專利名稱：一種奧氏體不銹鋼焊縫中缺陷的超聲波定位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種承壓設(shè)備焊縫的無損檢測方法，特別是一種奧氏體不銹鋼焊縫中
缺陷的超聲波定位方法。
背景技術(shù)：
奧氏體不銹鋼材料具有耐腐蝕、韌性高、可焊性好和綜合力學(xué)性能優(yōu)等特點，已被 廣泛應(yīng)用于石油、化工、核電、造紙等領(lǐng)域，許多壓力容器和核電產(chǎn)品中的焊縫均采用奧氏 體不銹鋼或鎳基材料作為填充材料，使得該類焊縫成為奧氏體粗晶焊縫。為檢驗這些焊縫 中是否存在缺陷，我們通常是采用射線的方法來對焊縫進(jìn)行檢測。但是射線檢測通常無法 對缺陷進(jìn)行深度定位。所以只有靠采用超聲波檢測的辦法對該類焊縫進(jìn)行輔助檢測，以確 定焊縫中缺陷的位置和大小。目前針對非奧氏體粗晶焊縫的超聲檢測，通常采用的主要步 驟為 1、選擇儀器、探頭、試塊； 2、調(diào)整儀器參數(shù)、設(shè)定檢測靈敏度； 3、進(jìn)行實際檢測。 但是，對于奧氏體不銹鋼粗晶焊縫來講，由于晶粒組織較粗，對超聲波衰減很大， 探傷過程中，在探傷儀示波屏上顯示出干擾信號嚴(yán)重、信噪比低的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致某一極限 尺寸以下的缺陷無法發(fā)現(xiàn)。另外，由于這種粗晶組織中有樹枝狀晶體存在，使超聲波傳播的 路徑也發(fā)生變化，導(dǎo)致非直線傳播，給常規(guī)超聲波檢測缺陷、定位帶來了相當(dāng)大的困難。由 于上述因素的存在，在對這種焊縫進(jìn)行超聲檢測前首先要增加可探性試驗這一工序，然后 根據(jù)試驗結(jié)果確定后續(xù)檢測工作步驟是否可按常規(guī)檢測方法即非奧氏體粗晶焊縫的超聲 波檢測方法正常進(jìn)行。非奧氏體粗晶焊縫的超聲檢測是不存在干擾信號嚴(yán)重和信噪比低的 現(xiàn)象，所以不需要增加可探性試驗這一工序。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明的目的是提出一種奧氏體不銹鋼焊縫中 缺陷的超聲波定位方法，可以更準(zhǔn)確地檢測出極限尺寸以下缺陷的位置。 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種奧氏體不銹鋼焊縫中缺陷的超 聲波定位方法包括以下步驟 A、制作對比試塊制作一塊與被檢焊縫具有相同聲學(xué)性能并具有代表性的對比試 塊； B、進(jìn)行可探性試驗對對比試塊的焊縫進(jìn)行探傷，以判斷被檢奧氏體不銹鋼焊縫 是否具有可探性； C、進(jìn)行常規(guī)檢測如果可探性試驗可以檢測出對比試塊焊縫中小于某個極限尺 寸的缺陷的位置，則可以利用常規(guī)超聲波檢測的方法對奧氏體不銹鋼焊縫中的缺陷進(jìn)行定 位；否則，就證明常規(guī)超聲波檢測方法對這種奧氏體不銹鋼焊縫根本不適用。
本發(fā)明所述的制作對比試塊包括以下步驟 Al、制作模擬試塊按照被檢測焊縫完全相同的材質(zhì)、厚度、曲率制作幾塊焊縫模 擬試塊，在制作過程中使用的母材、焊材及包括焊接、熱處理、機(jī)械加工等制造工藝應(yīng)與被 檢測焊縫完全一致；試塊的長度和寬度根據(jù)探頭的角度和側(cè)壁干涉的條件進(jìn)行確定；
A2、加工人工孔在焊縫模擬試塊的焊縫中心線和熔合面上加工人工孔，使人工孔
具有焊縫截面不同位置的代表性；在同一焊縫模擬試塊上加工相同孔徑的人工孔，在不同
的焊縫模擬試塊上加工不同孔徑的人工孔。
