CN111458406A - 一种奥氏体不锈钢角焊缝超声波检测方法 - Google Patents
一种奥氏体不锈钢角焊缝超声波检测方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种奥氏体不锈钢角焊缝超声波检测方法,包括:采用A型脉冲反射式超声波探伤仪;根据检测位置和对象不同,采用不同类型的探头;选择和制作对比试块;检测灵敏度调节;工件准备;采用探头进行扫查;缺陷定量和评判。本发明综合运用纵波双晶斜探头、纵波双晶直探头和双晶爬波探头,并研制了角对接对比试样,形成了一套专用检测方法,解决了该类奥氏体不锈钢角焊缝的超声波检测需求,保证了焊缝质量。
Description
技术领域
本发明涉及焊缝检测技术,特别是一种奥氏体不锈钢角焊缝超声波检测方法。
背景技术
奥氏体不锈钢在焊接过程中受热长大形成柱状晶,而在之后的冷却凝固过程中没有相变,因此常温下的奥氏体保留着高温时奥氏体的粗大晶粒。焊接过程中形成的柱状晶在焊缝的局部区域有相同的取向,但是在焊缝不同的区域其取向会有所变化,这就导致了整个焊缝区的不均匀性和各向异性。
奥氏体不锈钢焊缝的柱状晶组织、各向异性和不均匀性给超声波检测带来困难,当声束的方向选择不当时,显示波形会杂乱无章,信噪比降低,无法实现有效检测。因此我国在制造和定期检验过程中,常采用射线检测的方式检测奥氏体不锈钢角焊缝内部缺陷。但因透照方向上的厚度差别太大、缺陷位置和走向角度等原因,射线检测方法有的缺陷也可能检测不到,且无法对缺陷深度定位。目前,奥氏体不锈钢焊缝的超声检测多为针对奥氏体不锈钢对接焊缝的检测,采用方法为纵波斜入射检测。奥氏体不锈钢角焊缝的超声检测几乎没有。
发明内容
本发明的目的在于提供一种奥氏体不锈钢角焊缝超声波检测方法,实现对奥氏体不锈钢角焊缝的超声波检测,保证奥氏体不锈钢角焊缝的产品内部质量。
实现本发明目的的技术方案为:一种奥氏体不锈钢角焊缝超声波检测方法,包括以下步骤:
步骤1、选择仪器:采用A型脉冲反射式超声波探伤仪;
步骤2、选择检测探头:探头的选择应确保检测时超声波声束能扫查到工件的整个被检区域,翼板超过14mm时采用双晶直探头和纵波斜探头,翼板在8mm-14mm时采用双晶直探头和爬波探头;牛腿结构检测时,采用爬波探头;
步骤3、选择和制作对比试块:试块的材料牌号以及状态应与被检材料相同;
对比试块一包含至少6个长横孔;其中,焊缝中心线深度方向上以及焊缝熔合线深度方向上,各分布至少3个的长横孔;
对比试块二的两端各制作两个长横孔;其中一端长横孔分别位于焊缝与翼板熔合线中心和焊缝与腹板坡口熔合线中心,另一端长横孔分别位于焊缝与翼板熔合线中心和焊缝与翼板熔合线上对应腹板厚度位置;
步骤4、检测灵敏度调节
纵波斜探头灵敏度调节:采用对比试块一调节声速、零位、折射角,制作DAC灵敏度曲线;
双晶直探头灵敏度调节:采用对比试块二调节声速、零位,调节检测灵敏度;
爬坡探头灵敏度调节:采用对比试块一调节声速、零位、折射角,制作DAC灵敏度曲线;
步骤5、工件准备:翼板背面对应焊缝位置标注出焊缝对应位置;
步骤6、扫查
采用纵波斜探头在腹板两侧作锯齿型扫查,探头垂直于焊缝中心线放置在检测面上,探头前后移动的范围应保证扫查到全部焊接接头截面;
采用双晶直探头在翼板焊缝上进行扫查,扫查时保证晶片分割线与焊缝方向一致,探头移动方向垂直与焊缝方向;
