[发明专利]检验不锈钢焊接管焊缝质量的方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种检验不锈钢焊接管焊缝质量的装置及方法。 

背景技术

不锈钢焊接管在电力、化工、冶金等许多领域得到了越来越广泛的应用。与不锈钢无缝管相比，不锈钢焊接管具有尺寸精度高，生产速度快，表面质量好，价格便宜等优点。但不锈钢焊接管如果焊接质量控制不好，焊缝及其附近热影响区会比母材更容易腐蚀，因此焊缝及其附近热影响区往往是不锈钢焊接管的薄弱环节。正确、快速、方便地检验不锈钢焊接管焊缝的质量非常重要。现有的检验不锈钢焊接管焊缝质量的方法主要有： 

一.无损探伤法 

无损探伤法有涡流法(电磁法的一种)、超声波法、X射线法等等，这些方法能快速检测焊缝的宏观缺陷，如未焊透，咬边等等。但是通常无法检验不锈钢焊缝及其附近热影响区耐蚀性能是否下降。 

二.焊缝腐蚀比检测法 

该方法公开在“ASTM A249/A249M锅炉、过热器、换热器及冷凝器用奥氏体钢焊接管”标准的S7条款(Weld Decay Test)上，该方法的主要步骤和要点是： 

1.从每批钢管取一个试样放在试剂级盐酸和水各50％的混合后的沸腾的盐酸溶液中进行焊缝腐蚀试验。 

2.自生产的不锈钢管上取长约2英寸的试样，对小直径管(≤1/2英寸)可用1英寸长的试样。将试样纵向切开，以便于用量具测量。钢管最好是在焊缝两侧90度处纵向切开。试样可以是1片也可以是2片，1片的试样应同时含有焊缝和母材，焊缝和母材的夹角≥90°。2片的试样中有一片含有焊缝，另一片取自焊缝相对一侧的100％的母材，大小相似。采用轻轻打磨的方法去除全部毛刺和锐边，并用肥皂和水或其他合适溶剂清洗掉灰尘和油脂。然后，将试样放在烧瓶内。不推荐将四个以上的试样放在一起试验，或者将不同牌号的试样混放在一起试验。 

3.试验用容器是一个装有磨砂玻璃接头和阿林冷凝器(Ahlincondenser，国内也叫球型冷凝管)的1升伊氏烧瓶(Erlenmeyer flask，国内也叫三角烧瓶)，盐酸溶液容积约为700毫升。 

4.在一个试样的焊缝区长度内的五个位置上和在母材金属试样长度内的五个位置上测量钢管的壁厚。在这两种情况下，沿着试样长度每隔大致相等距离测量一次，测量采用一个精确度至少达到0.001英寸的具有尖点的量具。该量具必须适合试样试验后的形貌特征。典型的量具是带有尖点r＜0.015英寸的锥形测量头。 

5.将试样浸没在盐酸溶液内。加入沸化切屑，使溶液沸腾。试验时间以使原来母材金属厚度减薄40-60％所需的时间(通常是2小时或不到2小时)为准。如果试样母材的厚度仍然超过60％，可在24小时以后将试样取出。含镍≥19.0％或含钼≥4.00％或两者兼具的不锈钢钢钢管不适合做此焊缝腐蚀试验。 

6.试验结束时，将试样从溶液中取出，用蒸馏水清洗，然后进行干燥。 

7.经试验溶液浸蚀之后，重复第4条所述的管壁厚度测量，如果在焊缝宽度上焊缝减薄量不同，可以测量两组焊缝金属厚度。沿着焊缝中心线是一组，焊缝最薄处是另一组。 

8.按下式计算焊缝两个截面的腐蚀比R： 

R＝(W₀-W)/(B₀-B) 

式中：W₀＝试验前焊缝金属平均厚度 

W＝试验后焊缝金属平均厚度 

B₀＝试验前母材金属平均厚度 

B＝试验后母材金属平均厚度 

9.焊缝最大减薄截面处的腐蚀比R≤1.25为合格。但是其他数值的腐蚀比，如≤1.00，可以由生产厂与需方协商规定。 

该方法直接表征了不锈钢管焊缝比母材的耐蚀能力是否下降了和下降 的幅度，是检验焊缝质量的好方法，但该方法及其试验装置有如下缺点： 

一、由于试验过程中，试验溶液会变成不透明的颜色，看不出试样厚度还剩多少，对薄壁管，稍不留神，焊缝厚度就减薄为0，试验失败，重新再做。因此，在试验过程中，常常需要取出试样，看试样厚度还剩多少，确定试样腐蚀是否终了。如果没有终了，还需将试样放入试验装置继续腐蚀，直至达到规定的腐蚀厚度。但1升伊氏烧瓶的口较小，特别是上面又装有阿林冷凝器，阿林冷凝器必须接上进出冷却水管，因此试样放入试验容器和从试验容器中取出比较困难，特别是试样的中途取出非常困难。