一種管板堆焊層母材側(cè)超聲波檢測的實驗
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傳統(tǒng)的檢測檢測方法存在著很大的缺點：由于超聲波檢測對表面粗糙度要求較高，堆焊完成后，只能將堆焊面粗車后才能進(jìn)行超聲波檢測。而大部分缺陷為母材和過渡層的未結(jié)合（見圖1），在對缺陷進(jìn)行返修時，就只能將沒有缺陷的堆焊層面及過渡層一起氣刨掉，然后重新補焊，這樣既費時又費力，而且造成大量人力物力浪費。從管板堆焊層母材側(cè)進(jìn)行檢測由于管板母材已金加工不需再加工就可進(jìn)行超聲波檢測，另外如果提前從母材側(cè)檢測出過渡層的界面缺陷，就能避免其他幾層堆焊完成后又對完好部位返修。顯然從管板堆焊層母材側(cè)進(jìn)行檢測就沒有從堆焊層進(jìn)行檢測造成的效率低下浪費極大的問題，然而從管板堆焊層母材側(cè)進(jìn)行檢測是否可行，檢測效果能否滿足質(zhì)量要求，對此筆者進(jìn)行了實驗研究。
1實驗方案
根據(jù)統(tǒng)計調(diào)查：高壓加熱器管板絲極堆焊合格率較高，主要缺陷是夾渣。低壓加熱器和換熱器管板帶極堆焊焊接質(zhì)量較差，主要缺陷是母材與堆焊層界面的未結(jié)合，以及過渡層和面層中的夾渣和未融合。
針對管板堆焊質(zhì)量情況和超聲波探傷現(xiàn)狀分析，母材側(cè)表面粗糙度滿足檢測要求，制定的實驗方案是：
1)絲極堆焊，在堆焊完第一層后，帶極堆焊在過渡層堆焊完成后，直接從母材側(cè)進(jìn)行超聲波檢測；
2)把堆焊層和母材的界面缺陷檢測出來并進(jìn)行返修，然后堆焊后面幾層，當(dāng)面層堆焊完成后，從母材側(cè)再進(jìn)行超聲波檢測；
3)將堆焊面粗車，從堆焊側(cè)進(jìn)行超聲波檢測；
4)將母材側(cè)檢測數(shù)據(jù)與堆焊側(cè)檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析。
2實驗步驟
2.1制作對比試塊。
筆者參照國內(nèi)探傷標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)文獻(xiàn)資料，結(jié)合實際情況，制作了T1、T2，T3型對比試塊（如圖2、圖3、圖4所示）。試塊的材料20MnMoⅣ，堆焊方法與管板實際堆焊工藝一致，母材厚度T，堆焊層厚度6均與實際管板相同。
2.2制定堆焊層母材側(cè)超聲波探傷工藝
參照相關(guān)文獻(xiàn)資料及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合實際情況，制定出堆焊層母材側(cè)超聲波檢測工藝：
管板堆焊超聲波檢測掃查方法位置如圖5，圖6所示：
檢測條件見表1。
檢測工藝參數(shù)見表2。
2.3實際進(jìn)行母材側(cè)探傷檢測并將檢測結(jié)果與堆焊層側(cè)檢測結(jié)果對比
2.3.1檢測情況（見表3）
2.3.2檢測結(jié)果分析
1)高壓加熱器的管板堆焊從母材側(cè)檢測和從堆焊層側(cè)檢測，其檢測結(jié)果均相同，而且堆焊缺陷數(shù)量明顯低于低壓加熱器。
高壓加熱器一般使用H08A碳素鋼絲極堆焊，作用是便于封口焊焊接，碳鋼焊接性能好，焊接技術(shù)要求不高，所以焊接缺陷少，且缺陷性質(zhì)單一基本均為夾渣。
2)低壓加熱器的管板堆焊從母材側(cè)檢測和從堆焊層側(cè)檢測，其檢測結(jié)果從堆焊層側(cè)檢測優(yōu)于從母材側(cè)檢測，且焊接缺陷數(shù)量較多。
這是因為從堆焊層側(cè)檢測使用雙晶片探頭雙晶探頭一發(fā)一收，檢測靈敏度高。由于堆焊層各向異性，從母材側(cè)檢測，散射衰減嚴(yán)重，檢測信噪比低，所以從堆焊層側(cè)檢測效果優(yōu)于母材側(cè)檢測。
低壓加熱器過渡層使用ER309L≥3mm，面層ER308L≥Smm，帶極堆焊不銹鋼，過渡層作用是在過渡層與堆焊層之間獲得具有較高韌性的過渡層，阻止表面裂紋向母材擴(kuò)展；面層作用是防腐，帶極堆焊溫度不均，焊接規(guī)范要求嚴(yán)格，對操作人員技能要求高，容易產(chǎn)生缺陷。
3實驗結(jié)論
通過實驗過程和結(jié)果分析得出以下結(jié)論：
1)使用碳素鋼絲極堆焊的高壓加熱器管板堆焊層母材側(cè)檢測缺陷檢出的效果與堆焊層側(cè)檢測缺陷檢出的效果相同，能滿足缺陷檢出要求。
2)帶極堆焊不銹鋼的低壓加熱器管板從堆焊層側(cè)檢測效果優(yōu)于母材側(cè)檢測，應(yīng)從堆焊層側(cè)進(jìn)行檢測。
3)帶極堆焊不銹鋼的低壓加熱器堆焊層焊接質(zhì)量較低時，可考慮增加堆焊過渡層后從母材側(cè)進(jìn)行檢測，因大部分缺陷在結(jié)合層，利于及時對缺陷進(jìn)行。這樣就能防止因為缺陷返修而不得不把沒有缺陷的過渡層和面層一起氣刨掉而造成極大浪費的情況。從而減少產(chǎn)品完好部位的返修，縮短生產(chǎn)時間，減少材料浪費，提高產(chǎn)品一次合格率，極大的降低生產(chǎn)成本。當(dāng)堆焊層全部完工后再從堆焊層進(jìn)行檢測。
4)母材側(cè)檢測優(yōu)點：母材側(cè)表面光滑，耦合效果好，無需機(jī)加工就能直接檢測。成本低，效率高。
5)母材側(cè)檢測有如下兩個缺點：
(1)檢測精度略低于堆焊層側(cè)檢測，不適用于帶極堆焊不銹鋼的低壓加熱器管板堆焊層檢測。
(2)從母材側(cè)檢出缺陷，最終返修還是從堆焊層側(cè)，這樣加大了檢測人員做缺陷位置標(biāo)記的難度，會產(chǎn)生一些誤差。
4摘要：加熱器管板堆焊層超聲波檢測，傳統(tǒng)檢測方法是從堆焊層進(jìn)行檢測，此種方法檢測時只能將堆焊面粗車后才能進(jìn)行檢測，這樣造成大量人力物力浪費。從管板堆焊層母材側(cè)進(jìn)行檢測由于管板母材已金加工不需再加工就可進(jìn)行檢測，從管板堆焊層母材側(cè)進(jìn)行檢測就沒有從堆焊層進(jìn)行檢測而造成浪費極大的問題。通過試驗提出了管板堆焊層母材側(cè)檢測的檢測工藝，得出管板堆焊層母材側(cè)檢測對于使用碳素鋼絲極堆焊的高壓加熱器是可行的且能極大的減少浪費，降低生產(chǎn)成本。
