CN103901097A - 一种铁磁性薄壁管根部未焊透的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铁磁性薄壁管根部未焊透的检测方法，具体为：制作对比试块，利用与被检工具材质、磁特性相同的材质制作三个对比试块，并根据情况选择合适的对比试块；采用选定对比试块对直流电磁轭仪器进行灵敏度校验，选择合适的设备；然后对焊缝表面处理并确定磁化次数；最后，检测时两磁极连线与焊缝保持垂直，采用超声波检测方法判定是否为焊缝中间缺陷，若判定为根部未焊透缺陷，进而对被检焊缝根部未焊透缺陷进行评定；对发现的不允许缺陷进行挖补处理。本方法采用直流磁轭法，能够可靠检出；本方法操作简单，使用方便，通过对比试块，能够判定所选用设备的灵敏度是否满足要求，以保证该检测方法结果的可靠性和准确性。

Description

一种铁磁性薄壁管根部未焊透的检测方法

技术领域

本发明涉及一种铁磁性薄壁管根部未焊透的检测方法，尤其是用于铁磁性材料壁厚小于等于4mm的薄壁管对接接头根部未焊透的检测方法。

背景技术                

小径管为外径D＝32～89mm、壁厚t＝4～14mm的锅炉受热面管，火力发电厂大部分受热面管如过热器、省煤器、再热器、水冷壁都在上述范围内。一台电站锅炉的受热面管及其焊口数量非常多，目前小径管环向对接焊缝采用的检测方法为射线检测和超声波检测。超声波检测技术对小径管焊缝内部危害性缺陷如裂纹、未熔合等面积型检出率较高，射线检测对根部未焊透、气孔等体积型缺陷检出率较高，为了提高检测效率，保证整个检修或安装工程进度，近年来对小径管对接焊接接头检测常采用超声波检测方法进行。目前可参考的小径管环向对接焊接接头超声波检测工艺标准条例有：JB/T4730-2005《承压设备无损检测》和DL/T820-2002《管道焊接接头超声波检验技术规程》。其中，查阅标准JB/T4730-2005《承压设备无损检测》和DL/T820-2002《管道焊接接头超声波检验技术规程》可知，对对接焊接接头超声波检测能够保证其检测治理的检测壁厚下限4mm。但在实际检修过程中经常出现以下情况：受热面管因烟气磨损、吹损等原因造成壁厚减薄，致使壁厚值小于4mm，但由于成本、工期等原因，经计算满足安全运行要求，不对其进行更换。同时，其它行业同样存在壁厚小于等于4mm的铁磁性薄壁管。此时对其对接焊接接头进行超声波检验，则以上两个标准不能适用，主要由于超声波检测无法有效检出其根部缺陷，极易对根部缺陷造成漏检，且根部缺陷引起的应力集中及危害程度远大于内部埋藏缺陷，根部缺陷中最经常出现且危害性最大的缺陷为根部未焊透。采用射线检测因为工期、场地、成本等原因无法开展，且射线检测对人体具有一定伤害。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、使用方便、可靠性强、可用于铁磁性材料壁厚不大于4mm的薄壁管对接焊接接头根部未焊透的检测方法，即采用直流电磁轭法。

本发明的原理：

因磁粉检测中磁化电流直流的穿透深度远大于交流磁化电流及整流磁化电流，为了发现壁厚小于等于4mm的薄壁管对接焊接接头根部未焊透缺陷，故本方法采用直流磁化电流进行检测。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种铁磁性薄壁管根部未焊透的检测方法，所述方法的步骤如下：

1）制作对比试块，并选择合适直流电磁轭仪器

①利用与被检工具材质、磁特性相同或相近的材质制作一三个平板型对比试块1-1、1-2、1-3，所述对比试块宽度均为150mm、长度为400mm、壁厚为4mm，所述对比试块的中间位置以及中间位置两侧50mm处各开设一个线切割槽，其中中间的线切割槽深0.6 mm，左、右两个线切割槽深分别为0.4mm、1mm；三个对比试块1-1、1-2、1-3的线切割槽宽度分别为0.5mm、1mm、2mm；

②然后利用三个对比试块对检测用的直流电磁轭仪器进行校核，三个对比试块的选择依据为：判断管子实际对口间隙尺寸与0.5mm、1mm、2mm中哪个更接近，则选择相对应试块，然后对其3条线切割槽进行逐条检测，以校验所用设备的检测灵敏度及缺陷检出能力；

