相控陣超聲檢測(cè)在大厚度高強(qiáng)鋼及奧氏體不銹鋼焊縫上的應(yīng)用

王永強(qiáng)

（招商局重工（江蘇）有限公司，南通 226100）

1 前言

大厚度高強(qiáng)鋼和奧氏體不銹鋼，以其優(yōu)良的抗腐蝕性、抗氧化性 以及低溫韌性被廣泛應(yīng)用于海洋工程中。由于長期處在高腐蝕和水流沖擊等環(huán)境中, 大厚度高強(qiáng)鋼和奧氏體不銹鋼管道焊縫及其熱影響區(qū)容易出現(xiàn)腐蝕、疲勞裂紋、沖蝕等缺陷。

為了保證設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行,必須對(duì)大厚度高強(qiáng)鋼和奧氏體不銹鋼管道焊縫進(jìn)行檢查。但大厚度高強(qiáng)鋼和奧氏體不銹鋼大都采用手工焊多道焊,由于焊接工藝、規(guī)范存在差異,導(dǎo)致焊縫中不同部位的組織結(jié)構(gòu)不同,出現(xiàn)晶粒粗大、組織不均,具有明顯的各向異性,給超聲波探傷帶來困難：同一晶粒從不同方向測(cè)定有不同的尺寸,對(duì)于這種晶粒從不同方向探測(cè)引起的衰減與信噪比不同,聲速及聲阻抗也隨之發(fā)生變化,從而使聲速傳播方向產(chǎn)生偏離，給缺陷定位帶來困難；在焊接過程中，如果工藝處理不當(dāng)，則易產(chǎn)生熱裂紋；在使用過程中，如果環(huán)境達(dá)到某些特定條件，則會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕裂紋和晶間腐蝕裂紋，輕則造成海洋環(huán)境污染和經(jīng)濟(jì)損失，重則造成人民生命財(cái)產(chǎn)的損失。

考慮到奧氏體不銹鋼焊縫的晶粒組織粗大，當(dāng)晶粒直徑接近超聲波波長的1/10 時(shí)，就會(huì)有明顯的聲散射；當(dāng)晶粒直徑達(dá)到半個(gè)波長時(shí)，聲散射劇增，無法進(jìn)行超聲檢測(cè)；在焊縫中晶粒增長方向平行于熱量流動(dòng)的方向，并且受外延工藝支配，柱狀晶粒沿珠粒邊界增長，產(chǎn)生大量長且具有特定晶體取向的晶粒；……