CN211014144U - 适用于奥氏体不锈钢焊接接头相控阵检测用对比试块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种适用于奥氏体不锈钢焊接接头相控阵检测用对比试块，所述对比试块的材质为奥氏体不锈钢，所述对比试块内具有X型焊缝，所述X型焊缝包括两个单V型焊缝，两个所述单V型焊缝沿所述对比试块的高度方向叠加，所述单V型焊缝中的开口朝向所述对比试块的外侧。本实用新型的对比试块具有X型焊缝，控制其焊接工艺与实际产品一致，满足了标准中对于平板对接不锈钢焊缝超声检测灵敏度试块的相关要求，不仅解决了不锈钢母材与焊缝中对声束衰减的差异，同时也满足了小管径焊口探头耦合补偿的影响，使得对比试块将同时满足小管径焊接接头曲率问题和不锈钢焊缝和母材间对声束衰减的差异对距离‑波幅曲线制作准确性的影响。
Description
技术领域
本实用新型涉及相控阵检测技术领域，具体涉及一种适用于奥氏体不锈钢焊接接头相控阵检测用对比试块。
背景技术
目前相控阵技术应用在工业检测领域范围越来越广泛，电力行业已经对于碳钢焊缝的相控阵检测发布了DL/T1718标准。随着技术的不断发展，不锈钢领域的相控阵检测技术也在不断地研究中。但是目前未发布任何具有参考意义的不锈钢相控阵检测标准。
本领域的技术人员在对不锈钢材质的小管径焊接接头进行相控阵检测工艺研究时发现，因奥氏体不锈钢材质的特殊性，焊缝中金属晶粒粗大，成柱状晶状态，其对超声波的声束衰减与奥氏体不锈钢母材中差异较大，声束在奥氏体焊缝中传播时会发生传播路径畸变现象。若采用碳钢超声及相控阵检测标准普遍推荐的对比试块，以与被检测材质相同或相似的母材加工对比试块，则会因焊缝区域与母材区域衰减系数的不同，导致检测结果的不可靠，同时严重影响了缺陷的准确定位。
基于目前相关相控阵及常规超声检测所颁布的标准，均未对奥氏体不锈钢小管径焊接接头的灵敏度对比试块进行规定。参考NB/T47013.3承压设备超声检测标准附录I所示，现有技术中对于奥氏体不锈钢的超声检测要求及其对比试块的要求仅仅适用于平板对接焊缝，即其表面是没有弧度的要求，无法满足小管径对接接头的检测要求。若奥氏体不锈钢对比试块的设计及制作参考 NB/T47013.3和DL/T1718等超声或相控阵检测标准中规定的II型(直径在 32～159mm)焊接接头的对比试块，则会因奥氏体不锈钢母材和焊缝区域内对超声波的衰减系数不同，导致设备检测参数调试及距离-波幅曲线制作与实际检测工况不一致，将直接影响最终缺陷的定量和定位。
发明内容
有鉴于此，为了克服现有技术的缺陷，本实用新型的目的是提供一种适用于奥氏体不锈钢焊接接头相控阵检测用对比试块，能够防止工具人为失手掉落入核电厂开口容器。
为了达到上述目的，本实用新型采用以下的技术方案：
一种适用于奥氏体不锈钢焊接接头相控阵检测用对比试块，所述对比试块的材质为奥氏体不锈钢，所述对比试块内具有X型焊缝，所述X型焊缝包括两个单V型焊缝，两个所述单V型焊缝沿所述对比试块的高度方向叠加，所述单 V型焊缝中的开口朝向所述对比试块的外侧。X型焊接接头，同时满足上下弧面灵敏度曲线制作的要求。
本实用新型的对比试块具有X型焊缝，控制其焊接工艺与实际产品一致，满足了标准中对于平板对接不锈钢焊缝超声检测灵敏度试块的相关要求，不仅解决了不锈钢母材与焊缝中对声束衰减的差异，同时也满足了小管径焊口探头耦合补偿的影响，使得对比试块将同时满足小管径焊接接头曲率问题和不锈钢焊缝和母材间对声束衰减的差异对距离-波幅曲线制作准确性的影响。
优选地，所述X型焊缝为轴对称设置。X型焊缝不仅上下轴对称且左右轴对称。
优选地，两个所述单V型焊缝完全相同。
优选地，每个所述单V型焊缝的深度为所述对比试块高度的一半。
优选地，所述单V型焊缝的开口角度为60°。
优选地，所述X型焊缝中具有多个沿所述对比试块厚度方向贯通的横通孔。横通孔的作用为用于检测灵敏度的校准。
