首先对各方法优缺点进行分析 ,以便确定最优 方案 。
(1) 第一种方法 优点是简单易懂 ,操作方便 , 不必繁琐的计算 ;缺点是和试块大小相当的 T91 钢 或声学性能相似的材料不易找到 ;若就地取材 ,用现 有管材做专用试块 ,则焊缝检验常用的横孔规则反 射体难以加工 ,并且精度难以保证 ;试块加工精度及 表面光洁度要求高 ,相应成本增加 。
直接检验 T91 钢焊接接头时 ,实际深度为示波屏显 示深度的ξ1 倍 ,若规则反射体的深度是 H , 则示波 屏显示深度是 H ×ξ1 ,可得到如下关系式 :
计算水平距离
s1 = H ×ξ1 ×t gβ1 实际水平距离
s2 = H ×t gβ2
ξ2
=
s2 s1
=
ξ1
t gβ2 ×t gβ1
(4)
分析声速变化对缺陷深度定位的影响 。根据超声波
探伤原理 ,反射波在示波屏上的水平刻度反映的是 声波的传播时间 ,因此可列出如下关系式
t1
=
2H cS1 co sβ1
t2
=
2H cS2 co sβ2
ξ1
=
t2 t1
=
cS1 co sβ1 cS2 co sβ2
(3)
式中 H ———反射体的深度
t1 ———碳素钢中的声波传播时间
会议由中国无损检测学会在役设备工作委员会 副主任李明主持 。会议开幕式上在役设备工作委员 会主任潘荣宝首先介绍了在役设备委员会近年来的 活动情况 ;会议宣读了无损检测学会秘书长徐永昌 的祝词 ;上海无损检测学会张国诚秘书长介绍了上 海学会活动的开展情况 ,介绍和上海市劳动局联合 举办无损检测技能培训的情况 ;上海汇丰检测公司 总经理马奇中在会上发言 ,认为在役设备委员会开 展的工作是必要的 ,对推动我国无损检测工作作出
2006 年 第 28 卷 第 8 期 439
信息与动态
无损检测
全国在役设备和管道无损检测研讨会在井冈山成功举办
全国在役设备和管道无损检测研讨会于 2006 年 6 月 12 - 16 日在江西省井冈山市召开 。来自机 械 、石化 、化工 、高校 、航空 、水电和质检等行业的 30 名代表参加了会议 。
为 3. 09 ,ξ1 值为 1. 18 。
综上所述 ,在试块上调节好仪器对 T91 钢焊接
接头检验时 ,由于声速的变化 ,导致 K 值发生变化 ,
使超声波的传播路径和传播时间发生了变化 。这时
如不进行修正 ,会使缺陷定位存在较大的偏差 。
2 解决方法的比较和确定
2. 1 解决方法的种类 从以上分析可知 ,由于 T91 钢与试块横波声速
1 T91 钢焊接接头超声波探伤存在的问题
横波在弹性介质中的传播速度为[ 1 ]
cS =
E
ρ
· 2
1 (1 +σ)
(1)
式中 cS ———横波声速
E ———介质弹性模量 ρ———介质密度
σ———泊松比
由《火力发电厂金属材料手册》[2] 查得 T91 钢
在室温下 E = 2. 20 ×105 M Pa ,ρ= 7. 78 t/ m3 ,σ=
中图分类号 : T G115. 28 文献标识码 :B 文章编号 :100026656 (2006) 0820438202
T91 (A S TM A2132T91) 钢是中合金耐热钢 ,它 是在 T9 (9Cr21Mo) 钢的基础上通过添加钒 、铌 、氮 等元素改进得到的 ,也称为改进型的 T9 钢 ,是美国 机械工程师协会历时八年研制成型的材料 。其高温 强度因合金元素碳化物的析出硬化而得到改进 ,在 600 ℃时 ,仍有较好的高温强度与蠕变性能 ,并且具 有良好的抗氧化性能 ,其在电站锅炉受热面的应用 也越来越广泛 。因其声学性能和普通钢材有较大的 差异 ,有必要对其焊接接头的超声波探伤进行探讨 , 以便发现其变化规律 ,提高检验的准确性 。
(4) 由此推广开来 ,该方法可适用于任何与试 块声速不同的焊接接头的检验 。
参考文献 :
[ 1 ] 胡天明. 超声探伤 [ M ] . 武汉 :武汉测绘电力大学出版 社 ,1994.