采用爬波探头在腹板两侧进行扫查,探头移动方向与焊缝平行;
步骤7、缺陷定量和评判:对超过评定要求的缺陷波判定其位置、波幅和指示长度;通过移动探头获得缺陷波的最大反射波为缺陷波幅,此位置为缺陷位置。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:针对奥氏体不锈钢角对接焊缝无任何参照检测方法的前提下,开创地进行纵波双晶斜探头、纵波双晶直探头和双晶爬波探头综合运用,并自己研制了角对接对比试样,形成了一套专用检测方法;解决了该类奥氏体不锈钢角焊缝的超声波检测需求,保证了焊缝质量。
附图说明
图1为实施例中对比试块一主视图。
图2为实施例中对比试块一俯视图。
图3为实施例中对比试块二侧视图。
具体实施方式
一种奥氏体不锈钢角焊缝超声波检测方法,包括以下步骤:
步骤1、选择仪器:采用A型脉冲反射式超声波探伤仪;
步骤2、选择检测探头:探头的选择应确保检测时超声波声束能扫查到工件的整个被检区域,翼板超过14mm时采用双晶直探头和纵波斜探头,翼板在8mm-14mm时采用双晶直探头和爬波探头;牛腿结构检测时,采用爬波探头;
步骤3、选择和制作对比试块:试块的材料牌号以及状态应与被检材料相同;
对比试块二包含至少6个长横孔;其中,焊缝中心线深度方向上以及焊缝熔合线深度方向上,各分布至少3个的长横孔;各孔深度成等差数列。
对比试块二的两端分别各制作两个长横孔;其中一端长横孔分别位于焊缝与翼板熔合线中心和焊缝与腹板坡口熔合线中心,另一端长横孔分别位于焊缝与翼板熔合线中心和焊缝与翼板熔合线上对应腹板厚度位置;其翼板厚度可与工件实际厚度相同;
步骤4、检测灵敏度调节
纵波斜探头灵敏度调节:采用对比试块1调节声速、零位、折射角,制作DAC灵敏度曲线;
双晶直探头灵敏度调节:采用对比试块2调节声速、零位,调节检测灵敏度;
爬坡探头灵敏度调节:采用对比试块1调节声速、零位、折射角,制作DAC灵敏度曲线;
步骤5、工件准备:翼板背面对应焊缝位置标注出焊缝对应位置;
步骤6、扫查
采用纵波斜探头在腹板两侧作锯齿型扫查,探头垂直于焊缝中心线放置在检测面上,探头前后移动的范围应保证扫查到全部焊接接头截面;探头前后移动的同时作10°~15°的角度偏转;
采用双晶直探头在翼板焊缝上进行扫查,扫查时保证晶片分割线与焊缝方向一致,探头移动方向垂直与焊缝方向;
采用爬波探头在腹板两侧进行扫查,探头移动方向与焊缝平行;
步骤7、缺陷定量和评判:对超过评定要求的缺陷波判定其位置、波幅和指示长度;通过移动探头获得缺陷波的最大反射波为缺陷波幅,此位置为缺陷位置。
进一步的,步骤1中探伤仪工作频率至少包括0.5MHz-5MHz。
进一步的,步骤2中,探头参数如下:
双晶纵波直探头:频率2-2.5MHz,聚焦深度根据板厚选择;
双晶纵波斜探头:频率2-2.5MHz,纵波折射角60°,聚焦深度根据板厚选择;
爬波探头:频率2-2.5MHz,探头尺寸8mm*12mm,聚焦深度根据板厚选择。
进一步的,步骤6扫查时,速度不超过100mm/s。探头每次扫查覆盖率不低于50%。
进一步的,步骤3中的长横孔直径Φ2mm×40。
进一步的,对比试块二的翼板厚度与工件实际厚度相同。
进一步的,工件准备时,翼板背面对应焊缝位置采用记号笔标注出焊缝对应位置;
