摘要：由于在过去一直采用射线探伤的方法来对火力发电厂锅炉受热面管子的焊缝进行无损检测，但是在检测的过程中会出现焊缝的裂纹未熔合等面积型缺陷检出率较低。检测现场多数工种又经常呈现交叉作业的现象，且检测周期长消耗的材料也过多。若采用超声波对小径管焊缝探伤能够有效地解决上述问题。
关键词：电站锅炉；小径管超声波检测；探伤工艺
引言
超声波探伤是焊缝无损检测的一种主要探伤方法,它对于面积型缺陷如未焊透、未熔合、裂纹等的探伤灵敏度较高, 而对于体积型缺陷如气孔的探伤灵敏度不如射线探伤,若缺陷不是相当大或密集的,就不能有足够的缺陷反射波而被漏检。 超声波探伤的另一个特点就是其可靠性在很大程度上取决于探伤人员的技术水平及探伤仪器的灵敏度,加之探伤过程不能作自动记录,只能由探伤人员自行记录, 因此,探伤结果的凭证不如射线探伤底片可靠。同时,锅炉小径管超声波探伤存在一定的技术难度。
1.小径管超声波探伤主要技术难点
由于小径管超声波探伤工艺受到了各种主观因素和客观因素的影响。所以为了能够在使用的过程中尽量地减少误判的现象，并让探伤工艺的适用性得以提升。在实际操作的过程中需要注意如下三点：
1.1探头的选用
由于火力发电厂锅炉受热面的管子管径较小，管壁较薄，且整体的曲率又较大，在探伤时会出现声束扩散，反射率较低，从而降低了检出率，且受焊缝余高和宽度的影响较大，因此需要使用较大k值的探头，以便声束能扫查整个焊缝。但当探头角度较大时,声束易扩散,易产生变形波,造成缺陷定位的困难。另外, 探伤时要求一次波的主声束至少应扫查到焊缝下部占壁厚 1/4 的范围, 因此要求探头有一定的移动区域。为满足这一要求, 除增大声束入射角外,还应缩短探头入射点至探头前沿的距离。因此,如何选用探头是进行准确探伤的前提条件。
1.2探伤灵敏度的确定
由于小径管对接焊缝是利用一次波和二次波进行探伤,因此一次波和二次波探伤灵敏度的调整很重要。
1.3探伤波形分析
小径管对接焊缝的管壁较薄,曲率较大,探伤过程中将产生复杂的变形波和林状回波,与缺陷波很容易混在一起,给正确判定缺陷带来很大的麻烦。
2.小径管超声波探伤工艺的关键技术点
2.1选择合适的探头
为满足小径管内、外壁曲率大，管壁薄的特点，应使用高阻尼、短前沿、杂波少、指向性好、分辨力高的单晶横波探头。主声束在垂直方向，不应有明显的双峰或多峰。探头标称频率一般采用4MHZ～5MHZ，当管壁大于15mm时，可采用2MHZ～2.5MHZ的探头，探头折射角（K值）的选取可参照表1。
2.2有效地确定灵敏度
不同标准对探伤灵敏度有不同的要求。如DL/T820---2002标准中规定中小径管焊接接头管子壁厚6mm时，DAC曲线的绘制方法是将DL-1试块中深度h=5 mm的￠1 mm横通孔回波调节到垂直满刻度的80％高，画一条直线，用于一次波检验，然后降低4dB再画一条线用于二次波检验。检测灵敏度是10dB。
表1 斜探头折射角（K值）的选择
2.3缺陷波形的分析
2.3.1 焊缝内部缺陷
对于一次波探伤，其反射波会出现在一次波标记点前，二次波探伤的反射波会出现在一次波标记与二次波标记点之间。需注意区分变形表面波、根部变形波和扩散声束引起的余高反射波。验证可以是用沾油的手指拍打焊缝和水平定位是否在焊缝上。
2.3.2 焊缝根部缺陷
这种反射波会出现在一次波最大标记点上，水平定位在焊缝中心或探头侧。在此类检测时要区分好错边和焊瘤，仔细分析可疑信号来避免误判和漏检。根部缺陷的深度可疑通过沟槽试块对比来确定。
2.3.3 干扰波
在进行探伤时，荧光屏上显示中除了真正缺陷的反射波外还存在一些假信号，这类信号对缺陷的判定产生干扰，需要经过详细分析来区分。在焊缝根部成形的影响中，根部成形较好时的反射波较弱或者没有，而存在熔透度较大以及成形不规则等成形不良时，在焊缝两侧探伤均会有根部成形反射信号。该信号的波形特点与一些根部缺陷相似，强度与根部成形所构成的反射条件相关，很容易形成缺陷误判。
3.结束语
综上所述，本文先分析小径管超声波探伤过程中的技术难点，之后再全面地分析小径管超声波探伤工艺的关键技术点，希望能够给大家更多的参考性意见。
参考文献
[1]裴荣国，王驰，周妍.锅炉对焊接缝超声波探伤质量评定方法的改进[J].吉林化工学院学报，2017（5）：139-143.
[2]陈庆林.薄壁小口径钢管摩擦焊焊缝的超声波探伤方法[J].无损检测，2016（5）：89-94.
[3]裴荣国，王驰，周妍 . 锅炉对焊接缝超声波探伤质量评定方法的改进 [J].吉林化工学院学报，2017（5）：139-144.
论文作者:秦绍祥
论文发表刊物:《电力设备》2019年第7期
论文发表时间:2019/9/18
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