一种焊接衬环不等厚小径管焊接接头缺陷判别方法和设备技术

本发明专利技术公开了一种焊接衬环不等厚小径管焊接接头缺陷判别方法和设备，测量焊接接头的材质及结构尺寸，并清洁所述焊接接头的表面污垢；制作图形辅助线并添加超标缺陷判定线；选取目标标准反射体，并基于所述目标标准反射体设置相控阵超声检测仪的参数，并通过计算各阵元延迟时间调节相控阵超声声束的聚焦及偏转；将相控阵超声探头与相控阵超声检测仪连接，并通过移动探头使扇形扫查区域能够覆盖超标缺陷判定线的两端点；沿焊接接头整周进行扫查，根据缺陷最高点位置是否超过超标缺陷判定线对焊接接头进行安全性评估，从而基于相控阵超声检测技术，利用超声横波一次从外表面对焊接进行无损检测，使缺陷判别更科学。使缺陷判别更科学。使缺陷判别更科学。

【技术实现步骤摘要】
一种焊接衬环不等厚小径管焊接接头缺陷判别方法和设备


[0001]本申请涉及无损检测领域，更具体地，涉及一种焊接衬环不等厚小径管焊接接头缺陷判别方法和设备。

技术介绍

[0002]带焊接衬环不等厚小径管焊接接头在部分锅炉高温受热面管中大量应用，焊接接头是受热面管中最薄弱的部位，直接关系到锅炉安全运行的可靠性，因此对锅炉服役期间的焊接接头安全状态检测是确保锅炉安全运行的必要手段。
[0003]此类焊接接头由两侧不同厚度母材、焊接衬环经焊接而成，由于衬环两端与两侧管子母材紧密贴合，从而在衬环与母材结合部位存在一个未熔合区，该处先天的坡口未熔合造成的应力集中效应导致萌生裂纹并在运行中进一步扩展，从而使管子失效。目前一般采用射线检测技术对焊缝内部缺陷进行检测，但由于射线检测对裂纹类缺陷检测灵敏度低，一般不能有效检出产生的裂纹。传统A型脉冲超声检测通过缺陷及结构的反射位置对工件内部缺陷进行判别，但由于该处结构复杂，结构反射波与裂纹波很难加以区分，检出率较低。相控阵超声检测能够实现大角度范围扫查，同时具有缺陷显示直观等优点，对一般小径管焊缝等异形结构件具有较好的检测效果，但由于焊接内衬环与母材的先天坡口未熔合的干扰，对焊接微裂纹也无法有效检出。
[0004]因此，提供一种焊接衬环不等厚小径管焊接接头缺陷判别方法，用以实现对带焊接衬环不等厚小径管焊接接头的缺陷的准确判别，保证生产安全，成为了本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种焊接衬环不等厚小径管焊接接头缺陷判别方法，用以解决现有技术中无法有效检查出带焊接衬环不等厚小径管焊接接头的缺陷的问题，所述方法：
[0006]测量焊接接头的材质及结构尺寸，并清洁所述焊接接头的表面污垢；
[0007]制作图形辅助线并添加超标缺陷判定线；
[0008]选取目标标准反射体，并基于所述目标标准反射体设置相控阵超声检测仪的参数，并通过计算各阵元延迟时间调节相控阵超声声束的聚焦及偏转，以使目标检测区域达到目标成像效果；
[0009]将相控阵超声探头与相控阵超声检测仪连接，并通过移动探头使扇形扫查区域能够覆盖超标缺陷判定线的两端点；
[0010]沿焊接接头整周进行扫查，根据缺陷最高点位置是否超过超标缺陷判定线对焊接接头进行安全性评估。
[0011]在本申请一些实施例中，测量焊接接头的材质及结构尺寸，具体为：
[0012]测量小径管的两侧母材、焊缝及焊接衬环的材质，并测量两侧母材横波声速，两侧母材厚度以及外表面曲率半径，其中，右侧母材厚度大于左侧母材厚度。
[0013]在本申请一些实施例中，制作图形辅助线并添加超标缺陷判定线，具体为：
[0014]根据焊缝两侧母材厚度、焊缝上表面宽度、根部宽度、设计图纸对焊缝剖面图进行制作所述图形辅助线，所述图形辅助线包括焊缝熔合线，焊缝上表面宽度及余高、焊缝根部宽度和所述超标缺陷判定线，所述超标缺陷判定线具体为焊缝与两侧母材交点的连线。
[0015]在本申请一些实施例中，所述目标标准反射体具体为标准长度不小于20mm且不小于探头宽度的Φ1mm横通孔作为标准反射体，且所述目标标准反射体材质为20号优质碳素结构钢，声速范围为 5930m/s～5950m/s。
[0016]在本申请一些实施例中，基于所述目标标准反射体设置相控阵超声检测仪的参数，并通过计算各阵元延迟时间调节相控阵超声声束的聚焦及偏转，以使目标检测区域达到目标成像效果，具体为：
[0017]设置相控阵超声检测仪的横波声速、聚焦深度、偏转角度、扫查模式、阵元参数；
[0018]调整所述相控阵超声检测仪的参数，使不同深度、不同角度下Φ 1mm横通孔反射回波波幅均达到满屏的80％；
[0019]当母材横波声速处于大于5800m小于6000m/s时，在不同深度、不同角度Φ1mm横通孔反射回波波幅均达到满屏的80％增益的基础上，再增加2
‑
4dB。
[0020]在本申请一些实施例中，所述聚焦深度具体为F＝(0.9～1.1)T1，其中F为聚焦深度，T1为检测焊接接头较薄侧母材厚度；所述扫查模式包括A型扫描及扇形扫描，且自动扫描时包括B型扫描；所述阵元参数具体为一次激发阵元数量为16个。
[0021]在本申请一些实施例中，将相控阵超声探头与相控阵超声检测仪连接，并通过移动探头使扇形扫查区域能够覆盖超标缺陷判定线的两端点，具体为：
[0022]将探头分别放置在焊缝两侧，进行单面双侧扫查；
