奧氏體鋼焊接缺陷的超聲波檢測技術研究

張彥奎，尚振東，王恒迪

（1.河南科技大學，河南洛陽471000；2.河南省鍋爐壓力容器安全檢測研究院三門峽分院，河南三門峽472000）

奧氏體鋼焊接缺陷的超聲波檢測技術研究

張彥奎1,2，尚振東1，王恒迪1

（1.河南科技大學，河南洛陽471000；2.河南省鍋爐壓力容器安全檢測研究院三門峽分院，河南三門峽472000）

使用HS610e型數字式超聲波探傷儀配合單晶縱波斜探頭，對專門制作的奧氏體不銹鋼對接焊接接頭試塊研究超聲波檢測，得到了典型缺陷的超聲檢測圖幅。利用實驗結果，對某煉油廠220萬t/年加氫裝置高壓管道奧氏體不銹鋼焊縫進行了檢測，取得了良好的結果。

奧氏體不銹鋼；超聲波檢測；實際應用

引言

由于奧氏體不銹鋼焊縫存在的各項異性及粗大組織結構，嚴重影響了其超聲波檢測質量。本文針對超聲波探傷技術在奧氏體鋼焊接缺陷檢測中的應用進行了長達6個多月的試驗。

1　試驗設備

采用HS610e型數字式超聲波探傷儀。單晶縱波斜探頭：2C13×13K1(K1 2MHZ 13×13)，由廣州多普樂科技有限公司提供。奧氏體不銹鋼CSK-IA試塊（山東濟寧模具廠提供）；奧氏體焊縫長橫通孔對比試塊（山東濟寧模具廠，如圖1）；φ325 mm× 38mm焊縫模擬試塊（山東濟寧模具廠）。

圖1　對比試塊（單位：mm）

2　實驗方法和結果

為了最大可能避免干擾，克服奧氏體不銹鋼焊縫檢測存在的不利因素，把單晶縱波斜探頭進行實際校準或作相應的實驗，測得具體的實際數值并得到具體的圖幅，為現場的奧氏體不銹鋼焊縫檢測提供有利指導。

采用單晶縱波斜探頭過焊縫測試圖幅如圖2-圖5所示。

圖2　單晶縱波斜探頭的校準單線

圖3　單晶縱波斜探頭的校準三線

圖4　對φ2深40 mm橫孔不跨焊縫校準

圖5　對φ2孔深40 mm橫孔跨焊縫的校準

對比試塊單晶縱波斜探頭過焊縫測試圖幅（如圖6-圖9）所示。

圖6　跨焊縫單線(未修正)

圖7　跨焊縫單線(修正)

圖8　修正后三線

圖9　過焊縫φ2橫孔孔深40 mm圖幅

在對比試塊φ325mm×38mm上采用單晶縱波斜探頭過焊縫測試圖幅如圖10-圖12.

3　實際檢驗

為了驗證儀器、探頭組合的可行性，在現場制作了一個不銹鋼試件，人為地做了2個內部埋藏缺陷（如圖13）。

圖10　在φ325×38 mm上制作的單線

圖11　在φ325×38 mm上制作的三線

圖12　在φ325 mm×38 mm上制作的孔深30 mm的缺陷圖幅（補償4 dB）

圖13　不銹鋼試件

然后，采用正常的檢測程序來檢驗。結果發現了缺陷，如下頁圖14。

從圖14-1中可以看出，在焊縫深度為12.4mm，距探頭前沿水平位置為0.7mm的位置發現缺陷，波高為SL+7.4 dB,超過判廢線，屬于超標缺陷。

從圖14-2中可以看出，在焊縫深度為16.4mm，距探頭前沿水平位置為2.9mm的位置發現缺陷，波高為SL+14.8 dB,超過判廢線，屬于超標缺陷。

圖14　超聲波檢測發現的缺陷圖幅

通過射線檢測驗證，證明所發現得缺陷情況和超聲波檢測基本一致。在對該煉油廠220萬t/年加氫裝置的46道不銹鋼焊口進行的超聲波檢測，發現兩處缺陷，通過對試件和現場實際焊口的檢測，能夠比較真實地發現缺陷，結果是真實、可信的。

4　結論

采用單晶縱波斜探頭對專門制作的奧氏體不銹鋼對接焊接接頭試塊研究超聲波檢測，得到了典型缺陷的超聲檢測圖幅，可用于實際檢測作為參考。

（編輯：王璐）

Research on Ultrasonic Testing Technology for Austenitic SteelW elding Defects

Zhang Yankui1,2,Shang Zhendong1,W ang Hengdi1
(1.Henan University of Science and Technology,Luoyang Henan 471000; 2.Sanmenxia Branch of Henan Boiler and Pressure Vessel Safety Inspection Institute,Sanmenxia Henan 472000)

This paper uses HS610e digital ultrasonic flaw detector with single crystal longitudinal wave probe,researches on the ultrasonic testing of specialized austenitic stainless steel butt welding joint block.And the ultrasonic testingmap of typical defects is obtained.Using experimental results,the austenitic stainless steel welds of high pressure pipeline in a 2.2 million ton/year oil hydrogenation unitof an oil refinery are inspected,achieving good results.

austenitic stainless steel;ultrasonic testing;actualapplication

TG115.28

A

2095-0748(2016)21-0066-03

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.21.29

2016-10-08

張彥奎（1981—），男，河南三門峽人，學士，工程師，科室負責人，研究方向：超聲波檢測。