鍋爐和壓力容器管座角焊縫的無(wú)損檢測(cè)

1、第31卷第5期2007年10月無(wú)損探傷NDTVoI31No5October2007鍋爐和廈容器管麈角焊縫的損檢測(cè)孔凡一(重慶市特種設(shè)備質(zhì)量安全檢測(cè)中心，重慶630000)摘要：分析了目前對(duì)管座角焊縫檢測(cè)存在的不足。介紹了對(duì)管座角焊縫表面質(zhì)量及內(nèi)部質(zhì)量進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)時(shí)適用的各種方法，指出合理選用檢測(cè)方法是角焊縫檢測(cè)質(zhì)量的重要保證。關(guān)鍵詞：鍋爐和壓力容器；管座；角焊縫；無(wú)校檢測(cè)中圖分類號(hào)：TG1l528文艫壇識(shí)碼：B文章編號(hào)：1671，442

2、3(2007)05—46—021檢驗(yàn)方位和時(shí)機(jī)的選取對(duì)管座角焊縫按要求進(jìn)行一定比例的無(wú)損檢測(cè)，檢測(cè)時(shí)機(jī)分制造檢驗(yàn)和在用檢測(cè)兩種，選擇檢驗(yàn)部位時(shí)通常做法是基于如下幾方面因素的綜合考慮，即：宏觀檢查的初步結(jié)果；設(shè)備制造的技術(shù)要求；設(shè)備投入運(yùn)行以及運(yùn)行期間的運(yùn)行狀況對(duì)部件安全的影響；以前檢查多次發(fā)現(xiàn)缺陷的部位；等等。這種選取檢驗(yàn)部位的方法存在的最大問(wèn)題就是：只有當(dāng)部件中的缺陷發(fā)展到一定程度從而存在宏觀表征到管座角焊縫才可能被選中以做進(jìn)一步的檢

3、驗(yàn)，缺陷已初步形成而未有宏觀表征但可能在運(yùn)行期間擴(kuò)展引起事故的管座角焊縫很可能漏檢。為解決這一問(wèn)題，將無(wú)損檢測(cè)的多種方法引入管座角焊縫的檢驗(yàn)。2管座角焊縫的表面質(zhì)量檢測(cè)對(duì)管座角焊縫表面缺陷進(jìn)行檢測(cè)主要采用的方法有滲透探傷和磁粉探傷兩種，如果是鐵磁性材料應(yīng)盡可能優(yōu)先選擇磁粉檢測(cè)。磁粉探傷時(shí)，為了排除偽缺陷的干擾，保證探傷儀與工件表面的良好接觸，探測(cè)前應(yīng)磨掉角焊縫及其邊緣的氧化皮、油漆、銹蝕等直至出現(xiàn)金屬光澤，并將咬邊等表面宏觀缺陷修磨干凈

4、(滲透探傷對(duì)角焊縫表面質(zhì)量的要求基本相同)。檢測(cè)設(shè)備應(yīng)使用電磁軛，采用連續(xù)法和使用反差較高的磁懸液，條件允許時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用熒光磁粉，檢測(cè)過(guò)程中，為了保證能夠檢出所有的橫向缺陷和縱向缺陷，同一部位應(yīng)在三個(gè)方向交叉檢測(cè)，即：分60度對(duì)角焊縫探測(cè)3次以上。如果是制造檢驗(yàn)，還應(yīng)該在設(shè)備內(nèi)表面進(jìn)行磁粉檢測(cè)。滲透探傷應(yīng)選用靈敏度高的滲透劑，條件允許時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用溶劑去除型熒光法。兩種方法必須按JB／T47302005~承壓設(shè)備無(wú)損檢測(cè)》標(biāo)準(zhǔn)使用靈敏

5、度試片或試塊，以保證檢測(cè)的靈敏度。鍋爐和壓力容器熔化焊角焊縫所連接的材料很多時(shí)候?yàn)楫惙N鋼材，由于材料成份相差較大，特別是當(dāng)Cr與Mo元素含量相差較大時(shí)，磁粉探傷過(guò)程中磁痕往往易偏向顯示于某一側(cè)的熔合線上。此時(shí)，可應(yīng)用滲透探傷對(duì)熔合線上磁痕的真?zhèn)芜M(jìn)行辨別。如滲透探傷沒(méi)有顯示，則可以排除缺陷的存在。如果滲透探傷仍有缺陷顯示，則需進(jìn)一步以超聲波或射線探傷方法予以確認(rèn)。3管座角焊縫內(nèi)部質(zhì)量檢測(cè)31接管外徑大于或等于108mm的管座角焊縫檢測(cè)對(duì)于

6、接管外徑大于或等于108mm的管座角焊縫進(jìn)行射線探傷，主要目的是為了檢測(cè)出角焊縫中是否存在坡口未熔合、根部未焊透等缺陷。射線探傷時(shí)，由于焊縫長(zhǎng)度、寬度范圍內(nèi)透照厚度變化較大，必須采取特殊的透照工藝進(jìn)行補(bǔ)償，其要點(diǎn)如下：(1)貼片時(shí)，膠片要彎過(guò)來(lái)，盡量使大部分長(zhǎng)度貼緊焊縫，以使值在整個(gè)膠片面積上獲得最小值。(2)對(duì)焊縫長(zhǎng)度和寬度范圍內(nèi)的厚度變化設(shè)法進(jìn)行補(bǔ)償，通常采用的方法是異速雙膠片技術(shù)，以增大厚度寬容度。為了保證底片在過(guò)渡區(qū)有足夠的寬容

