賈少威

摘要：現(xiàn)階段，因?yàn)榛痣姍C(jī)組發(fā)電對鋼材耐熱性要求的提升，使得新型馬氏體耐熱鋼P(yáng)92鋼得到了普遍應(yīng)用，而該鋼材的大量使用也給鋼焊接、熱處理以及無損檢測帶來了更多困難。本文將主要對該新型鋼焊接接頭中可不記錄缺陷的再判斷，來闡釋P92鋼焊接接頭超聲波檢測技術(shù)，希望對該鋼焊接接頭缺陷檢測工作有一定借鑒。

關(guān)鍵詞：P92鋼;焊接接頭;超聲波檢測;缺陷

1?P92鋼焊接概述

P92鋼是在P91鋼的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，是一種以P91鋼為基礎(chǔ)，增加1.8%左右的鎢、減少0.5%左右的鉬，加入少量B形成的具有高韌性、耐腐蝕性和抗氧化性，較小的熱膨脹系數(shù)、較好的導(dǎo)熱性能和抗熱疲勞性能的新型鋼。該鋼在進(jìn)行焊接時，主要焊接工藝具有以下特點(diǎn)：第一，要求采取多層多道焊接的方式，且要求每一層焊道的焊接厚度不能超過焊條的直徑，焊道的寬度不能超過焊條直徑的4倍。雖然要求十分嚴(yán)格，但是在該鋼進(jìn)行焊接時依然會在其內(nèi)部存在一些不易察覺的缺陷。

2?對P92鋼進(jìn)行超聲波檢測

P92鋼和普通碳鋼的性質(zhì)存在很大的差異性，尤其在密度、彈性模量上的差異較大，所以聲速也有很大的差距，在進(jìn)行超聲波檢測時就不能采用普通碳鋼的檢測標(biāo)準(zhǔn)，需要結(jié)合P92鋼的密度和彈性模量特點(diǎn)合理調(diào)整超聲波檢測儀器，校準(zhǔn)探頭，避免因?yàn)樘筋^誤差而引起檢測誤差，導(dǎo)致無法及時有效地找到缺陷具體位置。但是因?yàn)镻92鋼屬于新型鋼，是這幾年才被大量應(yīng)用到火力發(fā)電中的，因此在對其進(jìn)行缺陷檢測方面還存在一些不足。具體包括：首先P92鋼在焊接時容易在焊縫中出現(xiàn)一些細(xì)小的缺陷，這些缺陷包括微小的夾渣、未熔合的坡口、未熔合的層間等。根據(jù)常規(guī)檢測要求，這些缺陷都屬于細(xì)小的可以不被記錄的缺陷，所以經(jīng)常在超聲波檢測中被忽視。尤其是未熔合缺陷，若其缺陷長度小于10mm往往會因?yàn)椴ǚ^低而被當(dāng)作是可不記錄缺陷沒有被記錄下來。但是就是因?yàn)檫@些細(xì)小的缺陷會給火力發(fā)電機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行埋下很大的隱患，如果長此以往不被發(fā)現(xiàn)就可能會引發(fā)安全事故。為避免這類問題的出現(xiàn)，對P92鋼的超聲波檢測提出了更高的要求，而負(fù)責(zé)檢測人員的素質(zhì)自然要求更高，不僅要掌握超聲波檢測的原理和技術(shù)，而且必須全面了解P92鋼的特性和對其進(jìn)行超聲波缺陷檢測的特征和需要注意的問題，以免根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，尤其是對普通碳鋼檢測的經(jīng)驗(yàn)去對P92鋼進(jìn)行一樣的檢測。

