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不锈钢管焊缝超声检测试块的制作和探头的调校

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-05-17  浏览次数:44 选择视力保护色:

[摘要]中华不锈钢网获悉当年:加强金属技术监督检验,该焊缝要列入电厂下次检修的检验项目中,检验项目包括宏观检验,磁粉检测,超声检

中华不锈钢网获悉当年:加强金属技术监督检验,该焊缝要列入电厂下次检修的检验项目中,检验项目包括宏观检验,磁粉检测,超声检测,硬度测试,必要时进行金相分析。在机组日后的检修中,重点监督几次,确保补焊位置不出现缺陷。
  
  加强技术监督过程控制。焊接人员与检验检测人员必须持有有效资格证书,并具有相当的经验;仪器设备必须经鉴定后合格,使用过程中也要按标准按时进行校验与校正;焊接所用的焊条必须在保质期内,并按使用说明提前烘焙;焊接与检验必须遵循相对应的工艺指导书、检验标准及操作规程等。
  
  近年来,煤价涨幅过大,部分火电企业出现使用偏离原设计值的燃煤,或者掺杂劣质煤燃烧的现象,这些情况难免引起诱发再热裂纹产生的温度和压力等参数的变化。西电东送工程的节节竣工,核电风电等新能源发电的快速发展,使得东部地区火电厂的部分机组屡有调停、降负荷运行的情况发生,这也肯定会引起运行参数的变化。所以建议发电厂对入炉煤质的检验和管理不能松懈,在正常的启停或变负荷时,严格执行运行规程,避免温度和压力梯度变化过大、过快,形成大量热应力,最后产生热疲劳。随着国家“上大压小”政策的顺利实施,新建的大容量超临界机组和超(超)临界机组大都采用P91、P92等高参数材料。12Cr1MoV材质的厚壁钢管大都运行了10万h以上,锅炉运行历史情况复杂,启停次数、状态不明确。这就要求我们必须细操作、严监督,不放过、不低估焊缝内部的缺陷。裂纹发现一处,就要记录一处,妥善处理一处。
  
  被检测部位的厚度以及坡口的形状选取不同形式的探头,并使用不同的试块进行调校,为奥氏体不锈钢管管使用常规超声波检测提供了依据。但该附录在仪器调节部分没有完整的操作过程要求,还需要不断探索。厚壁管道焊缝由于材料厚度大,其焊接应力会因整个构件变形的增大而增大,严重时将诱发焊接裂纹。因此,其超声波检测的准确性尤为重要。但奥氏体不锈钢管厚度越大则晶粒越粗大。粗大的晶粒会引起严重的结构噪声和超声波衰减,降低检测信噪比以及超声波穿透能力,导致焊缝中缺陷的定位和定量非常困难。
  
  中华不锈钢网获悉当年:奥氏体不锈钢管焊缝的超声检测中,焊缝对比试块的制作对检测评价结果非常重要,可为超声波检测探头的灵敏度调整提供有效的参考,提高厚壁奥氏体不锈钢管焊缝的超声检测的可靠性和准确性。本文介绍了厚壁奥氏体不锈钢管焊缝标准试块、对比试块的制作和探头调校方法,以验证检测工艺,并在渣油加氢装置大修期间进行了初步尝试。检测发现的问题通过相控阵来验证,提高了检测效率。
  
  1试块制作
  
  NB/T47013的附录《奥氏体不锈钢管对接接头超声检测方法和质量分级》中对检测用对比试块有一定的要求,即对比试块的材料应与被检材料相同、焊接工艺相同,坡口形式相似等。本文选用NB/T47013中规定的CSK-ⅠA试块、RB-C对比试块,用来调整扫描线和声速。依据NB/T47013.3—2015中试块孔距要求,分别制作适用于厚度为20~40mm、40~80mm的对接接头的不锈钢管对比试块,用以制作距离-波幅曲线,以修正其曲率误差。使用标准试块和对比试块完成仪表性能调校后,根据现场焊接工艺制作试块。在制作过程中,保持层间温度最高100℃,焊后热处理温度890℃,恒温180min,升温速度120℃/h,焊接电流90~130A,焊接速度8.6~10.1cm/min,线能量7.42~15.3kJ/cm,模拟缺陷试块见图1~图4。
  
  2探头选择
  
  选择合适的探头频率能够提高超声波的穿透能力和对缺陷的分辨能力。碳钢的检测频率一般为5MHz,奥氏体不锈钢管超声检测考虑衰减问题,中心频率一般选择2MHz.文中所述准备试块的焊缝结构见图5,厚度δ=40mm,焊缝宽度≥40mm,而且焊缝有余高。由于现场条件以及检修工期所限无法将所有焊缝完全打磨平整,采取保留余高检查的方式。综合考虑各种因素后,选用K3(奥氏体不锈钢管声速下)双晶斜探头检测10<δ<20mm深度范围、爬坡探头(见图6)检测δ<10mm深度范围,其他深度范围选用K1.5、2MHz斜探头,分区扫查,各分区相互覆盖不低于15%。具体要求详见NB/T47013.3—2015标准。
  
  3试块检测
  
  选用的模拟试块以及检测结果见表1~表4。
  
  由表1~表4可以看出:选用常规超声K1.5、2MHz斜探头在40mm和60mm模拟试块上检测,能够扫查到缺陷,且定位基本准确。
  
  4实际应用举例
  
  检修期间,对渣油加氢装置反应单元的高压不锈钢管管道进行检测,检测条件见表5,检测结果见表6。通过检测发现,高压进料管线171号焊缝存在缺陷。用相控阵来验证(见图7),同样存在缺陷。现场对该焊缝进行机械加工,确实发现了缺陷(见图8),随即进行了补焊。
  
  4.1超声检测结果
  
  渣油加氢反应单元高压厚壁不锈钢管管检测条件,渣油加氢反应单元高压厚壁不锈钢管管检测结果见表6。
  
  5.2管道P92-01-8焊缝(168号~173号)相控阵佐证以及现场加工消除情况
  
  
  5结论
  
  按照现场奥氏体不锈钢管管道的焊接工艺,制作不同缺陷的对比试块,选用常规超声K1.5、2MHz斜探头在40mm和60mm模拟试块上进行检测,基本能够扫查到缺陷,且定位基本准确。在渣油加氢装置检修期间,通过对反应部分的奥氏体不锈钢管管道进行检测,初步尝试了上述方法。对发现缺陷的部位,通过相控阵检测复核。现场对发现缺陷的部位进行机械加工证实,该方法确实有效发现和消除了缺陷,大幅度提高了检测效率,达到了预期的理想效果。中华不锈钢网获悉当年

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