一种大厚壁异种金属焊缝手动超声波检验对比试块制造技术

本实用新型专利技术公开了一种对比试块，该对比试块由端面堆焊预堆边的低合金钢与奥氏体钢焊接固定，其焊缝的厚度与待检工件焊缝的厚度相同。利用该对比试块可以实现对大厚壁异种金属焊缝手动超声波检验，使厚度为90‑160mm的焊缝进行100％全覆盖检测，实现了大厚壁奥氏体钢超声波检验，提高了奥氏体钢焊缝信噪比和检验灵敏度。

【技术实现步骤摘要】
一种大厚壁异种金属焊缝手动超声波检验对比试块
本技术涉及一种对比试块，，具体涉及一种用于承压设备低合金钢与奥氏体钢对接的异种金属焊缝超声波手动检验的对比试块。
技术介绍
在核电的主承压设备中，出口管嘴与联箱筒体采用低合金钢与奥氏体钢的异种金属对接焊缝。异种金属焊缝，尤其是低合金钢与奥氏体钢对接焊接接头组织，与铁素体钢焊接接头相比，具有较大区别。低合金钢与奥氏体钢对接焊接接头组织具有晶粒粗大、柱状晶粒且各向异性、异质界面、受焊接工艺影响较大等特点，这会使焊缝在超声波检验时声衰减严重，散射回波导致信噪比低，声束扭曲定位不准等。另外，由于核电主承压设备的耐压压力高，技术要求高，设备的容器壁较厚，其焊缝厚度更是达到了90-160mm。目前在现有技术中，焊缝射线检验和通常使用的超声波焊缝检验方法无法覆盖该厚度的焊缝，不能用于检验该厚度的焊缝。现有技术中的对比试块的焊缝厚度很小，无法利用其进行人工缺陷的检测，更不能使用其进行曲线绘制或制定标准。由于上述原因，本专利技术人对现有的技术进行改造，研究出了针对该厚度焊缝的对比试块和利用该试块进行大厚壁异种金属焊缝手动超声波检验的方法。
技术实现思路
为了克服焊缝组织对超声波检验的限制，使焊缝质量可控，本专利技术人进行了锐意研究，从试块研究、探头参数制定、检验工艺开发等方面进行试验研究，设计出对比试块和利用该试块进行大厚壁异种金属焊缝手动超声波检验的方法。具体来说，本技术的目的在于提供以下技术一种对比试块，该对比试块由端面堆焊预堆边的低合金钢与奥氏体钢焊接固定，其焊缝的厚度与待检工件焊缝的厚度相同；所述对比试块包括轴向对比试块和周向对比试块，在对比试块中设置有多个通孔。具体技术方案为：该对比试块由端面堆焊预堆边的低合金钢与奥氏体钢焊接固定，坡口为双U结构，其焊缝的厚度为90-160mm；所述对比试块包括轴向对比试块和周向对比试块；所述轴向对比试块为长方体件，在轴向对比试块中沿焊厚度方向设置有多个等高间距的水平通孔，通孔平行于焊缝的延伸方向；所述周向对比试块为弧形件，其曲率半径与待检工件的曲率半径相同，在周向对比试块中设置有与焊缝垂直并贯通焊缝两侧母材的通孔。本技术所具有的有益效果包括：(1)本技术提供的大厚壁异种金属焊缝手动超声波检验方法可以对厚度为90-160mm的焊缝进行100％全覆盖检测，检测准确度高；实现了大厚壁奥氏体钢超声波检验，提高了奥氏体钢焊缝信噪比和检验灵敏度；(2)本技术提供的大厚壁异种金属焊缝手动超声波检验方法可以对具有奥氏体钢的焊缝进行检测，补充了该类焊缝射线检验的不足，及有效对射线检出的缺陷进行精确定位；(3)本技术提供的对比试块中，在不同深度和不同位置均分布人工反射体，可实现外壁和内壁斜探头和直探头的校准；可根据不同聚集深度探头选择调校的人工反射体深度范围；(4)本技术提供的测试试块实现了大厚壁异种金属检验用不同聚集探头的性能测试，包括探头前沿、角度、聚集范围、延迟等实际参数，有助于缺陷定性和定量检验。附图说明图1示出根据本技术一种优选实施方式的对比试块一的剖面结构示意图；图2示出根据本技术一种优选实施方式的对比试块二的剖面结构示意图；图3示出根据本技术一种优选实施方式的对比试块三的剖面结构示意图；图4示出根据本技术一种优选实施方式的周向对比试块的剖面结构示意图；图5示出根据本技术一种优选实施方式的周向对比试块的结构和通孔位置的示意图；图6示出根据本技术一种实施例中探头测试的DAC曲线；图7示出根据本技术一种优选实施方式的探头检测工艺的工作示意图；图8示出根据本技术一种优选实施方式的周向测试试块的结构和通孔位置的示意图；图9中A示出根据本技术一种优选实施方式的轴向测试试块一的结构示意图；B中示出A的左视示意图；图10示出根据本技术一种优选实施方式的轴向测试试块二的结构和通孔位置的示意图。附图标号说明：1-通孔；2-焊缝；3-预焊边；4-横通孔；5-圆弧一；6-圆弧二；7-圆弧三；8-圆弧四；9-圆弧五；10-圆弧六；11-圆弧七；12-圆弧八；13-圆弧九具体实施方式下面通过附图和实施例对本技术示例性详细说明，专用词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里示例性所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。