一种压力容器特殊管件用镍基合金挤压管的无损检测方法技术

一种压力容器特殊管件用镍基合金挤压管的无损检测方法，包括样管制备、调整样管、设备调校、校验样管、探伤检测等步骤，依据偏移量确定报警阈值，两个报警阈值合理归并，减少间隙量，内外欠缺处于回波高度差≤4dB。本发明专利技术工艺设计合理，厚壁管偏移值计算准确，样管制备、计量与设备调校便捷，省工省时，有效的减少了探伤作业中的漏检率，满足了高端无缝钢管厚壁管超声波自动化无损检测的技术要求，提升的无损检测的效能，是对GB/T 5777

【技术实现步骤摘要】
一种压力容器特殊管件用镍基合金挤压管的无损检测方法


[0001]本专利技术涉及无损检测技术，尤其是指一种压力容器特殊管件用镍基合金挤压管的无损检测方法，适用于成品管直径100mm、壁厚20mm以上，且厚径比＜5的00Cr30Ni60Fe10镍
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铬
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铁基固溶强化型镍基合金无缝钢管的超声波无损探伤检测。

技术介绍

[0002]压力容器用特殊管件是指贯穿件，压力容器贯穿件是特殊用途压力容器的重要组成部分，就是采用圆形无缝钢管对压力容器的外壳进行局部穿透，并通过焊接等工艺将贯穿件与压力容器外壳连接成为一体，成为沟通压力容器内外部的管式构件。所谓贯穿一方面是指安全壳的贯穿，有很多管道需要从安全壳进出，用以安装各类管线。安全壳是核电站的第三道安全屏障，其完整性直接关系到核电站的辐射安全，所以贯穿件要求与安全壳严格密封。另一方面是用于反应堆压力容器控制棒驱动机构管座的贯穿，作为反应堆一回路系统的重要压力边界，承受高温高压作用并直接与冷却剂接触，因此对贯穿件所用材料的强度、塑韧性及耐腐蚀、抗疲劳性能等方面要求极高。因此，必须采用无损检测的方法对经高温挤压制管加工的贯穿件用无缝钢管进行超声波无损探伤，才能保证所述无缝钢管的安全性。
[0003]目前，国内外相关领域的应用研究表明，00Cr30Ni60Fe10合金在多种腐蚀性含水介质和高温气氛中具有优异耐蚀性能，在含氯化物和氢氧化钠溶液中具有较600和800等合金优异的抗应力腐蚀开裂能力，同时具有高的强度、良好的冶金稳定性和优良的加工特性。故成为目前国内外工况腐蚀环境恶劣的核电、石化等装备关键部件用材，尤其是在特殊用途压力容器的贯穿件上应用广泛。
[0004]国内特殊用途压力容器管座贯穿件的研发与工业化生产起步于上世纪九十年代，由于材料加工工艺及技术装备等多方面的原因，采用金属冶炼
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金属锻造
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机械切削加工(先钻孔再镗孔)工艺，将金属圆钢制备加工成类似无缝钢管的管型构件。该工艺技术可以完成国内特殊用途压力容器管座贯穿件的制备加工，但合金材料利用率低、损耗大、成本极高，且金属组织不均匀性高，质量不稳定。随着对管座贯穿件产品安全性和可靠性要求的提高，该工艺技术已不能适应国内能源(核电)领域的可持续发展。作为冶金行业的高端产品，国际上技术封锁与壁垒导致国际采购极为困难，根据国内无缝钢管生产领域的装备及工艺技术发展，采用高温挤压制管工艺取代机械切削加工工艺，不仅可满足能源(核电)领域对高端无缝钢管的需求，促进国家重装备研发生产、保障国家能源安全、提升企业核心竞争力，具有积极的意义。随着压力容器用特殊管件(贯穿件)用制管工艺的优化，同时也要具备与新工艺相匹配的超声波无损探伤工艺，才能满足生产技术与质量的要求。
[0005]超声波探伤具有方向性好、波长短、在高密度固体中损失小及在不同密度介质的界面上反射大等特点，对面积性欠缺的检出率较高，可以满足对内部结构裂纹、搭接、夹杂物腐蚀坑以及加工不适当的塑性压层等欠缺的探伤要求，检验成本低、速度快、检验仪器体积小、质量轻，现场使用方便，故成为目前无缝钢管质检工序中的主要无损探伤方式。主要
用于对无缝钢管的管材整体(沿管全长度的管表外壁、管内壁)，进行纵向欠缺(沿管材长度方向延伸的欠缺)和横向欠缺(沿管材圆周方向延伸的欠缺)检测。
[0006]目前，对于无缝钢管超声波检测是依据中国国家标准GB/T 5777
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2019《无缝和焊接(埋弧焊除外)钢管纵向和/或横向欠缺的全圆周自动超声检测》执行。该标准中对薄壁管(径厚比D/T＞5)纵向欠缺的超声波检测方法作了具体规定，对径厚比为3～5的厚壁管超声波检测仅作了方法叙述，未做具体规定。所谓径厚比就是无缝钢管外径尺寸与壁厚尺寸的比值，通常用D/T来表征，其中D为无缝管的公称外径，T为无缝管的公称壁厚，当经厚比≥5时为薄壁管，径厚比＜5时则为厚壁管。
[0007]依据超声波检测理论及GB/T 5777
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2019《无缝和焊接(埋弧焊除外)钢管纵向和/或横向欠缺的全圆周自动超声检测》规定，薄壁管材超声波检测采用管内只存在横波的形式进行检测。即采用声束纵波入射到无缝钢管1管外壁，并依靠换能器2(声波发射装置、探头)将声速偏移管轴中心线的位移量(称为偏移量)来控制在管内只存在折射纯横波，以此来进行沿管全长度的管表壁、管内壁的纵向欠缺检测(如图1所示)。偏移量X随管外半径、管内半径的不同而变化取值。
[0008]由于厚壁管材内超声波声束传播的复杂性，管内单纯用横波无法进行管外壁、管内壁的全体积检测，故GB/T 5777
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2019《无缝和焊接(埋弧焊除外)钢管纵向和/或横向欠缺的全圆周自动超声检测》，仅叙述了径厚比介于3～5的管材，采用管内折射纵波以及其折射出的横波来进行检测(如图2所示)，对于偏移量参数等技术要求如何选择，因其复杂性没有作出具体规定，而对于径厚比＜3等管材未做任何规定及描述。
[0009]压力容器用特殊管件(贯穿件)用镍
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铬
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铁基固溶强化型镍基合金无缝钢管，经高温挤压制管后的规格为Φ114
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35mm，其径厚比＝3.26，属于厚壁管，且根据现行的中国国家标准GB/T 5777
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2019《无缝和焊接(埋弧焊除外)钢管纵向和/或横向欠缺的全圆周自动超声检测》中，没有对具体检测方法和技术参数进行全面细致的规定。而参照国标中关于径厚比为3～5的厚壁管超声波检测方法制定的工艺，在固溶强化型镍基合金无缝钢管热挤压管检测中存在一定的不足，即：
[0010]1)样管调整参数获取无倾向性：由于国家标准中仅仅是说厚壁管采用管内折射纵波以及其折射出的横波来进行检测，偏移量参数获取没有倾向性或指导性原则来获取，故只能凭经验进行试取，精度低、返工率高。
[0011]2)设备参数调校耗工费时难度高：由于是凭借经验试取参数，对作业人员的技能要求极高，且为了防止漏检，故试取参数范围较大，使得调校需要反复进行，直至符合无损检测的要求。
[0012]3)漏检率较高：由于采用的是两个报警阈值(闸门)，两个门之间存在一定量的间隙值，间隙当量存在就会导致漏检。
[0013]综上所述，由于该型号特殊管件(贯穿件)用厚壁管的结构特性，其超声波无损探伤技术在国内尚无先例可循。