优选地，多个所述横通孔沿所述X型焊缝上下方向的对称轴上下排列。
优选地，所述对比试块适用于壁厚小于等于20mm的小管径奥氏体不锈钢的对接接头。
优选地，所述对比试块高度方向上的上下两表面具有与待检管径相对应的曲率。
与现有技术相比，本实用新型的有益之处在于：本实用新型的适用于奥氏体不锈钢焊接接头相控阵检测用对比试块具有X型焊缝，满足了标准中对于平板对接不锈钢焊缝超声检测灵敏度试块的相关要求，不仅解决了不锈钢母材与焊缝中对声束衰减的差异，同时也满足了小管径焊口探头耦合补偿的影响，使得对比试块将同时满足小管径焊接接头曲率问题和不锈钢焊缝和母材间对声束衰减的差异对距离-波幅曲线制作准确性的影响；有效地减少了实际检测时所需要的灵敏度对比试块的制作数量。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型优选实施例中适用于奥氏体不锈钢焊接接头相控阵检测用对比试块的主视图；
图2为本实用新型优选实施例中适用于奥氏体不锈钢焊接接头相控阵检测用对比试块的侧视图；
图3为本实用新型优选实施例中适用于奥氏体不锈钢焊接接头相控阵检测用对比试块的俯视图；
图4为本实用新型优选实施例中适用于奥氏体不锈钢焊接接头相控阵检测用对比试块测试时的截面示意图；
其中：对比试块-1，X型焊缝-2，横通孔-3。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
如图1-3所示，本实施例的一种适用于奥氏体不锈钢焊接接头相控阵检测用对比试块，其材质为奥氏体不锈钢。对比试块内具有X型焊缝，X型焊缝包括两个单V型焊缝，两个单V型焊缝沿对比试块的高度方向叠加，单V型焊缝中的开口朝向对比试块的外侧。对比试块高度方向上的上下两表面具有与待检管径相对应的曲率。X型焊接接头，同时满足上下弧面灵敏度曲线制作的要求。
X型焊缝为轴对称设置，X型焊缝不仅上下轴对称且左右轴对称，所以两个单V型焊缝完全相同，每个单V型焊缝的深度为对比试块高度的一半。单V 型焊缝的开口角度为60°。
X型焊缝中具有多个沿对比试块厚度方向贯通的横通孔，多个横通孔沿X 型焊缝上下方向的对称轴上下排列。横通孔的作用为用于检测灵敏度的校准。
对比试块适用于壁厚小于等于20mm的小管径奥氏体不锈钢的对接接头。
具体的，本实施例中，对比试块采用与被检测材质一致或声学特性相似的母材，其母材厚度要至少大于被检测工件的2倍厚度，对于小管径不锈钢对接接头一般壁厚小于20mm，本实施例的对比试块适用于壁厚小于等于20mm 的小管径(直径范围28～660mm)奥氏体不锈钢对接接头。
其次，如图1所示的坡口结构形式，其中组对间隙2-4mm，同时按照与现场被检测工件一致的焊接工艺进行双面焊接，焊接完后必要时进行热处理(控制与现场实际情况一致)，最终按照进行胶片射线检测，检测结果为底片上无任何大于2mm的相关显示存在。其中焊缝两侧母材的宽度应不影响最大检测深度时相控阵探头可移动的范围。
本实施例中的对比试块采用X型坡口不仅可以同时满足上下两侧弧度的设计差异，而且又可以满足单侧V型焊口灵敏度曲线制定到扫查深度2T范围。同时相同厚度的焊缝，采用单V型坡口设计与采用X型坡口时，超声波声束在焊缝中传播的路径是一致的，意味着其对声束的衰减影响差异基本相同，如图 4所示。本实施例中的对比试块能够有效地减少实际检测时所需要的灵敏度对比试块的制作数量，经济价值显著。且由图4可知，对于单V型或X型坡口的焊缝，同一位置缺陷超声波声束在焊缝中经过的路径长度是一致的。
在焊缝射线检测合格后，对试板进行机加工。按照NB/T47013.3及DL/T1718 标准对于II型焊接接头试块的相关要求，其不同管径适用的范围如表1所示。
表1不同管径适用的范围
| 试块型号 | 试块圆弧曲率半径R1 | 适用管外径范围 | 试块圆弧曲率半径R2 | 适用管外径范围 |