本發(fā)明所述的進(jìn)行可探性試驗包括以下步驟 Bl、根據(jù)粗晶焊縫的特點，選擇適當(dāng)頻率的縱波直探頭或斜探頭； B2、選擇不同的探頭分別對不同孔徑的焊縫模擬試塊進(jìn)行檢測，根據(jù)不同孔徑的
人工孔反射波的信噪比判斷焊縫的可探性。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果 1、由于本發(fā)明首先對奧氏體粗晶焊縫的超聲波探傷檢測進(jìn)行可探性試驗，為是否 可以采用超聲波探傷檢測提供了科學(xué)依據(jù)。如果在正式產(chǎn)品焊縫探傷前所進(jìn)行的可探性試 驗給出不可探的結(jié)論，則證明該焊縫根本無法采用超聲波來對其進(jìn)行檢測，更無法對缺陷 進(jìn)行測量和定位，即可省略超聲波探傷檢測這一工序。也可以理解為，在這種情況下的超聲 波檢測根本不適用。就目前而言，針對這類奧氏體粗晶焊縫國外其它發(fā)達(dá)國家也沒有探索 出比較理想的超聲檢測方法。 2、由于本發(fā)明預(yù)先在模擬試塊的焊縫中預(yù)先加工了已知位置和大小的人工孔，對 于在可探性試驗中得出可探結(jié)論的焊縫，通過波形和信噪比的對照，就可以準(zhǔn)確地檢測出 缺陷的大小和位置。例如，在快中子反應(yīng)堆的制造過程中，有大量的奧氏體不銹鋼焊縫需要 進(jìn)行射線檢測，但射線檢測無法確定缺陷在焊縫中的深度。由于采用本發(fā)明的方法作為射 線檢測的補(bǔ)充定位手段，可以成功地對射線檢測所發(fā)現(xiàn)的缺陷進(jìn)行準(zhǔn)確定位，為超標(biāo)缺陷 的清除提供了位置依據(jù)，降低了盲目性。


本發(fā)明共有附圖3張，其中
圖1是對比試塊主視圖。
圖2是對比試塊俯視圖。
圖3是對比試塊左視圖。
圖中，1、母材，2、焊縫，3、人工孔。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步地描述。如圖1-3所示，一種奧氏體不銹鋼焊 縫中缺陷的超聲波定位方法包括以下步驟 A、制作對比試塊制作一塊與被檢焊縫2具有相同聲學(xué)性能并具有代表性的對比 試塊； B、進(jìn)行可探性試驗對對比試塊的焊縫2進(jìn)行探傷，以判斷被檢奧氏體不銹鋼焊 縫是否具有可探性；
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C、進(jìn)行常規(guī)檢測如果可探性試驗可以檢測出對比試塊焊縫2中小于某個極限尺 寸的缺陷的位置，則可以利用常規(guī)超聲波檢測的方法對奧氏體不銹鋼焊縫2中的缺陷進(jìn)行 定位；否則，就證明常規(guī)超聲波檢測方法對這種奧氏體不銹鋼焊縫根本不適用。
本發(fā)明所述的制作對比試塊包括以下步驟 Al、制作模擬試塊按照被檢測焊縫2完全相同的材質(zhì)、厚度、曲率制作幾塊焊縫 模擬試塊，在制作過程中使用的母材1、焊材及包括焊接、熱處理、機(jī)械加工等制造工藝應(yīng)與 被檢測焊縫2完全一致；試塊的長度和寬度根據(jù)探頭的角度和側(cè)壁干涉的條件進(jìn)行確定；
A2、加工人工孔3:在焊縫模擬試塊的焊縫2中心線和熔合面上加工人工孔3，使人 工孔3具有焊縫2截面不同位置的代表性；在同一焊縫模擬試塊上加工相同孔徑的人工孔 3，在不同的焊縫模擬試塊上加工不同孔徑的人工孔3。
本發(fā)明所述的進(jìn)行可探性試驗包括以下步驟 Bl、根據(jù)粗晶焊縫2的特點，以使用寬頻帶、窄脈沖探頭為原則來選擇試驗探頭， 通常使用雙晶縱波探頭比較合適； B2、選擇不同的探頭分別對不同孔徑的焊縫模擬試塊進(jìn)行檢測，根據(jù)不同孔徑的 人工孔3反射波的信噪比判斷焊縫2的可探性。具體的步驟如下首先將探頭放置在試塊 上，垂直于焊縫2慢慢移動尋找平行于焊縫2的人工孔3反射信號，并觀察人工孔3的信噪 比是否能滿足探傷要求，以能區(qū)分出缺陷波為準(zhǔn)，從而確定出垂直于焊縫2方向檢測的可 探性；然后將探頭騎跨在試塊的焊縫2上，并平行于焊縫2慢慢移動尋找垂直于焊縫2的人 工孔3的反射信號，觀察信噪比，以確認(rèn)平行于焊縫2檢測的可探性；最終給出結(jié)論，如果信 噪比能滿足探傷要求，則證明焊縫2可探；反之則為不可探。
