[发明专利]一种大厚度奥氏体不锈钢焊接接头超声波探伤方法

摘要

本发明属于奥氏体不锈钢焊缝的超声波检测技术领域，具体涉及一种大厚度奥氏体不锈钢焊接接头超声波探伤方法。本发明一种大厚度奥氏体不锈钢焊接接头超声波探伤方法，采用纵波双晶斜探头对≤163mm厚度的奥氏体不锈钢单面焊缝从单面双侧进行斜射波直射波法进行扫查检测；扫查时，对焊缝在厚度方向上进行分层，每一层组合使用不同焦距和角度的探头实施检测，相邻两层探头之间设置相互覆盖的区域。通过对检验系统能力验证，本发明技术方案所制定的技术方案及检验系统完全满足乏燃料运输容器大厚度奥氏体不锈钢焊缝的超声波检验要求。

主权项

1.一种大厚度奥氏体不锈钢焊接接头超声波探伤方法，其特征在于：采用纵波双晶斜探头对≤163mm厚度的奥氏体不锈钢单面焊缝从单面双侧进行斜射波直射波法进行扫查检测；扫查时，对焊缝在厚度方向上进行分层，每一层组合使用不同焦距和角度的探头实施检测，相邻两层探头之间设置相互覆盖的区域；具体包括如下步骤：(1)厚度方向分层对≤163mm厚度的焊缝在厚度方向分为三层实施检测，各层的检测范围为：第一层检测厚度范围：0～30mm；第二层检测厚度范围：25～80mm；第三层检测厚度范围：70～163mm；当单面焊缝的厚度∈0～30mm时，进行第一层检测；当单面焊缝的厚度∈30～80mm时，进行第一层和第二层检测；当单面焊缝的厚度∈80～163mm时，进行第一层、第二层和第三层检测；(2)设置探伤系统探伤系统包括超声波探伤仪和探头，信噪比＞18dB；(2.1)超声波探伤仪：超声波探伤仪为A型脉冲反射式超声波探伤仪，仪器工作频率最小范围为0.5～15MHz，仪器在荧光屏满刻度的80％以上的范围内呈线性显示；超声波探伤仪具有80dB以上的连续可调衰减器，步进级每档不大于2dB，精度为任意相邻12dB的误差在±1dB以内，最大累积误差不超过1dB；水平线性误差不大于1％，垂直线性误差不大于5％；(2.2)探头探头采用双晶纵波斜探头，频率为1～2MHz，晶片面积为60～700mm²，斜探头在钢中的折射角为37～70°；探头回波周期数小于3个周期，‑6dB频带宽度大于70％；具体如下：第一层检测使用探头：①频率为2MHz，晶片面积为60mm²，斜探头在钢中的折射角为45°，焦距深度为20mm；②频率为2MHz，晶片面积为60mm²，斜探头在钢中的折射角为70°，焦距深度为20mm；第二层检测使用探头：③频率为1.8MHz，晶片面积为375mm²，斜探头在钢中的折射角为45°，焦距深度为50mm；④频率为1.8MHz，晶片面积为375mm²，斜探头在钢中的折射角为60°，焦距深度为45mm；第三层检测使用探头：⑤频率为1MHz，晶片面积为700mm²，斜探头在钢中的折射角为45°，焦距深度为90mm；⑥频率为1.5MHz，晶片面积为700mm²，斜探头在钢中的折射角为37°，焦距深度为90mm；(3)设置对比试块对比试块的焊缝结构在坡口形式、焊接工艺、热处理工艺方面与被检件一致；根据被检件的实际厚度确定反射体的尺寸；对比试块是由两件各具有与工件相同坡口形式的母材拼焊而成的直角平行六面体，在焊缝长度方向上截取一块焊缝的纵向扫查试块和一块横向扫查试块；焊缝纵向扫查试块：试块长度为523mm，宽度为100mm，高度为163mm，焊缝在试块长度方向的中心位置；试块上分布的人工反射体的轴线在焊缝与母材的熔合线上，与焊缝轴线平行；以焊缝上表面为扫查面，分别在距扫查面的距离为5mm、20mm、