刘礼良，饶耀平，邓 进，杨 齐

(1.中国特种设备检测研究院，北京 100029；2.国家市场监督管理总局无损检测与评价重点实验室，北京 100029；3.北京燕华工程建设有限公司，北京 102501)

某厂在安装合成反应器换热管管帽的过程中，发现其焊缝坡口面处存在未熔合类缺陷，曾采用射线双壁双影垂直照射法对现场换热装置的端部φ89 mm管帽焊缝进行射线检测，因管帽局部壁厚较厚且焊缝结构复杂，所以其检测灵敏度较低且难以得到缺陷的尺寸信息。换热管材料为S32168，管帽结构检测位置如图1所示，重点检测部位为两侧坡口面(位置1和位置2分别为焊接接头坡口面，以下称位置1为侧壁坡口，位置2为斜边坡口)。

图1 管帽结构检测位置示意

笔者对焊缝组织进行金相检验[1]，并基于金相检验结果，分析相控阵超声检测工艺[2]，设计并研制了专用楔块，根据检测对象设计制作了专用对比试块，将仿真工艺在模拟试块上进行检测，对检测工艺进一步优化，在实际工件上进一步检测，以验证检测工艺的可行性。

1 相控阵超声检测工艺及检测装置研制

1.1 焊缝金相检验

抽取一个外径为89 mm，管壁厚度为6 mm，管帽厚度为17 mm的试件进行解剖，观察焊缝组织结构、晶粒大小及特点，用于指导相控阵仿真[3]与工艺制定。其金相检验结果如图2所示。

图2 管帽母材焊缝金相检验结果

1.2 相控阵检测工艺仿真分析

对上述规格工件进行建模，焊缝参数与现场实际焊缝坡口一致。经仿真分析，探头放置在管帽端面上较放置在管壁上的检测结果更好，仿真得到的工艺参数如表1所示。……