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奥氏体不锈钢管焊接过程中焊缝质量的超声波检测在核电、石油、化工等行业有着广泛的应用

。其焊接质量直接影响承压特种设备(锅炉、压力容器、压力管道)的安全。焊缝失效会造成爆炸、燃烧、环境污染等重大事故,给国家和人民财产造成巨大损失,甚至严重危及人民生命安全。目前,国内外对小直径薄壁奥氏体不锈钢管对接焊缝质量的超声波检测尚无专门的标准和规范。实际检测主要采用和借鉴碳钢管无损检测工艺或各种企业检测程序。对于大直径厚壁奥氏体不锈钢管的焊缝质量超声检测工艺及其实施,我国不同行业存在差异,总体水平较低,检测效果较差。这种情况非常不利于奥氏体不锈钢管焊接的检验和检测

 

对于小直径奥氏体不锈钢管,由于其焊缝结构不均匀、壁薄、曲率大,很难进行超声波检测。到目前为止,还没有有效的超声波检测方法。因此,迫切需要开发奥氏体不锈钢管道焊缝的超声波检测方法和工艺,以提高管道焊缝缺陷的检测率和检测精度,大大提高检测效率,降低检测成本,在不同材料的不锈钢管中,有三种不同的线弹性波可以沿给定方向向前传播。这三个波是第一个模拟考试,因为每个波都有平行的余波法线和垂直余波法线位移。一个组件通常比另一个大得多。具有较大平行分量的波称为“准纵波”,具有较大垂直分量的波称为“准横波”。在各向同性材料中,传播模式与第一次模拟考试相同。质点位移不是平行余波法线,而是垂直余波法线。两个准模退化为纯模

 

能量通量矢量对各向异性材料中弹性波的传播也很重要。与各向同性材料不同,同一波的法线不一定与单位时间和单位面积的能量流方向一致(可以感知向量感知)。换句话说,即使超声波与人体波束垂直,也可能发生折射

 

当超声波在各向异性介质中向前传播时,存在在线弹性波。然而,这种线弹性波既不是简单的纵波,也不是简单的横波,而是第三种形式的波,即具有不同性质的线弹性波的混合波。更准确地说,在各向异性材料中,当超声波束对单个缺陷的反射回波显示在超声波探伤仪的屏幕上时,它是粘在一起的公共波,通常,在充分考虑超声波束对奥氏体不锈钢管壁内表面几何效应的前提下,三种波中的的振幅必须远高于另外两种波的振幅

 

,双晶聚焦探头最大限度地克服了超声声束几何效应对直径32mm~159mm、壁厚3.5~20mm的奥氏体钢管内壁的不利影响

 

专用探头能有效检测小直径钢管的缺口缺陷,特殊的双晶面测量精度高。在测试中,检测到的外表面缺陷的深度误差小于内表面缺陷的测量误差。小直径不锈钢管的曲率和厚度会影响测量精度。曲率越小,厚度越大,测量精度越高。不锈钢焊缝晶体较厚,缺陷回波附近有许多草状回波,但在检测图上仍能清晰地分离出缺陷回波,检测灵敏度高

 

试验表明,用于奥氏体不锈钢管对接焊缝检测的专用探头具有以下特点:

(1)专用探头使用的超声波束在工件中有较大的折射角,便于超高薄壁焊缝的超声波检测

 

 

(2)专用探头与超声波检测仪匹配,综合灵敏度高。它能检测奥氏体不锈钢管的焊接缺陷,回波清晰,杂波少,信噪比高

 

 

(3)检测专用探头发出的光束在不锈钢管内具有良好的方向性,缺陷定位方便

 

(4)管件弧度较大时,测量的距离-振幅曲线平滑,缺陷量化方便。


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