奥氏体不锈钢高压管体的超声波探伤

    文摘 奥氏体不锈钢晶粒比较粗大，给此类材料制成的压力容器的超声波探伤带来很大的困难。为此，采用纵波与横波结合的探伤工艺，利用对比试块，根据管体规格选择最佳探头角度，对奥氏体不锈钢高压管体进行了超声波探伤。

    1 引言

    超声波探伤成本低、周期短、对裂纹类缺陷检出率高，是压力容器经常采用的一种探伤方法。奥氏体不锈钢具有很强的耐腐蚀性，在化学、食品加工以及其它各行业中得到十分广泛的应用。奥氏体不锈钢因其晶粒比较粗大，给厚大工件的超声波探伤带来很大困难。萃取罐系高温高压下工作的压力容器，管体是萃取罐的重要组成部分，制造厂方要求对整个管体做 100％超声波探伤。该管体是用奥氏体不锈钢锻压成型的，管壁较厚，本文对此管体所做的超声波探伤作一介绍。

    2 超声探伤工艺

    2.1 管体工作参数及常见缺陷

    2.1.1 工作参数

    设计压力 40MPa，内径φ380mm，材料0Cr18Ni9Ti，壁厚 60mm，长度 2500mm，内外径之比＜80％。

    2.1.2 常见缺陷

    管体中常见的有夹杂、裂纹、气孔、折叠和分层等缺陷。

    2.2 探伤方法

    利用纵波和横波结合的方法进行探伤，设备及仪器的调试按 JB4730-94 执行。

    2.2.1 纵波探伤

    a. 探伤准备

    纵波直探头探伤按 JB4730-94 第 8.2 条执行，探伤灵敏度及评定标准按该标准Ⅱ级执行。奥氏体不锈钢因其晶粒粗大，探测距离又较深，为了提高信噪比，减小近表面盲区，在选取探头时尽可能选用较低频率的探头，频率一般选用0.5MHz 、1MHz、1.25MHz ，晶片一般在φ13～φ29mm 范围之内。

    b. 对比试块

    对比试块的材质要求与管体材质有相同的声学特性和相似的表面状况，根据管体结构，参考JB4730-94，我们设计了 CQG-1 试块,如图 1 所示。

    c. 探伤

    以φ2mm 平底孔为基准，使最大反射波高度为满刻度的 80％，然后再增益 6dB 作为探伤灵敏度。在扫查的过程中要保持探头晶片面与管体相切，速度保持在标准规定的范围之内。记录超过探伤灵敏度的反射波、反射位置及指示长度。

    2.2.2 横波探伤

    a. 探伤准备

    环向缺陷的横波探伤，参照 JB4730-94，选用 K1 和 K2 斜探头。晶片尺寸一般在 325～650mm²,频率可选 0.5MHz、1MHz、1.25MHz。根据 JB4730-94，选取 CSK-ⅢA 试块，距离—波幅曲线的灵敏度为：评定线φ1mm ×6 mm-12dB，定量线φ2mm×6mm-6dB, 判废线φ2mm×6mm+2dB。实际探伤和测长都参照 JB4730-94第 9.1 条要求。管体内表面比较光滑，粗糙度在Ra 0.8～3.2 范围之内，因而，对于内表面上的任何反射波都应进行认真分析，判断属于何种缺陷，并测长、定位、记录和评价。