封头与筒体组对B类焊接接头超声波检测

　　1目前特种设备无损检测现状和存在的问题

　　根据《压力容器安全技术监监察规程》第86条“压力容器壁厚小于等于38mm时，其对接接头应采用射线检测；……”的规定[1]，无损检测对A、B类焊接接头均采用X射线检测。其成本较高，效率低，现场检测条件要求严格，而且具有一定的危险性。有些危害性缺陷不易检出（如坡口边沿未熔合、未焊透等）。

　　根据新规程《固定式压力容器安全技术监察规程》第4.5.3.1条规定“压力容器的对接接头应当采用射线检测或者超声检测，超声检测包括衍射时差法超声检测（TOFD）、可记录的脉冲反射法超声检测和不可记录的脉冲反射法超声检测；当采用不可记录的脉冲反射法超声检测时，应当采用射线检测或者衍射时差法超声检测作为附加局部检测”[2]。如采用衍射时差法超声检测（TOFD）国内刚刚开始，设备和技术人员没有普及，许多场合不具备检测条件（比如封头与筒体组对的B类对接接头）。虽然超声波检测在国内有几十年的历史，技术比较成熟，专业无损检测技术人员较普及，但是超声波无损检测封头与筒体组对的B类对接接头，封头侧的探头移动区不满足JB/T4730.3-2005《承压设备无损检测》第5.1.4.1条大于等于“2.5KT”的规定，加上X射线检测习惯因素和监管部门没有标准可依，基本上没有采用超声波检测[3]。

　　在监督检验工作中，经常发现由于无损检测人员水平所限和X射线检测灵敏度的影响，有许多危害性焊接缺陷没有检出。如：自动焊纵焊缝端部裂纹（校圆所致）、气体保护焊和手工电弧焊的坡口未熔合（大部分评为表面缺陷）等。有些为错判，如：X射线探伤检测判为裂纹，其实为静电感光。

　　2制作典型人工焊接缺陷

　　采用？准1000×10的筒体与封头进行组对。用各种不同的焊接方法进行组对焊接，制作人工典型焊接缺陷。

　　2.1裂纹的制作取300mm的焊接部位，两侧各100mm采用正常的焊条电弧双面焊。中间100mm不焊接，开单面“V”坡口，直边高度2mm，坡口间隙5～6mm。采用氩弧焊打底焊接第一遍，用气焊加热、焊接后喷水冷却的方法，依靠热胀冷缩的内应力使其产生裂纹。用此方法连续进行三次，使裂纹扩展。正面进行焊条电弧焊，背面清根打磨氩弧焊封底[4]。

　　2.2封头侧坡口边沿未熔合的制作在封头坡口处开20mm长，深3mm与坡口角度相同的槽，用18×8×3mm与封头相同材料的薄片贴于开槽处，周围采用氩弧焊封焊，然后打磨成与其它部位的坡口平齐。用钢印确定其位置（X射线很难检出）。然后进行双面焊条电弧焊。用相同的方法可以制作出筒体侧坡口边沿未熔合。

　　2.3单面焊根部未熔合的制作焊接部位组对间隙4mm，直边高度2mm，采用氩弧焊打底焊条电弧焊，对制作根部未熔合部位长20mm处，偏离中心2mm进行焊接。其它部位进行正常的焊接。偏离中心的另一侧就形成根部未熔合。

　　2.4气孔和条状夹渣的制作在合格的焊接接头表面，用角向砂轮机打磨出50×6×4mm的沟槽，在沟槽中加入小件铸铁（铸铁件的大小与根据要制作的条状夹渣尺寸相同）。用氩弧焊熔化小铸铁件，然后进行正常的焊条电弧焊。利用铸铁含碳量高、杂质多和熔化过程中易产生飞溅的特性，在熔化中形成气孔和夹渣。

　　2.5未焊透的制作增加坡口直边高度，坡口组对间隙为“0”，并减小焊接电流，可制造各种未焊透。用钢印确定其位置（X射线检出角过大时很难发现）。

　　3X射线检测

　　对带有人工典型焊接缺陷的B类焊接接头进行100%射线检测，按JB/T4730.2-2005《承压设备无损检测》进行评定。把发现的焊接缺陷性质、大小和位置用钢印标记在试件上。以便在超声波检测中对比各类典型焊接缺陷的反射波形。带有典型焊接缺陷的的试件可按缺陷的类型分别制作成小件。在实际的超声波检测中，可作为对比试块，用来辅助判断缺陷性质。

