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(xué)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(xué)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。
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
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(yīng)符合小徑管內(nèi)、外壁曲率大,管壁薄的特點要求,應(yīng)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(yīng)該注意的事項:
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(yīng)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。
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(fù)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]
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。
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。
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。
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(xué)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。