[0023]移动探头位置，使一次波扇形扫查区域声束能够同时扫查到衬环两侧与母材的熔合位置；
[0024]屏幕显示衬环、两侧母材与衬环交界处结构反射波。
[0025]在本申请一些实施例中，根据缺陷最高点位置是否超过超标缺陷判定线对焊接接头进行安全性评估，具体为：
[0026]将探头置于任一侧探头放置面上，使一次波扇形扫查区域同时显示结构反射波，若此时，厚侧熔合线处起始缺陷波上端点不会处于两结构反射波连线上方，则判定为超标缺陷；
[0027]将探头置于任一侧探头放置面上，使一次波扇形扫查区域同时显示结构反射波，若此时，薄侧熔合线处起始缺陷波上端点高于薄侧母材与衬环结合点反射波，则判定为超标缺陷。
[0028]在本申请一些实施例中，两结构反射波具体包括薄侧母材、衬环与焊缝结合点的反射波或厚侧母材、衬环与焊缝结合点的反射波。
[0029]相应的，本专利技术还提出了一种焊接衬环不等厚小径管焊接接头缺陷判别设备，所述设备包括：
[0030]测量模块，用于测量焊接接头的材质及结构尺寸，并清洁所述焊接接头的表面污垢；
[0031]制作模块，用于制作图形辅助线并添加超标缺陷判定线；
[0032]选取模块，用于选取目标标准反射体，并基于所述目标标准反射体设置相控阵超声检测仪的参数，并通过计算各阵元延迟时间调节相控阵超声声束的聚焦及偏转，以使目标检测区域达到目标成像效果；
[0033]连接模块，用于将相控阵超声探头与相控阵超声检测仪连接，并通过移动探头使扇形扫查区域能够覆盖超标缺陷判定线的两端点；
[0034]评估模块，用于沿焊接接头整周进行扫查，根据缺陷最高点位置是否超过超标缺陷判定线对焊接接头进行安全性评估。
[0035]通过应用以上技术方案，测量焊接接头的材质及结构尺寸，并清洁所述焊接接头的表面污垢；制作图形辅助线并添加超标缺陷判定线；选取目标标准反射体，并基于所述目标标准反射体设置相控阵超声检测仪的参数，并通过计算各阵元延迟时间调节相控阵超声声束的聚焦及偏转，以使目标检测区域达到目标成像效果；将相控阵超声探头与相控阵超声检测仪连接，并通过移动探头使扇形扫查区域能够覆盖超标缺陷判定线的两端点；沿焊接接头整周进行扫查，根据缺陷最高点位置是否超过超标缺陷判定线对焊接接头进行安全性评估，从而基于相控阵超声检测技术，利用超声横波一次从外表面对焊接进行无损检测，检测中考虑了聚焦深度、角度选择、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种焊接衬环不等厚小径管焊接接头缺陷判别方法，其特征在于，所述方法包括：测量焊接接头的材质及结构尺寸，并清洁所述焊接接头的表面污垢；制作图形辅助线并添加超标缺陷判定线；选取目标标准反射体，并基于所述目标标准反射体设置相控阵超声检测仪的参数，并通过计算各阵元延迟时间调节相控阵超声声束的聚焦及偏转，以使目标检测区域达到目标成像效果；将相控阵超声探头与相控阵超声检测仪连接，并通过移动探头使扇形扫查区域能够覆盖超标缺陷判定线的两端点；沿焊接接头整周进行扫查，根据缺陷最高点位置是否超过超标缺陷判定线对焊接接头进行安全性评估。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，测量焊接接头的材质及结构尺寸，具体为：测量小径管的两侧母材、焊缝及焊接衬环的材质，并测量两侧母材横波声速，两侧母材厚度以及外表面曲率半径，其中，右侧母材厚度大于左侧母材厚度。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，制作图形辅助线并添加超标缺陷判定线，具体为：根据焊缝两侧母材厚度、焊缝上表面宽度、根部宽度、设计图纸对焊缝剖面图进行制作所述图形辅助线，所述图形辅助线包括焊缝熔合线，焊缝上表面宽度及余高、焊缝根部宽度和所述超标缺陷判定线，所述超标缺陷判定线具体为焊缝与两侧母材交点的连线。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标标准反射体具体为标准长度不小于20mm且不小于探头宽度的Φ1mm横通孔作为标准反射体，且所述目标标准反射体材质为20号优质碳素结构钢，声速范围为5930m/s～5950m/s。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述目标标准反射体设置相控阵超声检测仪的参数，并通过计算各阵元延迟时间调节相控阵超声声束的聚焦及偏转，以使目标检测区域达到目标成像效果，具体为：设置相控阵超声检测仪的横波声速、聚焦深度、偏转角度、扫查模式、阵元参数；调整所述相控阵超声检测仪的参数，使不同深度、不同角度下Φ1mm横通孔反射回波波幅均达到满屏的80％；当母材横波声速处于大于5800m小于6000m/s时，在不同深度、不同角度Φ1mm横通孔反射回波波幅均达到满屏的80％增益的基础上，再增加2<...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪峰，徐刚，张赵斐，李飞，徐敏，
申请(专利权)人：华能国际电力江苏能源开发有限公司南通电厂，
类型：发明
国别省市：