淺談帶節(jié)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(fā)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(jié)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(fā)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(lián)箱短接管焊縫加節(jié)流圈的焊縫，因其特殊結(jié)構(gòu)，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(jié)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(lián)箱短接管焊縫加節(jié)流圈的焊縫時，由于節(jié)流圈和管子在厚度上不是同一數(shù)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(jié)構(gòu)具體介紹一下探傷方法。

1.焊縫結(jié)構(gòu)

如圖（1-1a,1-1b,1-1c）

低溫再熱器短接管焊口規(guī)格為Φ60×4mm，材質(zhì)為SA-106C，加節(jié)流圈焊口數(shù)為588道。節(jié)流圈為帶偏心圓的圓環(huán)，如圖（1-1a），在圓環(huán)外側(cè)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(yè)部頒布的DL/T820-2002《管道焊接接頭超聲波檢驗技術(shù)規(guī)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(zhì)量評定等都作了詳細的規(guī)定。選擇小徑管探頭應符合小徑管內(nèi)、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(diào)整儀器的掃描比例，調(diào)節(jié)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(qū)域光潔程度也是保證探傷順利進行的重要環(huán)節(jié)，必須認真去打磨探頭移動區(qū)，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(shù)的測定和復核：

準確測定探頭的重要參數(shù)，是搞好超聲波探傷的基礎(chǔ)，如果探頭參數(shù)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(shù)的測定，必須更準確，可靠。在探傷前，必須認真測定探頭參數(shù)，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(shù)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(guān)鍵的步驟，探傷靈敏度的高或低，將直接影響探傷結(jié)果，在小徑管探傷中尤為重要。由于小徑管探頭制造質(zhì)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(jié)果會造成漏檢。因此，我們采用外徑，壁厚以及內(nèi)外壁粗糙度與被檢管子完全相同的管子，在其內(nèi)、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(chǎn)生漏檢，所以一定要在焊縫兩側(cè)探傷。

3.波形分析

采用大K值斜探頭在焊縫一側(cè)掃查時，將出現(xiàn)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(xiàn)缺陷反射波（見圖3 A） 。

3.2 探頭繼續(xù)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(xiàn)焊縫根部與節(jié)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(xù)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(xù)后移，波沿路徑5傳播，端角反射波又一次出現(xiàn)在一次反射波位上或稍后一點位置上（見圖3B）。

3.5 繼續(xù)后移探頭，波沿路徑6傳播，在二次波位稍后一點出現(xiàn)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(xiàn)在一次與二次反射波之間，經(jīng)定位判定在焊縫中心線靠近探頭一側(cè)，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(xù)到二次端角反射波，并且此波出現(xiàn)的位置在一次波位稍前一點，經(jīng)定位判定在焊縫中心線上，則判為根部未熔合。

4.結(jié)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(jié)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(fā)生泄露情況，這一措施既保證了焊縫的質(zhì)量，也保證了工程進度。

[1]中華人民共和國國家經(jīng)濟貿(mào)易委員會.管道焊接接頭超聲波檢驗技術(shù)規(guī)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。