③采用选定对比试块对所用直流电磁轭仪器进行灵敏度校验，校验时应使线切割槽位于两磁极连线中间位置，两磁极连线平行于试块长边，磁极连线同时位于试块宽度方向中间位置，使直流磁轭的两磁极间距控制到100mm，接通电流，对其对比试块的三条线切割槽进行磁粉检验，并对其结果进行记录；在检测过程中，若磁极连线两侧50mm范围三条线切割槽均能够清晰显示磁痕，则该直流磁粉探伤仪能够满足检测要求，可用于对壁厚不大于4mm的铁磁性小径管对接焊接接头进行根部未焊透检测，若不能清晰显示，则需更换设备重新进行上述操作；

2）焊缝表面处理及磁化次数确定

设备及设置参数选定后，可直接对被检壁厚不大于4mm的铁磁性小径管对接焊接接头进行根部未焊透检测，检测前需对焊缝表面进行打磨处理；根据管径D选择磁化次数n，n=D*π/（100*0.9），n为≥2，且向上取整，每次磁化要求有10%的重合；

3）检测过程中根部未焊透缺陷判定

检测过程中，两磁极连线与焊缝保持垂直，对于磁痕显示，采用打磨方法判定磁痕显示是否为焊缝上表面缺陷显示，采用超声波检测方法判定是否为焊缝中间缺陷，若判定为根部未焊透缺陷，进而对被检焊缝根部未焊透缺陷进行评定；对发现的不允许缺陷进行挖补处理，至此，完成了对该类薄壁管焊缝根部未焊透缺陷的检测评判。

用上述技术方案所产生的有益效果在于：本方法采用直流磁轭法，对壁厚小于等于4mm的薄壁铁磁性材料小径管的对接焊接接头根部未焊透缺陷，能够进行可靠检出，进行磁粉检验前，先对三个对比试块进行相同检验条件参数下的磁粉检测，通过对比对该类小径管根部未焊透缺陷进行有效可靠检出，然后根据焊缝级别要求，对根部未焊透缺陷是否允许存在做出判断，从而弥补了超声波检测在壁厚小于4mm中的不足，又避免了进行射线检测需要大量的人力、物力及工期等限制条件。本方法操作简单，使用方便，通过对比试块，能够判定所选用设备的灵敏度是否满足要求，以保证该检测方法结果的可靠性和准确性。

附图说明

图1为本发明对比试块的示意图；

图2是图1的测试示意图；

图3是图1的俯视示意图；

图4是本对比试块的使用示意图

图5是本对比试块使用时的俯视示意图；

其中，1、对比试块；2、线切割槽；3、直流电磁轭仪器；4、磁极连线。

具体实施方式

参见附图1-附图5，本发明利用了直流电磁轭深入深度大的优点，采用直流电磁轭磁粉检测方法，对壁厚小于等于4mm的薄壁铁磁性材料小径管的对接焊接接头根部焊接情况进行检验。

本发明利用与被检工件材质、磁特性相同或相近的材质制作一组平板型对比试块1，对比试块1编号为1-1、1-2、1-3，其宽度为150mm、长度为400mm、壁厚为4mm，对比试块1在1/2长度方向及两侧各50mm处开有深0.4mm、0.6mm、1mm的线切割槽，1-1、1-2、1-3对比试块的线切割槽2宽度分别为0.5mm、1mm、2mm，其具体结构见图1。该处之所以采用0.4mm、0.6mm、1mm的线切割槽，主要是参照了JB/T 4730.2-2005《承压设备无损检测》射线检测部分中表22，其具体规定内容如下：

另外，线切割槽2宽度之所以采用0.5mm、1mm、2mm三种规格，主要考虑了现场焊接实际对口间隙尺寸。

本发明的具体方法如下：

1）选择合适对比试块对检测仪器设备及参数进行校验

检验前，需对对比试块1-1、1-2、1-3三个试块进行选择，选择依据为其实际对口间隙（指焊缝焊接前固定管子后母材内壁之间的尺寸）尺寸与0.5mm、1mm、2mm中哪个更接近，则选择相对应对比试块1，然后对其3条线切割槽2进行逐条检测，以校验所用设备的检测灵敏度及缺陷检出能力。

采用选定试块对所用直流电磁轭仪器设备进行灵敏度校验时，应使线切割槽位于两磁极连线4中间位置，两磁极连线4平行于试块长边，磁极连线同时位于对比试块1宽度方向中线基本重合，使直流磁轭的两磁极间距控制到100mm左右，间距小于75mm则因其磁极在工件上形成的磁力线过大，磁场极不均匀，易产生非相关显示，影响对根部未焊透的准确判断，磁极间距大于200mm则有可能使磁路增大，灵敏度有可能不满足要求，使根部未焊透缺陷不能有效检出，故一般两磁极间距取100mm。接通电流，对其试块的三条线切割槽进行磁粉检验，并对其结果进行记录。在检测过程中，若磁极连线4两侧50mm范围三条线切割槽均能够清晰显示磁痕，则该直流磁粉探伤仪能够满足检测要求，可用于对壁厚小于等于4mm的铁磁性小径管对接焊接接头进行根部未焊透检测，或不能清晰显示，则需更换设备重新进行上述操作。