權(quán)利要求
一種奧氏體不銹鋼焊縫中缺陷的超聲波定位方法，其特征在于包括以下步驟A、制作對比試塊制作一塊與被檢焊縫(2)具有相同聲學(xué)性能并具有代表性的對比試塊；B、進(jìn)行可探性試驗對對比試塊的焊縫(2)進(jìn)行探傷，以判斷被檢奧氏體不銹鋼焊縫是否具有可探性；C、進(jìn)行常規(guī)檢測如果可探性試驗可以檢測出對比試塊焊縫(2)中小于某個極限尺寸的缺陷的位置，則可以使用常規(guī)超聲波檢測的方法對奧氏體不銹鋼焊縫(2)中的缺陷進(jìn)行定位；否則，就證明常規(guī)超聲波檢測方法對這種奧氏體不銹鋼焊縫根本不適用。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的奧氏體不銹鋼焊縫中缺陷的超聲波定位方法，其特征在于 所述的制作對比試塊包括以下步驟Al、制作模擬試塊按照被檢測焊縫(2)完全相同的材質(zhì)、厚度、曲率制作幾塊焊縫模 擬試塊，在制作過程中使用的母材(1)、焊材及包括焊接、熱處理、機(jī)械加工等制造工藝應(yīng) 與被檢測焊縫(2)完全一致；試塊的長度和寬度根據(jù)探頭的角度和側(cè)壁干涉的條件進(jìn)行確 定；A2、加工人工孔(3):在焊縫模擬試塊的焊縫(2)中心線和熔合面上加工人工孔(3)，使 人工孔(3)具有焊縫(2)截面不同位置的代表性；在同一焊縫模擬試塊上加工相同孔徑的 人工孔(3)，在不同的焊縫模擬試塊上加工不同孔徑的人工孔(3)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的奧氏體不銹鋼焊縫中缺陷的超聲波定位方法，其特征在于所述的進(jìn)行可探性試驗包括以下步驟Bl、根據(jù)粗晶焊縫(2)的特點，選擇適當(dāng)頻率的縱波直探頭或斜探頭；B2、選擇不同的探頭分別對不同孔徑的焊縫模擬試塊進(jìn)行檢測，根據(jù)不同孔徑的人工 孔(3)反射波的信噪比判斷焊縫(2)的可探性。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種奧氏體不銹鋼焊縫中缺陷的超聲波定位方法，包括以下步驟制作一塊與被檢焊縫具有相同聲學(xué)性能并具有代表性的對比試塊；對對比試塊的焊縫進(jìn)行探傷，以判斷被檢奧氏體不銹鋼焊縫是否具有可探性；如果可探性試驗可以檢測出對比試塊焊縫中小于某個極限尺寸的缺陷的位置，則利用常規(guī)超聲波檢測的方法對奧氏體不銹鋼焊縫中的缺陷進(jìn)行定位。由于本發(fā)明首先對奧氏體粗晶焊縫的超聲波探傷檢測進(jìn)行可探性試驗，為是否可以采用超聲波探傷檢測提供了科學(xué)依據(jù)。由于本發(fā)明預(yù)先在模擬試塊的焊縫中預(yù)先加工了已知位置和大小的人工孔，對于在可探性試驗中得出可探結(jié)論的焊縫，通過波形和信噪比的對照，就可以準(zhǔn)確地檢測出缺陷的大小和位置。
文檔編號G01N29/26GK101694484SQ20091018806
公開日2010年4月14日 申請日期2009年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月22日
發(fā)明者馮斌, 張富生, 戚英 申請人:中國第一重型機(jī)械股份公司;中國第一重型機(jī)械集團(tuán)大連加氫反應(yīng)器制造有限公司;