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1、奥氏体不锈钢焊缝超声波探伤一、 材料组织特点: 奥氏体不锈钢焊缝凝固时未发生相变,室温下仍以铸态柱状奥氏体晶粒存在,这种柱状晶的晶粒粗大,组织不均,具有明显的各向异性,给超声波探伤带来许多困难,奥氏体不锈钢对接焊缝晶粒取向大致垂直与坡口见图一。(图 一) 柱状晶的特点是同一晶粒从不同方向测定有不同的尺寸,对于这种晶粒从不同方向探测引起的衰减与信噪比不同,当波束与柱状晶垂直时其衰减较大,信噪比较低。 手工多道焊成的奥氏体不锈钢焊缝,由于焊接工艺、规范存在差异,致使焊缝中不同部位的组织不同,声速及声阻抗也随之发生变化,从而使声速传播方向产生偏离,给缺陷定位带来困难。二、探测条件的选择1波形 超声波
2、探伤中的信噪比及衰减与波长有关,当材质晶粒较粗,波长较短时信噪比低,衰减大。因此在奥氏体不锈钢焊缝中,一般选用纵波探伤,横波在奥氏体焊缝中不传播。2探头角度(K值) 奥氏体焊缝中危险性缺陷方向大多与探测面成一定角度,为了有效地检出焊缝中这种危险性缺陷,一般采用纵波斜探头探伤。由于奥氏体不锈钢焊缝为柱状晶,不同方向探测信噪比和衰减不同,因此纵波斜探头的折射角度选择要合理。实践证明,对于对接焊缝采用纵波折射角bL=45°既K1纵波斜探头探测信噪比高衰减较小。当焊缝较薄时也可采用bL=60°的探头探测,但灵敏度降低较为明显。3频率 探伤奥氏体不锈纲焊缝时频率对衰减的影响很大,频率
3、愈高,衰减愈大,穿透力愈低,奥氏体不锈钢焊缝晶粒粗大,宜选用较低的探伤频率,通常为0、52、5MHZ,实践证明2MHZ较好。4校准试块、对比试块的选择 由“一”材料组织特点可知,奥氏体不锈钢材料本身及焊缝与普通钢材有很大差别,目前很多标准要求用CSKIA试块做距离校准,用CSKIIA试块做距离波幅曲线,通过下述试验可以看出误差很大,由于不同型号的奥氏体材料纵波声速差异很大,最好检测那一种型号的就用该种材料制作图二试块,并用同样的焊接方法形成焊缝。(图 二)当用2PZ450纵波斜探头(同一台探伤仪)扫查CSK-A试块的100mm圆弧时,完成扫描基线调节后R100圆弧的反射回波在声程坐标100mm处出现见图三。(图 三)当用同一探头扫查图二试块中不带焊缝侧的100mm圆弧,反射回波出现的位置出现偏差见图四。(图 四)将探头掉转方向扫查带焊缝侧的100mm圆弧,主声束经过焊缝反射回波出现的位置偏差加剧,见图五。(图 五)这说明奥氏体材料与普通钢材超声性能存在差异,同一奥氏体材料焊接过的位置与没焊过的位置超声性能也存在差异,同时我们也参照CSK-A试块制作了图六所示的对比试块,用来制作距离波幅曲线,效果很好。(图 六)如果用图二试块做扫描基线调节,用图六试块上的孔做距离波幅曲线和K值校准,然后再到工件上去检测焊缝
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