下面通过实施例和附图对本发明进行详细说明。
实施例
奥氏体角焊缝中的缺陷主要是焊缝中的气孔、夹渣,翼板侧未熔合,腹板侧未熔合和根部未焊透。而未熔合和未焊透是该类角焊缝中主要的缺陷类型,也是必须先要能够检测出来的。为了解决这一问题,本发明提出了一种奥氏体不锈钢角焊缝超声波检测方法,包括以下步骤:
步骤1:选择仪器。采用A型脉冲反射式超声波探伤仪,探伤仪工作频率至少包括0.5MHz-5MHz。
步骤2:选择检测探头。根据检测位置和对象不同,需采用三种类型的探头:1)双晶纵波直探头;2)双晶纵波斜探头;3)爬波探头。
1)双晶纵波直探头:频率2-2.5MHz,聚焦深度根据板厚选择。
2)双晶纵波斜探头:频率2-2.5MHz,纵波折射角60°左右,聚焦深度根据板厚选择。
3)爬波探头:频率2-2.5MHz,探头尺寸8mm*12mm左右,聚焦深度根据板厚选择。
探头的选择应确保检测时超声波声束能扫查到工件的整个被检区域,翼板超过14mm时采用双晶直探头和纵波斜探头,翼板在8mm-14mm时采用双晶直探头和爬波探头。牛腿结构检测时,必须采用爬波探伤。
步骤3:选择和制作对比试块。试块包括对比试块一,见图1、图2;以及对比试块二,见附图3。试块的材料牌号以及状态应与被检材料相同。
对比试块一应包含至少6个直径Φ2mm×40的长横孔。其中,焊缝中心线1深度方向上以及焊缝熔合线2深度方向上,各分布至少3个的长横孔。根据被检焊缝厚度可适当增加长横孔数量,各孔深度成等差数列。
对比试块二的两端分别各制作两个Φ2mm×40的长横孔。其中一端长横孔分别位于焊缝与翼板熔合线中心3和焊缝与腹板坡口熔合线中心4,另一端长横孔分别位于焊缝与翼板熔合线中心5和焊缝与翼板熔合线上对应腹板厚度位置6。其翼板厚度可与工件实际厚度相同。
步骤4:检测灵敏度调节。
1)纵波斜探头灵敏度调节:采用对比试块一调节声速、零位、折射角,制作DAC灵敏度曲线;
2)双晶直探头灵敏度调节:采用对比试块二调节声速、零位,调节检测灵敏度;
3)爬坡探头灵敏度调节:采用对比试块一调节声速、零位、折射角,制作DAC灵敏度。
步骤5:工件准备。
1)确保焊缝表面应经过外观检查合格。检测面(探头经过区域)上所有的飞溅、污物等均应予以清除,其打磨后的表面粗糙度应符合检测要求;
2)翼板背面对应焊缝位置采用记号笔标注出焊缝对应位置;
步骤6:扫查。
1)采用纵波斜探头在腹板两侧作锯齿型扫查,探头垂直于焊缝中心线放置在检测面上,探头前后移动的范围应保证扫查到全部焊接接头截面。探头前后移动的同时应作10°~15°的角度偏转。
2)采用双晶直探头在翼板焊缝上进行扫查,扫查时保证晶片分割线与焊缝方向一致,探头移动方向垂直与焊缝方向。
3)采用爬波探头在腹板两侧进行扫查,探头移动方向与焊缝平行。
4)扫查时,速度不超过100mm/s。
5)探头每次扫查覆盖率不低于50%。
步骤7:缺陷定量和评判。对超过评定要求的缺陷波判定其位置、波幅和指示长度。通过移动探头获得缺陷波的最大反射波为缺陷波幅,此位置为缺陷位置。
本发明制作了奥氏体不锈钢角焊缝对比试样,用以验证不同位置,不同缺陷的检出能力,确保了工艺参数的可靠性。检测时超声声束能扫查到工件的整个被检区域,翼板超过14mm时采用双晶直探头和纵波斜探头,翼板在8mm-14mm时采用双晶直探头和爬波探头;牛腿结构检测时,必须采用爬波探伤。通过选用检测探头和设定检测工艺参数,能有效的实现奥氏体不锈钢角焊缝的超声波检测。
