电站锅炉中大径厚壁管焊接接头超声波探伤方法的研究

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第20卷华中电力2007年第6期电站锅炉中大径厚壁管焊接接头超声波探伤方法的研究胡林明．龙毅，谢国胜f1．娄底市特种设备检验检测所，湖南娄底417000；2．湖南省电力公司试验研究院，湖南长沙410007)摘要：研究总结了电站锅炉中大径厚壁管焊接接头超声波探伤的规律，指出了应考虑材料声速变化带来的影响，并应对密集缺陷从严评判。关键词：中大径厚壁管；焊接接头；超声波探伤中图分类号：TG441．7文献标识码：B文章编号：1006—6519(2007)06—0065—03Ultrason

2、icTestingforWeldingJointofPipewithMediumLargeDiameterandThickWallinThermalPowerP1antBoilerHULing—ming，LONGYi，XIEGuo—sheng20前言、／吾。(1+o)(1-2o)电站锅炉中大径厚壁管焊口的检验数量相当多，C"tiE1如在某电厂600MW机组锅炉中有螺旋水冷壁混合2(出口集箱一垂直水冷壁即水平烟道侧墙进口集箱连接式中——纵波声速；管、螺旋水冷壁出口集箱一螺旋水冷壁混合出口集箱、C广横波声速；顶棚过热器出口集箱一包墙

3、上集箱连接管，焊口约300卜介质的弹性模量；个。大多管径为108～159mm,壁厚为16-20mm的cr_—白松比：管子。目前锅炉大多采用P91钢作为主蒸汽管、再热介质密度。蒸汽管热段(大径厚壁管)的用材，由于此类钢的声学通过《火力发电厂金属材料手册》查得P91钢在性能和碳素钢差别较大(以P91为例)，在碳素钢试块20℃时：E=2．20x10MPa．o-=0．29,p=7．78t／m3,将这些数上测试探头、调试仪器后，若应用于此类钢的探伤．就据代入式(1)和式(2)计算可得P91钢在室温下的声会导致错误的探测结果。因此研究中大径

4、厚壁管焊接速为：CL=6087m／s，C；3311m／s。而碳素钢的声速为：=接头超声波探伤具有重要意义。5900m／s，C3230m／s。可见，P91钢和碳素钢的声速1声速变化对超声波探伤的影响发生了变化．特别是横波声速变化比较大。1,1横波声速变化对超声探伤的影响超声波探伤时．对超声波探头性能参数的测定和由于、、C眈已知，代入式(3)计算得出在标准对超声波仪器的调整均是在标准试块上进行的，DU试块上测定的K2．1探头．在P91钢中的折射角为T820<管道焊接接头超声波检验技术规程》中规定使67．74。．对应的K值为2．44。

5、用的标准试块是CSK—IB型(用于中厚壁管1和DL一1型(用于中小径薄壁管)，而这些标准试块一般是用优=等cl=等c2质碳素钢制成。由于超声波的声速与传播介质的密式中——-j朵头纵波入射角；度、弹性模量、泊松比有关，因此，超声波在不同类型C，_—探头纵波声速；材料中的声速不同．以P91钢为例进行分析。卢．—碳素钢中横波折射角；超声波在固体介质中传播的速度为见公式(1)、C．——碳素钢中横波声速；(2)收稿日期：2007—09—06作者简介：胡林明(1966一)，男，湖南省双峰县人，本科毕业，工程师，主要从事锅炉压力容器压力管道检

6、验检测及无损检测等相关工作．一65—维普资讯http://www.cqvip.com2007年第6期华中电力第20卷厂—_P9l钢中横波折射角；量，折射角在同种材料制作的对比试块上进行。具体Cl钢中横波声速。方法是把声束指向深度接近管壁厚度的3横通孔找可见，探头的折射角发生了较大的变化，也就是出最大反射波，然后进行计算，若精确计算，应考虑孔超声波的路径发生了变化．如果在标准试块上测定探径的尺寸对测量结果的影响。头和调节仪器，用于P91钢工件的探伤，就会导致反表1P91钢中值变化射波的示波位置和实际位置发生变化，从而产生错误的探测

7、结果1．2纵波声速变化对超声波探伤的影响Dllr820(管道焊接接头超声波检验技术规程》中规定：中厚壁管的B级检验，应对焊缝两侧的母材进行壁厚测量和直探头检查(有检验要求时)。因此，如果纵波声速变化较大并且管壁较厚时．检测的结果误3．2对比试块的制作差也会很大。所以，在进行超声波测厚时应进行声速试块制作时．材料应与被检材料相同．以消除折校正，在用直探头进行母材检查时应在同种同批材料射角变化和衰减对探测结果的影响．可结合制作的试块上进行仪器调整，或者根据计算结果进行GBl1345—89标准附录B和电力行业标准B和DI_／校正。T8

8、20-2002附录B的要求制作试块如图l。对比试块底面圆弧模拟管子内径．在底部加工一2密集缺陷(气孔)产生的原因及超声波反射月牙槽用于根部缺陷的判定，在距表面5mm处加工规律一l的横孔用于小径管探伤．在3的横通孔上制在焊接过程中，焊接熔池高温时吸收了过量的气作距