　　4对带有人工典型焊接缺陷环缝进行100%超声波检测

　　4.1超声波检测设备和检测工艺采用HS600C型数字超声波探伤仪机，按K1.5、K2和K2.5探头分别制作“距离—波幅曲线”。对整条焊接接头进行超声波检测。按JB/T4730.3-2005《承压设备无损检测》的规定进行缺陷评定。检测方法：用K2的探头对环缝筒体侧进行检测；用K1.5、K2和K2.5三种探头对环缝封头侧分别检测。记录起始波、缺陷最高波位置、伪缺陷波等波形，并测量反射波测量长度。

　　4.2底片评定缺陷和超声波评定缺陷进行对比分析

　　通过上述射线检测和超声波检测，典型焊接缺陷位置基本相同，两种检测方法对人工典型缺陷筒体侧坡口边沿未熔合、封头侧坡口边沿未熔合、筒体侧根部未熔合、封头侧根部未熔合、根部裂纹、封头侧夹渣、气孔、较长裂纹及未焊透缺陷的检测结果对比见表1～表9（以纵缝为基准向右测量确定缺陷最高波位置）。

　　5结论

　　用K1.5探头封头侧检出的缺陷最大波幅和缺陷指示长度，均低于K2探头筒体侧检出的缺陷最大波幅和缺陷指示长度；用K2.0探头封头侧检出的缺陷最大波幅和缺陷指示长度，多数情况下略低于K2探头筒体侧检出的缺陷最大波幅和缺陷指示长度，缺陷最高波幅波所在区与筒体侧检出的缺陷最高波幅所在区相同；用K2.5探头封头侧检测结果与筒体侧检测结果相近。所以用K2探头筒体侧检测该B类焊接接头，用K2.5探头封头侧检测该B类焊接接头完全符合要求。

　　通过用不同K值的探头进行检测可以看出筒体侧超声波检测结果和X射线检测结果相近，也符合JB/T4730.3-2005《承压设备无损检测》（第3部分：超声检测）的要求，封头侧的探头移动区不满足JB/T4730.3-2005第5.1.4.1条“探头移动区大于等于2.5KT”的规定，但从检测结果来看，射线能检出的缺陷，超声波也能检出，而且射线不能检出的危害性缺陷（如：坡口边沿未熔合、和射线成一定角度的小裂纹和未焊透），超声波也能检出。多年来超声波检测没有广泛使用，关键是工作见证。数字探伤机的广泛使用，加上数字影像技术的普及，能留下工作见证。

　　用数字探伤机，采用K2的探头进行筒体侧检测，K2.5的探头进行封头侧检测，并对A、B类焊缝交叉部位、超声波检测发现超标部位和超声波有怀疑的部位进行X射线复验。两种检测方法按各自标准进行评定，均合格时，才能认为该焊缝合格。采用这种检测工艺，能满足缺陷的检出，也符合规程的要求。

　　参考文献：

　　[1]压力容器安全技术监监察规程[S].北京：劳动社会保障出版社，1999.

　　[2]TSGR0004—2009，固定式压力容器安全技术监察规程[S].北京：新华社出版社，2009.

　　[3]JB/T4730.2—2005，承压设备无损检测[S].北京：新华社出版社，2005.

　　[4]张文铖.金属熔焊原理及工艺[M].北京：机械工业出版社，2003：204-217.

　　论文榜（www.zglwb.com），是一个专门从事期刊推广、投稿辅导的网站。
本站提供如何投稿辅导，寻求投稿辅导代理，快速投稿辅导，投稿辅导格式指导等解决方案：省级投稿辅导/国家级投稿辅导/核心期刊投稿辅导//职称投稿辅导。


期刊鉴别	论文检测	免费论文	特惠期刊	学术答疑	发表流程

搜索

封头与筒体组对B类焊接接头超声波检测