract

本发明公开了一种奥氏体不锈钢焊缝中缺陷的超声波定位方法，包括以下步骤：制作一块与被检焊缝具有相同声学性能并具有代表性的对比试块；对对比试块的焊缝进行探伤，以判断被检奥氏体不锈钢焊缝是否具有可探性；如果可探性试验可以检测出对比试块焊缝中小于某个极限尺寸的缺陷的位置，则利用常规超声波检测的方法对奥氏体不锈钢焊缝中的缺陷进行定位。由于本发明首先对奥氏体粗晶焊缝的超声波探伤检测进行可探性试验，为是否可以采用超声波探伤检测提供了科学依据。由于本发明预先在模拟试块的焊缝中预先加工了已知位置和大小的人工孔，对于在可探性试验中得出可探结论的焊缝，通过波形和信噪比的对照，就可以准确地检测出缺陷的大小和位置。

Description

一种奥氏体不锈钢焊缝中缺陷的超声波定位方法
技术领域
本发明涉及一种承压设备焊缝的无损检测方法，特别是一种奥氏体不锈钢焊缝中缺陷的超声波定位方法。
背景技术
奥氏体不锈钢材料具有耐腐蚀、韧性高、可焊性好和综合力学性能优等特点，已被广泛应用于石油、化工、核电、造纸等领域，许多压力容器和核电产品中的焊缝均采用奥氏体不锈钢或镍基材料作为填充材料，使得该类焊缝成为奥氏体粗晶焊缝。为检验这些焊缝中是否存在缺陷，我们通常是采用射线的方法来对焊缝进行检测。但是射线检测通常无法对缺陷进行深度定位。所以只有靠采用超声波检测的办法对该类焊缝进行辅助检测，以确定焊缝中缺陷的位置和大小。目前针对非奥氏体粗晶焊缝的超声检测，通常采用的主要步骤为：
1、选择仪器、探头、试块；
2、调整仪器参数、设定检测灵敏度；
3、进行实际检测。
但是，对于奥氏体不锈钢粗晶焊缝来讲，由于晶粒组织较粗，对超声波衰减很大，探伤过程中，在探伤仪示波屏上显示出干扰信号严重、信噪比低的现象，从而导致某一极限尺寸以下的缺陷无法发现。另外，由于这种粗晶组织中有树枝状晶体存在，使超声波传播的路径也发生变化，导致非直线传播，给常规超声波检测缺陷、定位带来了相当大的困难。由于上述因素的存在，在对这种焊缝进行超声检测前首先要增加可探性试验这一工序，然后根据试验结果确定后续检测工作步骤是否可按常规检测方法即非奥氏体粗晶焊缝的超声波检测方法正常进行。非奥氏体粗晶焊缝的超声检测是不存在干扰信号严重和信噪比低的现象，所以不需要增加可探性试验这一工序。
发明内容
为解决现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提出一种奥氏体不锈钢焊缝中缺陷的超声波定位方法，可以更准确地检测出极限尺寸以下缺陷的位置。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种奥氏体不锈钢焊缝中缺陷的超声波定位方法包括以下步骤：
A、制作对比试块：制作一块与被检焊缝具有相同声学性能并具有代表性的对比试块；
B、进行可探性试验：对对比试块的焊缝进行探伤，以判断被检奥氏体不锈钢焊缝是否具有可探性；
C、进行常规检测：如果可探性试验可以检测出对比试块焊缝中小于某个极限尺寸的缺陷的位置，则可以利用常规超声波检测的方法对奥氏体不锈钢焊缝中的缺陷进行定位；否则，就证明常规超声波检测方法对这种奥氏体不锈钢焊缝根本不适用。
本发明所述的制作对比试块包括以下步骤：
A1、制作模拟试块：按照被检测焊缝完全相同的材质、厚度、曲率制作几块焊缝模拟试块，在制作过程中使用的母材、焊材及包括焊接、热处理、机械加工等制造工艺应与被检测焊缝完全一致；试块的长度和宽度根据探头的角度和侧壁干涉的条件进行确定；
A2、加工人工孔：在焊缝模拟试块的焊缝中心线和熔合面上加工人工孔，使人工孔具有焊缝截面不同位置的代表性；在同一焊缝模拟试块上加工相同孔径的人工孔，在不同的焊缝模拟试块上加工不同孔径的人工孔。
本发明所述的进行可探性试验包括以下步骤：
B1、根据粗晶焊缝的特点，选择适当频率的纵波直探头或斜探头；
B2、选择不同的探头分别对不同孔径的焊缝模拟试块进行检测，根据不同孔径的人工孔反射波的信噪比判断焊缝的可探性。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、由于本发明首先对奥氏体粗晶焊缝的超声波探伤检测进行可探性试验，为是否可以采用超声波探伤检测提供了科学依据。如果在正式产品焊缝探伤前所进行的可探性试验给出不可探的结论，则证明该焊缝根本无法采用超声波来对其进行检测，更无法对缺陷进行测量和定位，即可省略超声波探伤检测这一工序。也可以理解为，在这种情况下的超声波检测根本不适用。就目前而言，针对这类奥氏体粗晶焊缝国外其它发达国家也没有探索出比较理想的超声检测方法。
2、由于本发明预先在模拟试块的焊缝中预先加工了已知位置和大小的人工孔，对于在可探性试验中得出可探结论的焊缝，通过波形和信噪比的对照，就可以准确地检测出缺陷的大小和位置。例如，在快中子反应堆的制造过程中，有大量的奥氏体不锈钢焊缝需要进行射线检测，但射线检测无法确定缺陷在焊缝中的深度。由于采用本发明的方法作为射线检测的补充定位手段，可以成功地对射线检测所发现的缺陷进行准确定位，为超标缺陷的清除提供了位置依据，降低了盲目性。
附图说明
本发明共有附图3张，其中：
图1是对比试块主视图。
图2是对比试块俯视图。
图3是对比试块左视图。
图中，1、母材，2、焊缝，3、人工孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步地描述。如图1-3所示，一种奥氏体不锈钢焊缝中缺陷的超声波定位方法包括以下步骤：
A、制作对比试块：制作一块与被检焊缝2具有相同声学性能并具有代表性的对比试块；
B、进行可探性试验：对对比试块的焊缝2进行探伤，以判断被检奥氏体不锈钢焊缝是否具有可探性；
C、进行常规检测：如果可探性试验可以检测出对比试块焊缝2中小于某个极限尺寸的缺陷的位置，则可以利用常规超声波检测的方法对奥氏体不锈钢焊缝2中的缺陷进行定位；否则，就证明常规超声波检测方法对这种奥氏体不锈钢焊缝根本不适用。
本发明所述的制作对比试块包括以下步骤：
A1、制作模拟试块：按照被检测焊缝2完全相同的材质、厚度、曲率制作几块焊缝模拟试块，在制作过程中使用的母材1、焊材及包括焊接、热处理、机械加工等制造工艺应与被检测焊缝2完全一致；试块的长度和宽度根据探头的角度和侧壁干涉的条件进行确定；
A2、加工人工孔3：在焊缝模拟试块的焊缝2中心线和熔合面上加工人工孔3，使人工孔3具有焊缝2截面不同位置的代表性；在同一焊缝模拟试块上加工相同孔径的人工孔3，在不同的焊缝模拟试块上加工不同孔径的人工孔3。
本发明所述的进行可探性试验包括以下步骤：
B1、根据粗晶焊缝2的特点，以使用宽频带、窄脉冲探头为原则来选择试验探头，通常使用双晶纵波探头比较合适；
B2、选择不同的探头分别对不同孔径的焊缝模拟试块进行检测，根据不同孔径的人工孔3反射波的信噪比判断焊缝2的可探性。具体的步骤如下：首先将探头放置在试块上，垂直于焊缝2慢慢移动寻找平行于焊缝2的人工孔3反射信号，并观察人工孔3的信噪比是否能满足探伤要求，以能区分出缺陷波为准，从而确定出垂直于焊缝2方向检测的可探性；然后将探头骑跨在试块的焊缝2上，并平行于焊缝2慢慢移动寻找垂直于焊缝2的人工孔3的反射信号，观察信噪比，以确认平行于焊缝2检测的可探性；最终给出结论，如果信噪比能满足探伤要求，则证明焊缝2可探；反之则为不可探。