7、度，在保證穿透力的前提下，選擇能量較低的X射線，像質(zhì)計(jì)置于膠片側(cè)并做對(duì)比試驗(yàn)。(3)焊縫寬度兩側(cè)的厚度變化，會(huì)使底片黑度不能保持在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍內(nèi)，應(yīng)從不同透照方向增拍片子。(4)為了保證坡口未熔合、根都未焊透等缺陷的維普資訊第5期孔凡一：鍋爐和壓力容器管座角焊縫的無(wú)損檢測(cè)47最佳檢出效果，在進(jìn)行探傷前，應(yīng)充分了解焊縫結(jié)構(gòu)和焊接方法特點(diǎn)，并有針對(duì)性地選擇透照方向，如圖1所示。田1透照方向的選取(5)為使缺陷位置在底片上易于判斷，透照時(shí)應(yīng)

8、在焊縫被檢區(qū)長(zhǎng)度兩端的寬度兩側(cè)，附加鉛質(zhì)識(shí)別標(biāo)記。評(píng)定底片時(shí)要注意影像畸變、位移對(duì)缺陷顯示的影響。有關(guān)管座角焊縫射線透照方法與驗(yàn)收條件應(yīng)符合JB／T4730—2005標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)內(nèi)容。鍋爐中接管外徑大于或等于108mm的管座角焊縫進(jìn)行超聲波探傷通常可參考JB／T47302005《承壓設(shè)備無(wú)損檢測(cè)》的有關(guān)規(guī)定，共有5種探測(cè)方式，可根據(jù)工件的實(shí)際狀況選擇其中一種或幾種方式組合實(shí)施檢測(cè)，如圖2、圖3所示。]1／)l圈2插入式管座角焊縫檢測(cè)田3安

9、放式管座角焊縫檢測(cè)因?yàn)楣茏呛缚p中，危害最大的缺陷是未熔合和裂紋等縱向(焊縫方向)缺陷，因此一般以直探頭檢測(cè)為主，直探頭檢測(cè)不到的區(qū)域，采用斜探頭檢測(cè)；檢測(cè)時(shí)必須充分考慮角焊縫中可能存在的各類缺陷，并使主聲束盡可能垂直于焊縫中的危險(xiǎn)缺陷，以保證危險(xiǎn)缺陷的檢出。32接管外徑小于108mm的管座角焊縫檢測(cè)由于下述三方面因素的存在，接管外徑小于108mm的管座角焊縫的超聲波探傷一直是檢測(cè)的難點(diǎn)，這些因素包括：管徑小、探傷面曲率大、容易造成聲束

10、擴(kuò)散使得靈敏度降低；管壁薄、聲程短、近場(chǎng)干擾較大；為保證盡可能大的掃查范圍，要使用的探頭折射角大，從而容易產(chǎn)生表面波和幻象波。但是，只要合理選擇探頭和耦合方式，對(duì)于接管外徑不大于108mm的管座角焊縫，超聲波探傷仍然能夠很好地檢出缺陷，直探頭的方法簡(jiǎn)單，根據(jù)材質(zhì)和厚度按JB／T47302005(承壓設(shè)備無(wú)損檢測(cè)》標(biāo)準(zhǔn)選擇探頭頻率和探頭晶片尺寸，按評(píng)定線2平底孔、定量線3平底孔、判廢線6平底孔做距離一波幅曲線進(jìn)行探傷即可。當(dāng)采用橫波探傷時(shí)

11、，按JB／T4730—2005(承壓設(shè)備無(wú)損檢測(cè)》標(biāo)準(zhǔn)選擇小晶片、短前沿、大值探頭，用普通焊縫的探傷方法進(jìn)行探傷即可。檢測(cè)時(shí)必須使用至少兩種不同折射角的探頭，為檢出角焊縫上部區(qū)域的缺陷，一般選用K一25～30；但在檢查單面焊根部未焊透時(shí)，考慮到端角反射問(wèn)題，選用K=07～15，以提高根部缺陷檢出能力。檢測(cè)前為保證探頭與工件的充分耦合，探頭底面應(yīng)修磨成圓弧面。檢測(cè)過(guò)程中，缺陷的判別根據(jù)反射波的水平位置、幅度和游動(dòng)范圍來(lái)判斷：(1)一次波前

12、出現(xiàn)的反射波均為缺陷波。(2)如果二次波在內(nèi)壁上的轉(zhuǎn)折點(diǎn)在焊縫外側(cè)，反射點(diǎn)位于焊縫中，該反射波可判為缺陷波。(3)未焊透，回波較強(qiáng)，從兩側(cè)探測(cè)，位于中心，沿焊縫方向有一定范圍的游動(dòng)。(4)未熔合，多出現(xiàn)在坡口面上，一般二次波容易檢出，位置在探頭一側(cè)，另一側(cè)難檢出。(5)裂紋，可能出現(xiàn)在焊縫和熱影響區(qū)的任何位置，應(yīng)根據(jù)其反射波的水平位置、幅度和游動(dòng)范圍以及焊接方法特點(diǎn)綜合考慮。4結(jié)束語(yǔ)選取適當(dāng)?shù)臋z測(cè)部位、采用合適的檢驗(yàn)方法是對(duì)管座角焊縫無(wú)