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。……