文档介绍：超声无损检测在压力容器焊缝检测中的应用
广东省汕头市超声仪器研究所有限公司 515041
摘要:超声无损检测技术是检测压力容器焊缝质量最常用的方法之一,超声波检测在检测焊缝时通过在显示屏上显示的波形所对应的时间和幅度能够对缺陷进行精确的定位和定量分析,然而在对缺陷性质的判定方面上仍是一项难点,经过多年深入研究和经验积累,超声波检测在焊缝缺陷定性方面的可靠性得到了提高。文章主要对超声无损检测在压力容器焊缝检测中的应用进行了简要分析。
关键词:超声无损检测;压力容器;焊缝检测
引言
超声检测(Ultrasonic Testing,UT)的原理是,根据超声波在介质中传播时不断衰弱,因此,当它遇到界面时,会产生反射,这样就可以用来检测缺陷。该方法的主要优势是检测灵敏度高,声束指向性好,声波穿透能力强,检测速度快。超声波检测技术应用最多的地方就是,对接焊缝内部埋藏缺陷以及压力容器焊缝内表面裂纹的检测。另外,也可以用于检测一些压力容器锻件以及高压螺栓可能出现裂纹。
超声波是指频率大于20000Hz的高频机械波。用于检测的超声波频率为 -25MHz,其中最常用的是 1-5MHz。超声波具有以下优势:指向性好;波长短;距离分辨力好等。现阶段最常用的超声波检测方法是 A 型脉冲反射超声波检测法,其原理是:把超声波波束由探头射入被检物的一面,然后在同一面接收从缺陷处反射回来的回波,根据回波情况来判断缺陷情况。A 型脉冲反射法又分为:纵波垂直检测和横波倾斜入射检测,前者用于钢板、锻件的检测,而后者则主要用于焊缝的检测。
在传播介质均匀、空间无限大的理想条件下,超声波的传播路径是条直
线,而实际情况下,传播空间有一定大小,介质分布并不均匀,从而导致介质的声阻抗不一致,当超声波在这种介质中传播时,其传播方向在两种声阻抗不同的界面发生改变,形成波的反射、衍射或者折射。超声检测技术正是利用这一传播特点来推测被检测对象内部是否藏有缺陷,探头向被检测物体发射超声信号并接收反射回来的疑似缺陷信号,是实现超声波检测的重要部件。
压力容器焊缝裂纹的特征
焊缝指的是被焊接件经焊接后的结合部分,焊接接头既包括焊缝,还包括热影响区及其临近母材。按照被焊接件的相互位置关系来分,焊接接头可分为对接接头、角接接头及 T型接头、搭接接头等几种形式,其中搭接接头也属于一种角接接头。焊接过程中,熔融金属凝固时会有一定程度的收缩,母材加热不均,都会使熔融金属和母材之间存在张力,导致裂纹的产生。裂纹的类型并不是单一的,不仅包括焊接、焊后热处理过程中产生的裂纹,还包括服役过程中产生的裂纹。
根据裂纹在压力容器中存在的具体位置,可将其分为内表面裂纹、外表面裂纹以及埋藏裂纹。焊缝的内、外表面裂纹常常出现于应力最集中的部位或者微小缺陷的表面。在受到外部作用力时,裂纹尺寸不断增大,甚至会引起泄漏。埋藏裂纹,主要是由于焊接时在焊缝处形成的应力降低了其结构性能,在受到外力作用后便很容易出现疲劳裂纹。对于外表面裂纹,可通过磁粉检测、渗透检测等方式进行检测,而对于埋藏裂纹,磁粉、渗透检测法无能为力,最好采取超声波检测法。
一般采用锯齿型扫查方式在焊缝的两侧进行扫查,扫查齿距应