CN111307946A - 奥氏体不锈钢对接焊接接头的超声检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种奥氏体不锈钢对接焊接接头的超声检测方法，包括以下步骤：步骤S1，订制探头；步骤S2，制作试块；步骤S3，制作距离‑波幅曲线；步骤S4，检测准备；步骤S5，检测；步骤S6，缺陷评定。该奥氏体不锈钢对接焊接接头的超声检测方法，对于缺陷部位进行对比检测后，在奥氏体不锈钢焊缝上分别进行Ir‑192源射线检测和现场实际解剖，对比检测结果与射线底片和解剖结果完全吻合，由此证明采用该方法能有效地对奥氏体不锈钢焊缝进行超声检测，对该类焊接接头进行有效的超声检测是能够达到无损检测的标准，对于本行业在该领域的检测具有一定的借鉴意义。

Description

奥氏体不锈钢对接焊接接头的超声检测方法

技术领域

本发明属于奥氏体不锈钢对接焊接接头超声检测技术领域，具体涉及一种奥氏体不锈钢对接焊接接头的超声检测方法。

背景技术

奥氏体不锈钢焊缝组织晶粒粗大、柱状晶粒且各项异性，对于超声波产生强烈的吸收和散射，声能损失大、草状回波多、缺陷定量定位偏差大，严重影响缺陷的判定和返修。

而随着奥氏体不锈钢在石油化工、制药、航空航天领域的应用越来越广泛，为能够实现在奥氏体不锈钢焊缝中的超声检测，需采取特殊的技术措施并进行试验验证后方可进行，但是目前很少有这种技术去对焊缝缺陷进行检测的方法。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种结构简单，设计合理的奥氏体不锈钢对接焊接接头的超声检测方法。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

奥氏体不锈钢对接焊接接头的超声检测方法，包括以下步骤：

步骤S1，订制探头：根据要求订制若干个双晶聚焦纵波斜探头；

步骤S2，制作试块：

1)、采用与被检试件相同的规格和材质来制作奥氏体管道焊缝检测专用对比试块，对比试块包括A型对比试块和B型对比试块；

2)、在A型对比试块上焊缝的一侧沿熔合线加工四个深度分别为10mm、20mm、30mm和40mm的φ2mm横通孔；

3)、在B型对比试块在焊缝中心加工4个深度为10mm、20mm、30mm、40mm的φ2mm横通孔；

步骤S3，制作距离-波幅曲线：对A型对比试块和B型对比试块进行模拟检测，并分别制作距离-波幅曲线；

步骤S4，检测准备：

1)、采用双晶纵波斜探头在焊接接头的单面双侧实施直射法检测，将焊接接头检测面余高磨平或增加大角度纵波斜探头以两种声束角度探测；

2)、将焊接接头两侧的探头移动区内的焊接飞溅、铁屑、油垢及其他杂质进行清除，打磨焊接接头的余高直至其与邻近母材平齐；

步骤S5，检测：

1)、通过斜探头在垂直于焊接接头方向作锯齿型扫查，探头前后移动的距离应保证声束扫查到整个焊接接头截面及热影响区；

2)、为确定缺陷位置、方向、形状，观察动态波形或区分缺陷波与伪信号，可采用前后、左右等探头基本扫查方式；

步骤S6，缺陷评定：分别采用A型对比试块和B型对比试块的距离-波幅曲线在超声波检测仪上做出两种波幅曲线，任选一种波幅曲线对待检测焊缝进行扫查检测，当发现焊缝缺陷在焊缝一侧时，调出用A型比对试块做出的波幅曲线对缺陷进行定量和定位，当发现焊缝缺陷在焊缝中间位置附近时，调出用B型比对试块做出的波幅曲线对缺陷进行定量和定位。

