電站高壓鍋爐管座角焊縫無損檢測的方法

2022-08-02 07:54:04 字數 1924 閱讀 2526

電站高壓鍋爐中,熔化焊接管座角焊縫占有相當大的比例,對這些角焊縫進行有效的檢測是質量控制的重要環節,現行的技術規範、標準對接管座熔化焊角焊縫的無損檢測都給出了要求。如《蒸汽鍋爐安全技術監察規程》規定:對pw≥3.

82mpa的鍋爐,集中下降管角焊縫應做100%射線探傷或超聲波探傷;每個鍋筒和集箱上的其他管接頭角焊縫及其打底焊縫,至少應做10%的無損檢測。其中,就涉及到如何選擇檢測樣本和選擇何種無損檢測方法以最合理地反映出受檢總體的質量狀況的問題。目前,在實際檢測過程中,選擇抽查樣本及檢測方法時還普遍存在較大的隨意性。

為了改善目前的這種狀況,使得檢驗樣本、檢驗方法的選取都具有系統性、全面性和針對性,我們在這方面進行了積極有效的嘗試。

1檢驗樣本的選取

對管座角焊縫按要求進行一定比例的無損檢測,選擇抽查樣本時通常做法是基於如下幾方面因素的綜合考慮,即:巨集觀檢查的初步結果;機組執行期間的執行狀況對部件安全的影響;以前檢查多次發現缺陷的部位;等等。,缺陷已初步形成而未有巨集觀表徵但可能在兩大修期間擴充套件引起事故的管座角焊縫很可能漏檢。

為了解決這一現實問題,我們將金屬磁記憶檢測(mmmt)的方法引入管座角焊縫的檢驗。

電站鍋爐中大量使用的金屬一般都為鐵磁性材料。此類材料中存在缺陷或其他原因引起區域性應力集中時,會產生很高的應力能。在應力能的作用下,其內部磁疇在地球磁場中產生疇壁的位移甚至不可逆的重新排列,產生磁彈性以抵消應力能的增加,從而在應力集中區形成微弱的「漏磁場」,表現為金屬的磁記憶特性。

漏磁場強度的切向分量hp(x)具有最大值,法向分量hp(y)改變符號且具有零值點,如圖1所示。利用mmmt可在不施加外部磁場的作用時檢測到hp(y),經過對採集訊號的放大、處理後,可顯示出材料中的應力集中部位及強弱,從而方便地查詢出可能存在缺陷的部位。這就是我們應用金屬磁記憶檢測選擇管座角焊縫抽查樣本的物理基礎。

利用金屬磁記憶儀對角焊縫進行檢測時,只要引數選擇得當,在沒有應力集中的部位,螢幕上的磁記憶訊號應該有週期性且均勻顯示,當存在一定程度的應力集中時,儀器螢幕上會出現明顯的有一定寬度的突變訊號。根據現場檢驗實際經驗,建議對管座抽查選擇的樣本應該包含所有存在明顯磁記憶突變訊號的角焊縫。

2管座角焊縫的表面質量無損檢測

對管座角焊縫表面缺陷進行探測主要採用的方法有滲透探傷和磁粉探傷兩種,並且,應盡可能優先選擇磁粉探傷。

磁粉探傷時,為了排除偽缺陷的干擾,保證探傷儀與工件表面的良好接觸,探測前應磨掉角焊縫及其邊緣的氧化皮、油漆、鏽蝕等直至出現金屬光澤,並將咬邊等表面巨集觀缺陷修磨乾淨(滲透探傷對角焊縫表面質量的要求基本相同)。檢測過程中,為了保證能夠檢出所有的橫向缺陷和縱向缺陷,在檢測條件允許的情況下,對角焊縫共應探測8次,如圖2所示。

電站高壓鍋爐熔化焊角焊縫所連線的材料很多時候為異種鋼材,由於材料成分相差較大,特別是當cr與mo元素含量相差較大時,磁粉探傷過程中磁痕往往易偏向顯示於某一側的熔合線上。此時,可應用滲透探傷對熔合線上磁痕的真偽進行辨別。如滲透探傷沒有顯示,則可以排除缺陷的存在。

如果滲透探傷仍有缺陷顯示,則需進一步以超聲波或射線探傷方法予以確認。

3管座角焊縫內部質量無損檢測

電站高壓鍋爐存在大量規格φ133mm和φ108mm接管的安放式管座角焊縫,對於管徑大於或等於這兩種外徑的接管座角焊縫可以採用射線探傷或超聲波探傷方法檢測。接管外徑小於上述尺寸的管座角焊縫一直是無損檢測的難點,一般用超聲波探傷進行檢測。

3.1接管外徑大於或等於108mm的管座角焊縫內部質量無損檢測

對於接管外徑大於或等於108mm的管座角焊縫進行射線探傷,主要目的是為了檢測出角焊縫中是否存在坡口未熔合、根部未焊透等缺陷。底片的布置主要有兩種方法,如圖3。

射線探傷時,由於焊縫長度、寬度範圍內透照厚度變化較大,必須採取適當的方法進行補償,通常採用的方法是異速雙片法;為了保證坡口未熔合、根部未焊透等缺陷的最佳檢出效果,在進行探傷前,應充分了解焊縫結構特點,並有針對性地選擇透照方向;角焊縫透照周向位置一般採用「鐘點」定位法定位,工件上12點位置應打上低應力鋼印,以便分析缺陷位置、性質並做出適當的處理,同時,評定底片時要注意影像畸變、位移對缺陷顯示的影響。

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