??? 目前我國在建火電廠發(fā)電機(jī)組主要為600MW～1000MW機(jī)組,與之配套大量使用超臨界的四大管道,對管道焊縫的質(zhì)量要求十分高。以北京國電富通科技有限公司生產(chǎn)的大量焊接(哈佛)彎頭、焊接三通、帶封頭的組合三通以及管道的對接環(huán)焊縫為例,這些管件到達(dá)配管廠或電廠安裝現(xiàn)場后,需要對坡口進(jìn)行除銹或除漆處理之后才能進(jìn)行焊接。這樣的處理一般使用砂輪打磨或角磨機(jī)打磨,致使焊縫坡口與理論要求坡口存在一定的偏差,影響到焊接完成后對焊縫的超聲波檢測結(jié)果的判斷,給判定是否為近表面缺陷造成較大的困難。另外,由于不同管件之間直徑或坡口加工本身存在誤差,致使對接焊接時出現(xiàn)錯位,這也給超聲波檢測判斷是否為近表面缺陷帶來困難。焊接完成后的管道內(nèi)坡口表面無法以用手或其它方式拍打來區(qū)分是否為表面反射波,所以必須對這些非理論坡口可能對超聲波檢測焊縫帶來的影響進(jìn)行重點(diǎn)分析來避免誤判、漏判以確保超聲波檢測質(zhì)量。
1理論焊接坡口與修磨后的實(shí)際坡口對比
1.1 V型坡口理論結(jié)構(gòu)
??? 中小口徑管坡口主要以V型坡口為主,而大口徑管坡口有雙V型、單V型、X型、U型。本文主要以常用的單V型、雙V型坡口為例。??? 單V型坡口管外壁和內(nèi)壁都比較平直,破口面與內(nèi)壁之間有一定的鈍邊,鈍邊厚度一般為0.5mm～2mm。雙V型坡口管內(nèi)外壁也都比較平直,并且與坡口面無過渡過程,存在一定的菱角,坡口面與內(nèi)壁之間也有一定的鈍邊,與單V型坡口不同的是雙V坡口有兩個傾斜角度不同的V型坡口面。
1.2單V型和雙V型坡口修磨后的結(jié)構(gòu)
??? 單V型和雙V型坡口修磨后,坡口外表面邊緣稍微向坡口面傾斜,傾斜角度在5°左右,傾斜區(qū)域距坡口面5m m～30mm,表面狀態(tài)基本為平行或相交的鋸齒形,深度較淺。坡口面也不是平面,而是中部略顯凸起。管內(nèi)壁鈍邊消失,內(nèi)坡口產(chǎn)生,區(qū)域?qū)挾葹?mm～15mm,深度為0.5mm～1.5mm(本身存在機(jī)加工內(nèi)坡口的另議),表面狀況光滑。
2理論坡口與修磨后坡口成型后焊縫結(jié)構(gòu)比較
2.1理論坡口成型后焊縫結(jié)構(gòu)
??? 理論坡口成型后焊縫結(jié)構(gòu)其管外壁至焊縫余高處是平直的,沒有斜坡過渡,管內(nèi)壁也較為平直,在焊逢中心處稍微有凸起部分。2.2 修磨后坡口成型后焊縫結(jié)構(gòu)
??? 對于修磨后的坡口,焊縫成型后,其管外壁至焊縫余高處有一傾斜過渡,與管外壁不在同一水平面上,傾斜過渡區(qū)域距離為5mm～30mm,表面狀態(tài)基本為平行或相交的鋸齒形,同時也可能存在一些咬邊、燒傷及碰撞等造成的鋸齒形或其他形狀的小凹坑,這類小凹坑對超聲波檢測的靈敏度將造成一定影響。管內(nèi)壁由于存在內(nèi)坡口,打底焊接寬度影響到內(nèi)坡口的寬度和深度,這使得內(nèi)坡口的存在不一定是連續(xù)的,并且不一定是兩邊對稱或平行的。有時也會因?yàn)閮?nèi)坡口修磨程度不一或口徑誤差等而導(dǎo)致對口時錯口,內(nèi)坡口出現(xiàn)單邊未熔合現(xiàn)象,很容易在射線檢測時底片上顯示未焊透現(xiàn)象。3 理論坡口與修磨后坡口成型后的焊縫超聲波檢測對比分析