作为本发明的进一步优化方案，所述步骤S3中A型对比试块和B型对比试块的表面焊缝宽度应打磨平整至光滑，且要将其保持原有管道表面弧度。

作为本发明的进一步优化方案，所述步骤S3中距离-波幅曲线的制作是由选定的探头-仪器组合在对比试块上实测数据后绘制出的，测定横孔的回波高度时，声束应通过焊接接头金属，评定线至定量线以下区域为Ⅰ区，定量线至判废线以下区域为Ⅱ区，判废线及以上区域为Ⅲ区。

作为本发明的进一步优化方案，所述步骤S3中制作距离-波幅曲线时，控制声束只经过母材区域，测绘另一条距离-波幅曲线，比较焊接接头组织与母材的差异。

作为本发明的进一步优化方案，所述步骤S5中检测焊接接头时，扫查灵敏度应不低于评定线灵敏度，如果信噪比允许，应再提高6dB，对波幅超过评定线的回波，应根据探头位置、方向、反射波位置及焊接接头情况，判断其是否为缺陷回波，为避免变形横波的干扰，应着重观察荧光屏靠前的回波。

作为本发明的进一步优化方案，所述步骤S6中出现超过评定线的回波时，应注意其是否具有裂纹等危害性缺陷特征，并结合缺陷位置、动态波形及工艺特征综合判定。

本发明的有益效果在于：

1)本发明对于奥氏体不锈钢焊缝上缺陷部位进行对比检测后，在奥氏体不锈钢焊缝上分别进行Ir-192源射线检测和现场实际解剖，对比检测结果与射线底片和解剖结果完全吻合，由此证明采用该方法能有效地对奥氏体不锈钢焊缝进行超声检测；

2)本发明对该类焊接接头进行有效的超声检测是能够达到无损检测的标准，对于本行业在该领域的检测具有一定的借鉴意义。

附图说明

图1是本发明的整体流程示意图；

图2是本发明的A型对比试块的结构示意图；

图3是本发明的B型对比试块的结构示意图

图4是本发明的距离-波幅曲线参考图；

图5是本发明的距离-波幅曲线实测图；

图6是本发明的根部未熔合探测回波声程示意图；

图7是本发明的二次反射波显示示意图；

图8是本发明的一次反射波显示示意图；

图9是本发明的坡口未熔合探测回波声程示意图；

图10是本发明的倾斜入射时不规则大反射体回波动态波形(裂纹)图。

具体实施方式

下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。

实施例1

如图1-10所示，奥氏体不锈钢对接焊接接头的超声检测方法，包括以下步骤：

步骤S1，订制探头：根据要求订制若干个双晶聚焦纵波斜探头，探头数据如下表，根据实际需要，可用2P8×10K1、K2，2P6×6K1、K2纵波斜探头做补充扫查；

序号	折射角	标称频率(MHz)	焦点深度(mm)	晶片尺寸
					1	70°	1.5、2.0、2.5	20	8×12mm
2	60°	1.5、2.0、2.5	20	8×12mm
					3	45°	1.5、2.0、2.5	20	10×12mm
4	45°	1.5、2.0、2.5	40	10×12mm

步骤S2，制作试块：

1)、采用与被检试件相同的规格和材质来制作奥氏体管道焊缝检测专用对比试块，对比试块包括A型对比试块和B型对比试块；

2)、在A型对比试块上焊缝的一侧沿熔合线加工四个深度分别为10mm、20mm、30mm和40mm的φ2mm横通孔；

3)、在B型对比试块在焊缝中心加工4个深度为10mm、20mm、30mm、40mm的φ2mm横通孔；

步骤S3，制作距离-波幅曲线：对A型对比试块和B型对比试块进行模拟检测，其中A型对比试块和B型对比试块的表面焊缝宽度应打磨平整至光滑，且要将其保持原有管道表面弧度，并分别制作距离-波幅曲线，制作距离-波幅曲线图时采用PXUT-350型超声波探伤仪，对A型对比试块和B型对比试块分别进行模拟检测，并制作距离-波幅曲线，同时在制作距离-波幅曲线时，控制声束只经过母材区域，测绘另一条距离-波幅曲线，比较焊接接头组织与母材的差异，步骤S3中距离-波幅曲线的制作是由选定的探头-仪器组合在对比试块上实测数据后绘制出的，测定横孔的回波高度时，声束应通过焊接接头金属，评定线EL至定量线SL以下区域为Ⅰ区，定量线SL至判废线RL以下区域为Ⅱ区，判废线RL及以上区域为Ⅲ区，判废线RL、定量线SL和评定线EL的灵敏度按NB/T47013.3-2015标准执行；

