张旭平 张浩

1.山西漳山发电有限责任公司，山西 长治 046021

2.山西电力科学研究院，山西 太原 030001

浅谈带节流圈的小径管焊缝超声波探伤方法

张旭平1张浩2

1.山西漳山发电有限责任公司，山西 长治 046021

2.山西电力科学研究院，山西 太原 030001

本文是针对某电厂1#机组低温再热器联箱短接管焊缝加节流圈的焊缝，因其特殊结构，不能进行射线探伤检验，而采用超声波方法进行检验，通过实践证明这种方法是有效可行的。

节流圈；小径管；超声波

某电厂6×350MW机组，按合同要求对小径管焊口要进行100%的射线探伤，但射线探伤在检测低温再热器联箱短接管焊缝加节流圈的焊缝时，由于节流圈和管子在厚度上不是同一数量级，从射线照相底片上无法准确评判，后来考虑用超声波方法进行补充探伤。下面就从焊缝的特殊结构具体介绍一下探伤方法。

1.焊缝结构

如图（1-1a,1-1b,1-1c）

低温再热器短接管焊口规格为Φ60×4mm，材质为SA-106C，加节流圈焊口数为588道。节流圈为带偏心圆的圆环，如图（1-1a），在圆环外侧为一圈凸起的棱边，如图（1-1b），焊口就对接在棱边上，如图（1-1c），然后用全氩方法焊接管接头焊缝。

图1

2.探伤前准备工作和探伤方法要点

电力工业部颁布的DL/T820-2002《管道焊接接头超声波检验技术规程》对小径管对接焊缝的探伤范围，所使用仪器，探头，试块，探伤工艺，质量评定等都作了详细的规定。选择小径管探头应符合小径管内、外壁曲率大，管壁薄的特点要求，应使用高阻尼，短前沿，大K值的单晶横波探头。晶片尺寸一般不大于6×6mm，前沿距离小于或等于5mm，偏差小于或等于0.5mm，工作频率为5MHz。采用DL-1型试块，测定探头的入射点，分辨力，折射角，调整仪器的扫描比例，调节好探伤灵敏度就可进行探伤。[1]下面主要介绍通过实际检验中应该注意的事项：

2.1 减少耦合损失：

为了保证探头的接触面与管子外表面相吻合，得到充分耦合，探头耦合面应修磨成圆弧，使其曲率半径与小径管外表面尽量一致，另外，探测区域光洁程度也是保证探伤顺利进行的重要环节，必须认真去打磨探头移动区，清除飞溅物，油漆，锈斑和油垢等杂物，以便减少耦合损失。

2.2 探头参数的测定和复核：

准确测定探头的重要参数，是搞好超声波探伤的基础，如果探头参数测量不准，就会造成缺陷定位，定性的困难，甚至造成误判或漏检。在小径管探伤中，由于工件尺寸小，对缺陷定位要求更严格，对探头参数的测定，必须更准确，可靠。在探伤前，必须认真测定探头参数，例如，探头前沿，K值以及扫描比例等。在探伤过程中，对探头主要参数和探伤灵敏度，必须认真复核，这是因为耦合面的磨损不但会影响K值和探头前沿尺寸，造成错误判断，而且会影响耦合变化，减少声源尺寸，从而改变探伤灵敏度。[2]

2.3 确定探伤灵敏度：

在超声波探伤中，确定探伤灵敏度是一个关键的步骤，探伤灵敏度的高或低，将直接影响探伤结果，在小径管探伤中尤为重要。由于小径管探头制造质量方面的原因，在实际探伤中，往往要适当降低探伤灵敏度，才能减少杂波，达到探伤目的，其必然结果会造成漏检。因此，我们采用外径，壁厚以及内外壁粗糙度与被检管子完全相同的管子，在其内、外壁不同位置各加工一条深度为r=1mm的圆弧槽，采用直射法和一次反射法进行实测，将其各自测得的灵敏度补偿量加在实际探伤中进行修正，实践证明，这种方法能准确定量小径管焊缝中的跟部缺陷。

2.4 扫查方式：

由于小径管探头晶片尺寸较小，容易产生漏检，所以一定要在焊缝两侧探伤。

3.波形分析

采用大K值斜探头在焊缝一侧扫查时，将出现下列不同路径的波形（见图2）。

图2

3.1 斜探头垂直于焊缝，从探头前沿紧挨焊缝加强面开始往后移动，如焊缝下部没有缺陷则波沿路径1传播，无反射波；如焊缝下部有缺陷，则沿路径2传播，在一次波前出现缺陷反射波（见图3 A） 。

3.2 探头继续往后移动，波沿路径3传播，在一次波位上或稍后一点位置上出现焊缝根部与节流圈棱边连接处端角反射波。此波特点反射波幅度较高（见图3 B）。

图3

3.3 再继续后移，端角反射 波将逐渐消失，波沿路径4传播， 无反射波。

3.4 探头继续后移，波沿路径5传播，端角反射波又一次出现在一次反射波位上或稍后一点位置上（见图3B）。

3.5 继续后移探头，波沿路径6传播，在二次波位稍后一点出现加强面反射波，（见图3C）此时用粘耦合剂的手拍打此波跳动。如果在焊缝上部有缺陷，波沿路径7传播，则缺陷反射波就出现在一次与二次反射波之间，经定位判定在焊缝中心线靠近探头一侧，则定为焊缝上部缺陷（见图3 D）。

3.6 若第一次端角反射波不消失，一直延续到二次端角反射波，并且此波出现的位置在一次波位稍前一点，经定位判定在焊缝中心线上，则判为根部未熔合。

4.结语

通过对试样管探测断口检查验证，决定用此方法对低温再热器582道加节流圈焊口进行补充检测，实践证明，此种探伤方法是可行的，运行以后未发生泄露情况，这一措施既保证了焊缝的质量，也保证了工程进度。

[1]中华人民共和国国家经济贸易委员会.管道焊接接头超声波检验技术规程.DL/T820-2002[S].中国电力出版社，2002.

[2]胡天明.超声探伤[M].武汉：武汉测绘科技大学出版社，1994，111～117

Discussion on ultrasonic testing of the throttle orifice’s welds of small diameter tube

Zhang Xuping1Zhang Hao2
1 Shanxi zhangshan electric power co.,ltd.Shanxi Changzhi 046021
2 Shanxi Electric Power Research Institute.Shanxi TaiYuan 030001

In this paper, the throttle orifice’s welds of small diameter tubeof 1# unit low temperature reheater, because its special structure, can't be tested on the ray.And they were tested the ultrasonic method.This ultrasonic method is effective and feasible in practice.

throttle orifice; small diameter tube; ultrasonic testing

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.16.077

张旭平（1966-），工程师，主要从事电站锅炉无损探伤研究工作。