Claims (9)
1.一种奥氏体不锈钢角焊缝超声波检测方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1、选择仪器:采用A型脉冲反射式超声波探伤仪;
步骤2、选择检测探头:探头的选择应确保检测时超声波声束能扫查到工件的整个被检区域,翼板超过14mm时采用双晶直探头和纵波斜探头,翼板在8mm-14mm时采用双晶直探头和爬波探头;牛腿结构检测时,采用爬波探头;
步骤3、选择和制作对比试块:试块的材料牌号以及状态应与被检材料相同;
对比试块一包含至少6个长横孔;其中,焊缝中心线深度方向上以及焊缝熔合线深度方向上,各分布至少3个的长横孔;
对比试块二的两端各制作两个长横孔;其中一端长横孔分别位于焊缝与翼板熔合线中心和焊缝与腹板坡口熔合线中心,另一端长横孔分别位于焊缝与翼板熔合线中心和焊缝与翼板熔合线上对应腹板厚度位置;
步骤4、检测灵敏度调节
纵波斜探头灵敏度调节:采用对比试块一调节声速、零位、折射角,制作DAC灵敏度曲线;
双晶直探头灵敏度调节:采用对比试块二调节声速、零位,调节检测灵敏度;
爬坡探头灵敏度调节:采用对比试块一调节声速、零位、折射角,制作DAC灵敏度曲线;
步骤5、工件准备:翼板背面对应焊缝位置标注出焊缝对应位置;
步骤6、扫查
采用纵波斜探头在腹板两侧作锯齿型扫查,探头垂直于焊缝中心线放置在检测面上,探头前后移动的范围应保证扫查到全部焊接接头截面;
采用双晶直探头在翼板焊缝上进行扫查,扫查时保证晶片分割线与焊缝方向一致,探头移动方向垂直与焊缝方向;
采用爬波探头在腹板两侧进行扫查,探头移动方向与焊缝平行;
步骤7、缺陷定量和评判:对超过评定要求的缺陷波判定其位置、波幅和指示长度;通过移动探头获得缺陷波的最大反射波为缺陷波幅,此位置为缺陷位置。
2.根据权利要求1所述的奥氏体不锈钢角焊缝超声波检测方法,其特征在于,步骤1中探伤仪工作频率至少包括0.5MHz-5MHz。
3.根据权利要求1所述的奥氏体不锈钢角焊缝超声波检测方法,其特征在于,步骤2中,探头参数如下:
双晶纵波直探头:频率2-2.5MHz;
双晶纵波斜探头:频率2-2.5MHz,纵波折射角60°;
爬波探头:频率2-2.5MHz。
4.根据权利要求1所述的奥氏体不锈钢角焊缝超声波检测方法,其特征在于,步骤3中的长横孔直径Φ2mm×40。
5.根据权利要求1所述的奥氏体不锈钢角焊缝超声波检测方法,其特征在于,对比试块二的翼板厚度与工件实际厚度相同。
6.根据权利要求1所述的奥氏体不锈钢角焊缝超声波检测方法,其特征在于,步骤5中采用记号笔标注出焊缝对应位置。
7.根据权利要求1所述的奥氏体不锈钢角焊缝超声波检测方法,其特征在于,步骤6扫查时,速度不超过100mm/s。
8.根据权利要求1所述的奥氏体不锈钢角焊缝超声波检测方法,其特征在于,步骤6扫查时,探头每次扫查覆盖率不低于50%。
9.根据权利要求1所述的奥氏体不锈钢角焊缝超声波检测方法,其特征在于,步骤6采用纵波斜探头扫查时,探头前后移动的同时作10°~15°的角度偏转。
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