步骤S4，检测准备：

1)、采用双晶纵波斜探头在焊接接头的单面双侧实施直射法检测，将焊接接头检测面余高磨平或增加大角度纵波斜探头以两种声束角度探测；

2)、将焊接接头两侧的探头移动区内的焊接飞溅、铁屑、油垢及其他杂质进行清除，打磨焊接接头的余高直至其与邻近母材平齐；

步骤S5，检测：

1)、通过斜探头在垂直于焊接接头方向作锯齿型扫查，探头前后移动的距离应保证声束扫查到整个焊接接头截面及热影响区；

2)、为确定缺陷位置、方向、形状，观察动态波形或区分缺陷波与伪信号，可采用前后、左右等探头基本扫查方式；

检测焊接接头时，扫查灵敏度应不低于评定线灵敏度，如果信噪比允许，应再提高6dB，对波幅超过评定线的回波，应根据探头位置、方向、反射波位置及焊接接头情况，判断其是否为缺陷回波，为避免变形横波的干扰，应着重观察荧光屏靠前的回波；

未熔合反射波的基本特征是：在焊缝两侧探测时，反射波幅不同，大部分未熔合只能从一侧探到(多为坡口未熔合)，较大尺寸的未熔合探头平移时，波形较稳定，一般为根部未熔合与坡口未熔合这两种形式；

如图7和图8所示，根部未熔合波形特征：缺陷反射波(F)出现时，至少一侧可以同时看到底波反射，而未焊透则没有底波(T)；

坡口未熔合多在后壁和自动焊焊接时产生，具有一定的长度，成连续装或断续状；手工焊接产生的未熔合一般较短，面积较小，且不均匀；

其特征：探头平行于焊缝移动时，特征包络线比较平稳(连续状)或有缓慢的起伏(断续)；探头前后移动时，特征包络线与气孔差不多；探头作摆动或转动时，波形消失很快；

手动焊接产生的未熔合与条状夹渣相近，如图所示，从缺陷侧探伤，二次波信号强，一次波信号弱甚至没有，从非缺陷侧探测，情况则相反；

步骤S6，缺陷评定：分别采用A型对比试块和B型对比试块的距离-波幅曲线在超声波检测仪上做出两种波幅曲线，如图4和图5所示，任选一种波幅曲线对待检测焊缝进行扫查检测，当发现焊缝缺陷在焊缝一侧时，调出用A型比对试块做出的波幅曲线对缺陷进行定量和定位，当发现焊缝缺陷在焊缝中间位置附近时，调出用B型比对试块做出的波幅曲线对缺陷进行定量和定位，当步骤S6中出现超过评定线的回波时，应注意其是否具有裂纹等危害性缺陷特征，并结合缺陷位置、动态波形及工艺特征综合判定；

缺陷的产生部位一般在焊缝熔池中间，裂纹型式有下表面开裂、上表面开裂或者埋藏开裂，裂纹面一般垂直于焊缝表面；

裂纹多产生于焊缝根部或者外表面，多是由于焊接材料用错，强行组对或焊接工艺不当所致；

波形特征：尺寸大的裂纹回波高度较高、波幅宽、有多峰出现，探头平移时，反射波连续出现、波幅有变化，探头转动时，波峰有上下错动现象。

对于奥氏体不锈钢焊缝上缺陷部位进行对比检测后，在奥氏体不锈钢焊缝上分别进行Ir-192源射线检测和现场实际解剖，超声波对比检测结果与射线底片和解剖结果完全吻合，由此证明采用该方法能有效地对奥氏体不锈钢焊缝进行超声检测。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种奥氏体不锈钢对接焊接接头的超声检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，订制探头：根据要求订制若干个双晶聚焦纵波斜探头；

