專利名稱：大型螺旋殼體焊縫tofd檢測驗證方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及螺旋殼體焊縫檢測方法，尤其涉及大型螺旋殼體焊縫無損檢測方法。
背景技術(shù)：
TOFD (Time-Of-f light diffraction)檢測方法，也稱超聲波衍射時差法，是一種不基于聲波幅度的超聲波檢測技術(shù)，探頭的布置類似串列反射法，通常以一對晶片尺寸和頻率等參數(shù)相同或相近的探頭，分置于焊縫兩側(cè)的檢測方法。其基本原理依據(jù)惠更斯原理， 入射波到達(dá)缺陷尖端后，缺陷尖端就是一系列新的衍射波源，因此接收探頭可以接收到來自各個方向的缺陷衍射波。TOFD波形顯示采用射頻顯示，這樣可以找出缺陷波和側(cè)向波的相位。對缺陷深度和自身高度的測量是基于時間差法，也就是測量缺陷端部衍射點與側(cè)向波的時間差，因此在檢測工件厚度方向上具有很高的準(zhǔn)確性。TOFD技術(shù)(超聲波衍射時差法)以其缺陷高檢出率和缺陷深度定位的準(zhǔn)確性以及檢測的高效率，在國內(nèi)開始用于天然氣管道、大型設(shè)備焊縫的檢測。但在大型螺旋殼體焊縫工程應(yīng)用TOFD技術(shù)還少見。據(jù)了解，電站發(fā)電機(jī)組中的重要受壓部件蝸殼是大型螺旋殼體，對蝸殼焊縫的焊接質(zhì)量控制好壞直接影響其使用壽命和安全性能。電站蝸殼焊縫為不等厚結(jié)構(gòu)，應(yīng)用RT、UT方法有一定局限性，如何在蝸殼上用TOFD代替RT，有必要進(jìn)行一些對比試驗，以驗證TOFD技術(shù)在電站機(jī)組蝸殼焊縫上的適用性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在解決上述技術(shù)問題，提供一種大型螺旋殼體焊縫TOFD檢測驗證方法。 本發(fā)明形成大型螺旋殼體焊縫TOFD與RT、UT對比試驗方法，成功地應(yīng)用于電站機(jī)組蝸殼現(xiàn)場安裝焊縫的檢測。為解決上述問題，一種大型螺旋殼體焊縫TOFD檢測驗證方法，所述蝸殼由幾十節(jié)左右組成，相鄰兩節(jié)蝸殼的板厚都有不同，厚度沿水流方向變化，焊縫也為不等厚結(jié)構(gòu)，它包括
步驟一，制作試樣，確定蝸殼缺陷驗收標(biāo)準(zhǔn)及TOFD檢測工藝參數(shù) TOFD檢測編號為每四節(jié)蝸殼作為一個新的檢測起始點，每次掃查長度為300mm，實際有效長度取250mm，與射線底片有效長度相同；UT、RT的缺陷驗收按照ASME第八卷[1]規(guī)定執(zhí)行，TOFD的缺陷驗收參照ASME標(biāo)準(zhǔn)[6，7]和歐共體相關(guān)規(guī)范[2，3，4，5]進(jìn)行評定； 步驟二，蝸殼焊縫對比試驗
在對比試驗中，T0FD、UT和RT分別進(jìn)行，TOFD首先進(jìn)行，檢測后分別進(jìn)行UT和RT，最后將各自判定的不合格缺陷進(jìn)行解剖，以驗證各自的檢測準(zhǔn)確性； 步驟三，焊接試板對比試驗，