40mm、60mm、80mm、100mm、120mm、140mm的位置开设直径为6.4mm的横通孔；焊缝的下表面设置平行于焊缝轴线方向的矩形切槽，槽长50mm，槽宽3.2mm，槽底部距焊缝下表面3.3mm；焊缝横向扫查试块：试块长度为470mm，宽度为在焊缝上表面宽度的基础上分别向左右两侧延伸10mm，高度为163mm；焊缝在试块宽度方向的中心位置；试块上分布的人工反射体的轴线与焊缝轴线垂直；以焊缝上表面为扫查面，分别在距扫查面的距离为5mm、20mm、40mm、60mm、82mm、123mm、140mm、163mm的位置开设直径为6.4mm的横通孔；(4)设置耦合剂检验标定及检验实施时所用的耦合剂保持稳定且不对被检材料有害，其中氯和氟的总含量≤250ppm；(5)设置扫查条件具体各探头的灵敏度设置如下：将步骤(2)中确定的探头置于焊缝纵向扫查试块和焊缝横向扫查试块上，得到探头分层区域内不同深度反射体中最大的反射回波，并将该反射体回波波幅调到满屏刻度的80±5％，保持增益不变，然后利用该探头分层区域内的反射体制作距离‑波幅曲线；不同探头的分层区域具体如下：探头①：分层区域包括：焊缝纵向扫查试块上深度为5mm、20mm、40mm的横通孔，焊缝横向扫查试块上深度为5mm、20mm、40mm的横通孔；探头②：分层区域包括：焊缝纵向扫查试块上深度为5mm、20mm、40mm的横通孔；探头③：分层区域包括：焊缝纵向扫查试块上深度为20mm、40mm、60mm、80mm、100mm、120mm、140mm的横通孔，焊缝横向扫查试块上深度为20mm、40mm、60mm、82mm、123mm、140mm的横通孔；探头④：分层区域包括：焊缝纵向扫查试块上深度为20mm、40mm、60mm、80mm的横通孔，焊缝横向扫查试块上深度为20mm、40mm、60mm、82mm的横通孔；探头⑤：分层区域包括：焊缝纵向扫查试块上深度为20mm、40mm、60mm、80mm、100mm、120mm、140mm的横通孔，焊缝横向扫查试块上深度为20mm、40mm、60mm、82mm、123mm、140mm的横通孔；焊缝纵向扫查试块上的矩形切槽；探头⑥：分层区域包括：焊缝纵向扫查试块上深度为20mm、40mm、60mm、80mm、100mm、120mm、140mm的横通孔，焊缝横向扫查试块上深度为20mm、40mm、60mm、82mm、123mm、140mm的横通孔；(6)焊缝扫查(6.1)确定焊缝检测区域焊缝的检测区域包括焊缝的熔敷金属及焊缝两侧各0～13mm的母材；(6.2)排除母材侧缺陷对焊缝实施扫查前，使用直探头对焊缝两侧斜射波扫查所经过的路径进行直射波检测，确认并排除母材侧没有影响斜射波检测的缺陷存在；(6.3)开始焊缝检测磨平焊缝余高，对焊缝区域进行斜射波扫查；扫查在焊缝的上表面进行，分别在焊缝的两侧进行垂直于焊缝轴线方向的纵向扫查及平行焊缝轴向方向的横向扫查；控制扫查区域穿过焊缝上表面的全部熔敷金属；扫查时，在步骤(5)中确定的灵敏度基础上将灵敏度再提高14dB；针对≤163mm的不同厚度的焊缝按照步骤(1)中的设置进行扫查；对焊缝的最后一层的纵向扫查时补充使用焊缝纵向扫查试块上的切槽的灵敏度进行焊缝根部缺陷的扫查检测和评定；(7)记录缺陷记录最大幅值大于20％基准灵敏度的缺陷显示信号；(8)焊缝质量的验收焊缝的质量验收按设计要求进行；步骤(6.3)中，探头的扫查速度≤100mm/s，每次扫查路径覆盖平行于扫查方向的晶片尺寸的50％以上。