步骤S2，制作试块：

1)、采用与被检试件相同的规格和材质来制作奥氏体管道焊缝检测专用对比试块，对比试块包括A型对比试块和B型对比试块；

2)、在A型对比试块上焊缝的一侧沿熔合线加工四个深度分别为10mm、20mm、30mm和40mm的φ2mm横通孔；

3)、在B型对比试块在焊缝中心加工4个深度为10mm、20mm、30mm、40mm的φ2mm横通孔；

步骤S3，制作距离-波幅曲线：对A型对比试块和B型对比试块进行模拟检测，并分别制作距离-波幅曲线；

步骤S4，检测准备：

1)、采用双晶纵波斜探头在焊接接头的单面双侧实施直射法检测，将焊接接头检测面余高磨平或增加大角度纵波斜探头以两种声束角度探测；

2)、将焊接接头两侧的探头移动区内的焊接飞溅、铁屑、油垢及其他杂质进行清除，打磨焊接接头的余高直至其与邻近母材平齐；

步骤S5，检测：

1)、通过斜探头在垂直于焊接接头方向作锯齿型扫查，探头前后移动的距离应保证声束扫查到整个焊接接头截面及热影响区；

2)、为确定缺陷位置、方向、形状，观察动态波形或区分缺陷波与伪信号，可采用前后、左右等探头基本扫查方式；

步骤S6，缺陷评定：分别采用A型对比试块和B型对比试块的距离-波幅曲线在超声波检测仪上做出两种波幅曲线，任选一种波幅曲线对待检测焊缝进行扫查检测，当发现焊缝缺陷在焊缝一侧时，调出用A型比对试块做出的波幅曲线对缺陷进行定量和定位，当发现焊缝缺陷在焊缝中间位置附近时，调出用B型比对试块做出的波幅曲线对缺陷进行定量和定位。

2.根据权利要求1所述的奥氏体不锈钢对接焊接接头的超声检测方法，其特征在于：所述步骤S3中A型对比试块和B型对比试块的表面焊缝宽度应打磨平整至光滑，且要将其保持原有管道表面弧度。

3.根据权利要求1所述的奥氏体不锈钢对接焊接接头的超声检测方法，其特征在于：所述步骤S3中距离-波幅曲线的制作是由选定的探头-仪器组合在对比试块上实测数据后绘制出的，测定横孔的回波高度时，声束应通过焊接接头金属，评定线至定量线以下区域为Ⅰ区，定量线至判废线以下区域为Ⅱ区，判废线及以上区域为Ⅲ区。

4.根据权利要求3所述的奥氏体不锈钢对接焊接接头的超声检测方法，其特征在于：所述步骤S3中制作距离-波幅曲线时，控制声束只经过母材区域，测绘另一条距离-波幅曲线，比较焊接接头组织与母材的差异。

5.根据权利要求1所述的奥氏体不锈钢对接焊接接头的超声检测方法，其特征在于：所述步骤S5中检测焊接接头时，扫查灵敏度应不低于评定线灵敏度，如果信噪比允许，应再提高6dB，对波幅超过评定线的回波，应根据探头位置、方向、反射波位置及焊接接头情况，判断其是否为缺陷回波，为避免变形横波的干扰，应着重观察荧光屏靠前的回波。

6.根据权利要求1所述的奥氏体不锈钢对接焊接接头的超声检测方法，其特征在于：所述步骤S6中出现超过评定线的回波时，应注意其是否具有裂纹等危害性缺陷特征，并结合缺陷位置、动态波形及工艺特征综合判定。

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