3?超聲波檢測原理

3.1?超聲波檢測原理

在對P92鋼進(jìn)行超聲波檢測時，超聲波從上表面傾斜進(jìn)入工件，若超聲波在工件內(nèi)部傳播時沒有遇到缺陷引起的異質(zhì)介面超聲波就不會反射回來，熒光屏外只有始波而沒有其他波形。如果超聲波在工件內(nèi)部檢測時遇到了因?yàn)槿毕菀鸬漠愘|(zhì)介面，就會見部分聲波反射回到探頭中，熒光屏上會顯示出缺陷波。反射波進(jìn)入到探頭中后，通過調(diào)整探頭可尋找缺陷回波，并可以通過熒光屏上的缺陷波觀察其靜態(tài)波形和動態(tài)波形，然后根據(jù)探頭移動到的位置尋找到具體發(fā)生缺陷的地方，根據(jù)工件的幾何特征分析缺陷的特點(diǎn)。

3.2?對缺陷波靜態(tài)波形的常規(guī)分析

對熒光屏上的缺陷波進(jìn)行靜態(tài)波形分析時，主要分析以下內(nèi)容：第一，靜態(tài)波形呈鋸齒狀，波形底部較寬，根部存在次波，常見缺陷為夾渣。第二，靜態(tài)波形在基線上的反射波較為密集且波高不等，在探頭移動時會使波形呈現(xiàn)起落現(xiàn)象，這時容易出現(xiàn)密集氣孔缺陷。第三，在探頭平行于焊縫移動時，當(dāng)波形升高消失較快時易出現(xiàn)單個氣孔缺陷，當(dāng)波動升高或消失的速度較慢，且反射波位置和高度變化較小時常見缺陷為未熔合;當(dāng)反射波清晰且波幅較大時，轉(zhuǎn)頭探頭反射波未呈現(xiàn)顯著的錯動現(xiàn)象，波高消失、轉(zhuǎn)角較大時常見缺陷為裂縫或裂紋;當(dāng)反射波尖銳、開口較窄時根部沒有雜波，這時在利用超聲波進(jìn)行焊縫兩邊檢測時，當(dāng)反射波的高度位置相差較大則通常為未熔合坡口缺陷。

4?超聲波檢測P92鋼時的技術(shù)要求

4.1?合理選擇檢測的條件

在利用超聲波技術(shù)對P92鋼進(jìn)行缺陷檢測前首先要根據(jù)P92鋼的特點(diǎn)合理選擇檢測條件，檢測條件包括超聲波儀器型號、探頭標(biāo)準(zhǔn)、試塊和對比試塊的標(biāo)準(zhǔn)等。

4.2?根據(jù)P92鋼特征合理調(diào)節(jié)儀器

第一關(guān)于入射點(diǎn)以及前沿的測定。首先應(yīng)該將斜探頭放在標(biāo)準(zhǔn)試塊的圓心位置，然后移動探頭直到反射波出現(xiàn)在波形顯示區(qū)域，然后定位最高的反射波位置，使回波的高度在滿刻度10%以上。這時圓心位置對應(yīng)探頭上的點(diǎn)就是本次超聲波測試探頭的入射點(diǎn)，固定好入射點(diǎn)以后固定探頭，用尺子測量出探頭前端到試塊圓弧邊緣的距離是多少，然后該探頭前沿長度可以根據(jù)公式計(jì)算得出，同時計(jì)算探頭前沿到試塊圓弧邊緣的距離是多少，該探頭的前沿長度可以計(jì)算得出。第二，關(guān)于k值的計(jì)算，將斜探頭放在標(biāo)準(zhǔn)試塊上，然后再測試k值，在測試過程中需要根據(jù)探頭的位置移動合理調(diào)整，使回波能夠顯示在波形顯示區(qū)域范圍內(nèi)，前后移動的探頭可使該回波達(dá)到最大的波幅。這時固定探頭顯示屏幕上就會出現(xiàn)k值信息，此時可以測得斜探頭k值。第三，關(guān)于DAC曲線繪制，將斜探頭放在對比試塊上，對準(zhǔn)第一個測試孔，然后移動探頭定位最高的波回波，將該回波幅度調(diào)整到80%左右后鎖住可完成該點(diǎn)測試。之后將斜探頭放在對比試塊上對準(zhǔn)第一個測試孔，移動探頭找到最高波回波，再將該回波幅度調(diào)整到80%后鎖住該回波可完成該點(diǎn)的測試。此后依舊按照上述步驟采樣，完成曲線基準(zhǔn)線測試，再根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求在顯示屏上輸入評定、定量、判廢和表面補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值，在經(jīng)過合理調(diào)整后可得到DAC曲線。

