[发明专利]在役蒸汽管道焊接接头软化区硬度和强度检测方法

说明书

本发明涉及蒸汽管道焊接检测领域，具体涉及一种在役蒸汽管道焊接接头软化区硬度和强度检测方法，包括如下步骤：标记熔合线位置、测试维氏硬度、测试抗拉强度、提取有效数据、取最终值。本发明的优点在于：可用来准确监督焊接接头软化区的硬度和强度变化，为评估焊接接头安全性提供依据，本发明解决了传统里氏硬度和布氏硬度测试方法无法准确测试接头软化区硬度的问题和无法直接测试接头软化区抗拉强度的问题，具有在线测试、无需破坏性取样和无需准确定位软化区等优点，非常适合于蒸汽管道焊接接头软化区的硬度和抗拉强度测试，为接头整体性能评估提供依据。

技术领域

本发明涉及蒸汽管道焊接检测领域，具体涉及一种在役蒸汽管道焊接接头软化区硬度和强度检测方法。

背景技术

火力发电机组高温部件大量使用焊接的方式进行连接，焊接接头的安全性成为重中之重。然而，焊接接头经焊后热处理后，热影响区会形成一定范围的软化区(硬度和强度低于母材的区域)。尤其是9％Cr耐热钢，其焊接接头的软化区在高温服役过程中，组织和性能会发生加速劣化，成为接头的薄弱位置，导致早期失效。研究发现，9％Cr钢经过焊接和焊后热处理后，焊接接头的细晶区硬度偏低，低于两侧的母材、焊缝及其他热影响区。但是在未服役时，硬度偏低不显著。服役过程中，母材、焊缝和热影响区的硬度均会降低，但细晶区的硬度下降更快，导致软化区性能急剧恶化，造成接头整体性能的下降。

焊接接头热影响区依焊接时所经历的峰值温度高低分为：粗晶区、细晶区、临界区和过回火区四个亚区。常规的焊接方法形成的热影响区宽度为5～10mm，而细晶区的宽度仅有1～3mm。常规的金属监督过程中使用里氏硬度计或布氏硬度计测试热影响区的硬度，存在几个方面的问题：(1)测试位置难以准确定位；(2)测试压痕较大，往往超出细晶区的范围；(3)里氏硬度计测试存在较大的偏差。因此，以常规的里氏硬度和布氏硬度试验方法难以准确测量出软化区的硬度。

传统的强度测试方法需要取样进行拉伸试验，由于焊接接头的焊缝和热影响区连成一个整体且各部分的尺寸相对较小，无法对焊接接头的焊缝和热影响区单独取样进行拉伸试验。且对焊接接头的取样测试会破坏接头的完整性，属于破坏性取样。因此，现有的方法无法准确测试焊接接头软化区的强度。

现有技术中，例如公开号为CN110052732A的中国发明专利公开了一种精确定位焊接热影响区软化区的方法，按以下步骤进行：(1)将热模拟试验机的S型热电偶焊接在待焊接样品上；(2)进行焊接模拟加热；(3)将模拟焊接样品切割制成待测试样品；待测试样品从轴线到两边依次排列有粗晶区、细晶区、临界区和母材；(4)热处理；(5)根据硬度测试标准进行硬度测试；测得的各组硬度值中的分别取平均值；(6)母材中最小平均硬度值作为标准硬度值；低于标准硬度值的各测试点所在区域，确定为软化区。但是该方法是基于热模拟试验对小试样进行测试以确定热影响区软化区的位置。不涉及大管道上软化区的性能检测。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：

传统方法无法测试在役管道焊接接头软化区强度，硬度和强度检测结果不精确，以及传统方法无法在线检测、具有破坏性、需要精确定位软化区等技术问题。

本发明是通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种在役蒸汽管道焊接接头软化区硬度和强度检测方法，包括如下步骤：

s1、标记熔合线位置

打磨管道焊接接头，利用腐蚀剂腐蚀管道焊接接头，显示出熔合线，标记熔合线位置，需进行硬度和强度检测的区域为待测区域，打磨待测区域，消除表面的腐蚀层；

s2、测试维氏硬度