2）焊缝表面处理及磁化次数确定

设备及设置参数（主要指磁极间距）选定后，可直接对被检壁厚小于等于4mm的铁磁性小径管对接焊接接头进行根部未焊透检测，检测前需对焊缝表面进行打磨处理，去除影响检测结果的表面油脂、铁锈、氧化皮击或其他粘附磁粉的物质，并修磨会影响检测结果的焊缝表面的不规则状态至满足要求。根据管径D选择磁化次数n，n=D*π/（100*0.9），n≥2，为保证未焊透缺陷不漏检，每次磁化要求有10%的重合。

3）检测过程中根部未焊透缺陷判定

检测过程中，两磁极连线与焊缝保持垂直，对于磁痕显示，可采用打磨方法判定磁痕显示是否为焊缝上表面缺陷显示，采用常规超声波检测方法可判定是否为焊缝中间缺陷，若判定为根部未焊透缺陷，则参照JB/T 4730.2-2005《承压设备无损检测》射线检测部分中表22及焊缝所属级别中未焊透缺陷的长度要求，对被检焊缝根部未焊透缺陷进行评定。对发现的不允许缺陷进行挖补处理，至此，完成了对该类薄壁管焊缝根部未焊透缺陷的检测评判。

直流磁轭式磁粉检测仪器通过应用本方法，利用所给对比试块进行灵敏度校核和，可用于对于检测壁厚小于等于4mm的铁磁性薄壁管根部未焊透的检验，方法简单，操作方便，可靠性高。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (1)

1.一种铁磁性薄壁管根部未焊透的检测方法，其特征在于：所述方法的步骤如下：

1）制作对比试块，并选择合适直流电磁轭仪器

①利用与被检工具材质、磁特性相同或相近的材质制作三个平板型对比试块（1），三个对比试块（1）宽度均为150mm、长度为400mm、壁厚为4mm，所述对比试块的中间位置以及中间位置两侧50mm处各开设一个线切割槽（2），其中中间的线切割槽深0.6 mm，左、右两个线切割槽深分别为0.4mm、1mm；三个对比试块的线切割槽（2）宽度分别为0.5mm、1mm、2mm；

②然后利用三个对比试块（1）对检测用的直流电磁轭仪器进行校核，三个对比试块的选择依据为：判断管子实际对口间隙尺寸与0.5mm、1mm、2mm中哪个更接近，则选择相对应试块，然后对其3条线切割槽（2）进行逐条检测，以校验所用设备的检测灵敏度及缺陷检出能力；

③采用选定对比试块对所用直流电磁轭仪器进行灵敏度校验，校验时应使线切割槽位于两磁极连线（4）中间位置，两磁极连线（4）平行于试块长边，磁极连线同时位于试块宽度方向中间位置，使直流磁轭的两磁极间距控制到100mm，接通电流，对其对比试块的三条线切割槽进行磁粉检验，并对其结果进行记录；在检测过程中，若磁极连线两侧50mm范围三条线切割槽均能够清晰显示磁痕，则该直流磁粉探伤仪能够满足检测要求，可用于对壁厚不大于4mm的铁磁性小径管对接焊接接头进行根部未焊透检测，若不能清晰显示，则需更换设备重新进行上述操作；

2）焊缝表面处理及磁化次数确定

设备及设置参数选定后，可直接对被检壁厚不大于4mm的铁磁性小径管对接焊接接头进行根部未焊透检测，检测前需对焊缝表面进行打磨处理；根据管径D选择磁化次数n，n=D*π/（100*0.9），n为≥2，且向上取整，每次磁化要求有10%的重合；

3）检测过程中根部未焊透缺陷判定

检测过程中，两磁极连线与焊缝保持垂直，对于磁痕显示，采用打磨方法判定磁痕显示是否为焊缝上表面缺陷显示，采用超声波检测方法判定是否为焊缝中间缺陷，若判定为根部未焊透缺陷，进而对被检焊缝根部未焊透缺陷进行评定；对发现的不允许缺陷进行挖补处理，至此完成了对该类薄壁管焊缝根部未焊透缺陷的检测评判。

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