超超临界机组锅炉异种钢小径管镍基焊接接头超声波检测
2012-10-23邓宏平龙会国邹健伟
无损检测 2012年1期
邓宏平,龙会国,邹健伟,谢 亿
(湖南省电力科学研究院,长沙 410007)
现役火力发电机组的过热器和再热器,高温段多使用铬镍奥氏体不锈钢,它具有高的耐热性和抗氧化性,最高使用温度可达700℃,580℃以下的低温段仍然沿用12Cr1MoV或钢102等低合金耐热钢。因此这两种材质与奥氏体不锈钢的异种钢焊接接头难以避免。镍基合金的线膨胀系数介于奥氏体钢和低合金钢之间,为降低因膨胀系数不匹配产生热应力,一般都用镍基合金作为焊接填充材料。这三种材料的性能有较大差异,给焊接带来一定的难度,易产生制造缺陷或运行缺陷,尤其是运行过程中材料中碳迁移产生的沿熔合线裂纹。由于射线检测对熔合线裂纹类缺陷灵敏度低,且对人体有害、检修时间长、受空间限制,在大型电站锅炉的受热面尤其是超超临界机组的锅炉受热面检测中,越来越受到空间的限制,从而很难检测到位。因此小径管异种钢镍基焊缝超声波检测是目前亟待研究的新课题。
1 小径管异种钢镍基焊缝超声波检测的特点
1.1 检测可行性分析
表1列出镍基合金(纯镍)和钢(12Cr1MoV)的材料性能参数,两者的密度、声速和声阻抗均相差较远。

表1 镍基合金和钢的基本性能数据
当超声波入射镍基合金和钢界面时,则:

式中r为声压反射率;t为声压透射率;Pt为反射波声压;Po为入射波声压;R为声强反射率;T为声强透射率;Z2为钢的声阻抗;Z1为镍基的声阻抗。由以上计算公式表明[1-2]:
(1)界面两侧的声波符合① 界面两侧的总声压相等,即Po+Pr=Pt。……
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