增加焊接試板的對比；在試板上制作了裂紋、未熔合、未焊透、密集氣孔、夾渣等焊接缺陷，參照步驟二進(jìn)行對比試驗； 步驟四，對比試驗分析根據(jù)三種方法的缺陷檢出率驗證TOFD的可靠性。由于TOFD技術(shù)對缺陷深度的測量采用時間差法，可以精確地測量缺陷的深度和自身高度，通過上述步驟的對比試驗方法得出的結(jié)論，可以認(rèn)為缺陷的定性難度和準(zhǔn)確性介于RT和常規(guī)UT之間，其缺陷檢出率明顯高于常規(guī)的檢測技術(shù)，對面狀危害性缺陷靈敏度高，并且對面狀缺陷不受缺陷方向性限制，檢測速度快，掃描圖顯示的缺陷較為直觀，并可永久保存，推廣應(yīng)用在大型球罐和厚壁壓力容器中厚板焊縫的檢測中代替RT檢測速度快， 綜合成本低，對人體和周邊環(huán)境無輻射危害，可在很大程度上為業(yè)主節(jié)省成本，有較大的應(yīng)用前景。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明 圖1為TOFD檢測時探頭覆蓋范圍示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明可應(yīng)用在大型電站發(fā)電機(jī)組上的重要受壓部件螺旋殼體焊縫TOFD檢測工藝與RT、UT對比試驗過程中，推廣到大型球罐和厚壁壓力容器TOFD方法替代RT的驗證對比試驗工作中，TOFD方法檢測速度快，綜合成本低，對人體和周邊環(huán)境無輻射危害，可在很大程度上為業(yè)主節(jié)省成本，有較大的應(yīng)用前景。大型螺旋殼體焊縫TOFD檢測工藝與RT、UT 對比試驗方法含以下四個步驟
制作試樣，確定蝸殼缺陷驗收標(biāo)準(zhǔn)及TOFD檢測工藝參數(shù)
蝸殼焊縫結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，并且首次應(yīng)用TOFD技術(shù)，因此，在正式投入使用前需要做大量的對比試驗。對比試驗包括缺陷檢出率和缺陷性質(zhì)評定。項目組在半年時間里反復(fù)做了多次試驗。一臺蝸殼由幾十節(jié)左右組成，相鄰兩節(jié)蝸殼的板厚都有不同，厚度沿水流方向變化，焊縫也為不等厚結(jié)構(gòu)，厚度范圍為2(T68mm。TOFD檢測編號為每四節(jié)蝸殼作為一個新的檢測起始點，每次掃查長度為300mm，實際有效長度取250mm，與射線底片有效長度相同。 在本次對比試驗中，UT、RT的缺陷驗收按照ASME第八卷[1]的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行，TOFD的缺陷驗收參照ASME標(biāo)準(zhǔn)[6，7]和歐共體相關(guān)規(guī)范[2，3，4，5]編制的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評定。
對比試驗前后分別在蝸殼焊縫上和焊接試板上下進(jìn)行。RT采用Irl92Y源檢測。焊接試板也制作成與蝸殼焊縫相似的不等厚結(jié)構(gòu)?？紤]到焊縫為不等厚結(jié)構(gòu)，為盡可能地減小檢測盲區(qū)，TOFD采用雙面掃查檢測方式。本次試驗中TOFD法是采用半自動檢測法進(jìn)行檢測，所用儀器型號為以色列IS0NIC2005。對于厚度20mnT35mm的焊縫檢測時工藝參數(shù) 探頭晶片規(guī)格尺寸為Φ6πιπι，探測頻率為6MHZ，聲束角度為θ =60°，探頭對間距按公式 PCS= (4/3)Dtg θ選取。對于厚度35mnT68mm的焊縫檢測時工藝參數(shù)探頭晶片規(guī)格尺寸為 010讓，探測頻率為41^2，聲束角度為θ =60°，探頭對間距按公式PCS= 0/3)Dtg θ選取。蝸殼焊縫對比試驗