技术实现思路

[0014]本专利技术的目的在于提供一种压力容器特殊管件用镍基合金挤压管的无损检测方法，是针对压力容器用特殊管件(贯穿件)用镍
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铬
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铁基固溶强化型镍基合金无缝钢管，经
高温挤压制管后超声波无损检测技术的研发与实践，是对GB/T 5777
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2019《无缝和焊接(埋弧焊除外)钢管纵向和/或横向欠缺的全圆周自动超声检测》的深化与完善；本专利技术方法工序衔接紧凑、工程计算模型合理，厚壁管偏移值计算准确，样管制备、计量与设备调校便捷，省工省时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压力容器特殊管件用镍基合金挤压管的无损检测方法，其特征是，包括如下步骤：1)样管制备制作管材检测用的样管上人工欠缺的形态：槽型；方向：沿样管长度方向即纵向人工欠缺和沿样管的圆周方向即向人工欠缺加工；部位：分别加工在样管的内壁和外壁；数量：纵向人工欠缺的数量至少2个，其中内壁人工欠缺1个；横向人工欠缺的数量至少2个，其中内壁人工欠缺1个；加工位置：纵向内壁的人工欠缺在管材的端部，距离端口30～200mm；纵向外壁的人工欠缺在内壁欠缺的同一端，与内壁人工欠缺相距至少200mm；横向内壁的人工欠缺在管材的端部，距离端口2.5倍管壁厚度～200mm；横向外壁的人工欠缺在内壁欠缺的同一端，与内壁人工欠缺相距至少200mm；样管制备成为符合超声波无损探伤技术要求并可作为标准件提供现场探伤使用的对比样管；2)调整样管、设备调校2.1根据公称规格即外径、壁厚计算偏移量Y值，计算公式：Y＝D
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Q，式中，Y
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厚壁管偏移量值，单位mm；D
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厚壁管内径，单位mm；Q
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调整系数，0.164～0.252；2.2调节换能器包括声波发射装置、探头，将其偏移离开管轴心线Y距离；2.3将偏移调节后的探头放在加工有纵向人工欠缺的样管上，将Y值向大幅缩小的方向调节，一边调节Y值，一边观察超声波探伤仪器显示屏上管内外壁纵向人工欠缺的回波高度变化，直到内外人工欠缺的回波波幅高度差≤4dB，即设置报警...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆卫中，项黎冬，陈久锋，陈士华，陈涛，王卫东，
申请(专利权)人：宝武特种冶金有限公司，
类型：发明
国别省市：