4.3?對缺陷的評定

在經(jīng)過上述測試后，可對缺陷進(jìn)行評定，關(guān)于評定標(biāo)準(zhǔn)有以下要求：第一對于波幅超過評定線的反射波或者波幅沒有超過評定線，但是其有一定長度是來自鋼焊接接頭被檢測區(qū)域反射回波的，都需要注意是否產(chǎn)生裂紋等缺陷，根據(jù)缺陷的反射波信號特點(diǎn)和部位，通過動態(tài)波形分析、探頭移動和掃查等方式，結(jié)合焊接工藝綜合分析該缺陷特征，當(dāng)無法進(jìn)行準(zhǔn)確判斷時可再次通過其他檢驗(yàn)來判定。第二，對于標(biāo)準(zhǔn)非裂紋和未熔合缺陷的反射波幅度達(dá)到評定線的可以不做記錄，最大反射波幅度達(dá)到SL線或?qū)儆贗I區(qū)的缺陷，可根據(jù)缺陷長度結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)評定表進(jìn)行評定。第三缺陷是裂紋或者未熔合、根部未焊透的可以評定為IV級，反射波幅度在RL線或III區(qū)的缺陷評定為IV級，最大反射波幅度不超過評定線，且幅度在I區(qū)的屬于非裂紋和未熔合等缺陷的評定為I級。

4.4?初次檢測結(jié)果分析

初次檢測得到的結(jié)果數(shù)據(jù)中要包括缺陷的指示長度、各類缺陷的長度、缺陷當(dāng)量、缺陷波形特征、缺陷類型以及缺陷級別等。然后根據(jù)上述對缺陷的評定規(guī)定判斷各類缺陷屬于合格可不記錄缺陷還是其他級別的缺陷，但是有的缺陷如果其最大反射波幅度達(dá)到了評定線但是根據(jù)波形特征缺陷是未熔合的，就很難進(jìn)行缺陷評級，這時需要進(jìn)行下一步的判定。

4.5?二次檢測判定

考慮到P92鋼的焊接采用的是薄焊層、多層多道焊接技術(shù)，對于初次檢測無法進(jìn)行級別判定的可以進(jìn)行二次檢測后再判定。一般采取在焊縫兩邊同次波檢測法，查看缺陷在兩邊回波變化幅度，如果兩邊的回波幅度差較大可以判斷該缺陷是未熔合缺陷，可以確定該缺陷是不合格的焊縫。

4.6?返修再確定

對于經(jīng)過兩次檢測都判定為不合格缺陷的需要進(jìn)行返修處理，這些有問題的焊接主要是對存在缺陷的位置進(jìn)行重新打磨，然后根據(jù)缺陷波形是鋸齒狀、波底較寬且伴有次波、缺陷類型多是夾渣、未熔合等缺陷的特征，可以進(jìn)行解剖到一定深度，然后開展?jié)B透檢驗(yàn)，確定該缺陷的指示長度。

5?結(jié)語

綜上所述，利用超聲波檢測技術(shù)對P92鋼焊接接頭進(jìn)行缺陷檢測，主要是判斷存在的缺陷屬于合格、可不被記錄缺陷還是需要進(jìn)行返修處理的缺陷。該檢測工藝的主要目的是為保障P92鋼的焊接質(zhì)量，避免因焊接缺陷問題的存在而影響該鋼在火力發(fā)電機(jī)組中的應(yīng)用，影響發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的安全性。

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