在對比試驗中，T0FD、UT和RT分別進(jìn)行，原則上TOFD首先進(jìn)行，檢測后分別進(jìn)行UT和 RT。最后將各自判定的不合格缺陷進(jìn)行解剖，以驗證各自的檢測準(zhǔn)確性。試驗對象為四臺機(jī)組的現(xiàn)場安裝蝸殼與過渡板連接焊縫及縱焊縫。解剖方式為碳弧氣刨。試驗結(jié)果顯示，TOFD能夠清晰地檢測出RT和常規(guī)UT橫波反射法難以檢測出的平面狀缺陷，且長度、深度測量準(zhǔn)確。對缺陷性質(zhì)至少可以判定出缺陷是體積狀缺陷，還是面狀缺陷。經(jīng)解剖證實缺陷的尺寸和深度與TOFD檢測結(jié)果具有很好的符合性。圖3是裂紋的顯示輪廓。
焊接試板對比試驗
由于TOFD對氣孔、夾渣等體積狀缺陷的檢測結(jié)果與實際解剖有一定出入，為了進(jìn)一步驗證TOFD檢測代替RT的能力，我們進(jìn)一步增加焊接試板的對比；試板上制作了裂紋、未熔合、未焊透、密集氣孔、夾渣等焊接缺陷。試板的解剖采用機(jī)加工的方法，在刨床上精細(xì)刨削。在解剖中發(fā)現(xiàn)，經(jīng)TOFD檢測出的部分裂紋缺陷只有在刨削到一定深度后使用磁粉檢測才能發(fā)現(xiàn)缺陷的存在。以下是對比結(jié)果
表1電站機(jī)組某蝸殼焊縫TOFD對比試驗結(jié)果表1電站機(jī)組某蝸殼焊縫TOFD對比試驗結(jié)果
權(quán)利要求
1. 一種大型螺旋殼體焊縫TOFD檢測驗證方法，所述蝸殼由10節(jié)以上組成，相鄰兩節(jié)蝸殼的板厚都有不同，厚度沿水流方向變化，焊縫也為不等厚結(jié)構(gòu)，其特征在于，它包括 步驟一，制作試樣，確定蝸殼缺陷驗收標(biāo)準(zhǔn)及TOFD檢測工藝參數(shù) TOFD檢測編號為每四節(jié)蝸殼作為一個新的檢測起始點，每次掃查長度為300mm，實際有效長度取250mm，與射線底片有效長度相同；UT、RT的缺陷驗收按照ASME第八卷[1]規(guī)定執(zhí)行，TOFD的缺陷驗收參照ASME標(biāo)準(zhǔn)[6，7]和歐共體相關(guān)規(guī)范[2，3，4，5]進(jìn)行評定； 步驟二，蝸殼焊縫對比試驗在對比試驗中，T0FD、UT和RT分別進(jìn)行，TOFD首先進(jìn)行，檢測后分別進(jìn)行UT和RT，最后將各自判定的不合格缺陷進(jìn)行解剖，以驗證各自的檢測準(zhǔn)確性； 步驟三，焊接試板對比試驗，增加焊接試板的對比；在試板上制作了裂紋、未熔合、未焊透、密集氣孔、夾渣等焊接缺陷，參照步驟二進(jìn)行對比試驗； 步驟四，對比試驗分析根據(jù)三種方法的缺陷檢出率驗證TOFD的可靠性。
全文摘要
本發(fā)明涉及螺旋殼體焊縫檢測方法。一種大型螺旋殼體焊縫TOFD檢測驗證方法，它包括步驟一，制作試樣，確定蝸殼缺陷驗收標(biāo)準(zhǔn)及TOFD檢測工藝參數(shù)；步驟二，蝸殼焊縫對比試驗，對比試驗中，TOFD、UT和RT分別進(jìn)行，TOFD首先進(jìn)行，檢測后分別進(jìn)行UT和RT，最后將各自判定的不合格缺陷進(jìn)行解剖，以驗證各自的檢測準(zhǔn)確性；步驟三，焊接試板對比試驗，在試板上制作了裂紋、未熔合、未焊透、密集氣孔、夾渣等焊接缺陷，參照步驟二進(jìn)行對比試驗；步驟四，對比試驗分析，根據(jù)三種方法的缺陷檢出率驗證TOFD的可靠性。本發(fā)明形成大型螺旋殼體焊縫TOFD與RT、UT對比試驗方法，成功地應(yīng)用于電站機(jī)組蝸殼現(xiàn)場安裝焊縫的檢測。
文檔編號G01B17/06GK102539533SQ20101058910
公開日2012年7月4日 申請日期2010年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月15日
發(fā)明者毛華群, 洪作友 申請人:上海寶鋼工業(yè)檢測公司