3.1 理論坡口成型后焊縫超聲波檢測對于理論坡口的焊縫超聲波檢測,由于根部和外表面均有略顯凸起的部分,在一次掃查波到達(dá)根部之前,如果沒有缺陷存在,直射波基本沒有變化;但在掃查焊縫根部時,在管內(nèi)壁表面與焊縫中心線之間(靠探頭一側(cè)),直射波有降低或者消失的現(xiàn)象,過了焊縫中心線之后直射波又出現(xiàn)了,并且波幅逐漸升高。在超聲波檢測儀示波屏上一次反射波具體位置很難確定,現(xiàn)場檢測時基本不用此區(qū)域的一次反射波進(jìn)行分析。
3.2修磨后坡口成型后焊縫的超聲波檢測
??? 對于修磨后坡口成型后的焊縫超聲波檢測,由于其存在內(nèi)坡口和管外壁傾斜過渡情況,因此超聲波檢測時與理論坡口有較大的區(qū)別,在超聲波檢測時要分別給予考慮和分析。
3.2.1內(nèi)坡口的超聲波檢測
??? 由于內(nèi)坡口形狀的特殊性,內(nèi)坡口的超聲波檢測主要包括探頭側(cè)坡口分析,中間焊縫分析和與探頭對稱側(cè)坡口分析。
(1)探頭側(cè)坡口分析:根據(jù)內(nèi)坡口修磨程度不同,特別是修磨寬度和深度不同的情況下,在掃查檢測修磨坡口之前,直射波只有底波,當(dāng)掃查到離內(nèi)坡口5mm～30mm時,由于坡口修磨直射波在示波屏上顯示波幅有所升高,與底波相比深度有所減少,但由于修磨角度不確定,因此一次放射波的具體方向無法確定,在此段區(qū)域內(nèi)只能利用直射波進(jìn)行檢測,而不能用二次波。
(2)中間焊縫分析:中間焊縫區(qū)域檢測類似于理論坡口焊縫中間的檢測,只是波形位置有所變化,此波與管內(nèi)壁底波相比深度較深。(3)探頭對稱側(cè)坡口分析:由于坡口修磨程度和長度不確定,所以在檢測這段區(qū)域時,直射波波幅會降低甚至消失,并且波幅降低與探頭K值選擇和坡口修磨程度有關(guān)。由于修磨角度未知,因此一次反射波的具體位置很難確定,在檢測過程中不給予分析和考慮用來確定缺陷位置等相關(guān)參數(shù)。
3.2.2管外壁傾斜部位的超聲波檢測由于經(jīng)過修磨后的管外壁存在一定傾斜過渡區(qū),并且傾斜長度和角度需要根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際來確定,因此在進(jìn)行超聲波檢測時要給予考慮和分析。
??? 當(dāng)探頭前壁接觸到焊縫時,因該處管壁向下凹陷,致使探頭掃查面與管壁之間存在空隙,從而使示波屏上顯示大量表面雜波,并且由于該處探頭前端抵觸到焊縫上,無法以手觸摸拍打的方式給予識別是否為表面雜波,只能觀察其不穩(wěn)定性和參數(shù)坐標(biāo)特征來給予區(qū)分。這給現(xiàn)場檢測增加了很大的難度。
4 結(jié)語
??? 在現(xiàn)場實(shí)際超聲波檢測過程中,進(jìn)行超聲波檢測之前先要了解焊接前坡口的形狀以及焊縫成型等相關(guān)信息。根據(jù)了解情況正確分析其對超聲波檢測的影響,包括探頭K值的選擇、波形的產(chǎn)生、波幅的高低等。根據(jù)分析的結(jié)果正確地判斷和分析各種波形和波幅,盡量避免或減少由于坡口修磨或?qū)谡`差而增加超聲波檢測困難,以免誤判、漏判。從而提高現(xiàn)場超聲波對缺陷的檢出率和工作效率,確保工程現(xiàn)場焊接接頭質(zhì)量。