通过这些说明，本技术的特点和优点将变得更为清楚明确。此外，下面所描述的本技术不同实施方式中涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。本技术提供了一种大厚壁异种金属焊缝手动超声波检验方法，所述大厚壁异种金属焊缝指的是厚度为90-160mm的不同金属焊接的焊缝，尤其是指由低合金钢和奥氏体钢焊接后焊缝。焊缝厚度是指焊缝坡口开口到坡口根部的距离，当坡口为双侧开口时，焊缝厚度为工件两侧坡口开口之间的距离。焊接时，根据需要可以采用任一种现有技术中的焊接方法，例如采用热丝TIG焊接。优选在低合金钢的端面堆焊预堆边(隔离层)，所述预堆边由合金制成，例如镍基合金。所述预堆边的宽度为10-30mm，优选为15-30mm。优选的，在焊接母材和预堆边开设双U结构或双V结构的坡口后进行焊接；焊接后坡口开口宽度即为焊缝宽度，优选为10-40mm，更优选为20-40mm。对于本技术所述厚度为90-160mm的异种金属焊缝，出于安全需求，需要对焊缝进行100％超声波检验，以确保焊接的可靠性。100％检验是指对焊缝进行全覆盖、全部探伤检测。鉴于此，本技术提供了一种大厚壁异种金属焊缝手动超声波检验方法。在本技术提供的超声波检验方法中，特别的还提供了对比试块，以便确立检验标准和/或绘制DAC曲线(距离-幅度曲线)。所述对比试块由与待检工件相同的异种金属焊接固定连接，优选对比试块在焊接时采用与待检工件相同的工艺，如焊接方法、坡口结构、填充金属等；更优选对比试块与待检工件的焊缝厚度相同。在一种优选的实施方式中，所述对比试块由低合金钢与奥氏体钢对接焊接固定，所述焊缝2的厚度为90-160mm，优选为120-160mm，例如100mm、120mm或150mm等。更优选在焊接时，在低合金钢的端面堆焊预堆边3(隔离层)，所述预堆边3由合金制成，例如镍基合金。所述预堆边的宽度为10-30mm，优选为15-30mm，例如20mm、25mm。进一步的，对比试块中的坡口为双U结构或双V结构，优选为双U结构；焊缝2的宽度为10-40mm，更优选为20-40mm，例如25mm，30mm或37mm。所述对比试块包括轴向对比试块和周向对比试块。所述轴向对比试块为简单几何体，根据需要可设置为长方体、正方体、三角体、圆柱体或梯形体，优选轴向对比试块为长方体件。所述轴向对比试块包括对比试块一、对比试块二和对比试块三。优选的，在轴向对比试块中沿焊缝厚度方向设置有多个等高间距的水平通孔1，所述通孔1即为人工反射体；优选通孔1平行于焊缝的延伸方向。优选如图1所示，在对比试块一中，所述通孔1沿焊缝厚度垂直等距排列设置在焊缝2的中心处。当检测焊缝中的缺陷时，对比试块一用于绘制焊缝缺陷的DAC曲线。如图2所示，在对比试块二中，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.对比试块，其特征在于，该对比试块由端面堆焊预堆边(3)的低合金钢与奥氏体钢焊接固定，坡口为双U结构，其焊缝的厚度为90‑160mm；所述对比试块包括轴向对比试块和周向对比试块；所述轴向对比试块为长方体件，在轴向对比试块中沿焊缝(2)厚度方向设置有多个等高间距的水平通孔(1)，通孔(1)平行于焊缝的延伸方向；所述周向对比试块为弧形件，其曲率半径与待检工件的曲率半径相同，在周向对比试块中设置有与焊缝垂直并贯通焊缝两侧母材的通孔(1)。

【技术特征摘要】
1.对比试块，其特征在于，该对比试块由端面堆焊预堆边(3)的低合金钢与奥氏体钢焊接固定，坡口为双U结构，其焊缝的厚度为90-160mm；所述对比试块包括轴向对比试块和周向对比试块；所述轴向对比试块为长方体件，在轴向对比试块中沿焊缝(2)厚度方向设置有多个等高间距的水平通孔(1)，通孔(1)平行于焊缝的延伸方向；所述周向对比试块为弧形件，其曲率半径与待检工件的曲率半径相同，在周向对比试块中设置有与焊缝垂直并贯通焊缝两侧母材的通孔(1)。2.根据权利要求1所述的对比试块，其特征在于，所述轴向对比试块包括对比试块一、对比试块二和对比试块三，其中，对比试块一的焊缝(2)中心处设置有垂直等距排列的通孔(1)；对比试块二的预堆边(3)中心处设置有垂直等距排列的通孔(1)；对比试块三的奥氏体钢母材与焊缝连接处设置有垂直等距排列的通孔(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵晓华，张建磊，王佐森，余金涛，宋延庆，夏珊，李慧博，李宏艳，
申请(专利权)人：哈电集团秦皇岛重型装备有限公司，
类型：新型
国别省市：河北,13