管道对接焊缝的超声波检测文档格式.docx

1、数字式探伤仪较原 先使用的模拟式 超声波探伤仪具有显著的优点 首先 ,其定位精度高 定位精度可达 0.1mm,为管道焊缝根部信号的判定提供了可靠依据 ;第二 ,可存储多种探头参数及其距离一波幅曲 线,为现场采用多种角度的探头进 行 检测提供了方便 ,提高 了不同角 度缺陷的检 度,也可方便地变换探 头（角度 ）,为辨识真、伪信号提供了方便 ;第三,可以存储动态波形和缺陷包 络线 ,并可作为电子文件存档备查 数字式超声波探的难 题。笔者推荐管道焊缝探 伤采用数字式超声波探伤仪。通过专业培 训和严格考核 ,可以筛选 出合格的管道对接焊 缝超声波检测人员 ,完全能保证管道焊缝的超声波检测质量。通过对

2、超声波检测方 法、扫查面、探头数量、探头型号和探头 尺寸的控制、以及理论 分析和实际验证 , 表明超声波检 测能有效保证管道焊缝的检测质量。超声波检测操作灵活 方便 ,对厚壁管道检测灵敏度和检 测效率均高于射线检测 ,成本低于 射线检测 ,且对人体无 害 ,是一种科学 !环保的检 测方法。1管道对接焊缝与容器对接焊缝的不同点管道对接焊缝较容器 对接焊缝从焊接工艺、结构型式 ! 主要缺陷产生的部位、缺陷信号 判别、探头扫查面、 探头折射角度的选择以及祸合面曲率等都 有较大区别 因此从事 管道对 接焊缝超声波检测的 人员必须对比有一定的了解 表 1 是管道对接焊缝 与容器对接焊缝超声 波检测不同点

3、的比较 。2焊接工艺及缺陷分析管道对接焊缝的超声 波检测有两个重要环节 ,一是如何能保证不漏检缺陷 ,二是如何能正 确识别和判定缺陷 以 下对管道的接头型式、焊 接方法、焊接位置及易产生的缺陷进行了分 析,为设计检测工提高 缺陷的检出率和信号判定提供参 考。2.1结构型式与扫查面石化装置工艺管道对 接焊缝一般可分为 3 种型式 :直管与直管对接、直管 与管件对接、 管件与管件对接。（1）直管与直管对接焊缝 探头可以在焊缝两侧进行扫查。（2）直管与管件对接焊缝 由于管件侧表面为不规则曲面 （ 如弯头、法兰、阀门或三通等 ）,探 头 不能良好藕合 ,因此 ,只能从直管一侧进行 扫查,为了提高缺 陷

4、检出率 ,应选择 2 种不同角 度的探头进行扫查。（3）管件与管件对接焊缝 由于焊缝两侧均为不规则曲面 （ 如弯头 ! 法兰、阀门或三通等 ）, 探头 不能良好祸合 ,因此 ,这类焊缝不能进行正常 的超声波检测 如客户有措施将焊缝 余高磨平 （与 母材平齐 ）, 则可将探头通过磨平的焊缝进行检测 将焊缝打磨至与母材平 齐是一件很困难的 事,一般不这样做。2.2焊接位置了解焊接位置有助于 缺陷性质的分析判断。管道对接焊缝的焊 接位置分为水平转动、水 平固定、垂直固定和 45 度斜固定。（l）水平转动口焊接时 ,焊接位置总是 处于时钟 11 点或 1 点附近的位置 ,焊接操作最易控制 , 最不易产

5、生焊接缺陷 （图 1）（2）水平固定口焊接时 ,上半部分处于平焊位置 ,下半部分处于仰焊位置 ,两侧处于立焊位置 （ 图2） 。（3）垂直固定口焊接时 ,其 位置为横焊 ,焊接位置示意见图 3。（3）45 度斜固定口焊接 时,各部分在水平固定的基础上又增加了倾斜角 度,加大了焊接难度（图 4）。2.3各焊接位置易产生的缺陷类型（1）焊接程序 目前石化装置管道对接焊缝均采 用氢弧焊打底 ,焊工在打底结束前留一 小段用作检查孔 ,用手 电筒观察根部打底情况 ,若有不良现象则立即 将不良部位用磨光机去除 重焊 ,最终检查良好后 将根部最后一小段焊好 氢弧焊打底结束后 ,对于较厚的焊缝一般采用 手工电

6、弧焊或埋弧自 动焊填充盖面。（2）平焊位置 铁水熔化后在重力的作用下会向 下淌 ,因此平焊位置焊接时 要控制电流不能 过大 , 焊接电流和焊接速度要适当 ,否则易形成焊瘤和 烧穿。焊条接头和焊瘤部 位易产生气 孔。（3）立焊位置 在立焊位置因铁水下淌导致焊缝 波纹粗糙及内外表面焊缝成型不 良 ,也容易 产生未焊透、未熔合 !焊瘤及咬边 因此要控制焊接电流 不能过大 ,焊接速度不能过快。 （4）仰焊位置 仰焊位置易产生内凹、未焊透、未熔合及焊瘤 （余高过高 ）,仰焊位置电流过 大易产生内凹 !烧穿和 焊瘤 ,电流过小易产生未焊透和未熔合 ,因此仰焊部位的焊接难度最大 焊工常 采用灭 弧焊法进行焊

