角焊縫熱影響區裂紋磁粉檢測

宋紹河,趙 暢,闞 寧,趙曉麗,郭鵬妹

(北京中唐電工程咨詢有限公司,北京 100045)

熱力發電廠,化工和鍋爐等行業設備中,汽、水、油等介質連接管道多采用90°對接,以達到改變介質流動方向的目的。這類設備中最常見的是厚壁聯箱,容器與較薄的管道對接形成角焊縫,俗稱接管座。此類角焊縫易在熱影響區形成裂紋。在對此部位實施磁粉檢驗時極易判為焊縫與聯箱過渡處偽缺陷而釀成錯判。此類缺陷當檢驗方提出修復建議后曾遭多家制造廠的質疑,有的廠家已接受了筆者所在單位的建議并改進了工藝,即在焊完后角焊縫熱影響區100%打磨處理。筆者就此做了分析、研究;在現場大量檢驗及驗證工作,證實了結論的正確性。

1 裂紋形成原因

或采用了較大的焊接電流,由于聯箱管壁厚,接管壁薄,焊縫在冷卻過程中聯箱側吸收熱量大,即收縮力大,而接管側收縮力相對較小。由于焊縫熱影響區是整個焊縫的簿弱環節,在熔化金屬凝結過程中,當收縮力達到焊縫熱影響區處金屬的屈服極限時,將導致焊縫熱影響區開裂,形成應力裂紋或稱焊趾裂紋(圖1)。

也有在接管側焊縫熱影響區開裂的情況。這是由于在多層多道焊接時,在最后一道焊縫接管處,或是焊接用了較粗的焊條,電流過大或焊接停留時間過長所造成。圖2是該類缺陷形貌,圖3是該類裂紋的剖面圖。此類缺陷大多在熔合線上,在磁粉檢測時往往被誤認為是焊縫與管壁過渡處偽缺陷,這樣以來真正的缺陷就被漏檢。對于材質為低、中、高合金鋼施焊時就更容易出現上述問題。焊趾裂紋它不僅減少了焊縫的有效面積、降低了整體強度,還造成了焊接區應力集中,在今后服役過程中促使裂紋進一步擴展,引起工件破斷,釀成重大事故發生。因

在對工件施焊過程中,若對工件預熱溫度不夠此需要認真對待焊趾裂紋的檢測。

焊趾裂紋有的較深,大多數較淺,甚至深度＜0.5 mm。在磁粉檢測時往往誤認為是焊縫與管壁過渡處交界線或應力線,從而造成漏檢。如某廠下降管分配聯箱在駐廠檢驗時把該類磁痕顯示誤判為偽缺陷予以放行,在安裝現場發現后判為裂紋且裂紋深度已達3 mm以上。由于在現場無法處理,只好拉回制造廠進行返修處理,造成了人力、物力極大浪費,也影響了安裝工期。

2 磁粉探傷方法選擇

進行磁粉探傷時,要使磁力線垂直于焊縫熱影響區。盡量采用交流磁軛法,這是因為交流電具有表面集膚效應,對表面和近表面缺陷檢驗靈敏度高。若采用觸頭導電法時其導電電流應能滿足檢驗標準中規定的試片上能顯示的刻槽。直流檢測儀檢驗時需注意其提升力至少為177 N,也需用試片檢驗其探傷靈敏度。

3 磁粉探傷工藝

在對被檢工件進行清理后要在檢驗區噴反差增強劑,其厚度控制在25～40μm之間。磁懸液濃度應按標準要求配置,不易過淡或過濃。若采用成品磁膏則1 000 mL內加入60～80 g磁膏,若采用自配時按表1進行。

表1 磁懸液配比

在滿足檢驗范圍的前提下盡量縮小磁軛極間距。這是因為兩極間的磁力線是不均勻的,在磁路上總磁勢一定的情況下,工件表面的磁場強度隨兩極距離的增大而降低。

探傷速度不宜太快,在噴磁懸液時不要正對兩磁極中間,讓磁懸液從上方或側面慢慢流下且間斷進行,停止噴磁懸液時不要馬上停止磁化,應適當停留1～2 s。

4 檢驗實例

筆者多年來按上述磁粉探傷工藝在不同的部件上發現的接管座角焊縫裂紋情況見圖4～9。多年的實際檢測結果證明了以上檢測工藝的有效性,在同行中具有借鑒價值。

[1]磁粉檢測[M].機械工業出版社,2006.