淺談帶節流圈的小徑管焊縫超聲波探傷方法

張旭平 張浩

1.山西漳山發電有限責任公司，山西 長治 046021

2.山西電力科學研究院，山西 太原 030001

淺談帶節流圈的小徑管焊縫超聲波探傷方法

張旭平1張浩2

1.山西漳山發電有限責任公司，山西 長治 046021

2.山西電力科學研究院，山西 太原 030001

本文是針對某電廠1#機組低溫再熱器聯箱短接管焊縫加節流圈的焊縫，因其特殊結構，不能進行射線探傷檢驗，而采用超聲波方法進行檢驗，通過實踐證明這種方法是有效可行的。

節流圈；小徑管；超聲波

某電廠6×350MW機組，按合同要求對小徑管焊口要進行100%的射線探傷，但射線探傷在檢測低溫再熱器聯箱短接管焊縫加節流圈的焊縫時，由于節流圈和管子在厚度上不是同一數量級，從射線照相底片上無法準確評判，后來考慮用超聲波方法進行補充探傷。下面就從焊縫的特殊結構具體介紹一下探傷方法。

1.焊縫結構

如圖（1-1a,1-1b,1-1c）

低溫再熱器短接管焊口規格為Φ60×4mm，材質為SA-106C，加節流圈焊口數為588道。節流圈為帶偏心圓的圓環，如圖（1-1a），在圓環外側為一圈凸起的棱邊，如圖（1-1b），焊口就對接在棱邊上，如圖（1-1c），然后用全氬方法焊接管接頭焊縫。

圖1

2.探傷前準備工作和探傷方法要點

電力工業部頒布的DL/T820-2002《管道焊接接頭超聲波檢驗技術規程》對小徑管對接焊縫的探傷范圍，所使用儀器，探頭，試塊，探傷工藝，質量評定等都作了詳細的規定。選擇小徑管探頭應符合小徑管內、外壁曲率大，管壁薄的特點要求，應使用高阻尼，短前沿，大K值的單晶橫波探頭。晶片尺寸一般不大于6×6mm，前沿距離小于或等于5mm，偏差小于或等于0.5mm，工作頻率為5MHz。采用DL-1型試塊，測定探頭的入射點，分辨力，折射角，調整儀器的掃描比例，調節好探傷靈敏度就可進行探傷。[1]下面主要介紹通過實際檢驗中應該注意的事項：

2.1 減少耦合損失：

為了保證探頭的接觸面與管子外表面相吻合，得到充分耦合，探頭耦合面應修磨成圓弧，使其曲率半徑與小徑管外表面盡量一致，另外，探測區域光潔程度也是保證探傷順利進行的重要環節，必須認真去打磨探頭移動區，清除飛濺物，油漆，銹斑和油垢等雜物，以便減少耦合損失。

2.2 探頭參數的測定和復核：

準確測定探頭的重要參數，是搞好超聲波探傷的基礎，如果探頭參數測量不準，就會造成缺陷定位，定性的困難，甚至造成誤判或漏檢。在小徑管探傷中，由于工件尺寸小，對缺陷定位要求更嚴格，對探頭參數的測定，必須更準確，可靠。在探傷前，必須認真測定探頭參數，例如，探頭前沿，K值以及掃描比例等。在探傷過程中，對探頭主要參數和探傷靈敏度，必須認真復核，這是因為耦合面的磨損不但會影響K值和探頭前沿尺寸，造成錯誤判斷，而且會影響耦合變化，減少聲源尺寸，從而改變探傷靈敏度。[2]

2.3 確定探傷靈敏度：

在超聲波探傷中，確定探傷靈敏度是一個關鍵的步驟，探傷靈敏度的高或低，將直接影響探傷結果，在小徑管探傷中尤為重要。由于小徑管探頭制造質量方面的原因，在實際探傷中，往往要適當降低探傷靈敏度，才能減少雜波，達到探傷目的，其必然結果會造成漏檢。因此，我們采用外徑，壁厚以及內外壁粗糙度與被檢管子完全相同的管子，在其內、外壁不同位置各加工一條深度為r=1mm的圓弧槽，采用直射法和一次反射法進行實測，將其各自測得的靈敏度補償量加在實際探傷中進行修正，實踐證明，這種方法能準確定量小徑管焊縫中的跟部缺陷。

2.4 掃查方式：

由于小徑管探頭晶片尺寸較小，容易產生漏檢，所以一定要在焊縫兩側探傷。

3.波形分析

采用大K值斜探頭在焊縫一側掃查時，將出現下列不同路徑的波形（見圖2）。

圖2

3.1 斜探頭垂直于焊縫，從探頭前沿緊挨焊縫加強面開始往后移動，如焊縫下部沒有缺陷則波沿路徑1傳播，無反射波；如焊縫下部有缺陷，則沿路徑2傳播，在一次波前出現缺陷反射波（見圖3 A） 。

3.2 探頭繼續往后移動，波沿路徑3傳播，在一次波位上或稍后一點位置上出現焊縫根部與節流圈棱邊連接處端角反射波。此波特點反射波幅度較高（見圖3 B）。

圖3

3.3 再繼續后移，端角反射 波將逐漸消失，波沿路徑4傳播， 無反射波。

3.4 探頭繼續后移，波沿路徑5傳播，端角反射波又一次出現在一次反射波位上或稍后一點位置上（見圖3B）。

3.5 繼續后移探頭，波沿路徑6傳播，在二次波位稍后一點出現加強面反射波，（見圖3C）此時用粘耦合劑的手拍打此波跳動。如果在焊縫上部有缺陷，波沿路徑7傳播，則缺陷反射波就出現在一次與二次反射波之間，經定位判定在焊縫中心線靠近探頭一側，則定為焊縫上部缺陷（見圖3 D）。

3.6 若第一次端角反射波不消失，一直延續到二次端角反射波，并且此波出現的位置在一次波位稍前一點，經定位判定在焊縫中心線上，則判為根部未熔合。

4.結語

通過對試樣管探測斷口檢查驗證，決定用此方法對低溫再熱器582道加節流圈焊口進行補充檢測，實踐證明，此種探傷方法是可行的，運行以后未發生泄露情況，這一措施既保證了焊縫的質量，也保證了工程進度。

[1]中華人民共和國國家經濟貿易委員會.管道焊接接頭超聲波檢驗技術規程.DL/T820-2002[S].中國電力出版社，2002.

[2]胡天明.超聲探傷[M].武漢：武漢測繪科技大學出版社，1994，111～117

Discussion on ultrasonic testing of the throttle orifice’s welds of small diameter tube

Zhang Xuping1Zhang Hao2
1 Shanxi zhangshan electric power co.,ltd.Shanxi Changzhi 046021
2 Shanxi Electric Power Research Institute.Shanxi TaiYuan 030001

In this paper, the throttle orifice’s welds of small diameter tubeof 1# unit low temperature reheater, because its special structure, can't be tested on the ray.And they were tested the ultrasonic method.This ultrasonic method is effective and feasible in practice.

throttle orifice; small diameter tube; ultrasonic testing

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.16.077

張旭平（1966-），工程師，主要從事電站鍋爐無損探傷研究工作。