7、接 ,即引弧 ! 将焊条熔化一点立即断弧、待片刻 熔池凝固、再 继续引 弧熔化一点焊 条立即断弧 .这样循环持续 ,直至铁水成型达到可控为止 ，在烧第二层 焊缝时电 流也不能过 大，否则将第一层铁水熔化下坠形成内凹 ，电流越大形成的内凹越深。（5） 横焊位置 管子垂直固定，焊工 围绕焊缝进行横向焊接。横焊位置焊接时 ，铁水受重力 作用，上部易出现咬 边，坡口易产生未熔合，焊接每层之间如 果清理不好易产生夹渣。焊 缝表面横排波纹控制 不好会比较粗糙。3探头的选择探头选择时要考虑的 因素有 :（1）检测厚度 检测较薄焊缝 应选择大 K 值、短前沿探头 ,一次波尽可能扫查更多的焊 缝截 面; 对于大

8、厚度焊 缝应选择晶片尺寸较大、 K 值合适、具 有足够灵敏度的探头。根据实际工作经验 ,笔 者推荐壁厚不小于 7mm 的焊缝宜采用 单斜探头进行检测。壁厚 7mm 的焊缝检测时杂波干扰严重 , 目前多选用 聚焦探头或双晶探头。但聚焦 探头和双晶 探头一般宽度较大 ,与小径管藕合时要进行修磨 由于聚焦探头和双晶探头都是在焦点附近 灵敏度最高 ,探测范围 受到一定影响 ,工艺管道壁厚 7mm 的管道管径一般 均较小,因此 ,对壁 厚 72mm。为提高藕合效 果 ,笔者推荐采用探头宽度为 12mm 的 小晶片短前沿探头 进行检测时 ,管道直径下限为 100mm。（3）扫查面 直管与直管对接 ,探头在

9、焊缝两侧扫查时 ,可以选择 1种K 值的探头 ;直管与管 件对接 ,探头只能在焊 缝一侧进行扫查时 ,应选择 2 种折射角相 差不少于 10 度的探头进行扫 查,其中较小 K 值的探 头,一次波扫查范围不少于焊 缝截面的 1/4（4）探头频率 管道探伤宜选择较高频率的探头 ,以提高指向性和定位 精度。推荐采用频率 为 5MHz 的探头 ,对于 较厚管道 （厚度 ）不小于 4 0mm） 可以选择 2.5M Hz 的探头。对于根部可疑信号 ,尽 可能选择小 K 值探头复验 经验表明 ,小 K 值探头定位精度高 ,误 差小。综合上述条件 ,不同厚 度的管道推荐选择的探头角度和 前沿距离见表 2,不同

10、曲率的管道 推荐选择的探头尺寸 见表 3。4检测灵敏度分析检测标准执行 JB/T 4730.3 一 2005,外径不小于 159mm 的管子按标准中表 19 调节检测 灵敏度 ;外径 159mm 的管子按标准中 表 30 调节灵敏度。管道对接焊缝中存在 的主要缺陷有未焊透、未熔合、内凹、焊 瘤、错口、气孔、夹渣 和裂纹等。根部未焊 透、未熔合和裂纹属面状缺陷 ,超声波对其非常敏感 。试验表明 ,深度为 0.5mm 切槽的反射波 幅均较高 ,回波均在判废线上下 因探头的角度不同 ,回 波幅度有所不同 , 探头折射角度越小 ,回 波幅度越高 ,因此根部未焊透 ! 未熔 合和根部纵向裂纹类面状缺陷一

11、般 不会漏检。5检测工艺卡编制举例工艺卡的编制原则 :工艺卡要能够真正指导 检测人员能够看懂 ,按工艺卡要求可以方 便实 施 编制检测工艺卡时 需重点关注的内容如下 :（1）探头数量和参数能够满足标 准和实际检测的需要 ,能否最大限度地检出危害性缺陷。（2）检测面要明确 （3）试块和检测灵敏度符合标准 要求。下文对管道焊缝超声波检测工艺卡的 编制进行举例。已知某石化装置检修 改造工程中有一条规格为 219*20mm 的碳钢工艺管道，坡口型式 为V 型，氩弧焊打底，手工电焊填充、盖面 ，检测比例为 100%。按按JB/T4730.3 一2005 标准进行检测 ,合格级 别为一级。检测工艺卡编制结

12、果 见表 4。表 4 中未对检测技 术等级提出要求 ,这是因为 JB/T 4730.3 一 2005 的检测技术等级不适用于直管与管 件对接的焊缝检测。6典型缺陷信号的识别超声波检测前 ,应对受 检焊缝两侧的壁厚靠近焊缝部位 用直探头进行测厚 ,以确认其真实 厚度。如果测得结果 小于标称值的负偏差 ,则应立即报告委托人 ; 如果测得结果大于或 等于标 称值 ,则认为是可以接 受的所测厚度值应在记录 中注明,该值即作为判断回波信号的 基准。对回波信号性质的判 定要结合材质、坡口和结构型式、焊接工 艺和焊接位置、回波位 置 （包括水平位置和深 度位置 ）、指示长度和取向、 最大回波高度、静态和动态波形等 进行 综合分析 对于可疑信 号可更换另一种角度的探 头进行验证 ,以助于缺陷定性和伪信号的识 别。管道焊缝正确判别根 部信号的关键是时基线标定要准确 ,要求深度定位误差不 超过 0.5mm,否则 ,根部缺陷信号判断会产生较大 误差。时基线标定完毕后 ,必须用与所检工件厚 度等深或相近的孔进 行校验 ,该孔的最高回波指示值应 与深度标称值相当或略小 0.1一 0.5mm（半孔 径）,则时基线标定是准确 的。时基线的调节还应考 虑试块声速与工件声速的差异 ,当工件厚度较大时 ,声 速的差别会严 重影响定位精度和根 部