4 38 2006 年 第 28 卷 第 8 期
sinα = sinβ1 = sinβ2
(2)
cL
cS1
cS2
式中 α———探头入射角
cL ———探头纵波声速 β1 ———碳素钢中的横波折射角 cS1 ———碳素钢的横波声速 β2 ———T91 钢中的横波折射角 cS2 ———T91 钢的横波声速 从上式可以看出 ,对同一个探头 ,α和 cL 不变 , 待检焊接接头和试块的横波声速不同 ,将导致β1 和 β2 不同 ,即在试块上测得的 K 值与实际探伤时的 K 值 不 同 。以 K 值 为 2. 0 的 探 头 为 例 , 取 cS1 = 3 230 m/ s ,cS2 = 3 310 m/ s 。运用折射定律计算出 探头在 T91 钢中的 K 值为 2. 29 , 可见声速变化对 K 值影响较大 。 现具体分析声速变化对缺陷定位的影响 。首先
(4) 计算水平距离时 ,用实际 K 值计算 。
4 结论
(1) 对模拟超声波探伤仪而言 ,只要在调节扫 描速度时 ,用修正系数修正声速变化对缺陷定位的 影响 ,计算水平距离时 ,用在 T91 钢中的实际 K 值 计算 ,就可以省去制作专用试块的繁琐工作 。
(2) 就友联 PXU T2350 数字超声波探伤仪而
与会代表一致认为 ,本次会议学术气氛热烈 ,时 间短 ,收益大 ,取得了圆满成功 。在役设备和管道无 损检测有其特殊性 ,希望以后多举办这样的技术研 讨会 。 (无损检测学会在役设备无损检测工作委员会)
新一代高亮度观片灯介绍
N R26 型工业 X 射线胶片高亮度冷热光源观片 灯是 苏 州 纳 尔 检 测 科 技 有 限 公 司 为 适 应 GB/ T 4730 —2005 标准而研制的新一代高亮度观 片灯 。
从以上利弊分析可见 ,第三种方法更适合于与 试块声速有差异的焊接接头的检验 。
3 具体应用
现以汕头 EC HO P E2220 模拟超声波探伤仪和 友联 PXU T2350 数字超声波探伤仪为例具体说明 其应用 。 3. 1 汕头 ECHOPE2220 模拟超声波探伤仪
(1) 首先通过式 (1) 和式 (2) 计算出修正系数ξ1 和在 T91 钢中的实际 K 值 。
实践经验
பைடு நூலகம்无损检测
T91 钢焊接接头的超声波探伤
杨建华 (河南第一火电建设公司 ,平顶山 467031)
Ultrasonic Detection of Welding Joints of T91 Steel
YANG Jian2hua ( Henan No . 1 Thermal Power Const ruction Co mpany ,Pingdingshan 467031 , China)
0. 29 ,将 其 代 入 式 ( 1 ) 得 到 T91 的 横 波 声 速 为
3 310. 64 m/ s ,与碳素钢的声速有很大的差异 。声
速的差异给超声波探伤带来诸多的影响 。首先分析
声速变化对探头 K 值的影响 。根据折射定律
收稿日期 :2005 206 202 作者简介 :杨建华 (1980～) , , 助工 , 从事常规无损检测工作 。
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言 ,只要把通道设置菜单中的“工件声速”设为原“工 件声速”的 1/ξ1 倍 ,计算水平距离时 ,用 T91 钢中的 实际 K 值计算 ,就能实现与试块声速不同的焊接接 头的检验 ,简单方便 。
(3) 对 T91 钢焊接接头检验时 ,由于声速的变 化 ,导致 K 值发生变化 。用该方法检验时 ,需先算 出 T91 钢中的实际 K 值 ,这样就可以避免以标称 K 值或以标准试块上测得的 K 值选用探头 。
的差异 ,导致探头 K 值变化和定位偏差 。解决这一 问题可通过三个途径来实现 :
(1) 选用同材质或与声学性能相似的材料制作 专用试块 ,来调节仪器 。
(2) 根据已知 T91 钢的横波声速 ,利用折射定 律和几何关系找出声速变化对 K 值和扫描速度的 影响规律 ,对示波屏显示数值进行修正 。
(3) 在测 K 值调节扫描速度时 , 运用已发现的 声速变化对缺陷定位的影响规律反方向修正扫描速 度 ,使示波屏上显示数值为实际数值 。 2. 2 解决方法的确定
< 50 mm 。 N R26 型观片灯是当 前国 内亮 度最高 的观 片
灯 ,得到了业界人士的好评 。
算出修正系数ξ1 和在 T91 钢中的实际 K 值 。 (2) 按照测零点 K 值及绘制 DAC 曲线的方法
做好仪器调解工作 。 (3) 把通道设置菜单中的“工件声速”设置为原
“工件声速”的 1/ξ1 倍 ,通过上述调节使数字超声波 探伤仪示波屏显示深度是实际深度的 1/ξ1 倍 ,这样 在检验 T91 钢焊接接头时 ,探伤仪示波屏显示深度 就是实际深度 。
冷光源变有级调光为无级连续可调技术 ,改变 亮度跃变对人眼的一时不适应性 。最高照度可达 180 000 lx ( > 57 000 cd/ m2 ,可清晰观察黑度达 3. 8
的 X 射线胶片) 。 热光源照度可达 600 000 lx ( > 190 000 cd/ m2 ,
可清晰观察黑度达 4. 3 的 X 射线胶片) 。 观片窗口为冷光源 80 mm ×330 mm ,热光源
t2 ———T91 钢中的声波传播时间
ξ1 ———扫描比例的修正系数
杨建华 : T91 钢焊接接头的超声波探伤
无损检测
同一探头 ,其入射角不变 ,由式 (2) 和式 (3) 求出 扫描比例的修正系数ξ1 ,其表示仪器水平线性调节 好后 ,未经修正 ,直接检验 T91 钢的实际深度为示 波屏显示深度的ξ1 倍 。其次分析声速变化对缺陷 水平定位的影响 。在试块上调节仪器后 ,未经修正 ,