超級奧氏體不銹鋼管超聲波檢測工藝探討分析

  由于不銹鋼管中超聲波聲速和晶粒度大小與普通低合金鋼管有較大的不同，若直接使用標(biāo)準(zhǔn)試塊調(diào)試儀器用于檢驗不銹鋼管焊縫，則缺陷的定位和定量存在較大偏差。而成套的不銹鋼壓力管道對比試塊比較少見且價格較貴。為了使在標(biāo)準(zhǔn)試塊上調(diào)試的儀器適合于檢驗不銹鋼管焊縫，掃描速度和檢測靈敏度就必須被修正。本文著重介紹相關(guān)計算修正方法，并進(jìn)行實際檢驗驗證，證明了該方法是可行的。

  隨著火電工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，超臨界和超超臨界機(jī)組越來越多地出現(xiàn)在我們的視野中，而隨著機(jī)組大型化的發(fā)展，對于機(jī)組使用材料的各種性能要求也越來越高。目前，火電超臨界和超超臨界機(jī)組大量使用了超級不銹鋼管建造，該鋼種是在普通不銹鋼管的基礎(chǔ)上添加鎢元素，適當(dāng)減少鉬元素的含量，開發(fā)出來的一種新型鋼種,屬于高強(qiáng)度細(xì)晶型回火馬氏體鋼。主要使用于高溫過熱器、屏式過熱器、主蒸汽、高溫再熱器、再熱熱段等部件的集箱、蛇行管及連接管等通道管。與其它合金鋼相比較，超級奧氏體不銹鋼管具有了更好的耐熱性能、提高了蠕變斷裂強(qiáng)度和使用溫度；但具有冷裂傾向和時效傾向。含有微量的Nb、Al、N、B、V等元素，其C、S、P等的含量低，顯微組織為Mo和W固溶強(qiáng)化回火馬氏體。由于焊接接頭的特殊性，一般對不銹鋼管焊接接頭采用50%射線檢測和100%超聲波檢測、不銹鋼管焊接接頭采用100%射線和超聲波檢測。由于該焊接接頭容易產(chǎn)生微小裂紋，RT檢測對微小裂紋靈敏度差，所以通常使用超聲波來檢驗延遲裂紋和再熱裂紋等。

  超聲波在超級奧氏體不銹鋼管中的橫波傳播速度可以使用同一探頭和同一超聲波探傷儀，在標(biāo)準(zhǔn)試塊和超級不銹鋼對比試塊上對同一深度的人工缺陷測得，具體方法如下：由于同一探頭的前沿不隨被檢工件不同而變化是固定值。在進(jìn)行超聲波檢測前，首先按照文獻(xiàn)DL/T820-2002《管道焊接接頭超聲波檢驗技術(shù)規(guī)程》的相關(guān)要求在試塊上對超聲波儀器和檢測探頭進(jìn)行校準(zhǔn)，然后繪制出DAC曲線，調(diào)試好設(shè)備后才能進(jìn)行超聲波檢測操作。在對超級奧氏體不銹鋼管焊接接頭進(jìn)行超聲波檢測時，檢測儀器和探頭的校準(zhǔn)方法有兩種：方法一、在超級不銹鋼材質(zhì)的對比試塊上（結(jié)構(gòu)及參數(shù)同圖所示）校核，直接測量出探頭前沿、折射角等參數(shù)，繪制DAC曲線。方法二、在常規(guī)的DL標(biāo)準(zhǔn)試塊上校核儀器與探頭，繪制出DAC曲線。但是這時試塊上的超聲波聲速與工件的聲速因材質(zhì)不同而不同，在檢測前需要進(jìn)行一系列的計算，找出因材質(zhì)不同而引起的偏差，從上表可以看出，在對超級奧氏體不銹鋼管進(jìn)行超聲波檢驗前，一定要注意所選用的探頭的折射角。小徑管焊縫檢測時，探頭的K值選擇一般應(yīng)該小于3；對于中徑厚壁管而言，探頭的K值選擇一般應(yīng)不大于2.5。根據(jù)上表數(shù)據(jù)可以看到，常規(guī)探頭K值為1.6的時候在不銹鋼中檢測，其折射角接近60°，這將造成端角反射率最低，從而降低了超聲波對單面焊根部未焊透和裂紋的檢出靈敏度，因此在選用探頭時需慎重考慮，并關(guān)注探頭的磨損情況，尤其是標(biāo)稱K值為1.5的探頭。

 由于超級奧氏體不銹鋼管是特殊材質(zhì)的鋼管，對其焊接接頭檢驗時同材質(zhì)的對比試塊不夠完備，而且價格比較昂貴，所以采用方法二進(jìn)行檢驗是經(jīng)濟(jì)有效的選擇。但需要注意的是，由于材料的各向異性造成不同角度的入射超聲波傳播聲速略有不同，從而造成或多或少的定位定量不夠完全準(zhǔn)確的情況，在實際檢測過程中要加以判別。