Claims (3)

1.一种奥氏体不锈钢焊缝中缺陷的超声波定位方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、制作对比试块：制作一块与被检焊缝(2)具有相同声学性能并具有代表性的对比试块；
B、进行可探性试验：对对比试块的焊缝(2)进行探伤，以判断被检奥氏体不锈钢焊缝是否具有可探性；
C、进行常规检测：如果可探性试验可以检测出对比试块焊缝(2)中小于某个极限尺寸的缺陷的位置，则可以使用常规超声波检测的方法对奥氏体不锈钢焊缝(2)中的缺陷进行定位；否则，就证明常规超声波检测方法对这种奥氏体不锈钢焊缝根本不适用。
2.根据权利要求1所述的奥氏体不锈钢焊缝中缺陷的超声波定位方法，其特征在于：所述的制作对比试块包括以下步骤：
A1、制作模拟试块：按照被检测焊缝(2)完全相同的材质、厚度、曲率制作几块焊缝模拟试块，在制作过程中使用的母材(1)、焊材及包括焊接、热处理、机械加工等制造工艺应与被检测焊缝(2)完全一致；试块的长度和宽度根据探头的角度和侧壁干涉的条件进行确定；
A2、加工人工孔(3)：在焊缝模拟试块的焊缝(2)中心线和熔合面上加工人工孔(3)，使人工孔(3)具有焊缝(2)截面不同位置的代表性；在同一焊缝模拟试块上加工相同孔径的人工孔(3)，在不同的焊缝模拟试块上加工不同孔径的人工孔(3)。
3.根据权利要求1所述的奥氏体不锈钢焊缝中缺陷的超声波定位方法，其特征在于：所述的进行可探性试验包括以下步骤：
B1、根据粗晶焊缝(2)的特点，选择适当频率的纵波直探头或斜探头；
B2、选择不同的探头分别对不同孔径的焊缝模拟试块进行检测，根据不同孔径的人工孔(3)反射波的信噪比判断焊缝(2)的可探性。
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PB01 Publication
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