| SST-1 | 18 | 32～40 | 22 | 40～48 |
| SST-2 | 26 | 48～57 | 32 | 57～72 |
| SST-3 | 40 | 72～90 | 50 | 90～110 |
| SST-4 | 60 | 110～132 | 72 | 132～159 |
| SST-5 | 14 | 28 | 16 | 32 |
| SST-6 | 84 | 168 | 无曲率 | ＞168 |
以下以检测壁厚小于20mm、材质为304L、管径为60mm的管道对接接头为例，简述对比试块的设计及制作流程：
(1)选择材质为304L、壁厚至少为40mm的母材，母材的长宽应满足图1 尺寸的加工要求；
(2)按照图3的坡口形式、采用与被检测工件一致的焊接工艺进行焊接加工及热处理；焊接完后应进行射线检测，不应存在长度大于2mm的体积型缺陷(夹渣、气孔等)；
(3)对于射线检测合格的焊缝位置，焊缝长度方向切割宽度至少22mm，留有一定的加工余量。按照图1的尺寸进行加工，表面粗糙度不大于6.3μm。最终在焊缝中心距离上表面上分别钻有直径为2mm的横通孔，深度分别为5、 10、15、20、25、30、35。
(4)R1的加工弧度为26mm，R2的加工弧度为32mm。根据表1数据可知，本实施例的对比试块适用于管径范围在48～72mm的不锈钢管道对接接头相控阵检测灵敏度曲线制作。
采用相控阵检测技术代替传统射线检测不锈钢材质管道焊接接头，将对大修工期及射线对关键路径的影响程度降低到最低，大大节约了大修工期及降低了射线探伤的辐射危害，因此从安全、经济角度都具有很大的价值。本实用新型的对比试块具有X型焊缝，控制其焊接工艺与实际产品一致，满足了标准中对于平板对接不锈钢焊缝超声检测灵敏度试块的相关要求，不仅解决了不锈钢母材与焊缝中对声束衰减的差异，同时也满足了小管径焊口探头耦合补偿的影响，使得对比试块将同时满足小管径焊接接头曲率问题和不锈钢焊缝和母材间对声束衰减的差异对距离-波幅曲线制作准确性的影响。
上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围，凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种适用于奥氏体不锈钢焊接接头相控阵检测用对比试块，其特征在于，所述对比试块的材质为奥氏体不锈钢，所述对比试块内具有X型焊缝，所述X型焊缝包括两个单V型焊缝，两个所述单V型焊缝沿所述对比试块的高度方向叠加，所述单V型焊缝中的开口朝向所述对比试块的外侧。
2.根据权利要求1所述的适用于奥氏体不锈钢焊接接头相控阵检测用对比试块，其特征在于，所述X型焊缝为轴对称设置。
3.根据权利要求1所述的适用于奥氏体不锈钢焊接接头相控阵检测用对比试块，其特征在于，两个所述单V型焊缝完全相同。
4.根据权利要求1所述的适用于奥氏体不锈钢焊接接头相控阵检测用对比试块，其特征在于，每个所述单V型焊缝的深度为所述对比试块高度的一半。
5.根据权利要求1所述的适用于奥氏体不锈钢焊接接头相控阵检测用对比试块，其特征在于，所述X型焊缝中具有多个沿所述对比试块厚度方向贯通的横通孔。
6.根据权利要求5所述的适用于奥氏体不锈钢焊接接头相控阵检测用对比试块，其特征在于，多个所述横通孔沿所述X型焊缝上下方向的对称轴上下排列。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的适用于奥氏体不锈钢焊接接头相控阵检测用对比试块，其特征在于，所述对比试块适用于壁厚小于等于20mm的小管径奥氏体不锈钢的对接接头。
8.根据权利要求1-6任意一项所述的适用于奥氏体不锈钢焊接接头相控阵检测用对比试块，其特征在于，所述对比试块高度方向上的上下两表面具有与待检管径相对应的曲率。
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